Hiilikuituvahventaminen betonirakenteiden korjaussuunnittelussa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tehdä suunnitteluohje betonirakenteiden hiilikuituvahventamiseen. Opinnäytetyö tehtiin A-Insinöörit Suunnittelu Oy:lle. Työssä selvitettiin, mitä tulee ottaa huomioon betonirakenteiden vahventamista hiilikuidulla suunniteltaessa ja miten vahventaminen suunnitellaan.

Opinnäytetyössä selvitettiin, mitä kuntovaatimuksia hiilikuituvahventaminen asettaa vanhoille betonirakenteille. Lisäksi tutkittiin liimojen ominaisuuksia ja soveltuvuutta hiilikuituvahventeiden kiinnittämiseen. Hiilikuitutuotteiden teknisiä ominaisuuksia selvitettiin vahventamisen kannalta. Työssä vertailtiin valmiiden hiilikuituvahvikkeiden lujuusteknisiä ominaisuuksia eri valmistajien välillä.

Opinnäytetyössä selvitettiin laskentamenetelmä betonipalkin hiilikuituvahventamiseen taivutuskestävyyden suhteen. Lisäksi tehtiin laskentaesimerkki palkin taivutusvahventamisesta. Laskentamenetelmässä selvitettiin ensin betonirakenteen jännitysten ja halkeilutilan laskenta. Sen jälkeen esitettiin hiilikuituvahventeen pinta-alan laskenta. Sitkeän murtotavan suunnittelu esitettiin laskennassa. Tämän jälkeen tutkittiin vahvikkeen ankkurointipituus ja ankkurointialueen sijainti.

The purpose of this thesis was to create a guideline for designing strengthening of concrete structures with carbon fiber reinforcement. Thesis was ordered by A-Insinöörit Suunnittelu Oy. In this thesis it was searched what needs to be considered when designing strengthening of concrete structures and how to design strengthening.

In this thesis it was found out which requirements of condition are assigned to old concrete structures when strengthening with carbon fiber reinforcement. It was also researched adhesives technical features and suitability for anchoring FRP sheets. Technical features of carbon fiber products were researched. In this thesis physical features of carbon fiber reinforcements were compared between different manufacturers.

Calculation method for strengthening concrete beam in bending was found in this thesis. In addition to calculation method, calculation example for strengthening beam in bending was made. In the calculation method it was first found out how to calculate stresses and strains of concrete structure. After that the calculation of required carbon fibre reinforcement area was shown. A design for ductile failure was presented in the calculation. After that the anchorage length and anchoring area were investigated.