Zesílení kruhových sloupů při příčném cyklickém namáhání
No Thumbnail Available
Date
Authors
ORCID
Advisor
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Předložená disertační práce se zabývá zesílením kruhových železobetonových sloupů pomocí vlákny vyztužených polymerů (tzv. FRP – fibre reinforced polymer) namáhaných laterálním cyklickým zatížením. Tato výzkumná studie se zaměřuje na zkoumání využití FRP tkaniny pro dodatečné zesílení, zlepšení chování kruhových železobetonových sloupů a vytvoření návrhového algoritmu pro zesílení kruhového sloupu pomocí kompozitních FRP materiálů. Návrhový algoritmus byl odvozen na základě analytické studie, numerických simulací a výsledků experimentální činnosti. Na základě těchto výsledků byl navržen postup pro návrh zesílení sloupů ovinutím, který předpovídá chování železobetonových sloupů vystavených laterálním cyklickým zatížením. Při experimentální práci byly zkušební vzorky zatíženy současně axiální sílou a příčným cyklickým zatížením. Toto bylo provedeno dvěma různými způsoby. První způsob zatěžování byl proveden konstantní velikostí laterální síly po daný počet cyklů (1 milion) se sledováním změny deformace. A druhý způsob provedení spočíval v zatížení konstantní deformací se sledováním úbytku síly během zatěžovací zkoušky. Dizertační práce rovněž předkládá přehled současného stavu poznání zesílení železobetonových kruhových sloupů ovinutím FRP tkaninou vystavených působení seismického zatížení. Dále uvádí přehled návrhových metodik a normová ustanovení Eurokódu a ACI. Experimentální program byl proveden za účelem ověření chování ovinutých kruhových sloupů při působení laterálního cyklického zatížení. Závěr práce sumarizuje poznatky o chování sloupů zesílených ovinutím FRP tkaninou při působení laterálního cyklického zatížení a představuje empirický model pro návrh zesílení ovinutím při vysokém a nízkém cyklickém zatížení.
The presented doctoral thesis deals with the strengthening of circular concrete columns by Fibre Reinforced Polymers (FRP) wraps subjected to lateral cyclic loadings. This research study focuses on examining the use of FRP for retrofitting, improving the performance of circular reinforced concrete columns and developing a design algorithm for circular column strengthening by FRP composite materials based on the analytical study, numerical simulations and the experimental results. Therefore, a design process of strengthening and confinement was presented to predict the behaviour of the concrete columns subjected to lateral cyclic loadings. Simultaneously with the axial force application, the lateral cyclic load was provided in two different ways; first, it was applied under force control test (i.e. same lateral cyclic force pulling in one direction for certain number of cycle’s 1 million cycles), second, it was applied under displacement control - reversed cyclic loading test based on a pattern of progressively increasing displacements. The dissertation also presents a literature review of research studies on the FRP confined concrete, design methodology of FRP jackets in seismic zones and code provisions of Eurocode and ACI. The experimental program was considered to verify the behaviour of confined circular column subjected to lateral cyclic loading. In the conclusions, the behaviour of a cantilever concrete column transversally confined by FRP wraps was investigated and an empirical model for FRP confined concrete subjected to high and low cyclic loadings was proposed and some information on possible future research were provided.
The presented doctoral thesis deals with the strengthening of circular concrete columns by Fibre Reinforced Polymers (FRP) wraps subjected to lateral cyclic loadings. This research study focuses on examining the use of FRP for retrofitting, improving the performance of circular reinforced concrete columns and developing a design algorithm for circular column strengthening by FRP composite materials based on the analytical study, numerical simulations and the experimental results. Therefore, a design process of strengthening and confinement was presented to predict the behaviour of the concrete columns subjected to lateral cyclic loadings. Simultaneously with the axial force application, the lateral cyclic load was provided in two different ways; first, it was applied under force control test (i.e. same lateral cyclic force pulling in one direction for certain number of cycle’s 1 million cycles), second, it was applied under displacement control - reversed cyclic loading test based on a pattern of progressively increasing displacements. The dissertation also presents a literature review of research studies on the FRP confined concrete, design methodology of FRP jackets in seismic zones and code provisions of Eurocode and ACI. The experimental program was considered to verify the behaviour of confined circular column subjected to lateral cyclic loading. In the conclusions, the behaviour of a cantilever concrete column transversally confined by FRP wraps was investigated and an empirical model for FRP confined concrete subjected to high and low cyclic loadings was proposed and some information on possible future research were provided.
Description
Citation
MANSOUR, M. Zesílení kruhových sloupů při příčném cyklickém namáhání [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Konstrukce a dopravní stavby
Comittee
prof. Ing. Marcela Karmazínová, CSc. - předseda,
prof. Ing. Alois Materna, CSc., MBA - oponent,
prof. Ing. L´udovít Fillo, Ph.D. - oponent,
prof. Ing. Jindřich Melcher, DrSc. - člen,
prof. Ing. Stanislav Vejvoda, CSc. - člen,
doc. Ing. Otto Plášek, Ph.D. - člen,
prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. - člen
Date of acceptance
2019-11-07
Defence
Práce se zabývá řešením velmi aktuálního tématu zesilování betonových sloupů. Práce je velmi podrobně zpracována, je výsledkem provedení a vyhodnocení celé řady cenných experimentů. Byla vytvořena procedura pro návrh použitelná i v praxi. Práce má i velmi dobrou formální úroveň. Na vysoké úrovni byla provedena i vlastní prezentace při obhajobě. Doktorand se znalostí věci a erudovaně reagoval na dotazy oponentů a dalších členů komise v rámci veřejné rozpravy.
Otázky a odpovědi:
Ve zkouškách byly použity sloupy relativně malých rozměrů s průměrem 200 mm. Jakým způsobem byl vzat do úvahy rozměr sloupů?
Jakým způsobem byly stanoveny parametry zkoušek?
V diskusi uchazeč zohlednil všechny dotazy a připomínky a vysvětlil všechny souvislosti.
By line diagrams obtained from experimental and numerical studies, what was done first?
The question has been answered.
Vliv geometrických imperfekcí u zkoušek tlačených prutů.
Uchazeč otázku uspokojivě vysvětlil.
Kolik cyklů na únavu bylo použito, zda pouze 1 mil. Byl přitom beton namáhán v nízko nebo vysokocyklové únavě?
Uchazeč potvrdil pouze 1 mil. cyklů, namáhání bylo v nízkocyklové oblasti.
Jaký byl celkový počet testů? Bylo provedeno i nějaké statistické vyhodnocení?
Vzhledem k náročnosti experimentů byly provedeny celkem pouze 4 testy. Statistické vyhodnocení nebylo proto provedeno.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení