Redistribution of internal forces in reinforced concrete columns strengthened by jacketing

The subject of the article is the stress-strain state in an axially loaded reinforced concrete column, strengthened with longitudinally and spirally reinforced jacket. Three variants of jackets were considered: made of ordinary, shrinkage-compensating and expansive concrete. A column like this is a composite structure consisting of two different concretes and of reinforcement. The analytical model of this structure was built up, taking into account rheological phenomena, triaxial compression of the original column and non-linear effects. This model makes it possible to determine the longitudinal, radial and spiral stresses in the constituent elements of the strengthened column. It has been found that only expansive concrete jacketing is an active strengthening since it causes a redistribution of the internal forces resulting in relieving the core.

---

Przedmiotem artykułu jest stan naprężeniowo-odkształceniowy w żelbetowym słupie obciążonym siłą osiową, wzmocnionym przez obetonowanie opaską betonową zbrojoną pionowo i obwodowo. Rozważono trzy warianty obetonowania: z betonu zwykłego (skurczowego), bezskurczowego i ekspansywnego. Słup taki jest konstrukcją zespoloną złożoną z dwóch różnych betonów i zbrojenia. Przyjęty model analityczny, uwzględniający zjawiska reologiczne, trójosiowe ściskanie słupa pierwotnego oraz efekty nieliniowe, pozwala na wyznaczenie naprężeń pionowych, radialnych i obwodowych w elementach składowych wzmocnionego słupa. Stwierdzono, że jedynie obetonowanie z betonu ekspansywnego jest wzmocnieniem aktywnym, gdyż powoduje redystrybucję sił wewnętrznych skutkującą obciążeniem rdzenia.