Armatūros išankstinio įtempimo nuostolių analizė vertinant betono ir armatūros kontakto zonos įtempius

Abstract

Pagrindinis baigiamojo darbo tikslas – išvesti iš anksto įtempto gelžbetoninio elemento armatūros (plieno ir GFRP strypų) išankstinio įtempimo nuostolių skaičiavimo formules, atsižvelgiant į betono ir armatūros kontaktinėje zonoje veikiančius tangentinius įtempius. Darbe pritaikytas teorinis modelis, pagrįstas tiesine nehomogenine antrojo laipsnio diferencialine lygtimi kontaktinei jėgai, veikiančiai sąlytyje tarp betono ir armatūros strypų, rasti. Remiantis teoriniu modeliu, analitiškai gautos formulės iš anksto įtemptos armatūros nuostoliams dėl betono tampriųjų ir susitraukimo deformacijų skaičiuoti. Armatūros nuostoliai nagrinėjami, kai armatūra įtempiama į atsparas ir kai įtempimas vykdomas į užbetonuotą elementą. Atlikta įtemptojo gelžbetonio elemento įtempių-deformacijų būvio analizė, pateikti armatūros išankstinio įtempimo nuostolių dėl betono tampriųjų deformacijų, dėl betono susitraukimo deformacijų palyginamoji analizė, atsižvelgiant į kontaktinės zonos šlyties modulį. Pateikiamos formulės ir skaičiavimai ribiniai armatūros įtempimo jėgai prognozuoti, kad nesusidarytų išilginiai plyšiai sijų galuose, kontaktinėje zonoje tarp armatūros ir betono. Darbe pateikiamos išvados, praktiniai siūlymai. Darbą sudaro 83 puslapiai rašto darbo, 71 paveikslas, 4 lentelės, 11 literatūros šaltinių.

The main purpose of the final work is to derive the formulas of the prestress losses of reinforcing bars (steel and GFRP) in the prestressed reinforced concrete elements, taking into account the tangential stresses acting at the contact interface between the concrete and reinforcing bars. In the thesis, the theoretical model is applied, which is based on a linear non-homogeneous second-order differential equation defining the contact force acting at the contact interface. Following the presented theoretical model, the formulas for predicting the losses of prestress in reinforcement bars due to element elastic shortening and due to concrete shrinkage were derived analytically. In this case, the losses of prestress are calculated for the pre-tensioned and post-tensioned reinforced concrete elements. The analysis of the stress-strain state of prestressed concrete elements is also performed along with the analysis on the effect of slip modulus of the contact interface. Finally, the formula for prediction of the limit values of the initial prestress force to avoid a further occurrence of the longitudinal cracks in the contact interface at the ends of the elements was also given. The conclusions and practical suggestions were finally presented. The work consists of 83 pages of written work, 71 figures, 4 tables, 11 references.