Effects of Bar Size on the Cracking Pattern and De-Bonding Load of Rc Beams Strengthened with Frp Sheets

D e s p i t e e x t e n s i v e f i e l d a p p l i c a t i o n s o f F R P p l a t e s, n o t a l l b e h a v i o r a l a s p e c t s o f t h i s c o n s t r u c t i o n m a t e r i a l h a v e y e t b e e n f u l l y u n d e r s t o o d. O n e n e g l e c t e d a s p e c t i s t h e i r r u p t u r e a n d t h e c a u s e s f o r t h e i r d e b o n d i n g o f f t h e c o n c r e t e s u r f a c e t o w h i c h t h e y a r e a d j o i n e d u n d e r u n e x p e c t e d a n d p r e m a t u r e l o a d s. A l l p l a t e d e b o n d i n g t y p e s i n R C b e a m s c a n b e g e n e r a l l y c o n s i d e r e d a s a k i n d o f d i s c o n t i n u i t y. F r o m t h i s v i e w p o i n t, p l a t e-e n d d e b o n d i n g c a u s e s d i s c o n t i n u i t y i n t h e s t r e n g t h e n i n g s h e e t, a n d h i g h e r t h i c k n e s s e s o f t h e s t r e n g t h e n i n g s h e e t c a u s e s i n t e n s i f i e d d i s c o n t i n u i t y i n t h e c o n c r e t e m e m b e r t h i c k n e s s. F u r t h e r m o r e, f l e x u r a l a n d s h e a r c r a c k s c a u s e d i s c o n t i n u i t y i n t h e c o n c r e t e m e m b e r, c a u s i n g c r a c k w i d t h t o i n t e n s i f y d i s c o n t i n u i t y a n d, f i n a l l y, l e a d i n g t o t h e d e b o n d i n g o f t h e s t r e n g t h e n i n g s h e e t. D i f f e r e n t a r r a n g e m e n t s o f f l e x u r a l b a r s i n t h e c o n c r e t e b e a m l e a d t o d i f f e r e n t c r a c k d i s t r i b u t i o n s d u r i n g l o a d i n g. T h e d i f f e r e n c e i n d i s t r i b u t i o n i n v o l v e s, n o t o n l y c r a c k s p a c i n g, b u t, a l s o, c r a c k w i d t h; b o t h o f w h i c h a r e d i s c o n t i n u i t i e s i n t h e b e a m. O n t h e o t h e r h a n d, c r a c k s a n d c r a c k p r o p a g a t i o n a l s o l e a d t o m o i s t u r e a n d d e s t r u c t i v e i o n s p e n e t r a t i o n a n d, t h e r e b y, t o c o r r o s i o n o f t h e e m b e d d e d r e i n f o r c e m e n t i n c o n c r e t e m e m b e r s.I n t h i s s t u d y, t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t a r r a n g e m e n t s a n d l a y o u t s o f i n t e r n a l s t e e l r e i n f o r c e m e n t o n d e s i g n d e- b o n d i n g l o a d s a n d t h e c r a c k i n g p a t t e r n o f R C b e a m s s t r e n g t h e n e d w i t h C F R P s h e e t s a r e e x p e r i m e n t a l l y i n v e s t i g a t e d. A t o t a l o f n i n e 3-m l o n g b e a m s w e r e t e s t e d u n d e r 3- p o i n t l o a d i n g. T h r e e d i f f e r e n t b a r s i z e s w e r e u s e d t o r e i n f o r c e t h e b e a m s, i.e.$5P h i$14, 3$P h i$18 a n d 2$P h i$22 w h i l e t h e r e i n f o r c e m e n t r a t i o s i n a l l b e a m s w e r e a l m o s t t h e s a m e. T h e f i r s t t h r e e b e a m s w e r e u s e d a s b a s e s p e c i m e n s a n d j u s t f o r c o m p a r i s o n. T h e s e c o n d t h r e e s p e c i m e n s w e r e l o a d e d, a f t e r s t r e n g t h e n i n g w i t h t w o l a y e r s o f C F R P u p t o f a i l u r e. F i n a l l y, t h e l a s t t h r e e b e a m s w e r e l o a d e d, b e f o r e s t r e n g t h e n i n g u p t o 70% o f t h e m a x i m u m l o a d i n t h e l i n e a r p a r t o f t h e l o a d-d e f l e c t i o n r e s p o n s e. T h e n, t h e b e a m s w e r e r e l o a d e d a n d s t r e n g t h e n e d w i t h t w o l a y e r s o f C F R P a n d l o a d e d a g a i n u p t o f a i l u r e. T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t s m a l l e r-s i z e s t e e l b a r s c a u s e m o r e u n i f o r m d i s t r i b u t i o n o f c r a c k s a l o n g t h e b e a m, a c c o m p a n i e d b y l o w e r c r a c k w i d t h s. F u r t h e r m o r e, t h e a x i a l s t r a i n d i s t r i b u t i o n i n t h e C F R P s t r e n g t h e n i n g p l a t e h a d m o r e u n i f o r m d i s t r i b u t i o n i n b e a m s w i t h f e w e r t e n s i l e s t e e l b a r s. N o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s w e r e o b s e r v e d a m o n g s p e c i m e n s w i t h v a r i o u s b a r s i z e s, i n t e r m s o f t h e p e e l i n g l o a d o f t h e C F R P p l a t e s.