Mostní nosník z vlákny vyztuženého polymeru (FRP) a vysokohodnotného betonu (HPC)

Abstract

Cílem práce bylo vyvinout nový typ kompozitního nosníku pro mostní konstrukce. Navržený nosník je složen z korýtkového průřezu z vlákny vyztuženého polymeru (FRP) a betonové desky z vysokohodnotného betonu (HPC). Spřažení betonové desky je zajištěno pomocí perforované lišty. V experimentální části práce byly provedeny protlačovací zkoušky a zkouška kompozitního nosníku v ohybu o průřezu reálné velikosti. V numerické části byly pomocí dat z experimentu vytvořeny a validovány numerické MKP modely. Pro modelaci FRP byl použit materiálový model betonu s rozetřenou výztuží, který respektoval množství a směr vláken v kompozitu. Na základě výsledků experimentů a modelů bylo popsáno chování perforované lišty a nosníku v ohybu. V rámci práce byl vyvinut kompozitní nosník s vysokou odolností a trvanlivostí pro lávku o rozpětí 12 m.

The goal of the thesis was to develop a new type of composite beam for bridge structures. The designed beam is made of a trough cross-section of fibre-reinforced polymer (FRP) and a concrete slab of high-performance concrete (HPC). Perfobond-rib shear connectors ensure the composite action of the concrete slab. In the experimental part of the thesis, push out tests and a test of a composite beam in bending with a real-size cross-section was performed. In the numerical part, numerical FEM models were created and validated using experimental data. A material model of concrete with smeared reinforcement was used for FRP modelling, which respected the amount and direction of fibres in the composite. Based on the results of experiments and models, the behaviour of the perfobond-rib shear connector and the beam was described. In this thesis, a composite beam with high resistance and durability was developed for a footbridge with a span of 12 m.