Doctoral Thesis

Strengthening of circular column subjected to lateral cyclic loading

Final Thesis 6.97 MB Appendix 696.22 kB Summary of Thesis 843.2 kB

Author of thesis: Ing. Mohamad Mansour, Ph.D.

Acad. year: 2019/2020

Supervisor: prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

Reviewers: prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA, prof. Ing. L´udovít Fillo, Ph.D.

Abstract:

The presented doctoral thesis deals with the strengthening of circular concrete columns by Fibre Reinforced Polymers (FRP) wraps subjected to lateral cyclic loadings. This research study focuses on examining the use of FRP for retrofitting, improving the performance of circular reinforced concrete columns and developing a design algorithm for circular column strengthening by FRP composite materials based on the analytical study, numerical simulations and the experimental results. Therefore, a design process of strengthening and confinement was presented to predict the behaviour of the concrete columns subjected to lateral cyclic loadings. Simultaneously with the axial force application, the lateral cyclic load was provided in two different ways; first, it was applied under force control test (i.e. same lateral cyclic force pulling in one direction for certain number of cycle’s ̴ 1 million cycles), second, it was applied under displacement control - reversed cyclic loading test based on a pattern of progressively increasing displacements. The dissertation also presents a literature review of research studies on the FRP confined concrete, design methodology of FRP jackets in seismic zones and code provisions of Eurocode and ACI. The experimental program was considered to verify the behaviour of confined circular column subjected to lateral cyclic loading. In the conclusions, the behaviour of a cantilever concrete column transversally confined by FRP wraps was investigated and an empirical model for FRP confined concrete subjected to high and low cyclic loadings was proposed and some information on possible future research were provided.

Keywords:

Fibre Reinforced Polymer composite materials, strengthening of circular column subjected to cyclic load.

Date of defence

07.11.2019

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaPznamka

Process of defence

Práce se zabývá řešením velmi aktuálního tématu zesilování betonových sloupů. Práce je velmi podrobně zpracována, je výsledkem provedení a vyhodnocení celé řady cenných experimentů. Byla vytvořena procedura pro návrh použitelná i v praxi. Práce má i velmi dobrou formální úroveň. Na vysoké úrovni byla provedena i vlastní prezentace při obhajobě. Doktorand se znalostí věci a erudovaně reagoval na dotazy oponentů a dalších členů komise v rámci veřejné rozpravy. Otázky a odpovědi: Ve zkouškách byly použity sloupy relativně malých rozměrů s průměrem 200 mm. Jakým způsobem byl vzat do úvahy rozměr sloupů? Jakým způsobem byly stanoveny parametry zkoušek? V diskusi uchazeč zohlednil všechny dotazy a připomínky a vysvětlil všechny souvislosti. By line diagrams obtained from experimental and numerical studies, what was done first? The question has been answered. Vliv geometrických imperfekcí u zkoušek tlačených prutů. Uchazeč otázku uspokojivě vysvětlil. Kolik cyklů na únavu bylo použito, zda pouze 1 mil. Byl přitom beton namáhán v nízko nebo vysokocyklové únavě? Uchazeč potvrdil pouze 1 mil. cyklů, namáhání bylo v nízkocyklové oblasti. Jaký byl celkový počet testů? Bylo provedeno i nějaké statistické vyhodnocení? Vzhledem k náročnosti experimentů byly provedeny celkem pouze 4 testy. Statistické vyhodnocení nebylo proto provedeno.

Language of thesis

English

Faculty

Fakulta stavební

Department

Institute of Concrete and Masonry Structures

Study programme

Civil Engineering (D-K-C-SI (N))

Field of study

Constructions and Traffic Structures (KDS)

Composition of Committee

prof. Ing. Marcela Karmazínová, CSc. - předseda,
prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA - oponent,
prof. Ing. L´udovít Fillo, Ph.D. - oponent,
prof. Ing. Jindřich Melcher, DrSc. - člen,
prof. Ing. Stanislav Vejvoda, CSc. - člen,
doc. Ing. Otto Plášek, Ph.D. - člen,
prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. - člen

Supervisor’s report
prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc., dr. h. c.

File inserted by supervisor Size
49986.pdf 54,74 kB

Reviewer’s report
prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA

File inserted by the reviewer Size
49977.pdf 130,08 kB

Reviewer’s report
prof. Ing. L´udovít Fillo, Ph.D.

File inserted by the reviewer Size
49985.pdf 143,05 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová