Vedonalaisen kuitulujitetun betonin konstitutiivinen mallintaminen

Jyrki Kullaa

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Työssä tutkitaan kuitulujitetun betonin mekaniikkaa yksiaksiaalisessa vetorasituksessa. Pääpaino on halkeilun jälkeisessä käyttäytymisessä. Kuidun ja matriisin yhteistoiminta on leikkausjännitysten siirtymistä. Jännitys voi olla luonteeltaan kimmoista tai kitkallista. Kuidun tartuntaparametrit voidaan selvittää yksinkertaisen ulosvetokokeen ja teorian avulla. Laskettujen parametrien avulla saadaan eripituisten kuitujen voima-siirtymäkuvaajat. Yksinkertaisessa konstitutiivisessa mallissa (ns. ACK-malli) on perusoletuksena, että kuidut ovat jatkuvia ja yhdensuuntaisia. Matriisi halkeilee useasta kohdasta. Halkeilun jälkeen materiaalissa ainoastaan kuidut toimivat. Lyhyiden ja erisuuntaisten kuitujen vaikutus otetaan huomioon tehokkuusluvuilla. Malli sisältää vain lujittuvan osan jännitys-venymäkuvaajasta. Wangin kehittämässä tilastollisessa mallissa oletetaan, että rakenteeseen syntyy vain yksi halkeama. Teoria ei ota huomioon sitä, että kuitua vedettäessä myös matriisi venyy. Jännitys-venymäkuvaajasta saadaan myös myötöpehmenevä osa. Tässä työssä esitetään uusi konstitutiivinen malli. Sillä voidaan laskea komposiitin käyttäytyminen lopulliseen murtoon asti. Jännitys-venymäkäyrän lisäksi tuloksena saadaan halkeamaleveys ja halkeamaväli. Malli ottaa huomioon yhden tai usean halkeaman syntymisen sekä erilaiset murtotavat: kuitujen katkeamisen tai irtoamisen. Kuidut ovat pyöreitä ja sileitä. Ne voivat olla pitkiä tai lyhyitä, yhdensuuntaisia tai satunnaisesti jakautuneita, hauraita tai sitkeitä, jäykkiä tai pehmeitä. Myös useita erilaisia kuituja voi olla samassa matriisissa. Uuden mallin antamat tulokset ovat sopusoinnussa kummankin referoidun mallin kanssa. Mallilla voidaan tutkia eri suureiden vaikutusta ja jopa löytää uusia lainalaisuuksia. Mallia voidaan käyttää myös komposiittimateriaalien suunnitteluun. Malli soveltuu myös muille hauraan matriisin komposiiteille, kuten kuitukeraameille.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages111
ISBN (Print)951-38-4122-7
Publication statusPublished - 1993
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesVTT Julkaisuja - Publikationer
Number774
ISSN1235-0613

Fingerprint

Olla

Keywords

  • fibre reinforcement
  • concretes
  • tensile strength
  • tensile stress
  • models
  • loading
  • loads (forces)
  • behavior
  • cracking (fracturing)
  • interactions
  • composite materials
  • shear stress
  • shear strain
  • stress strain diagrams
  • consitutive diagrams
  • consitutive equations
  • tests

