Behavior of slender concrete columns ‎reinforced with GFRP-bars and spirals ‎under concentric and eccentric loads

Rapid innovations in the concrete industry and high-strength materials have allowed for the ‎design of more slender members more than the past, such as slender reinforced concrete ‎‎(RC) columns. Such members suffer several corrosion problems if traditional steel is used ‎as an internal reinforcement material. Consequently, reinforcing slender RC columns with ‎the non-corrosive fiber-reinforced polymers (FRP) reinforcement extends the structure’s ‎lifetime span and can eliminate the high repair and rehabilitation expenditures due to the ‎inevitable corrosion of conventional steel. This undoubtedly satisfies the designers’ needs ‎and successfully introduces FRP-reinforcements in the construction market. However, ‎limited endeavors have been driven to investigate the structural performance of slender RC ‎columns entirely reinforced with FRP-bars. Moreover, current design recommendations ‎proposed for slender FRP-RC columns have many discrepancies attributed to the ‎slenderness limit and the effective flexural stiffness.‎ The research program herein has been directed to experimentally and theoretically assess ‎the structural behavior of GFRP-RC columns. Therefore, thirty-four GFRP-RC columns ‎with various slenderness ratios were prepared and tested at four different initially applied ‎eccentricity ratios (0, 16 %, 33 %, and 66 %). In addition, four steel-RC slender columns ‎were conducted and observed at the same conditions of GFRP-RC ones to serve as ‎benchmarks. Besides the reinforcement type, the slenderness, and the eccentricity ratios, ‎test variables were also included the longitudinal and transverse reinforcement ratios and ‎the concrete compressive strength. Based on the test results, the GFRP longitudinal-bar ‎contribution to the column capacity and its provision of adequate stability can be described ‎as “significant” over the wide range of parameters tested. Then, the research was extended, ‎developing a second-order model for slender FRP-reinforce
Les innovations rapides dans l'industrie du béton et les matériaux à haute résistance ont ‎permis de concevoir des éléments plus élancés que le passé, tels que des colonnes élancées ‎en béton armé (BA). Ces éléments structuraux montrent des problèmes de corrosion si ‎l'acier traditionnel est utilisé comme matériau de renforcement interne. Par conséquent, le ‎renforcement des colonnes élancées en BA avec l’armature en polymères renforcés de fibres ‎‎(PRF) non corrosives prolonge la durée de vie de la structure et peut éliminer les coûts de ‎réparation et de réhabilitation élevées dues à la corrosion inévitable de l'acier ‎conventionnel. Cela répond sans aucun doute aux besoins des concepteurs et introduit avec ‎succès des renforts en PRF sur le marché de la construction. Cependant, des efforts limités ‎ont été menés pour étudier la performance de colonnes élancées en BA entièrement ‎renforcées de barres en PRF. De plus, les recommandations de conception actuelles ‎proposées pour les colonnes élancées en PRF-BA présentent de nombreuses différences ‎attribuées à la limite d'élancement et à la rigidité à la flexion effective.‎ Ce programme de recherche a été effectué pour évaluer expérimentalement et ‎théoriquement le comportement des colonnes en BA renforcées de PRFV. Par conséquent, ‎trente-quatre colonnes en BA-PRFV avec divers élancements ont été préparées et testées à ‎quatre différents rapports d'excentricité initialement appliqués (0, 16%, 33% et 66%). De ‎plus, quatre colonnes élancées en BA d’acier ont été réalisées et observées dans les mêmes ‎conditions que celles en BA-PRFV pour servir de référence. Outre le type d'armature, ‎l'élancement et les rapports d'excentricité, les variables d'essai comprenaient également les ‎rapports d'armature longitudinale et transversale et la résistance à la compression du béton. ‎Sur la base des résultats d’essais, la contribution des PRFV comme barres longitudinales à ‎la capacité de la colonne et son apport d'une stabilité