Návrhové charakteristiky GFRP výztuže při extrémních teplotách

Design Characteristics of GFRP Reinforcements at Extreme Temperatures

Stať ve sborníku mimo WoS a Scopus

Článek se zabývá problematikou stanovení závislosti mezi tahovou pevností GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) výztuže a působící teplotou, přičemž tato závislost je zásadní pro účely návrhu železobetonových konstrukcí vystavených požáru. V současné verzi návrhu normy FprEN 1992-1-2 [1] nejsou uvedeny žádné materiálové charakteristiky FRP výztuže při zvýšených teplotách. Návrhové vztahy jsou odvozené pouze pro ocelovou výztuž, avšak tato norma dovolí využít FRP výztuž při návrhu betonových konstrukcí. Z tohoto důvodu byla na základě dostupných a publikovaných experimentálních dat sestavena robustní databáze výsledků vyjadřujících pokles pevnosti GFRP výztuže v závislosti na teplotě, doplněná o výsledky vlastních provedených zkoušek. Charakteristická hodnota pevnosti byla stanovena jako 5% kvantil dle požadavků ČSN EN 1990 [2], a to dvěma metodami: rozdělením dat do intervalů (binning) a kvantilovou regresí. Výsledná (charakteristická) závislost poklesu tahové pevnosti GFRP výztuže na teplotě vykazuje nulovou pevnost při teplotě 550 °C a zohledňuje též vliv degradace polymerní matrice na odezvu výztuže. Navržená křivka tak může sloužit jako podklad pro návrh GFRP výztuže v konstrukcích vystavených účinkům požáru v souladu s platnými normami EN.

The article addresses the issue of determining the dependence between the tensile strength of GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) reinforcement and temperature. Figuring out this dependence is crucial for designing reinforced concrete structures exposed to fire. The current version of the draft standard FprEN 1992-1-2 [1] does not specify any material characteristics of FRP reinforcement at elevated temperatures. The design equations are derived only for steel reinforcement, although this standard allows for the use of FRP reinforcement in the design of concrete structures. For this reason, and based on the available and published experimental data, a robust database of results expressing the decrease in GFRP reinforcement tensile strength as a function of temperature was created and supplemented by the results of our own tests. The characteristic value of the tensile strength was determined as the 5% quantile according to the requirements of ČSN EN 1990 [2], by using two methods: data binning and quantile regression. The resulting (characteristic) dependence of the decreasing tensile strength of GFRP reinforcement on temperature shows zero strength at 550 °C and considers the effect of polymer matrix degradation on the behavior of the reinforcement. The determined curve can be used as a basis for the design of GFRP reinforcement in structures exposed to fire in accordance with EN standards.

Skleněná kompozitní výztuž (GFRP); tahová pevnost; zvýšená teplota

Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP); tensile strength; elevated temperature

JEŽEK, J.; GIRGLE, F.; VAŠÁTKO, D.; ČAIROVIĆ, D.; ZLÁMAL, M.; ŠTĚPÁNEK, P.

30.11.2025

Česká betonářská společnost ČSSI

Praha

978-80-908943-2-7

541

550

10

https://www.cbsbeton.eu/cz/akce/konference/udalost/157-30-betonarske-dny-2025