Experimentální a numerická analýza železobetonových prvků zesílených kompozitními lamelami

Abstract

Tato diplomová práce se zaměřuje na problematiku zesilovaní konstrukcí pomocí vláknových kompozitů. Předmětem této práce je první fáze grantového projektu „Systém uhlíkových lamel nové generace se zvýšenou požární odolností pro zesilování stávajících konstrukcí“. Cílem této práce je analyzovat vliv zesílení uhlíkovými lamelami na chování železobetonových prvků za běžných teplot. Na začátku práce je stručně popsána problematika zesilovaní konstrukcí a jsou uvedeny praktické a teoretické přístupy. Další část práce je věnována experimentální analýze, v rámci které je navržen experiment a stanoveny dvěma metodami síly při porušení zkušebních těles. Za účasti autorky práce byla vyrobena a otestována zkušební tělesa, s následným stanovením materiálových parametrů a zhodnocením výsledků. Následně byl popsán návrh budoucích experimentů, které budou řešeny v dalších fázích výzkumu. Numerická část práce je věnována nově vytvořenému výpočetnímu nástroji, který slouží pro numerickou analýzu zesílených prvků. Výpočetní nástroj je založen na numerické analýze průřezu s využitím metody moment-křivost. Pro porovnání výsledků stanovených pomocí numerického modelu s experimentálně změřenými daty je nástroj rozšířen o výpočet průhybu analyzovaného prvku. Na závěr této části byly porovnány veškeré výsledky stanovené experimentální a numerickou analýzou.

This thesis focuses on structures strengthened using fiber reinforced composites. The subject of this thesis represents the first phase of a grant project "New generation carbon plates with increased fire resistance for strengthening of existing structures". The aim of this work is to analyse the effect of FRP reinforcement on the behaviour of reinforced concrete structural elements at normal temperature. In the first part of the thesis, the problem of FRP reinforcement is briefly described and practical and theoretical approaches are presented. The next part of the thesis is dedicated to the experimental analysis, in which an experiment is designed and the failure forces of the test specimens are numerically determined by two methods. Test specimens were manufactured and tested with the author's participation, followed by the determination of material parameters and the evaluation of results. Subsequently, the design of future experiments, to be addressed in the next phases of the research, was described. The numerical part of the thesis is devoted to a newly created computational tool for numerical analysis of reinforced elements. The computational tool is based on numerical analysis of the cross-section using the moment--curvature method. To compare the results determined by the numerical model with experimentally measured data, the tool is extended by calculating the deflection of the analysed element. At the end of this section, all results determined by experimental and numerical analysis are compared.