役職

日付: 2022 年 12 月 1 日

著者: ヤゴダ・クパック、クリスチャン・ルーター、アラン・ヌスバウマー

ソース：ガラスの構造と工学 6、(2021)。 https://doi.org/10.1007/s40940-021-00150-0

ガラス梁の耐破壊性を高めるポストテンションの有効性は、使用中に曲げによって誘発される引張応力にさらされるガラス端面に導入される圧縮プレストレスのレベルに依存します。 ポストテンションをかけたガラス梁システムに適用できる最大プレロードは、最大の圧縮プレストレスをもたらしますが、ポストテンション中に発生する可能性のあるさまざまな破損メカニズムによって制限されます。 この論文では、ガラスの底端に平らなステンレス鋼の緊張材が接着された、ポストテンションをかけたガラス梁システムの破損メカニズムを特定します。これには、緊張材の破断、引張時のガラスの破損、荷重導入時の接着剤/ガラスの破損が含まれます。ゾーン。

ガラスの透明な性質により、通常コンクリートに適用される垂直閉じ込めの使用が制限されるため、荷重導入の失敗には特別な注意が払われます。 外部からポストテンションをかけたコンクリート梁に適用したモデルに基づいて、ポストテンションをかけたガラス梁の許容予荷重を決定するための解析モデルを提案した。 このモデルは数値モデルの結果で検証され、良好な相関関係が示され、ポストテンションガラス梁の有効性に対するさまざまな梁パラメータの影響を決定するためのパラメトリック研究に適用されます。

ポストテンションガラスビームは、面内曲げ挙動を強化するために標準ガラスセクションに延性腱を適用したハイブリッド構造コンポーネントです。 腱はガラスに圧縮プレストレスを導入し、引張時のガラスのかなり低い抵抗を補います。 多くの研究が、ガラス梁に適用されるポストテンションのさまざまな方法論を調査し、初期破壊抵抗と破壊後の状態での冗長性の観点から、曲げにおける構造性能が大幅に向上することを実証しています (Bos et al. 2004; Schober et al. 2004) ; Débonnaire 2013; Louter et al. 2013; Jordão et al. 2014; Louter et al. 2014; Engelmann and Weller 2019; Cupać et al. 2021)。 これらの研究は一般に、曲げ時のポストテンションがかかった梁の構造挙動に焦点を当てており、実験と数値モデリングを通じて調査されており、ガラスの脆性破壊のモデリングに特に注意が払われています (Bedon and Louter 2016, 2017)。 。

現在の研究は、使用中に曲げによって引き起こされる引張応力にさらされるガラス端面に導入される圧縮プレストレスのレベルに応じて、ガラス梁の耐破壊性を向上させるポストテンション処理の有効性に焦点を当てています。 ポストテンションをかけたガラス梁システムに適用できる最大プレロードは、最大の圧縮プレストレスをもたらしますが、ポストテンション中に発生する可能性のあるいくつかの破損メカニズムによって制限されます。 この論文では、ガラスの底端に沿って配置された平らなステンレス鋼の緊張材を接着して配置した合わせガラス梁のポストテンションを調査しています (図 1)。

腱は最初に外部機構によって事前に張力がかけられ、その後ガラスに接着結合されます。 接着剤の硬化後に予荷重設定を解除すると、ガラス梁 1 に圧縮予応力とホギング曲げモーメントが誘発されます。 この段階で発生する可能性のある破損メカニズムは次のとおりです: (1) 腱の断裂、(2) 予荷重の偏心、つまりホギング曲げモーメントによる引張時のガラスの破損 2、(3) 接着剤の破損、( ４）ビーム端部の荷重導入ゾーンにおける応力ピークによって引き起こされるガラスの破壊。

鋼製腱の破断は、ポストテンションによって誘発される許容応力を制限することによって防止されます。 コンクリート構造物に適用される従来のプレストレス鋼の関連分野では、最大許容応力は、特性引張強さの 75%、または 0.1% 耐力の 85% (EN 1992-1-1 2004) に制限されています。一定のひずみ下での鋼の応力緩和による予荷重の損失。 プレストレス鋼の緩和による損失は、通常、プレストレス鋼の実際の引張強さの 70% に等しい初期応力に対する、平均温度 20°C で引張後 1000 時間での緩和損失のパーセンテージである ρ₁₀₀₀ の値に基づきます。サンプル prEN (2000)。 プレストレス処理には一般的に適用されないステンレス鋼は、従来のプレストレス処理鋼と同程度の緩和を示し、ρ₁₀₀₀<8% (Alonso et al. 2010) であり、同様の応力制限が適用される可能性があることが類推して実証されています。