Ruiskubetonirakenteiden suunnittelu myötöviivateorialla

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Ruiskubetonirakenteiden suunnittelu myötöviivateorialla"

Johanna Lehtilä
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Ruiskubetonirakenteiden suunnittelu myötöviivateorialla L.K.T. Uotinen, Aalto-yliopisto O. Salo, Saanio & Riekkola Oy M. Rinne, Aalto-yliopisto Design of sprayed concrete as hard rock reinforcement using yield-line theory

2 Contents Sisältö Timeline Yield-Line Theory Virtual Work Panel Tests Results Disclaimer Comparison Conclusions Discussion Aikajana Myötöviivateoria Virtuaalisen työn periaate Laattakokeet Tulokset Käyttöehdot Vertailu Johtopäätökset Pohdinta

Termin myötöviiva (brudlinie) kehitti Ingeslev 1921 kuvaamaan laatan viivoja, joissa

3 Timeline Aikajana The term yield-line (brudlinie) was coined by Ingeslev in 1921 to describe lines in the slab along which the bending moment is constant. Termin myötöviiva (brudlinie) kehitti Ingeslev 1921 kuvaamaan laatan viivoja, joissa taivutusmomentti pysyy vakiona. in English YLT for FRSC Relative rotation Formulae Beams 1908 YLT Slabs

4 Yield-Line Theory Myötöviivateoria YLT (Yield-Line Theory) is an upper bound method for determining the bending capacity of a thin ductile slab. MVT (myötöviivateoria) on ylärajamenetelmä ohuen sitkeän laatan taivutuskapasiteetille. Design assumptions: I The material is ideally plastic. II The angles are small (<0.176 rad or <10 ). III Friction is ignored. Suunnitteluoletukset: I Materiaali on ideaaliplastista. II Taivutuskulmat ovat pieniä (<0.176 rad tai <10 ). III Kitkaa ei huomioida. Virtual work W int + W ext = 0 Virtuaalinen työ W sis + W ulk = 0

5 Virtual Work Virtuaalisen työn periaate W int = 4 m p 2 1 L δ = 4 m 4 L p 2 1 L 4 = 8 m 2 2L p. W ext = F δ = F. F = 8 m p <=> m p = 1 8 F. F Corner uplift Nurkkien nousu Rotation axes Kiertymäakselit Yield-lines Myötöviivat

6 Panel Tests Laattakokeet EN : mm x 600 mm x 100 mm d_max = 30 mm ASTM C a Ø800 mm x 75 mm d_max = 45 mm

7 Results Tulokset F 9.6 men 17 mc F F 5.2 F EN C1550 C mc men EN 2 2 R mm f EN, el 2 R 2230mm f ck 3 C1550, el ck 3

8 Disclaimer Vastuuvapaus Mean values used for comparison purposes Calculated using the Eurocode 2 Insufficient amount of samples: n = 49 slabs Considers concrete only (fibres excluded) Uses theoretical strengths Violates design assumption I The material is ideally plastic Keskiarvoja käytetty vertailutarkoituksessa Laskettu Eurokoodi 2 mukaisesti Liian vähän näytteitä, n = 49 laattaa Huomioi vain betonin (ei huomioi kuituja) Käyttää teoreettisia lujuuksia Rikkoo suunnitteluoletusta 1: Materiaali on ideaaliplastista.

9 Ultimate load capacity F U [kn] Comparison: YLT Vertailu: MVT 110,0 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Comparison of YLT to Länsimetro data UCS of concrete f ck [MPa] YLT upper bound Steel fibre Polymer fibre

10 Cracking load capacity F c [kn] Comparison: FEM Vertailu: FEM 110,0 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Comparison of FEM to Länsimetro data UCS of concrete f ck [MPa] FEM lower bound Steel fibre Polymer fibre

