Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Static behavior of adhesive-bonded FRP-steel single-lap joints

Year (A.D.)

2018

Document Type

Thesis

First Advisor

อัครวัชร เล่นวารี

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Department (if any)

Department of Civil Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมโยธา)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโยธา

DOI

10.58837/CHULA.THE.2018.1212

Abstract

การยึดเหนี่ยวระหว่างพอลิเมอร์เสริมเส้นใยและผิวเหล็กเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของ การเสริมกำลังภายนอกด้วยวัสดุพอลิเมอร์เสริมเส้นใย งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมการยึดเหนี่ยวระหว่างเหล็กและ แผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยคาร์บอน ประกอบด้วยกำลังยึดเหนี่ยว ความยาวยึดเหนี่ยวประสิทธิผล พลังงาน ต้านทานการแตกหักที่ผิวสัมผัส และรูปแบบการวิบัติ โดยทำการทดสอบรอยต่อแบบทาบเดี่ยว (เหล็กรูปตัวเอช ขนาด 150?150?7?10 มม. ยึดติดกับแผ่น CFRP ด้วยวัสดุเชื่อมประสาน) จำนวน 17 ตัวอย่าง ตัวแปรที่ศึกษา ประกอบด้วย ความยาวของระยะยึดเหนี่ยว (75, 150, 250,และ 400 มม.) ขนาดรอยร้าวที่ผิว (0, 25, และ 50 มม.) อัตราส่วนสติฟเนสของเหล็กต่อวัสดุพอลิเมอร์เสริมเส้นใย (5.33 และ 8.21) และผลของอีพอกซีบนรอยร้าว เริ่มต้น จากผลการทดสอบพบว่า ค่ามอดุลัสยืดหยุ่นของ FRP มีผลทำให้กำลังยึดเหนี่ยวลดลง 18% ระยะยึด เหนี่ยวประสิทธิผลเพิ่มขึ้น 21% และพลังงานต้านทานการแตกหักที่ผิวสัมผัสลดลง 59% รอยร้าวเริ่มต้นที่ยาวขึ้น มีผลทำให้กำลังยึดเหนี่ยวลดลง 15% ระยะยึดเหนี่ยวประสิทธิผลเพิ่มขึ้น 7% และพลังงานต้านทานการแตกหักที่ ผิวสัมผัสลดลง 9% อีกทั้งอีพอกซีบนรอยร้าวเริ่มต้นมีผลทำให้กำลังยึดเหนี่ยวลดลง 2% แต่ไม่มีผลอย่างเห็นได้ ชัดต่อระยะยึดเหนี่ยวประสิทธิผล และพลังงานต้านทานการแตกหักที่ผิวสัมผัสลดลง 22% ประเภทการวิบัติของ ชิ้นงานไม่มีข้อสังเกตอย่างเห็นได้ชัดต่อผลของรอยร้าวเริ่มต้นแต่อัตราส่วนสติฟเนสมีผลทำให้การวิบัติของบาง ชิ้นงานเปลี่ยนไปจากการวิบัติระหว่างผิวอีพอกซีและแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยเป็นแบบวิบัติระหว่างผิวอีพอกซี และแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยผสมวิบัติจากการหลุดล่อนของแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใย นอกจากนี้ผลของการใช้ สมการทำนายกำลังยึดเหนี่ยวสูงสุดและระยะยึดเหนี่ยวประสิทธิผลได้ทำการศึกษาเพื่อเปรียบเทียบกับผลทดสอบ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Bonding between FRP and steel substrate is a significant factor influencing the effectiveness of strengthening method using externally bonded FRP materials. In this research, the bond behavior between H-beam (dimension of 150x150x7x10 mm) and carbon fiberreinforced polymer (CFRP) plates is experimentally investigated. The bond behavior includes bond strength, effective bond length, and mode of failure. A total of 17 single lap adhesive bonded joints was used in the experiment. The test variables include bond length (75, 150, 250, and 400 mm), interfacial crack length (0, 25, and 50 mm) and stiffness ratio between steel and CFRP plate (5.33 and 8.21). The test results show that elastic modulus of FRP effect cause bond strength to decrease 18%, effective bond length to increase 21% and interfacial energy to decrease 59%. Initial crack increases effect cause bond strength to decrease 15%, effective bond length to increase 7%, and interfacial energy to decrease 9%. Epoxy above initial crack cause bond strength to decrease 2%, but not significantly effect the effective bond length and interfacial energy decrease 22%. Failure mode is not changed when initial crack increases. However, the stiffness ratio between steel and CFRP plate changes failure mode of some example from pure adhesion failure to FRP-adhesion interface failure. A comparison of test results with previously proposed models is discussed in the thesis.

Share

COinS
 
 

To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.