Monolitinių gelžbetoninių elementų įtempių ir deformacijų būvių skaičiavimas veikiant betono susitraukimo ir tiesinio valkšnumo poveikiams
Bražėnas, Tomas | Tiltų ir specialiųjų statinių katedra |
Vienas pagrindinių magistro darbo tikslų yra atlikti skaičiavimo eksperimentus, kad būtų galima įvertinti taikomų ir modifikuotų metodų tinkamumą moksliniams tyrimams ir praktiniam konstrukcijų bei jų elementų projektavimui, taip pat įtempių ir deformacijų būvio nustatymui bet kuriuo eksploatacijos laikotarpiu. Magistro baigiamąjį darbą sudaro trys dalys. Pirmojoje dalyje atlikta literatūros bei tyrimų būklės apžvalga mokslinio darbo tematika. Apibrėžti mokslinio darbo tikslai, uždaviniai, jų naujumas, aktualumas ir rezultatų perspektyvumas. Antrojoje dalyje išanalizuoti betono ir gelžbetonio susitraukimo ir valkšnumo reiškiniai bei juos lemiančios priežastys. Detaliai aptarti faktoriai, turintys pagrindinę reikšmę bendrosioms betono ir gelžbetonio susitraukimo bei valkšnumo deformacijoms, ir pateikti sprendimai šių poveikių mažinimui. Aptarti elementų ilgalaikės analizės efektyviojo modulio, senėjančios medžiagos efektyviojo modulio bei skaitinio integravimo metodai. Kiekvienas metodas aprašytas matematinėmis išraiškomis ir aptarti kiekvieno iš jų privalumai ir trūkumai. Trečiojoje dalyje, remiantis normomis LST EN 1992-1-1:2004, išanalizuotas susitraukimo ir valkšnumo sukeltas įtempių ir deformacijų būvis betoniniame elemente, esant skirtingai aplinkos drėgmei, cemento rūšiai, betono klasei, elemento geometrijai bei apkrovimo laikui ir palygintas su gelžbetoninio elemento susitraukimo ir valkšnumo sukelto įtempių ir deformacijų būviu. Remiantis išnagrinėtais atvejais, pateikti sprendimai susidariusių įtempių ir deformacijų būviui monolitiniame elemente mažinti. Taip pat nustatyti būdai, kaip galima sumažinti įtempius dviejų skirtingo amžiaus betoninių elementų sandūroje, kad būtų garantuojamas geras naujų sluoksnių ryšys su stiprinamąja konstrukcija. Palyginti ilgalaikį įtempių ir deformacijų būvį įvertinantys efektyviojo modulio bei senėjančios medžiagos efektyviojo modulio metodai pagal LST EN 1992-1-1:2004 bei Ghali, taikant Voltera lygtyje pateikto senėjančios medžiagos koeficiento reikšmę. Darbo apimtis be priedų: 111 psl., 4 lent., 48 pav.
One of the main objectives of the master work are to carry out computational experiments, to assess the appropriateness of the methods of research and practical design, as well as the stress and strain determination of any maintenance period. Master work consists of three parts. In the first part are done literature and research overview. The scientific purposes, objectives, their novelty, relevance and viability of results are defined. In the second part is done analysis of concrete and reinforced concrete shrinkage and creep effects. In detail are discussed factors, that have the principal meaning of concrete and reinforced concrete shrinkage and creep deformation, and solutions are provided to reduce these impacts. Long-term analysis methods of the elements are discussed, such as the effective modulus, the aging material effective modulus, and the numerical integration methods. Each method is described in mathematical expressions and discussed their advantages and disadvantages. In the third part are analyzed stress and strain state of a concrete element, caused by the shrinkage and creep at different ambient humidity, type of cement, concrete class, the element geometry and loading time, and compared with reinforced concrete shrinkage and creep induced stress and strain state. Calculations were made on the basis of norms of LST EN 1992-1-1:2004. Based on the explored cases, solutions are taken to reduce the stress and strain state of monolithic element. Also identify ways, how to reduce the stresses of two different ages concrete elements junction, to guarantee a good relationship with new layers. Compared the long-term stress and strain state of assessing the effective modulus and aging effective modulus methods according to LST EN 1992-1-1:2004 and Ghali (Ghali et al. 2002) using a factor of an aging value by the Volterra equation. Scope of work without additives: 111 pages, 4 tables, 48 figures.