Innovative Design of FRP Combined with Concrete

Abstract

Developments in the area of composite material systems linked to innovative designs of components using fibre-reinforced plastics (FRP) in combination with concrete can enable more efficient, reliable and cost effective structures to be produced. This study presents the basic mechanics of the short term behaviour of hybrid glass fibre-reinforced plastic (GFRP) box beams, combined with a layer of concrete in the compression zone and a unidirectional carbon (CFRP) laminate in the tension zone. The concept results in low cost elements with pseudo-ductile characteristics, possessing at the same time high stiffness and strength properties, and can be thought of as a better way of producing structural members based on pultruded elements. A design methodology for the hybrid sections is also presented, based on a complete set of stiffness, strength and ductility design requirements. <br /><br />L'évolution des systèmes de matériaux composites, combiné à des designs innovateurs de pièces structurales utilisant des FRP et du beton peut mener à la production de structures plus efficaces, fiables, et économiques. Cette étude présente la mécanique du comportement à court terme de poutres-caissons hybrides en plastique renforcé de fibres de verre (GFRP), liées à une couche de béton dans la région en compression et à un stratifié unidirectionnel en carbone (CFRP) dans la zone en tension. Le concept produit des éléments économiques avec des caractéristiques pseudo-ductiles, possédant à la fois une haute rigidité et une haute résistance. Une méthodologie de design pour sections hybrides, basée sur des exigences relatives à la rigidité, la résistance et la ductilité, est présentée.