Investigation of mechanical behaviour induced by cyclic flexure of fibre reinforced concrete element with external CFRP reinforcement
Baigiamojo magistro darbo tikslas - ištirti cikline apkrova veikiamų betoninių sijų, sustiprintų išoriniais anglies pluoštu armuotais polimeriniais (CFRP) lakštais, deformacijas. Siekiant išanalizuoti deformacijas bei nustatyti tempiamojo betono įtaką, stačiakampio ir T-formos skerspjūvio sijos buvo veikiamos monotonine bei cikline apkrovomis. Pateikiami septynių sijų, turinčių išorinę CFRP armatūrą, bandymo rezultatai. Keturios iš šių sijų buvo veikiamos cikline apkrova. Siekiant įvertinti tempiamojo betono įtaką liekamajam standumui, buvo sukurtas analitinis modelis. Modelis grindžiamas šiomis prielaidomis: vidutinio pleišėjimo koncepcija; tiesinio deformacijų pasiskirstysimo skerspjūvyje prielaida; tamprios medžiagos savybės priskiriamos armatūrai ir gniuždomajam betonui; stačiakampio formos įtempių pasiskirstymas tempiamajame betone. Pastaroji prielaida leidžia tiesiogiai gauti liekamojo standumo išraišką, kuriai nereikia nei iteracinių skaičiavimų, nei apkrovimo istorijos aprašymo. Eksperimentinės apkrovos ir vidutinių paviršiaus deformacijų bei apkrovos ir vertikalių poslinkių diagramos buvo naudojamos apkrovos ir kreivio diagramoms sudaryti; apkrovos ir kreivio diagramos buvo naudojamos tempimo betono įtakai įvertinti. Apskaičiuoti tempiamojo betono ekvivalentiniai įtempiai panaudoti betono įtakos mažėjimo, veikiant ciklinei apkrovai, nustatymui.Darbą sudaro 7 dalys: įvadas, literatūros apžvalga, eksperimentiniai tyrimai, tyrimų rezultatai, rezultatų analizė, išvadų ir rezultatų apibendrinimas, literatūros šaltinių sąrašas. Darbo apimtis - 39 p. (be priedų), 41 paveikslų, 1 lentelės ir 29 bibliografinių šaltinių.
The aim of this MSc thesis is to investigate the deformation behaviour of concrete beams reinforced with external carbon fibre reinforced polymer (CFRP) sheets under cyclic load. Rectangular-section and T-beams were subjected to static load and cyclic load to estimate the flexural behaviour and to assess the contribution of the tensile concrete. Test results of seven beams with external CFRP reinforcement are presented. Four of these beams were also subjected to cyclic load. To estimate the effect of tensile concrete, an analytical model was developed. The model is based on the following assumptions: smeared crack approach; linear strain distribution within the section depth; elastic behaviour of reinforcement and compressive concrete; a rectangular distribution of stresses in the tensile concrete. The latter assumption enables obtaining a closed-form solution of the residual stiffness problem requiring neither iterative calculations nor description of the loading history. Load-vertical displacement and load-surface deformation diagrams were used to determine moment-curvature diagrams, which were used to estimate the contribution of the tensile concrete. The equivalent tensile stresses of the concrete were determined indicating the decay of the contribution of the concrete under cyclic load.Structure of the thesis: introduction, literature review, test program, test results, analysis of test results, general conclusion and results, references. The thesis consists of 39 p. (without annexes), 41 figures, 1 tables, and 29 literature references.