Protlačení desek s kompozitní výztuží - experimentální studie a porovnání s predikcí normy EN1992 druhé generace

Punching of slabs with composite reinforcement – experimental study and comparison with the prediction of EN 1992 second generation standard

article in a collection out of WoS and Scopus

Czech

Nová generace eurokódu pro návrh betonových konstrukcí, norma FprEN 1992-1-1:2023, přináší možnost při návrhu betonových prvků využít nepředpjaté kompozitní výztuže (FRP) a to v rámci ustanovení kapitoly R. Tato norma tak představuje, ve středoevropském regionu, první normalizovaný postup pro návrh vnitřní FRP výztuže. Kompozitní výztuž s využitím skleněných (GFRP) nebo uhlíkových vláken (CFRP) nabízí perspektivní alternativu především v environmentálně exponovaných aplikacích, kde může být výhodnou alternativou k tradiční ocelové nebo nerezové výztuži. Mezi klíčové výhody patří vysoká odolnost vůči korozi a elektromagnetická neutralita, což jsou parametry zvláště ceněné v náročných stavebních prostředích. Je třeba však zdůraznit, že kompozitní výztuž se skleněnými vlákny vykazuje citlivost na alkalické prostředí a má nižší modul pružnosti ve srovnání s ocelovou výztuží. Z důvodu absence plastické větve pracovního diagramu FRP výztuže je nutné k návrhu konstrukce přistupovat odlišným způsobem než v případě tradiční betonářské výztuže. Norma FprEN 1992-1-1:2023 definuje postupy pro návrh betonových prvků s využitím vnitřní kompozitní výztuže, přičemž zohledňuje odlišné typy namáhání. V případě posouzení odolnosti desek proti protlačení, definuje norma vztah, který umožňuje stanovit smykovou odolnost v protlačení pouze v případě využití podélné (ohýbané) FRP výztuže. V situacích, kdy je nezbytné navrhnout i smykovou výztuž, by tato výztuž neměla být z FRP. S přechodem na nový Eurokód dochází k významným změnám ve způsobu posuzování odolnosti proti protlačení ve srovnání se stávající normou ČSN EN 1992-1-1. Cílem prezentované výzkumné činnosti je proto pomocí reálného experimentu ověřit přesnost nově zavedených vztahů na protlačení, a to na vzorcích deskových prvků s ocelovou a FRP podélnou výztuží. Při experimentu byl také sledován vliv přidání FRP třmínků na celkovou únosnost. Obdržené výsledky jsou prezentovány v příspěvku.

The new generation of Eurocodes for concrete structures, specifically the draft standard FprEN 1992-1-1:2023, introduces an innovative application of non-prestressed Fibre Reinforced Polymer (FRP) reinforcement (Annex R). This standard represents the first standardized method for the application of FRP reinforcement, an area that has been lacking in European standards to date. Composite reinforcement using glass (GFRP) or carbon fibre (CFRP) provides a perspective alternative in specific applications where it can replace traditional steel or stainless steel reinforcement. The main advantages are high corrosion resistance and electromagnetic neutrality. This allows for application in structures exposed to a high level of environmental impact. However, composite reinforcement with glass fibres exhibits sensitivity to alkaline environments and has a lower modulus of elasticity compared to steel reinforcement. Due to the linear elastic stress-strain diagram for FRP reinforcement, the design of structures with FRP reinforcement requires a different approach than traditional concrete reinforcement. The standard FprEN 1992-1-1:2023 provides specific approaches for the design of concrete elements using FRP reinforcement, considering various types of loading. In the context of design resistance to punching shear, the standard offers a specific relationship that determining the punching shear resistance for using longitudinal FRP reinforcement. In situations where it is necessary to consider punching shear reinforcement, the shear reinforcement should not be made from FRP. The transition to the new Eurocode brings significant changes in the method of design punching shear resistance compared to the current standard ČSN EN 1992-1-1. The aim is to verify the accuracy of the newly introduced relationships for punching shear through a real experiment with steel and FRP longitudinal reinforcement. The experiment will also research the effect of the adding FRP stirrups on the overall resistance under local loading conditions.

GFRP výztuž; protlačení; zatěžovací zkouška

GFRP reinforcement; punching shear; load test

VAŠÁTKO, D.; MRKVOVÁ, K.; GIRGLE, F.; ŠTĚPÁNEK, P.

10. 10. 2024

Slovenská technická univerzita v Bratislave

Bratislava

978-80-227-5442-2

BETONÁRSKE DNI 2024, Zborník príspevkov

154

159

6

https://new.betonarskedni.sk/application/files/6817/2830/4573/Zbornik_BD_2024.pdf