Experimentální analýza kotevních oblastí betonových prvků zesílených kompozitními materiály

Abstract

Diplomová práce se zabývá zesilováním betonových a železobetonových konstrukcí pomocí uhlíkových vláknových kompozitních materiálů. Zaměřuje se především na experimentální analýzu kotevních oblastí externě lepených uhlíkových lamel. Předmětem teoretické části je seznámit čtenáře s kompozitními materiály a s možností externě zesilovat železobetonové konstrukce pomocí vláknových kompozitních materiálů označovaných zkratkou FRP (Fiber Reinforced Polymers). První kapitola je zaměřena především na CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymers) lamely, které byly následně otestovány a zkoumány v experimentální části. Druhá kapitola popisuje způsoby zajištění kotevní oblasti FRP lamel. Ve třetí kapitole je uveden princip tříbodové a čtyřbodové zkoušky v ohybu. Tyto dvě uvedené zkoušky byly následně použity pro provedené experimenty. V úvodu experimentální části jsou uvedeny materiálové charakteristiky, popis výroby zkušebních vzorků a popis experimentu. V kapitole jedenáct je analyzováno chování železobetonových trámků zesílených v ohybu externě lepenou uhlíkovou lamelou. Následně je popsáno chování těchto trámků se zajištěnou kotevní oblastí CFRP lamely pomocí ovinutí uhlíkovou tkaninou ve tvaru U. Kapitola dvanáct se zaměřuje na chování betonových desek, které nejsou vyztuženy ani ohybovou ani smykovou výztuží, ale jsou zesíleny pouze v ohybu externě lepenou uhlíkovou lamelou. Tyto desky byly následně testovány se zajištěním kotevní oblasti uhlíkové lamely metodou zabetonování konců lamely. Závěrečná část druhé kapitoly popisuje chování betonové desky zesílené ručně vyrobenou uhlíkovou lamelou s nově vyvinutým epoxidovým lepidlem.The diploma thesis focuses on the strengthening of concrete and reinforced concrete structures using carbon fiber composite materials. It primarily deals with the experimental analysis of the anchoring areas of externally bonded carbon laminates. The theoretical part aims to introduce the reader to composite materials and the possibility of externally strengthening reinforced concrete structures using fiber-reinforced composite materials known by the acronym FRP (Fiber Reinforced Polymers). The first chapter focuses mainly on CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymers) laminates, which were subsequently tested and examined in the experimental part. The second chapter describes methods for securing the anchoring area of FRP laminates. The third chapter presents the principles of three-point and four-point bending tests. These two tests were later used for the conducted experiments. At the beginning of the experimental part, material characteristics, the description of sample production, and the experimental procedure are provided. Chapter eleven analyzes the behavior of reinforced concrete beams strengthened in bending by externally bonded carbon laminates. It then describes the behavior of these beams with a secured anchoring area of the CFRP laminate using carbon fabric wrapped in a "U" shape. Chapter twelve focuses on the behavior of concrete slabs that are not reinforced with shear or bending reinforcement but are only strengthened in bending with externally bonded carbon laminates. These slabs were subsequently tested with the anchoring area of the carbon laminate secured by embedding the ends of the laminate in concrete. The final part of the second chapter describes the behavior of a concrete slab strengthened with a manually made carbon laminate using a newly developed epoxy adhesive.