Ocelové sloupy kruhového průřezu vyplněné betonem vyšších pevností

Abstract

Tato disertační práce se zabývá konstrukčními prvky tvořenými ocelovou kruhovou trubkou vyplněnou betonem a je zaměřena na prvky namáhané tlakem s vlivem ztráty stability. Pro posuzování únosnosti těchto konstrukčních prvků je uveden postup v normě ČSN EN 1994-1-1 (Eurokód 4), který je platný při použití betonu s pevností v tlaku do 50 MPa. Cílem disertační práce bylo ověřit platnost výpočtu pro vyšší pevnosti betonu a zhodnotit efektivitu použití betonu vyšší pevnosti. Vyhodnocení probíhalo na základě výsledků experimentálního ověření 42 zkušebních těles. Pro všechna tělesa byly vytvořeny a verifikovány numerické modely v programu ATENA. V rámci řešení byly provedeny parametrické studie účinku ovinutí betonu a vlivu poměrné štíhlosti. Efekt vyšší pevnosti betonu byl hodnocen teoretickou analýzou. Výsledky ukazují, že postupy uvedené v normě ČSN EN 1994-1-1 pro trubky vyplněné betonem lze použít pro betony třídy pevnosti až C80/95. V závěru práce je potvrzeno, že zvýšení pevnosti betonu může vést k výraznějšímu zvýšení plastické únosnosti, přičemž jsou identifikovány hranice, při kterých vyšší pevnost betonu již nepřináší zásadní zlepšení únosnosti.This Ph.D. thesis deals with the structural members formed by a circular steel tube filled with concrete and it is focused on members under an axial compressive load with the effect of loss of stability. The procedure provided for assessing the load capacity of these structural members is applicable when utilizing concrete with a compressive strength of up to 50 MPa as specified in the standard ČSN EN 1994-1-1 (Eurocode 4). The aim of the Ph.D. thesis was to verify the validity of the calculation for higher concrete strengths and to evaluate the effectiveness of using higher strength concrete. The evaluation was based on the results of experimental verification of 42 test specimens. Numerical models were created and verified for all specimens using the ATENA program. Parametric studies were conducted within the framework of the solution to investigate the effect of concrete confinement and the influence of slenderness ratio. The effect of higher strength concrete was evaluated through theoretical analysis. The results indicate that the procedures specified in the standard ČSN EN 1994-1-1 for concrete-filled tubes can be applied to concretes of strength class up to C80/95. In conclusion, it is confirmed that increasing the strength of concrete can lead to a significant increase in plastic load capacity, while boundaries are identified at which higher strength of concrete no longer brings a striking improvement in loading capacity.