Analysis of circular bond-type anchorages for prestressing composite rods under quasi-static, fatigue and time-dependent loads
En estructures pretesades sotmeses a ambients corrosius, s'està estudiant la possibilitat de substituir els tendons d’acer per tendons que no pateixin els efectes de la corrosió. En aquest sentit, els materials compostos Fibre Reinforced Polymer (FRP) són una opció duradora en el disseny d'...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2014 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/284216 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/284216 https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-95521 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | 51 620 66 |
| Sumario: | En estructures pretesades sotmeses a ambients corrosius, s'està estudiant la possibilitat de substituir els tendons d’acer per tendons que no pateixin els efectes de la corrosió. En aquest sentit, els materials compostos Fibre Reinforced Polymer (FRP) són una opció duradora en el disseny d'estructures de formigó pretesat degut a les seves altes propietats mecàniques, pes lleuger i alta resistència a la corrosió. No obstant, un dels reptes associats amb aquesta opció es troba en el desenvolupament d'un sistema d'ancoratge adequat per als tendons de FRP . Per això aquesta investigació ha estudiat la resposta mecànica d’ancoratges d’unió adhesiva per a tendons de FRP sota càrregues quasi-estàtiques, de fatiga i en funció del temps. Aquest objectiu s'ha aconseguit mitjançant la combinació d'una campanya experimental i un treball de modelatge amb el mètode dels elements finits. En aquest sentit s’han dut a terme assaigs experimentals quasi-estàtics en els ancoratges d’unió adhesiva, observant que la ruptura del sistema es produïa en la unió adhesiva entre l’adhesiu i el tendó. En conseqüència, les principals variables estudiades van ser l’espessor de l'adhesiu i la longitud d’adhesió. A través d’una campanya de modelatge numèric amb diferents models, de complexitat creixent, del material adhesiu, es va investigar la resposta quasi-estàtica de l'ancoratge i el seu mecanisme de fallada. El model numèric va ser capaç de predir les dades enregistrades experimentalment quan el modelatge de l’adhesiu es va realitzar amb elements cohesius amb dany progressiu. A més, s’ha desenvolupat una formulació analítica (i validat amb èxit) amb l'objectiu de proporcionar una distribució aproximada de les tensions de tall que es produeixen en la capa adhesiva per ancoratges amb adhesius que es comporten principalment elàstic lineal fins a ruptura. D’altra banda l'ancoratge d’unió adhesiva també es va investigar sota els fenòmens dependents del temps. Per això es van dur a terme assaigs de fluència en unions simples Single Lap Joints ( SLJs ), per tal d'obtenir una llei experimental de fluència, i es van realitzar assaigs de relaxació de la tensió en els ancoratges per estudiar la pèrdua de càrrega en funció del temps. Durant aquests assaigs de relaxació es va estudiar la tècnica del retesat amb l’objectiu d’estudiar l’evolució de les pèrdues de tensió. Es va observar que la tècnica del retesat permet assolir càrregues de treball superiors amb una pèrdua de càrrega mínima. A més a través d’un model visco-plàstic es va predir el temps de fallada a fluència de les SLJs i els ancoratges, basat en la llei de Bailey-Norton i calibrat amb les dades experimentals obtingudes en els assaigs de fluència de les SLJs. El dany de fluència es va modelar mitjançant la degradació de la tensió de fluència plàstica de l'adhesiu i el model numèric es va utilitzar per predir la pèrdua de càrrega dels ancoratges sota el fenomen de relaxació de la tensió. Els resultats enregistrats experimentalment van ser predits adequadament amb el model numèric proposat. Finalment, es va investigar la resposta a la fatiga dels ancoratges d’unió adhesiva. Es van avaluar quatre configuracions d’ancoratge sota tres càrregues de fatiga d'amplitud constant. Els resultats experimentals van permetre l’obtenció d’una corba de vida a fatiga dels ancoratges en funció del nombre de cicles. Mitjançant el mètode d’elements finits, també es va investigar el comportament a fatiga. La llei cohesiva obtinguda en l'anàlisi quasi-estàtic es va utilitzar en el model de la fatiga, on el dany per fatiga s’ha basat en la degradació de les propietats dels elements cohesius. El model numèric va predir amb èxit l'evolució dany per fatiga i la vida per fatiga observada experimentalment . A partir del treball experimental i numèric realitzat en aquesta recerca, es proposen les recomanacions més pertinents per a un possible ús dels ancoratges d’unió adhesiva per tendons FRP en aplicacions de pretensat. |
|---|