Cite this

Kullaa, J. (1993). Vedonalaisen kuitulujitetun betonin konstitutiivinen mallintaminen. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Julkaisuja - Publikationer, No. 774
Kullaa, Jyrki. / Vedonalaisen kuitulujitetun betonin konstitutiivinen mallintaminen. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1993. 111 p. (VTT Julkaisuja - Publikationer; No. 774).
@book{9f131d12435d4243a7863f99d293a71c,
title = "Vedonalaisen kuitulujitetun betonin konstitutiivinen mallintaminen",
abstract = "Ty{\"o}ss{\"a} tutkitaan kuitulujitetun betonin mekaniikkaa yksiaksiaalisessa vetorasituksessa. P{\"a}{\"a}paino on halkeilun j{\"a}lkeisess{\"a} k{\"a}ytt{\"a}ytymisess{\"a}. Kuidun ja matriisin yhteistoiminta on leikkausj{\"a}nnitysten siirtymist{\"a}. J{\"a}nnitys voi olla luonteeltaan kimmoista tai kitkallista. Kuidun tartuntaparametrit voidaan selvitt{\"a}{\"a} yksinkertaisen ulosvetokokeen ja teorian avulla. Laskettujen parametrien avulla saadaan eripituisten kuitujen voima-siirtym{\"a}kuvaajat. Yksinkertaisessa konstitutiivisessa mallissa (ns. ACK-malli) on perusoletuksena, ett{\"a} kuidut ovat jatkuvia ja yhdensuuntaisia. Matriisi halkeilee useasta kohdasta. Halkeilun j{\"a}lkeen materiaalissa ainoastaan kuidut toimivat. Lyhyiden ja erisuuntaisten kuitujen vaikutus otetaan huomioon tehokkuusluvuilla. Malli sis{\"a}lt{\"a}{\"a} vain lujittuvan osan j{\"a}nnitys-venym{\"a}kuvaajasta. Wangin kehitt{\"a}m{\"a}ss{\"a} tilastollisessa mallissa oletetaan, ett{\"a} rakenteeseen syntyy vain yksi halkeama. Teoria ei ota huomioon sit{\"a}, ett{\"a} kuitua vedett{\"a}ess{\"a} my{\"o}s matriisi venyy. J{\"a}nnitys-venym{\"a}kuvaajasta saadaan my{\"o}s my{\"o}t{\"o}pehmenev{\"a} osa. T{\"a}ss{\"a} ty{\"o}ss{\"a} esitet{\"a}{\"a}n uusi konstitutiivinen malli. Sill{\"a} voidaan laskea komposiitin k{\"a}ytt{\"a}ytyminen lopulliseen murtoon asti. J{\"a}nnitys-venym{\"a}k{\"a}yr{\"a}n lis{\"a}ksi tuloksena saadaan halkeamaleveys ja halkeamav{\"a}li. Malli ottaa huomioon yhden tai usean halkeaman syntymisen sek{\"a} erilaiset murtotavat: kuitujen katkeamisen tai irtoamisen. Kuidut ovat py{\"o}reit{\"a} ja sileit{\"a}. Ne voivat olla pitki{\"a} tai lyhyit{\"a}, yhdensuuntaisia tai satunnaisesti jakautuneita, hauraita tai sitkeit{\"a}, j{\"a}ykki{\"a} tai pehmeit{\"a}. My{\"o}s useita erilaisia kuituja voi olla samassa matriisissa. Uuden mallin antamat tulokset ovat sopusoinnussa kummankin referoidun mallin kanssa. Mallilla voidaan tutkia eri suureiden vaikutusta ja jopa l{\"o}yt{\"a}{\"a} uusia lainalaisuuksia. Mallia voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} my{\"o}s komposiittimateriaalien suunnitteluun. Malli soveltuu my{\"o}s muille hauraan matriisin komposiiteille, kuten kuitukeraameille.",
keywords = "fibre reinforcement, concretes, tensile strength, tensile stress, models, loading, loads (forces), behavior, cracking (fracturing), interactions, composite materials, shear stress, shear strain, stress strain diagrams, consitutive diagrams, consitutive equations, tests",
author = "Jyrki Kullaa",
year = "1993",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4122-7",
series = "VTT Julkaisuja - Publikationer",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "774",
address = "Finland",

}

Kullaa, J 1993, Vedonalaisen kuitulujitetun betonin konstitutiivinen mallintaminen. VTT Julkaisuja - Publikationer, no. 774, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Vedonalaisen kuitulujitetun betonin konstitutiivinen mallintaminen. / Kullaa, Jyrki.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1993. 111 p. (VTT Julkaisuja - Publikationer; No. 774).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Vedonalaisen kuitulujitetun betonin konstitutiivinen mallintaminen

