Numerical parametric studies on the fire endurance of fibre-reinforced-polymer-confined concrete columns

Confinement of reinforced concrete columns by circumferential fibre reinforced polymer (FRP) wraps is a promising application of FRP materials for structural strengthening and seismic upgrading of deteriorated or under-strength members. However, if this technique is to be used in buildings, parking garages, and industrial structures, then the ability of FRP materials and FRP-wrapped columns to withstand the effects of fire must be demonstrated and evaluated. This paper presents the results of parametric studies conducted using a previously presented and partially validated numerical fire simulation model to investigate the effects of a number of parameters on the fire behaviour of FRP-wrapped reinforced concrete columns. It is demonstrated that appropriately designed and adequately protected FRP-wrapped reinforced concrete columns are capable of achieving fire endurances equivalent to conventionally reinforced concrete columns. Furthermore, this study also suggests that a holistic approach to the fire design of FRP-wrapped members is required, rather than an approach based on the specific performance of the FRP materials. Design recommendations for the fire-safe design of FRP-wrapped concrete columns are presented and discussed.Le confinement de colonnes de b\ue9ton arm\ue9 par un enrobement avec des polym\ue8res renforc\ue9s de fibres (PRF) repr\ue9sente une application prometteuse de mat\ue9riaux de PRF pour le renforcement structural et la mise \ue0 niveau sismique de membrures d\ue9t\ue9rior\ue9es ou ne r\ue9pondant pas aux normes de r\ue9sistance. Toutefois, si cette technique doit \ueatre utilis\ue9e dans des immeubles, des garages de stationnement et des structures industrielles, alors la capacit\ue9 de r\ue9sister aux effets d'un feu des PRF et des colonnes enrob\ue9es de PRF doit \ueatre d\ue9montr\ue9e et \ue9valu\ue9e. Cet article pr\ue9sente les r\ue9sultats d'\ue9tudes param\ue9triques effectu\ue9es en utilisant un mod\ue8le num\ue9rique de simulation de feu pr\ue9sent\ue9 ant\ue9rieurement et partiellement valid\ue9 pour \ue9tudier les effets d'un certain nombre de param\ue8tres sur le comportement au feu de colonnes de b\ue9ton arm\ue9 enrob\ue9es de PRF. Nous d\ue9montrons que des colonnes de b\ue9ton arm\ue9 enrob\ue9es de PRF, bien con\ue7ues et ad\ue9quatement prot\ue9g\ue9es, peuvent atteindre des r\ue9sistances au feu \ue9quivalentes \ue0 celles des colonnes de b\ue9ton arm\ue9 conventionnelles. De plus, cette \ue9tude sugg\ue8re aussi qu'il faut une approche globale \ue0 la conception des membrures enrob\ue9es de PRF pour r\ue9sister au feu plut\uf4t qu'une approche bas\ue9e sur le rendement sp\ue9cifique des mat\ue9riaux de PRF. L'article pr\ue9sente et discute aussi des recommandations pour la conception anti-feu de colonnes de b\ue9ton enrob\ue9es de PRF.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye