Vedecká rozprava, január 2005 1 II. ANALÝZA ŠMYKOVÉHO ZOSILNENIA ŽELEZOBETÓNOVÝCH NOSNÍKOV S EXTERNE NALEPENOU CFRP TKANINOU Ing. Patrik KOTULA ŽILINSKÁ UNIVERZITA  V ŽILINE SVF, KSKM, KOMENSKÉHO 52, 010 26 ŽILINA, SLOVENSKO

Vedecká rozprava, január 2005 KOMPOZITNÉ MATERIÁLY Kompozit je každý materiálový systém, ktorý je zložený z viacerých (najmenej dvoch) fáz (zložiek), z ktorých aspoň jedna je pevná, s makroskopicky rozoznateľným rozhraním medzi fázami, a ktorý dosahuje vlastnosti, ktoré nemôžu byť dosiahnuté ktoroukoľvek zložkou (fázou) samostatne a ani jednoduchým sčítaním. R.A. BAREŠ (1988) Uhlíková tkanina MBT-MBrace CF 640 + epoxidová matrica A4/B4 Výstuž – tkanina MBT-MBrace CF 640 Matrica – lepidlo A4/B4 Modul pružnosti Ef,k [GPa] 640 Modul pružnosti Ef,m [GPa] 9 Poissonov súčiniteľ  0,2 Poissonov súčiniteľ  0,37 Pevnosť v ťahu ffy [MPa] 2650 Pevnosť v tlaku fm,c [MPa] 85 Medzné pretvorenie f,u [%] 0,4 Pevnosť v ťahu fm,t [MPa] 35 Teoret. hr. vlákna tf [mm] 0,190 Medzné pretvorenie m,u [%]

Vedecká rozprava, január 2005 3 TEORETICKÝ PRÍSTUP JEDNOSMERNÝ KOMPOZIT OBJEMOVY PODIEL VLÁKIEN V KM

Vedecká rozprava, január 2005 4 VLASTNOSTI KM kde ; HALPIN – TSAI ak

Vedecká rozprava, január 2005 EXPERIMENT Schéma vystužena a statickej skúšky ŽB nosníkov série A Schéma vystužena a statickej skúšky ŽB nosníkov série B

NUMERICKÝ MODEL – ATENA-2D Vedecká rozprava, január 2005 6 NUMERICKÝ MODEL – ATENA-2D NOSNÍKY „A“ NOSNÍKY „B“ BETÓN TKANINA VÝSTUŽ

Vedecká rozprava, január 2005 7 F/2=80,75 kN F/2=64,25 kN

Vedecká rozprava, január 2005 8 PRIEHYB V L/2

Vedecká rozprava, január 2005 TRHLINY ŠMYKOVÉ TRHLINY OHYBOVÉ TRHLINY

PRAKTICKÝ VÝPOČET ZOSILNENIA Vedecká rozprava, január 2005 1010 PRAKTICKÝ VÝPOČET ZOSILNENIA kde: – je stupeň šmykového vystuženia KM tkaninou,  je uhol orientácie vlákien ku hlavnej pozdĺžnej osi nosníka nf je počet vrstiev tkaniny KM tf je hrúbka jednej vrstvy tkaniny KM na jednej strane nosníka wf je šírka nalepeného pásu KM bw je šírka steny nosníka sf je osová vzdialenosť nalepených pásov tkaniny KM KM,ef je prípustné pretvorenie kompozitu E1,ef je modul pružnosti KM v smere vlákien

Vedecká rozprava, január 2005 11

Vedecká rozprava, január 2005 12 ZÁVERY A ODPORÚČANIA Skúšky potvrdili vhodnosť použitia uhlíkovej tkaniny ako možného prostriedku na zvýšenie únosnosti ŽB nosníkov Experimentálne nosníky sa porušili šmykom, ktoré nastalo delamináciou KM od betónového povrchu s následným rozvojom kritickej šikmej trhliny Experimenty ukazujú, že adhézia medzi KM a betónovým povrchom priamo ovplyvňuje veľkosť šmykovej únosnosti zosilneného ŽB prierezu Z numerickej analýzy na vytvorenom MKP výpočtovom modeli možno konštatovať, že porušenie tkaniny nastalo pretrhnutím krajných vlákien KM v blízkosti kritickej šikmej trhliny, ktorej šírka už prekračovala limitnú šírku trhliny wlim = 0,30 mm podľa EC2 Doladenie numerického modelu a praktického výpočtu vplyvu KM na šmykovú únosnosť ŽB prierezu zosilneného v šmykovej oblasti externe lepenou kompozitnou výstužou

13 Ďakujem za pozornosť