Abstract This paper presents the possibility to apply numerical simulation in static analysis of reinforced concrete structure strengthened with carbon fibre reinforced polymer composite strips (CFRP). Reinforced concrete beams, with strengthening in form values CFRP made of carbon fibres and epoxy resin, featuring various width, as well as non-strengthened bent beams, were analysed. The simply supported beams arranged in a free support scheme were subjected to two concentrated forces within full range of loading (until collapse). The numerical analysis was performed through application of the Finite Elements Method (FEM), and the calculation model applied took into account the geometric and physical nonlinearity. The problem was solved by application of the quasi-static strategy method of calculations using ABAQUS software. While analysing the results, we focused on the run of changes in structure displacement and development of material damage, up to the point of destruction of the beam

Streszczenie Rozwój w zakresie materiałów kompozytowych powoduje, ze coraz czesciej konstrukcje złozone z tradycyjnych i kompozytowych materiałów staja sie rozwiazaniem problemów inzynierskich dotyczacych m.in. wzmacniania konstrukcji budowlanych. Celem prezentowanych badan było sprawdzenie mozliwosci symulacji numerycznej w zakresie analizy statycznej konstrukcji zelbetowych wzmacnianych tasmami kompozytowymi. Badania te stanowiły uzupełnienie programu doswiadczen przeprowadzonych w Katedrze Konstrukcji Betonowych na Wydziale Budownictwa i Inzynierii Srodowiska Politechniki Koszalinskiej. W badaniach analizowano zginane belki zelbetowe z wzmocnieniem w postaci tasm kompozytowych (CFRP) z włókien weglowych i zywicy epoksydowej o róznej szerokosci oraz bez wzmocnienia. Belki w swobodnie podpartym układzie statycznym były zginane przez dwie siły skupione w pełnym zakresie obciazen (az do zniszczenia). Numeryczna analize statyczna przeprowadzono stosujac Metode Elementów Skonczonych (MES), a zastosowany model obliczeniowy uwzgledniał nieliniowosci geometryczne i fizyczne, zagadnienie kontaktu pomiedzy belka i podporami oraz współprace betonu ze zbrojeniem i tasma kompozytowa. Jednym z najwazniejszych elementów zadania było własciwe przyjecie modelu materiałowego betonu. W obliczeniach przyjeto sprezysto-plastyczny model betonu ze zniszczeniem uwzgledniajacy sprezysto-plastyczno-kruchy charakter pracy betonu przy sciskaniu oraz sprezysto-kruche zachowanie przy rozciaganiu. Parametry modelu zostały dobrane na podstawie wyników badan doswiadczalnych podstawowych parametrów wytrzymałosciowych betonu. Zagadnienie zostało rozwiazane przy zastosowaniu quasi-statycznej strategii obliczen z wykorzystaniem procedury róznic centralnych (oprogramowanie ABAQUS). W uzyskanych wynikach zwrócono uwage na rozwój przemieszczen oraz zarysowania belek zelbetowych oraz na proces zniszczenia belek. Analizowano odpowiedz belek wzmocnionych tasmami o dwóch szerokosciach oraz belki bez wzmocnienia. W wiekszosci analiz uzyskano dobra zbieznosc pomiedzy wynikami badan doswiadczalnych i numerycznych

Abstract Development of composite materials causes that more and more frequently structures made of traditional and composite materials become a solution for engineering problems pertaining to, among other things, strengthening of building structures. The aim of the research work presented herein was to check a possibility of numerical simulation in terms of accomplishment of static analysis for reinforced concrete structures strengthened with carbon fibre reinforced polymer strips. This research work supplemented the program of experiments carried out at the Division of Concrete Structures at the Faculty of Civil and Environmental Engineering, Koszalin University of Technology. Reinforced concrete beams strengthened with composite strips (CFRP) made of carbon fibres and epoxy resin featuring various width values as well as non-strengthened bent beams were analysed. The beams arranged in a free support scheme were being bent by two concentrated forces within full range of loading (until destroyed). The numerical analysis was performed trough application of the Finite Elements Method (FEM) and the calculation model applied took into account the geometric and physical non-linearity, the beam to support contact problem and cooperation of reinforced concrete and composite strip. One of the most important elements of the job was proper adoption of concrete material model. The damaged plasticity model for concrete taking into account the plasticity-based damage response of concrete in compression and elastic and quasi-brittle concrete response in tensile conditions was applied in the calculations. Model parameters were selected based on the experimental test results for primary concrete strength parameters. The problem has been solved by application of the quasi-static strategy of calculations with centraldifference method using ABAQUS software. Attention was focused on, in the results obtained, on displacements and reinforced concrete cracks development as well as on the beam destruction process. Response of beams strengthened with CFRP strips of two width values and of non-strengthened beams was analysed. Good concurrence of the experimental and numerical results were obtained in the majority of cases