Nemetaliniais strypais armuotų betoninių sijų įlinkių nustatymo metodų tikslumo analizė

Abstract

Tradicinė plieninė armatūra nėra atspari korozijai, jos ištekliai yra riboti, todėl buvo sukurti polimeriniai strypai, armuoti anglies, stiklo, bazalto arba aramido pluoštu. Dabartiniuose gelžbetoninių konstrukcijų projektavimo reglamentuose taikomi empiriniai supaprastinti deformacijų nustatymo metodai gali būti netinkami konstrukcijų, armuotų polimerine armatūra, projektavimui. Šio baigiamojo magistrinio darbo tikslas yra įvertinti nemetaliniais strypais armuotų sijų projektavimo (įlinkių nustatymo) metodų adekvatumą bei nustatyti pagrindinius veiksnius, lemiančius įlinkių nustatymo tikslumą. Darbą sudaro keturios pagrindinės dalys. Pirmame skyriuje apžvelgiami kompozitinės armatūros tipai, raida, armatūros taikymo sritys ir nustatomos šios armatūros taikymo problemos. Antrame skyriuje apžvelgiami plačiausiai pasaulyje taikomų armuoto betono elementų projektavimo normų (Europos, JAV ir Rusijos) ir rekomendacijų (Europos ir JAV) deformacijų (įlinkių) nustatymo metodai. Trečiame skyriuje nagrinėjami surinkti kompozitine armatūra armuotų sijų eksperimentiniai duomenys. Ketvirtame skyriuje, siekiant įvertinti nemetaliniais strypais armuotų betoninių elementų įlinkių nustatymo metodų tikslumą, atliekama lyginamoji statistinė analizė. Analizės metu įvertinama apkrovos intensyvumo, armavimo koeficiento, betono stiprio ir nemetalinės armatūros bei betono tamprumo modulių santykio kitimo įtaka įlinkių nustatymo metodų tikslumui. Gauti rezultatai parodė, jog JAV betono instituto (ACI) rekomendacijas ACI-440 siūloma taikyti, kai nėra žinomos nemetalines armatūros strypo ir betono sukibimo savybės. Europos gelžbetonio projektavimo normos tinka nemetaliniais strypais armuotų elementų įlinkių nustatymui, kai kompozitinio strypo sukibimas su betonu yra užtikrintas. Darbo apimtis: 76 psl. teksto (be priedų), 15 lentelių, 41 paveikslas, 128 bibliografiniai šaltiniai ir 3 priedai.

Traditional steel reinforcement is not resistant to corrosion its resources are limited and, therefore, there have been developed carbon, glass, aramid and basalt fiber reinforced polymer (FRP) bars. Current reinforced concrete (RC) design codes and recommendations are based on empirical and simplified deformation calculation methods, which may be inadequate for design of structures with composite bars. The main objective of this master thesis is evaluation of deflection prediction adequacy of different codes and recommendations for design of FRP RC. The study identifies main factors, which variation has influence on accuracy of deflection predictions. The thesis consists of four main parts. In the first part, evolution of different types of FRP reinforcement is observed specifying application areas of these composites. The second part overviews deformation (deflection) calculation methods from most widely used RC design codes (European, USA and Russian) and recommendations (European and USA). The third part presents experimental data of FRP reinforced concrete flexural members. In order to evaluate the accuracy of the FRP RC deflection calculation methods, a comparative statistical analysis is performed in the fourth part. The analysis is carried out assessing influence of variation of such parameters as load intensity, reinforcement ratio, concrete strength FRP reinforcement and concrete elasticity modules ratio on the prediction accuracy. The results have indicated that design recommendations by the American Concrete Institute (ACI-440) are applicable in case if bond properties of the FRP bars and concrete are not known. European design code (Eurocode 2) is recommended for the deflection calculation of FRP RC elements with good bond quality of the bars. The thesis consists of: 76 pages (without appendixes), 15 tables, 41 pictures, 128 bibliographic entries and 3 appendixes.