Vpliv požara na obnašanje ojačanje betonskih linijskih konstrukcij

Nana Krauberger (2008) Vpliv požara na obnašanje ojačanje betonskih linijskih konstrukcij. Doktorska disertacija.

Predogled

PDF Prenos (4Mb)

Povzetek

V disertaciji je predstavljen matematični model in računski postopek za geometrijsko in materialno nelinearno analizo predhodno napetih betonskih linijskih konstrukcij ob sočasnem delovanju mehanske in požarne obtežbe. Pri izpeljavi modela so upoštevani zamiki na stiku med betonom in jeklom za prednapenjanje, luščenje betona pa v modelu ni upoštevano. Zaradi zahtevnosti modela je vsebina disertacije razdeljena na dva dela. V prvem delu so predstavljene osnovne enačbe modela za analizo prednapetih betonskih linijskih konstrukcij pri sobni temperaturi. Obnašanje betonskega dela prednapete linijske konstrukcije je opisano z Reissnerjevim modelom ravninskega nosilca, obnašanje jekla za prednapenjanje pa z modelom vrvi. Osnovne enačbe modela so rešene s pomočjo novih deformacijskih končnih elementov, ki so izpeljani s pomočjo modificiranega izreka o virtualnem delu. Ustreznost in natančnost predstavljenega matematičnega modela in računskega postopka za analizo prednapetih betonskih linijskih konstrukcij pri sobni temperaturi je ocenjena s primerjavo med numeričnimi in eksperimentalnimi rezultati. Primerjava je pokazala, da togost stika med betonom in jeklom za prednapenjanje bistveno vpliva na potek kinematičnih in statičnih količin v prednapetih betonskih linijskih konstrukcijah. V drugem delu naloge, ki je tudi osrednja tema disertacije, je matematični model in računski postopek za analizo prednapetih betonskih linijskih konstrukcij pri sobni temperaturi razširjen na razmere, ki vladajo med požarom. Predstavljeni model je razdeljen na dve matematično nepovezani fazi. V prvi fazi je določena časovna in krajevna razporeditev temperature in vlage v prečnem prerezu prednapete betonske linijske konstrukcije. Za opis povezanega prenosa toplote in vlage v kapilarno poroznih materialih med požarom je uporabljen Luikov matematični model. Določata ga dve povezani nelinearni parcialni diferencialni enačbi s temperaturno in vlažnostno odvisnimi materialnimi parametri. Enačbi sta rešeni z diferenčno metodo. V drugi fazi analize je s pomočjo dobljenih rezultatov prve faze določen časovni odziv prednapete linijske konstrukcije med požarom ob sočasnem delovanju mehanske in temperaturne obtežbe. Materialni zakoni betona, jekla za armiranje in jekla za prednapenjanje so nelinearni, pripadajoči materialni parametri pa so odvisni od temperature. Prav tako je nelinearna in odvisna od temperature konstitucijska zveza med zamiki in strižnimi napetostmi na stiku med betonom in jeklom za prednapenjanje. Pri določitvi napetostnega in deformacijskega stanja prednapetih linijskih konstrukcij med požarom so poleg mehanskih in temperaturnih deformacij upoštevane tudi t.i. prehodne deformacije betona in lezenje betona ter viskozno lezenje jekla za armiranje in prednapenjanje. Ustreznost in natančnost predstavljenega matematičnega modela in računskega postopka za analizo prednapetih betonskih linijskih konstrukcij med požarom je ocenjena s primerjavo med numeričnimi in eksperimentalnimi rezultati. Primerjava in podrobna parametrična študija je pokazala, da je časovno in krajevno razporeditev temperatur in vlage v prednapetih linijskih konstrukcijah potrebno določiti z enačbami povezanega prenosa toplote in vlage, ter da imajo zamiki na stiku med betonom in jeklom za prednapenjanje pomemben vpliv na napetostno in deformacijsko stanje ter požarno odpornost prednapetih betonskih linijskih konstrukcij in jih v analizi ne smemo zanemariti.

Akcije (potrebna je prijava)