AU - Kullaa, Jyrki

PY - 1993

Y1 - 1993

N2 - Työssä tutkitaan kuitulujitetun betonin mekaniikkaa yksiaksiaalisessa vetorasituksessa. Pääpaino on halkeilun jälkeisessä käyttäytymisessä. Kuidun ja matriisin yhteistoiminta on leikkausjännitysten siirtymistä. Jännitys voi olla luonteeltaan kimmoista tai kitkallista. Kuidun tartuntaparametrit voidaan selvittää yksinkertaisen ulosvetokokeen ja teorian avulla. Laskettujen parametrien avulla saadaan eripituisten kuitujen voima-siirtymäkuvaajat. Yksinkertaisessa konstitutiivisessa mallissa (ns. ACK-malli) on perusoletuksena, että kuidut ovat jatkuvia ja yhdensuuntaisia. Matriisi halkeilee useasta kohdasta. Halkeilun jälkeen materiaalissa ainoastaan kuidut toimivat. Lyhyiden ja erisuuntaisten kuitujen vaikutus otetaan huomioon tehokkuusluvuilla. Malli sisältää vain lujittuvan osan jännitys-venymäkuvaajasta. Wangin kehittämässä tilastollisessa mallissa oletetaan, että rakenteeseen syntyy vain yksi halkeama. Teoria ei ota huomioon sitä, että kuitua vedettäessä myös matriisi venyy. Jännitys-venymäkuvaajasta saadaan myös myötöpehmenevä osa. Tässä työssä esitetään uusi konstitutiivinen malli. Sillä voidaan laskea komposiitin käyttäytyminen lopulliseen murtoon asti. Jännitys-venymäkäyrän lisäksi tuloksena saadaan halkeamaleveys ja halkeamaväli. Malli ottaa huomioon yhden tai usean halkeaman syntymisen sekä erilaiset murtotavat: kuitujen katkeamisen tai irtoamisen. Kuidut ovat pyöreitä ja sileitä. Ne voivat olla pitkiä tai lyhyitä, yhdensuuntaisia tai satunnaisesti jakautuneita, hauraita tai sitkeitä, jäykkiä tai pehmeitä. Myös useita erilaisia kuituja voi olla samassa matriisissa. Uuden mallin antamat tulokset ovat sopusoinnussa kummankin referoidun mallin kanssa. Mallilla voidaan tutkia eri suureiden vaikutusta ja jopa löytää uusia lainalaisuuksia. Mallia voidaan käyttää myös komposiittimateriaalien suunnitteluun. Malli soveltuu myös muille hauraan matriisin komposiiteille, kuten kuitukeraameille.

AB - Työssä tutkitaan kuitulujitetun betonin mekaniikkaa yksiaksiaalisessa vetorasituksessa. Pääpaino on halkeilun jälkeisessä käyttäytymisessä. Kuidun ja matriisin yhteistoiminta on leikkausjännitysten siirtymistä. Jännitys voi olla luonteeltaan kimmoista tai kitkallista. Kuidun tartuntaparametrit voidaan selvittää yksinkertaisen ulosvetokokeen ja teorian avulla. Laskettujen parametrien avulla saadaan eripituisten kuitujen voima-siirtymäkuvaajat. Yksinkertaisessa konstitutiivisessa mallissa (ns. ACK-malli) on perusoletuksena, että kuidut ovat jatkuvia ja yhdensuuntaisia. Matriisi halkeilee useasta kohdasta. Halkeilun jälkeen materiaalissa ainoastaan kuidut toimivat. Lyhyiden ja erisuuntaisten kuitujen vaikutus otetaan huomioon tehokkuusluvuilla. Malli sisältää vain lujittuvan osan jännitys-venymäkuvaajasta. Wangin kehittämässä tilastollisessa mallissa oletetaan, että rakenteeseen syntyy vain yksi halkeama. Teoria ei ota huomioon sitä, että kuitua vedettäessä myös matriisi venyy. Jännitys-venymäkuvaajasta saadaan myös myötöpehmenevä osa. Tässä työssä esitetään uusi konstitutiivinen malli. Sillä voidaan laskea komposiitin käyttäytyminen lopulliseen murtoon asti. Jännitys-venymäkäyrän lisäksi tuloksena saadaan halkeamaleveys ja halkeamaväli. Malli ottaa huomioon yhden tai usean halkeaman syntymisen sekä erilaiset murtotavat: kuitujen katkeamisen tai irtoamisen. Kuidut ovat pyöreitä ja sileitä. Ne voivat olla pitkiä tai lyhyitä, yhdensuuntaisia tai satunnaisesti jakautuneita, hauraita tai sitkeitä, jäykkiä tai pehmeitä. Myös useita erilaisia kuituja voi olla samassa matriisissa. Uuden mallin antamat tulokset ovat sopusoinnussa kummankin referoidun mallin kanssa. Mallilla voidaan tutkia eri suureiden vaikutusta ja jopa löytää uusia lainalaisuuksia. Mallia voidaan käyttää myös komposiittimateriaalien suunnitteluun. Malli soveltuu myös muille hauraan matriisin komposiiteille, kuten kuitukeraameille.

KW - fibre reinforcement

KW - concretes

KW - tensile strength

KW - tensile stress

KW - models

KW - loading

KW - loads (forces)

KW - behavior

KW - cracking (fracturing)

KW - interactions

KW - composite materials

KW - shear stress

KW - shear strain

KW - stress strain diagrams

KW - consitutive diagrams

KW - consitutive equations

KW - tests

M3 - Report

SN - 951-38-4122-7

T3 - VTT Julkaisuja - Publikationer

BT - Vedonalaisen kuitulujitetun betonin konstitutiivinen mallintaminen

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Kullaa J. Vedonalaisen kuitulujitetun betonin konstitutiivinen mallintaminen. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1993. 111 p. (VTT Julkaisuja - Publikationer; No. 774).