Evaluation of the new Canadian highway bridge design code shear provisions for concrete beams with fiber-reinforced polymer reinforcement

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Abstract

The Canadian highway bridge design code (CHBDC) contains provisions for designing concrete members with fiber-reinforced polymer (FRP) reinforcement. In the second edition of the code, new shear design procedures for FRP-reinforced sections are provided. These procedures are consistent with those for steel-reinforced members in the code, in consideration of some modifications that account for the substantial differences between FRP and steel reinforcement. The shear approach adopted in the CHBDC follows the traditional approach of Vc + Vs for shear design. This paper presents an evaluation of this approach by comparing it with experimental shear strengths of available test data on beams longitudinally reinforced with FRP bars and with or without FRP stirrups. In addition, the CHBDC approach was compared with the FRP shear design provisions currently in effect in North America using the available test results. The comparison shows that the CHBDC method significantly underestimates the shear strength of FRP-reinforced concrete beams. A proposed modification to this method is presented and verified against available test results.

Le Code canadien sur le calcul des ponts routiers (CCCPR) contient des dispositions pour la conception de membres de béton avec armature en polymères renforcés de fibres (PRF). Dans la 2e édition du code, de nouvelles procédures pour la conception de cisaillement pour les sections armées de PRF sont fournies. Ces procédures sont compatibles dans le code avec celles des membres armés d'acier en considérant certaines modifications pour tenir compte des différences substantielles entre les armatures en PRF et en acier. L'approche du cisaillement adoptée dans le CCCPR suit l'approche traditionnelle de Vc + Vs pour la conception du cisaillement. Cet article présente une évaluation de cette approche en la comparant à des forces de cisaillement expérimentales dans des données de test disponibles sur des poutres armées longitudinalement de barres de PRF, et sans ou avec étriers de PRF. En outre, l'approche du CCCPR a été comparée aux dispositions de conception de cisaillement PRF actuellement en vigueur en Amérique du Nord en utilisant les résultats de tests disponibles. La comparaison montre que la méthode du CCCPR sous-estime significativement la résistance au cisaillement des poutres armées en PRF. Une proposition de modification de cette méthode est présentée et vérifiée par rapport aux résultats des essais disponibles.

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