Pravděpodobnostní model pevnosti výztuže pro textilní beton a jeho porovnání s experimenty

Abstract

Cílem předložené bakalářské práce bylo sestavit pravděpodobnostní model pevnosti výztuže textilního betonu. Tato výztuž se skládá z vláknitých svazků ze skelného materiálu, které jsou impregnované epoxidovou pryskyřicí. Hlavním zájmem této práce bylo zjistit možné slabé místo v tomto textilním svazku a také ověřit jeho pevnost. Tímto slabým místem mohl být příčný spoj, který zužuje svazek v několika místech. Dalším zájmem bylo pozorovat vliv velikosti svazku na jeho pevnost. Za účelem správného sestavení výpočtového modelu bylo třeba experimentálních tahových zkoušek. Těmito zkouškami prošlo pět sérií vzorků, které se lišily délkou svazku. Každá série obsahovala 8-10 vzorků. Výsledkem experimentu byly L-D diagramy jednotlivých vzorků, jejichž data přispěla k identifikaci parametrů modelu. Tyto odhady parametrů byly vypočítány díky numerickým metodám a optimalizačním funkcím v rámci programovacího algoritmu. Výsledkem parametrické studie byla kombinace čtyř parametrů pravděpodobnostního modelu popisující chování textilního svazku. Statistický vliv velikosti byl prokázán s odkazem na Weibullovu teorii pevnosti. Provedený výzkum ukázal, že příčný spoj není slabým místem svazku a nevyskytují se zde koncentrátory napětí. Pevnost svazku textilní výztuže tedy závisí na pevnosti jeho podélných vláken.The scope of the presented bachelor’s thesis was the establishment of a probabilistic model for material strength of textile reinforcement used for textile reinforced concrete. This reinforcement is composed of AR-glass multi-filament yarns. The goal of this thesis was to determine the potential weak spot of the textile yarn and evaluate its strength in overall. The weak spot could have been a lateral cross-connection, which narrowed the textile yarn at several locations. Another thing of interest was the observation of statistical size effect with the increasing length of textile yarn. In order to properly fit the numerical model to real behavior of multi-filament yarns, five series of experimental tensile testing has been executed in laboratory. Each series consisted of 8-10 specimens and had a different yarn length. Maximum tensile force and maximum deformation have been measured to obtain L-D diagrams for each specimen. Measured data were statistically analyzed and gave the information necessary for the identification of probabilistic model parameters. This parameter estimation has been carried out with the help of numerical and optimization methods included in Python programming algorithms. The problem statement resulted in a combination of model parameters describing the textile yarn behavior. The statistical size effect was observed corresponding to the Weibull theory. The performed study showed that the failure of the textile yarn depends on material strength of its filaments. There are no load concentrators at the location of lateral cross-connections affecting the yarn failure.