Järeiden harjaterästankojen ankkuroituminen

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Oulun seudun ammattikorkeakoulun rakennustekniikan osastolle. Työn tavoitteena oli selvittää, ankkuroituuko 32 mm:n betoniteräs suorana pelkästään tartunnan avulla palkkirakenteessa, joka on toteutettu Eurokoodi 2 -suunnitteluohjeen suoran tangon ankkurointiin liittyvien vähimmäisvaatimusten mukaan. Tutkimuksessa tangon liukumalle ei asetettu mitään rajoitteita. Lisäksi tutkimusraportin sekundäärisenä tavoitteena on toimia tutkimusmenetelmien osalta opastavana asiakirjana mahdollisissa oppilasvetoisissa jatkotutkimuksissa.

Paksun tangon ankkuroituvuutta selvitettiin kuormituskokein, jossa vertailtiin yhdellä 32 mm:n tangolla ja neljällä 16 mm:n tangolla raudoitettujen palkkien kuormituskäyttäytymisiä. 16 mm:n tangoilla raudoitetun palkin kuormituskäyttäytymistä pidettiin yleiset vaatimukset täyttävänä. Palkit pyrittiin suunnittelemaan ja valmistamaan tankopaksuutta lukuun ottamatta identtisiksi. 32 mm tangon ankkuroituvuutta indikoivina kuormitusilmiöinä pidettiin kokonaiskuormaa, palkkien taipumaa ja halkeilua. Palkkityypeille suoritettiin myös laskennalliset kestävyystarkastelut materiaalien keskimääräisillä kuormituspäivän lujuuksilla ilman osavarmuuskertoimia, mitä verrattiin palkkityyppien toteutuneisiin kestävyyksiin.

Tutkimustulosten perusteella 32 mm:n tanko ankkuroituu ohuella betonipeite-kerroksella 500 MPa:n teräsjännitystä vastaavalle vetovoimalle ilman merkittäviä muodonmuutoksia, kun rakenteessa käytetään Eurokoodi 2:n mukaista poikittaisraudoitusta. Tutkimus antoi kuitenkin viitteitä 32 mm:n tangolla jo reilusti alle käyttörajatilan kuormilla tapahtuvasta tangon suuntaisesta halkeilusta, millä on tartunnan laatua ja mahdollisesti rakenteen säilyvyyttä heikentävä vaikutus.

Tutkimuksessa havaittujen puutteiden ja tutkimuksen suppean rajauksen vuoksi aiheeseen liittyviä ilmiöitä laajamittaisemmin tarkasteleville tutkimuksille voidaan ajatella olevan aihetta.

This thesis was made to the department of civil engineering Oulu University of Applied Sciences. The objective of the work was to research bond based anchoring of a 32 mm thick rebar in a beam structure. The test beams were designed by the minimum requirements of Eurocode 2 and no limitations were set to the slip of the bar. The secondary objective of the work was to test and develop the subject matter methods with a view to further student-driven researches.

Bond baced anchoring of the 32 mm bar was examined with load tests by comparing load behavior of two beam types with different reinforcements. The other beam type was tensile reinforced with one 32 mm rebar and the other with 4 pieces of 16 mm rebars. Concerning the other qualities, the beam types were designed to be identical. The load behavior of the beam type reinforced with 16 mm bars was considered to meet the general requirements.

In load tests the total load, the deflection of the beams and the cracking was considered to indicate the loading phenomenas of the anchoring. Additionally, the strenght values achieved from the loading tests were compared to the theoretical strength calculations of the beam types. The strength calculations were made by using the average test-day strengths of materials without partial safety factors.

Based on the results of the research, a 32 mm reinforcement bar with a thin concrete cover layer anchors with a force corresponding to 500 MPa steel stress without significant deformations if the structure contains sufficient transverse reinforcement. The research gave, nevertheless, some evidence about cracking of the concrete cover in the direction of the bars. Cracks formed on loads well under service limit state and can therefore weaken the quality of the bond and the durability of the structure.

Because of the noticed shortages and the narrow definition of this research, a need for further research can be thought.