Betono senėjimo koeficiento, prognozuojant valkšnumo deformacijas, lyginamoji analizė

Abstract

Betono senėjimo koeficientas – tai pagrindinis rodiklis, kuris įvertina betono įtempių kitimą per laiką prognozuojant gežbetoninių elementų įlinkius, įtemptojo gelžbetonio armatūros nuostolius dėl betono valkšnumo ir t.t. Senėjimo keoficieno faktiškai neįmanoma gauti analitine forma iš Volterra integrodiferencialinės lygties, todėl jam yra taikomos skaitiniu būdu gautų rezultatų aproksimacijos arba tiesiog jis imamas apytiksliai lygus 0,8 nediferencijuojant tokių faktorių, kaip betono amžius, stebėjimo laikas, betono stirprumas, armaturos kiekis ir t.t. Baigiamajame magistro darbe atlikta įvairių autorių pasiūlytų empirinių betono senėjimo koeficiento formulių analizė. Nustatytos betono senėjimo koeficiento empirinių formulių kitimo ribos ir jų legitimumas tikslioms, skaitiniu būdu gautoms senėjimo koeficiento reikšmėms. Darbe, taikant vidutinių ekvivalentinių įtempių ir deformacijų metodą (ASSA), yra analitiškai išvestas koeficientas, leidžiantis įvertinanti armatūros įtaką gelžbetoniniam elementui, apkrautam pastovia per laiką jėga priklausomai nuo betoninio elemento, apkrauto nekintamu laiko atžvilgiu poslinkiu (grynosios relaksacijos uždavinys). Atlikta armavimo koeficiento įtakos betono senėjimo koeficientui analizė, gauti rezultatai palyginti su tiksliomis reikšmėmis bei EC-2 rekomenduojama viena reikšme - 0,8. Darbe suformuluotas senėjimo koeficiento neapibrėžtumo įvertinimo stochastinis uždavinys. Atlikta parametrų analizė, siekiant nustatyti kiekvieno jų įtaką įvairių autorių empirinių betono senėjimo koeficiento formulių paklaidos dydžiui nustatyti. Išnagrinėta senėjimo koeficiento įtaka nuostolių dėl betono valkšnumo prognozavimui. Atlikta parametrinė atsitiktinių dydžių įtakos analizė, palyginimas su skaitinėmis tiksliomis senėjimo koeficiento reikšmėmis.

The coefficient of aging is the major parameter accounting for the stress evolution in time in deflection analysis of reinforcement concrete elements and specification for losses of pre-stress due to concrete creep. This parameter cannot be derived analytically from Volterra's integro-differential equation and numerical solution is always feasible. Hence, the empirical formula to fit the numerically-based results for the coefficient of aging can be found in literature on the matter. In particular, the code Ec-2 uses a only one value for this coefficient equal to 0.8 neglecting the influence of concrete strength, its age, quantity of reinforcement, time of consideration, etc., and it is cleat that such attempt is quite scarce. Thereby, in the master's thesis, the analysis of various approximate relationships for the coefficient of aging found in literature is considered. Here, a legitimacy of these relations is defined in terms of numerically-based results and the error bounds is determined. The analytical derivation of factor specifying the conversion from a pure relaxation test of plain concrete to the reinforced concrete element is demonstrated via an average strain stress approach (ASSA). The influence of reinforcement quantity on the coefficient of aging is considered comparing the numerical values, EC-2 based value of 0.8 and values defined by empirical relations. Also, the stochastic formulation to define the uncertainties of coefficient of aging related to variation of element cross-section area, modulus of elasticity for concrete and reinforcement as well as providing the various empirical formula errors coming from the numerical prediction is presented. The influence of coefficient of aging on the prediction of losses of pre-stress due to concrete creep are also considered by parametric study as well as using the stochastic analysis.