Zinātniskās darbības atbalsta sistēma
Latviešu English

Publikācija: Load Bearing Capacity Prediction of Steel Fiber Reinforced Concrete Elements Subjected to Bending Loads

Publikācijas veids Promocijas darbs
Pamatdarbībai piesaistītais finansējums Nav zināms
Aizstāvēšana: 09.12.2011 14:30, BF sēžu zāle
Publikācijas valoda English (en)
Nosaukums oriģinālvalodā Load Bearing Capacity Prediction of Steel Fiber Reinforced Concrete Elements Subjected to Bending Loads
Pētniecības nozare 2. Inženierzinātnes un tehnoloģijas
Pētniecības apakšnozare 2.1. Būvniecības un transporta inženierzinātnes
Autori Andrejs Pupurs
Atslēgas vārdi Fiber reinforced concrete, micromechanical analysis, fiber pull-out, experimental, FEM modeling, structural elements, load bearing capacity
Anotācija Pašreizējie Eiropas un Pasaules fibrobetona pētnieku un inženieru veiktie zinātniskie un izpētes darbi galvenokārt mērķēti vispārēju un starptautiski atzītu projektēšanas normatīvu izstrādei. Vienotu projektēšanas normatīvu iztrūkums jau vairākus gadus kavē fibrobetona pielietošanu daudzās konstrukcijās un, neraugoties uz tā acīmredzamām priekšrocībām, pretrunas esošajās fibrobetona konstrukciju projektēšanas rekomendācijās ierobežo inženiera izvēli par labu fibrobetonam. Tādēļ šobrīd ir svarīgi dot pētniecisku ieguldījumu, kas sekmētu fibrobetona normatīvu izstrādi, veicot oriģinālus eksperimentālus pētījumus un izstrādājot modeļus fibrobetona konstruktīvo elementu nestspējas un darbības prognozēšanai. Kamēr fibrobetona stiprības īpašību noteikšanai lielākā daļa no šobrīd pieejamām projektēšanas rekomendācijām pielieto inverso modelēšnas pieeju (aproksimējot eksperimentāli iegūtas līknes), ir jāatzīmē, ka tiešā modelēšans pieeja fibrobetona projektēšanā ļautu iegūt ekonomiskākus konstruktīvos risinājumus un reālistiskākus fibrobetona elementu darbības raksturošanas modeļus, ievērtējot faktisko šķiedru veidu, daudzumu un orientāciju. Tādēļ šī promocijas darba mērķis ir izstrādāt modeli fibrobetona konstruktīvo elementu nestspējas prognozēšanai plaisu izveidošanās un to atvēruma palielināšanās stadijā, izmantojot tiešo modelēšanas pieeju. Piedāvātais modelis ir izstrādāts vienkāršā formā ar nolūku, lai tas nākotnē būtu piemērojams lietošanai konstrukciju projektēšanas normatīvajos dokumentos. Šajā promocijas darbā izstrādātais modelis ir piemērots liektu fibrobetona konstruktīvo elementu (siju, plātņu) nestspējas prognozēšanai un tā izstrādāšanas pamatā ir novērojums, ka konstruktīvo fibrobetona elementu nestspēja ir stingri atkarīga no šķiedru izraušanas pretestības. Līdzīga pieeja nākotnē varētu tikt piemērota arī stieptu fibrobeotona elementu nestspējas un darbības prognozēšanai. Šis promocijas darbs sastāv no 3 galvenajām sadaļām: 3.nodaļā veikta eksperimentāla programma 3 dažādu veidu komerciāli pieejamo tērauda šķiedru izraušanas pretestības noteikšanai. Eksperimentāli noteikta arī šķiedras enkurojuma dziļuma un orientācijas leņķa ietekme uz izraušanas pretestību un dotas šķiedras izraušanas pretestības sakarības dažādām konfigurācijām. 5.nodaļā veikta šķiedras izraušanas procesa skaitliskā modelēšana izmantojot galīgo elementu metodi. Pielietojot plīsumu mehānikas principus, parametriski tika analizēta plaisas starp tērauda šķiedru un betona matricu izplatīšanās. 4.nodaļā veikta arī šķiedras pilnīga izraušanas procesa skaitliskā modelēšana. No salīdzinājuma un labākās atbilstības ar eksperimentālajiem rezultātiem tika noteikti un svarīgi parametri, kurus eksperimentāla noteikšana ir sarežģīta. Visbeidzot, 5.nodaļā izstrādāts modelēšanas algoritms liektu fibrobetona siju nestspējas prognozēšanai, par modelēšanas ieejas pamatdatiem ņemot iepriekš noteiktās šķiedru izraušanas sakarības. Atšķirībā no vairākuma esošo modeļu, kas pieejami literatūrā un projektēšanas rekomendācijās, šajā promocijas darbā piedāvātais modelis ļauj ievērtēt faktisko šķiedru daudzumu un veidu fibrobetona maisījumā. Modelēšanas rezultātu apstiprināšanai un modeļa lietderības izvērtēšanai tika veikti fibrobetona siju eksperimentāli lieces stiprības pētījumi. Neraugoties uz salīdzinoši vienkāršo modelēšanas pieeju, tika iegūta ļoti laba atbilstība ar eksperimentālajiem rezultātiem, apstiprinot izstrādātā modeļa pielietojamību. Tā kā liektu fibrobetona elementu nestspēja plaisu izveidošanās un to atvēruma palielināšanās stadijā tika precīzi prognozēta, šis promocijas darbs pierāda iespējas un priekšrocības, ko dod tiešās modelēšanas pieejas izmantošana fibrobetona konstruktīvo elementu projektēšanā, salīdzinot ar inverso pieeju, kas tiek lietota lielākajā daļā no šobrīd pieejamiem fibrobetona konstrukciju projektēšanas dokumentiem. Šis promocijas darbs šobrīd arī ir viens no nedaudziem literatūrā publicētiem zinātniskajiem pētījumiem, kurā pētīts fibrobetons ar lielām šķiedru koncentrācijām (100−300kg/m3), kādas ir nepieciešamas fibrobetona pielietošanai konstruktīvajos elementos.
Atsauce Pupurs, Andrejs. Load Bearing Capacity Prediction of Steel Fiber Reinforced Concrete Elements Subjected to Bending Loads. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2011. 157 lpp.
Pilnais teksts Pilnais teksts
Kopsavilkums Kopsavilkums
ID 11731