ÍslenskaenEnglish

Aðilar að Skemmunni

Leit eftir:


LokaverkefniHáskólinn í Reykjavík>Tækni- og verkfræðideild>MSc verkefni>

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/12551

Titlar
  • en

    Capacity of concrete beams prestressed with BFRP tendons

  • Álagsþol steinsteyptra bita með forspenntum BFRP stöngum

Útgáfa
Júní 2012
Útdrættir
  • Steinsteypt mannvirki eru yfirleitt járnbent vegna lágs togstyrks steypunnar. Járnbending hentar að mörgu leyti vel en hefur þann ókost að tærast sé hún ekki varin. Þetta á einkum við þar sem raki, selta eða önnur efnaáraun er mikil. Við slíkar aðstæður geta önnur efni verið heppilegri sem bending t.d. trefjastangir (FRP) sem hafa verið reyndar víða um heim í þó nokkur ár með ágætis árangri. Basalttrefjastangir (BFRP) eru hinsvegar nýleg viðbót við trefjaefnin, þó svo þær hafi verið þekktar í áratugi. Basaltrefjar eru framleiddar úr basaltbergi sem er algengasta bergtegund heims. Þær hafa rúmlega tvisvar sinnum hærri togstyrk heldur en bendistál og eru léttar samanborið við styrk. Hinsvegar er fjaðurstuðullinn lágur 40-50 GPa samanborið við 200 GPa í bendistáli. BFRP stangirnar hafa því mikla toglengingu á fjaðursviði, sem myndi valda togsprungum í steyptum þversniðum. Til að nýta togstyrk stanganna betur án þess að steypan spryngi um of, er nauðsynlegt að spenna stangirnar.
    Til að kanna vægiþol rétthyrnds steypuþversniðs, forspenntu með BFRP stöngum voru steyptir fjórir bitar sem síðan voru álagsprófaðir. Bitarnir voru án hefðbundinnar skerbendingar með hlutfall haflengdar á móti bendiarmi, (a/d) hlutfall 10,67. Fyrstu tveir bitarnir brotnuðu óvænt í samblandi af sker- og vægisbroti. Þá var ákveðið að styrkja seinni tvo bitana gegn skeri með utanáliggjandi stálhespum, sem voru klemmdar á bitana og þannig framkallað vægisbrot. Niðurstöður prófananna voru bornar saman við reikniaðferðir, sem flestar eru ætlaðar fyrir önnur trefjaefni eða stál sem bendingu. Aðferðunum fyrir útreikningum á vægiþoli bar vel saman við niðurstöður prófana en skerþolsjöfnur voru mjög á reiki. Þegar tilraunaniðurstöður voru bornar saman við niðurstöður fyrri tilrauna, kom í ljós að skerþol sama þversniðs með samskonar bendingu en helmingi lægra a/d hlutfalli, var tvöfalt hærra. Þetta undirstrikar að dreifing skerkrafta og beygjuvægis eftir hafinu, hefur áhrif á skerþol, þó að fæstar skerformúlur taki beint tillit til þess.

  • en

    Concrete structures are usually reinforced because of its low tensile strength. A familiar reinforcing material is steel; it suits well as reinforcement but has a large drawback, corrosion. This is mainly a problem where structures are subjected to water, salty environment or other chemical actions. For those conditions other reinforcing materials are convenient i.e. fiber reinforced polymer (FRP), which has been used widely for several decades. Basalt fibers (BFRP) are a rather new material to structural design, although it has been known for several decades. They are made from basalt rock, are very light and have tensile strength, over twice as high as steel. BFRP has low elastic modulus 40-50 GPa compared to 200 GPa in steel, therefore its elastic lengthening is high, which induces cracking in concrete. To utilize BFRP tendons high strength and in order to prevent concrete cracking it is necessary to prestress them.
    To investigate the moment capacity of BFRP prestressed concrete sections, four beams were casted, with shear span to depth (a/d) ratio of 10,67. They were tested under two point static loading. The first two beams failed due to a combination of shear and bending. Therefore it was decided to strengthen the other two agent’s shear, with steel stirrups to get moment failure. Test results were compared to capacity calculation methods which usually are intended for other fibers reinforcement than basalt or for steel. Moment capacity methods agreed well but shear capacity methods varied. Test results were also compared to former research on beams with half the a/d ratio, but double shear strength. This difference of shear strength indicates that sherforce and bending moment distribution along the span have great influence on the failure mode, although capacity equations normally don’t consider it directly.

Birting
5.7.2012


Skrár
NafnRaðanlegtStærðRaðanlegtAðgangurRaðanlegtLýsingRaðanlegtSkráartegund
Capacity_of_concre... .pdf5,04MBOpinn Heildartexti PDF Skoða/Opna