Teräsbetonipalkin leikkausvahvistaminen hiilikuitukankaalla
Auvinen, Tommi; Kantola, Ville (2012)
Auvinen, Tommi
Kantola, Ville
Savonia-ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012122120249
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012122120249
Tiivistelmä
Insinöörityön tavoitteena oli tutkia betonipalkkien leikkausvahvistamista hiilikuitukankaalla. Työn kokeellinen osuus toteutettiin Savonia-ammattikorkeakoulun laboratoriotiloissa talven 2011 - 2012 aikana. Hiilikuituvahvistamista on tutkittu useissa maissa, mutta aiheesta on vain vähän suomenkielistä materiaalia. Opinnäytetyön aiheeksi valittiin hiilikuituvahvistaminen ja sen soveltuvuus leikkausvahvistukseen, jotta aiheesta saataisiin oppimateriaalia sekä Suomessa tehtyjen kokeiden tutkimustuloksia.
Tutkimuksen suorittamiseksi valmistettiin kaksi samanlaista teräsbetonipalkkia. Ensimmäinen vahvistamaton palkki kuormitettiin murtoon saakka, jonka jälkeen se korjattiin ja vahvistettiin hiilikuitukankaalla. Toinen palkeista vahvistettiin betonin kuivumisen jälkeen hiilikuitukankaalla ennen kuormituskoetta. Tällä tavoin vertailtiin, kuinka hyvin hiilikuitukangas sopii vaurioituneen palkin korjaamiseen, sekä ehjän palkin vahvistamiseen. Kokeista saatuja tuloksia vertailtiin Euronormi 2:n laskennallisiin tuloksiin sekä kahden eri epälineaarisen laskentaohjelman, Response 2000:n ja Abaqus FEA:n, antamiin tuloksiin.
Työssä todettiin hiilikuitukankaan olevan toimiva ratkaisu rakenteelle, jossa on sattunut jonkinlainen rakennevirhe tai rakenteen tuleva käyttö vaatii suurempaa kuormitusta. Kokeessa hiilikuitukankaan todettiin estävän myös puristusmurron syntymistä asennettaessa hiilikuitukangasta oletetulle puristusmurtuman alueelle, koska betoni ei pääse laajenemaan kankaan alla. Hiilikuitukangas ei murtunut leikkausrasituksen vaikutuksesta lyhyen jännevälin ja palkin mataluuden takia. Kokeissa saavutettiin 65 %:n vahvistusvaikutus, kun käytettiin hiilikuitukangasta ehjään rakenteeseen. Myös korjattu palkki saatiin kestämään 24 % enemmän hiilikuidun avulla, kuin mitä vahvistamaton palkki kesti.
Tutkimuksen suorittamiseksi valmistettiin kaksi samanlaista teräsbetonipalkkia. Ensimmäinen vahvistamaton palkki kuormitettiin murtoon saakka, jonka jälkeen se korjattiin ja vahvistettiin hiilikuitukankaalla. Toinen palkeista vahvistettiin betonin kuivumisen jälkeen hiilikuitukankaalla ennen kuormituskoetta. Tällä tavoin vertailtiin, kuinka hyvin hiilikuitukangas sopii vaurioituneen palkin korjaamiseen, sekä ehjän palkin vahvistamiseen. Kokeista saatuja tuloksia vertailtiin Euronormi 2:n laskennallisiin tuloksiin sekä kahden eri epälineaarisen laskentaohjelman, Response 2000:n ja Abaqus FEA:n, antamiin tuloksiin.
Työssä todettiin hiilikuitukankaan olevan toimiva ratkaisu rakenteelle, jossa on sattunut jonkinlainen rakennevirhe tai rakenteen tuleva käyttö vaatii suurempaa kuormitusta. Kokeessa hiilikuitukankaan todettiin estävän myös puristusmurron syntymistä asennettaessa hiilikuitukangasta oletetulle puristusmurtuman alueelle, koska betoni ei pääse laajenemaan kankaan alla. Hiilikuitukangas ei murtunut leikkausrasituksen vaikutuksesta lyhyen jännevälin ja palkin mataluuden takia. Kokeissa saavutettiin 65 %:n vahvistusvaikutus, kun käytettiin hiilikuitukangasta ehjään rakenteeseen. Myös korjattu palkki saatiin kestämään 24 % enemmän hiilikuidun avulla, kuin mitä vahvistamaton palkki kesti.