Ikke-lineær elementanalyse av fiberforsterkede betongbjelker, ved bruk av stykkevis lineært tøyningsdiagram i strekk

Abstract

SAMMENDRAG: Hensikten med denne oppgaven er å undersøke om oppførselen til fiberbetong kan etterliknes på en god måte med et stykkevis lineært diagram i strekk, når alle andre materialegenskaper er i henhold til allerede eksisterende anbefalinger for ikke-lineære elementanalyser. Anbefalingene som oppgaven bygger på, er anbefalingene fra Hendriks and Roosen (2020). Oppgaven tar for seg bjelker fra studiet Xingwei Xue (2019) og analyserer de med løsningsstrategien presentert i denne masteroppgaven. For å kunne se hvordan stykkevis lineært diagram i strekk oppfører seg. Dette sammenliknes for noen bjelker, med en eksponentielle kurve som Hendriks and Roosen (2020) anbefaler for ordinær betong.

Oppgaven viser at stykkevis lineært diagram i strekk etterlikner oppførselen til de fleste bjelkene på en god måte, og treffer godt med den maksimale kraften. Den viser også at den eksponentielle modellen treffer bedre for de laveste fiberinnholdene for bjelken hvor begge modeller er testet. Det konkluderes med at den stykkevis lineære modellen ikke klarer å etterlikne oppsprekkingen av bjelken på korrekt måte. Samtidig viser variasjonen i antall punkter for strekkdiagrammet at å legge til eller fjerne to punkter, ikke endrer oppførselen til bjelkene det er brukt på i nevneverdig grad. Dette fordi bjelkene ikke når store nok tøyninger i strekk til å havne utenfor det første lineære området til kurven frem til strekkfastheten. Momenttrykkbrudd sammen med lokalt brudd i betongen under opplegget til trykkdiagonalen, er de fremtredende bruddformen for alle bjelkene.

The purpose of this thesis is to investigate whether the behavior of fibrous concrete can be mimicked in a good way with a piecewise linear diagram when all other material properties are in accordance with preexisting nonlinear element analysis recommendations. The recommendations on which the assignment is based are the recommendations from Hendriks and Roosen (2020). The thesis deals with beams from the study Xingwei Xue (2019), and analyzes them with the solution strategy presented in this master thesis. To see how the piecewise linear diagram in a row behaves in tension. This is for some of the beams compared with the recommended exponential curve that Hendriks and Roosen (2020) recommends for ordinary concrete.

The thesis shows that a piecewise linear diagram in tension mimics the behavior of most beams in a good way, and coincides well with the maximum force observed. It also shows that the exponential model performs better for the lowest fiber content of the beam where both models have been tested. It is concluded that the piecewise linear model fails to mimic the cracking of the beam correctly. At the same time, the variation in the number of points for the bar graph shows that adding or removing two points does not significantly change the behavior of the beams it is used on. This is because the beams do not reach large enough stretches in tension to fall outside the first linear range of the curve until the tensile strength.