Computer-aided strengthening of masonry walls using fibre-reinforced polymer strips: Fid-Bau Portal

Computer-aided strengthening of masonry walls using fibre-reinforced polymer strips

Krevaikas, T. D. / Triantafillou, T. C.

Abstract Studies on the use of fibre-reinforced polymers (FRP) as strengthening materials of masonry walls have been numerous. FRP materials, particularly in the form of unidirectional strips, provide a highly effective method of structural intervention in masonry walls. However, the selection of the reinforcing pattern (positioning of the strips) and the calculation of respective cross sectional FRP areas still remains a problem, which is solved in this study through the development of a methodology that relies on strut-and-tie modelling. This methodology has been implemented in a computer programme that enables the definition of the locations where FRP strips should be placed in masonry walls subjected to in-plane loading. Moreover, the tensile forces in the ties can be used to calculate the required FRP cross section areas, hence the number of strips in each location. Hence, a valuable tool for the dimensioning of interventions in masonry walls using FRP materials in the form of strips has been developed. Applications of the tool in simple case studies (masonry walls with openings subjected to both vertical and horizontal loads) are also provided. Finally, a comparison between results predicted by this strut-and-tie model and those from an experimental study found in the literature adds some confidence to the model.

Résumé Les études sur l'utilisation de polymères renforcés de fibres (PRF) comme matériaux de maçonnerie sont nombreuses. Les matériaux en FRP, particulièrement ceux en forme de bandes de la même direction, offrent une méthode très effective d'intervention structurale en maçonnerie. Néanmoins, la sélection du plan de renforcement (disposition des bandes) et le calcul des surfaces de la section FRP correspondantes restent encore un problème qui est résolu par la présente étude avec le développement d'une méthodologie qui se base sur la construction de modèles de treillis. Cette méthodologie a été mise en pratique dans un programme informatique qui permet la définition des régions où les bandes en PRF doivent être placées dans des maçonneries qui sont soumises aux forces parallèles de leur niveau. De plus, les forces en tension dans les liens peuvent être utilisées pour calculer les surfaces des sections en PRF nécessaires et de cette façon le nombre de bandes à chaque endroit. Ainsi, on a développé un outil précieux pour mesurer les interventions en maçonnerie en utilisant des matériaux en PRF qui ont la forme de bandes. On présente aussi des applications de cet outil dans de simples cas d'étude (de maçonnerie avec des ouvertures qui sont soumises à des charges tant verticales qu'horizontales).