Szálerősítésű polimer (FRP) betétek tapadása betonban és ennek hatása a használhatósági határállapotra / Bond of FRP bars in concrete and its effect on serviceability behavior of reinforced concrete elements

Primary tabs

Erre a témakiírásra nem lehet jelentkezni.
Nyilvántartási szám: 
22/35
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
solyom.sandor@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
A vasbeton szerkezetek megvalósíthatóságának egyik legfontosabb feltétele a beton és a vasalás közötti hatékony együttdolgozás. Kétségtelen, hogy a megfelelő tapadás elengedhetetlen az erőátadódáshoz. Napjainkban túlnyomó részben betonacélt alkalmazunk a vasbeton szerkezetek húzó igénybevételeinek felvételére, a magyar terminológia is jól mutatja ezt. Az acél azonban hajlamos elektrolitikus korrózióra, ezzel szemben a szálerősítésű polimer (FRP – Fibre Reinforced Polymer) betétek egyik legfontosabb előnye a korrózióállóságuk. Az FRP betétetek tapadási viselkedése eltérhet a betonacélokétól a különböző mechanikai és fizikai tulajdonságok miatt. A betétek tapadásának mértéke közvetlenül befolyásol egyes jelenségeket a használhatósági határállapotban (Serviceability Limit State, SLS), úgy mint, repedéskép, tension-stiffening, lehajlás.
Jelen kutatás elsősorban az FRP betétek tapadását vizsgálja betonban, illetve a használhatósági határállapotra vonatkozó hatásainak elemzésére fókuszál, laboratóriumi vizsgálatok és analitikai, illetve numerikus modellezési eljárásokkal, amelyek elősegítik a témakör pontosabb megértését. 
E javasolt téma esetén a PhD kutatás művelőjének a következő lehetséges módszertan alapján célszerű a kutatást végeznie:
    • a vonatkozó hazai és nemzetközi szakirodalom áttekintése és kritikai elemzése,
    • az irodalomkutatás alapján kutatási program kidolgozása (laboratóriumi vizsgálatok, analitikai és numerikus modellezés)
    • laboratóriumi kísérletek végrehajtása,
    • modellezés felépítése, elemzéseke elvégzése
    • az eredmények publikálása nemzetközi fórumokon
***
One of the key aspects of reinforced concrete design is the interaction between concrete and reinforcement. Adequate bond is necessary to ensure that sufficient force transfer occurs between the concrete and the reinforcement, hence composite action can be relied upon. Steel bars are commonly used as reinforcement, however, in an application where steel corrosion might be an issue, Fibre Reinforced Polymers (FRP) have been increasingly used as alternatives. The bond mechanisms of FRP bars in concrete are different than that of steel bars due to different material, physical and mechanical properties. In this research, the influence of critical factors will be studied on the bond behavior of FRP bars and the effect of FRP-concrete interaction on the Serviceability Limit State (SLS) behavior. 
The goal of the current research is to improve the understanding on the bond behavior of FRP bars and to develop local bond stress-slip models. Furthermore, serviceability behavior for FRP reinforced concrete elements are investigated as well. During the PhD study an extensive literature review should be performed based on which knowledge gaps are to be localized and addressed in the research (by means of developing of experimental, analytical and numerical working programs). In next steps the previously defined working programs are performed, and findings are disseminated in scientific publications.
Proposed research methodology includes experimental investigation and description of local bond stress behavior of FRP bars as well as analytical and numerical modelling.
A téma meghatározó irodalma: 
Nanni, A.; De Luca, A.; Zadeh, H.J. (2014) Reinforced concrete with FRP bars. Mechanics and design, CRC Press, Taylor & Francis Group
GangaRao, H. V. S., Taly, N., & Vijay, P. V. (2007). Reinforced Concrete Design with FRP Composites. Boca Raton, FL: CRC Press - Taylor & Francis Group
fib (Int. Federation for Structural Concrete) Bulletin 40 (2007) FRP reinforcement in concrete
Jakubovskis, R., Kaklauskas, G., Gribniak, V., Weber, A., & Juknys, M. (2014). Serviceability Analysis of Concrete Beams with Different Arrangements of GFRP Bars in the Tensile Zone. Journal of Composites for Construction. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000465
Ibell, T.; Darby, A.; Denton, S. (2009) Research issues related to the appropriate use of FRP in concrete structures, Construction and Building Materials, 23(4):1521-1528
Hollaway, L.C. (2010) A review of the present and future utilisation of FRP composites in the civil infrastructure with reference to their important in-service properties, Construction and Building Materials, 24(12) SI: ‏2419-2445
Fava, G., Carvelli, V., & Pisani, M. A. (2016). Remarks on bond of GFRP rebars and concrete. Composites Part B: Engineering, 93, 210–220. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.03.012
Lin, X., & Zhang, Y. X. (2014). Evaluation of bond stress-slip models for FRP reinforcing bars in concrete. Composite Structures, 107(1), 131–141. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2013.07.037
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
Composites Part B: Engineering
Construction and Building Materials
Composite Structures
Structural Concrete
Materials and Structures
Engineering Structures
Journal of Structural Engineering
The Journal of “Architecture Civil Engineering Environment”
ACI Special Publications
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
    1. Sándor Sólyom, György L. Balázs, 2021, Analytical and statistical study of the bond of FRP bars with different surface characteristics, Composite Structures, pp.1-17, https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.113953
    2. Sándor Sólyom, Matteo Di Benedetti, György L. Balázs, 2021, Bond of FRP bars in air-entrained concrete: experimental and statistical study, Construction and Building Materials, 300. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124193.
    3. Sándor Sólyom, György L. Balázs, 2020, Bond of FRP bars with different surface characteristics, Construction and Building Materials, 264, pp.1-27, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119839
    4. Sándor Sólyom, Matteo Di Benedetti, Maurizio Guadagnini, György L. Balázs, 2020, Effect of temperature on the bond behaviour of GFRP bars in concrete, Composites Part B: Engineering, 183, pp.1-10, https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107602
    5. Sándor Sólyom, Matteo Di Benedetti, Anna Szijártó, György L. Balázs, 2018, Non-metallic reinforcements with different moduli of elasticity and surfaces for concrete structures, ACEE - The Journal of “Architecture Civil Engineering Environment”, Vol. 11/2, pp. 79-88, https://doi.org/10.21307/ACEE-2018-025.
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
    1. Sándor Sólyom, György L. Balázs, 2021, Analytical and statistical study of the bond of FRP bars with different surface characteristics, Composite Structures, pp.1-17, https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.113953
    2. Sándor Sólyom, Matteo Di Benedetti, György L. Balázs, 2021, Bond of FRP bars in air-entrained concrete: experimental and statistical study, Construction and Building Materials, 300. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124193.
    3. Sándor Sólyom, György L. Balázs, 2020, Bond of FRP bars with different surface characteristics, Construction and Building Materials, 264, pp.1-27, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119839
    4. Sándor Sólyom, Matteo Di Benedetti, Maurizio Guadagnini, György L. Balázs, 2020, Effect of temperature on the bond behaviour of GFRP bars in concrete, Composites Part B: Engineering, 183, pp.1-10, https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107602
    5. Sándor Sólyom, Matteo Di Benedetti, Anna Szijártó, György L. Balázs, 2018, Non-metallic reinforcements with different moduli of elasticity and surfaces for concrete structures, ACEE - The Journal of “Architecture Civil Engineering Environment”, Vol. 11/2, pp. 79-88, https://doi.org/10.21307/ACEE-2018-025.
Hallgató: 

A témavezető eddigi doktoranduszai

Státusz: 
elfogadott