11 Conclusions Johtopäätökset Strength of concrete was be obtained using Eurocode 2 YLT was calculated for square and round panels In Länsimetro, 60 kg/m 3 steel fibre and C35/45-1 concrete produced: Cracking capacity 56 kn Ultimate capacity 79 kn Energy absorption 1400 J (25 mm) In Länsimetro, 7-8 kg/m 3 polymer fibre and C35/45-1 concrete produced: Cracking capacity 47 kn Ultimate capacity 64 kn Energy absorption 1300 J (25 mm) Betonin lujuus johdettiin Eurokoodi 2 mukaisesti MVT laskettiin neliö- ja ympyrälaatoille Länsimetrossa 60 kg/m 3 teräskuitua ja C35/45-1 betoni tuotti: Halkeamakapasiteetti 56 kn Murtokapasiteetti 79 kn Energianabsorptio 1400 J (25 mm) Länsimetrossa 7-8 kg/m 3 polymeerikuitua ja C35/45-1 betoni tuotti: Halkeamakapasiteetti 47 kn Murtokapasiteetti 64 kn Energianabsorptio 1300 J (25 mm)

nousuongelmat Tuennan kitkaongelmat Consistent yield pattern Three

12 Discussion 1/4 Pohdinta 1/4 Varying yield patterns Corner uplift problem Support friction problem Vaihtelevat myötökuviot Nurkkien nousuongelmat Tuennan kitkaongelmat Consistent yield pattern Three point balance Ball joints Johdonmukainen myötökuvio Kolmen pisteen tasapaino Kuulanivelet

13 Discussion 2/4 Pohdinta 2/4 The material properties for sprayed concrete seem to work pretty well based on quality assurance tests. Specified compressive strength is often exceeded. This might be influenced by: High cement content: 450 kg/m 3 or more High silica content: 20 kg/m 3 or more Materiaaliominaisuudet näyttävät vastaavan laadunvalvontakokeita melko hyvin. Vaadittu puristuslujuus ylittyy usein. Tähän voi vaikuttaa: Suuri sementtimäärä: 450 kg/m 3 tai enemmän Suuri silikamäärä: 20 kg/m 3 tai enemmän

Discussion 3/4 Pohdinta 3/4 Fibres redistribute drying induced cracks Fibres retain damaged sprayed concrete High amount of fibre is required for capacity increase Cracking Load Halkeamiskuorma F

14 Discussion 3/4 Pohdinta 3/4 Fibres redistribute drying induced cracks Fibres retain damaged sprayed concrete High amount of fibre is required for capacity increase Cracking Load Halkeamiskuorma F Kuidut tasaavat kuivumishalkeamia Kuidut ylläpitävät vaurioituneen ruiskubetonin lujuutta Suuri kuituannostus vaaditaan kapasiteetin lisäämiseksi Ultimate Load Murtokuorma Cracked Capacity Halkeillut kapasiteetti d

Discussion 4/4 Pohdinta 4/4 Squeezing ground / Puristuva maa tai kallio Rockbursts Kallioräiske Impacts Törmäykset Define energy absorption demand E500, E700 & E1000

15 Discussion 4/4 Pohdinta 4/4 Squeezing ground / Puristuva maa tai kallio Rockbursts Kallioräiske Impacts Törmäykset Define energy absorption demand E500, E700 & E1000 Energianabsorptio-vaatimus asetetaan Wedge or block Lohkot Pressure Paine Static loads Staattinen kuorma Define cracking capacity or ultimate load demand e.g. 70 kn Halkeamakapasiteetti tai murtokapasiteetti asetetaan

16 Thanks! Questions? Kiitos! Kysymyksiä? Statens Vegvesen Report 2534:2009 Statens Vegvesen Report 2534:2009 Bernard 2003 Release of new ASTM round panel test

Samankaltaiset tiedostot

OMINAISUUDET SOVELLUS. Technical data sheet BOAX-II HDG - KIILA-ANKKURI. Mutterin ja aluslevyn kanssa. UK-DoP-e08/0276, ETA-08/0276.

OMINAISUUDET SOVELLUS. Technical data sheet BOAX-II HDG - KIILA-ANKKURI. Mutterin ja aluslevyn kanssa. UK-DoP-e08/0276, ETA-08/0276. BOAX-II - KIILA-ANKKURI Mutterin ja aluslevyn kanssa. UK-DoP-e08/0276, ETA-08/0276 OMINAISUUDET Materiaali Kuumasinkitty teräs SOVELLUS Käyttötarkoitus Teräsrakenteiden Kiskojen Kannattimien Julkisivujen