Projekt 12963 – Avslutat Lösning för hållbar rehabilitering av armerade betongväggar
Fördjupningsmaterial
Slutrapport
Sammanfattning
Forskning vid LTU. Samverkan inom Sveriges bygguniversitet (SBU) sker mellan LTU, LTH och KTH.
Förstärkning av befintliga byggnader i samband med om-, till- och påbyggnad blir allt vanligare. Utöver förstärkning vid nybyggnad finns behov av förstärkning av äldre konstruktioner där bland annat nya förutsättningar kräver kreativa och i många fall mer ekonomiskt fördelaktiga lösningar än rivning och nybyggnad.
De huvudsakliga slutsatserna från forskningsprojektet angående effektiviteten av förstärkningssystemet, inneslutning av väggar med kolfiberväv i samband med håltagning, summeras nedan:
1. Genom att skapa nya öppningar i solida väggelement reduceras deras axiella hållfasthet. De små respektive stora öppningarna påvisade reduktioner om 36% och 50% av den axiella hållfastheten.
2. Inneslutning med hjälp av kolfiberväv, genom att utnyttja omslutningseffekten, tillsammans med mekanisk förankring ökar den axiella hållfastheten av väggelement i samband med håltagning. Förstärkningen av små och stora öppningar (vilka motsvarade 25% och 50% reduktion av elements tvärsnittsarea) medförde ökningar av den axiella hållfastheten med 34-50% och 13-27%, till 85-94.8% och 56.5-63.4% jämfört med väggelement utan förstärkningssystem. Det bör dock noteras att förstärkningssystemet inte klarade av att återskapa den axiella kapaciteten hos ett solitt väggelement. I förekommen försöksserie användes en kolfiberväv som var ensriktad, hade en bi-axiell/tri-axiell väv eller lager med vertikal ensriktad väv tillämpats hade förstärkningssystemet förmodligen blivit mer effektivt.
3. Förstärkningen av väggelement kunde inte undvika en spröd brottmod, till exempel krossbrott i betong, dock kunde buckling av armeringen och dess explosiva spjälkning undvikas vilket kunde ses i de oförstärkta väggelementen.
Resultaten från detta forskningsprojekt har gett bra resultat samt nya infallsvinklar för att studera betongväggar i samband med håltagningar, samt betongväggar med öppningar rent generellt. Förstärkningssystemet som utvecklats inom ramarna för detta forskningsprojekt har visat sig vara lyckosamt för att uppgradera bärförmågan i samband med håltagning. Dock är tillämpandet av förstärkningssystemet fortfarande i behov av utveckling gällande dimensionering. Ickelinjär analys, både analytisk och numerisk, kan tillämpas tillsammans med en större försöksmatris för att bedöma effekter av signifikanta parametrar (till exempel större excentricitet, asymmetrisk håltagning eller andra randvillkor).
Slutredovisningen utgörs av licentiatavhandlingen "FRP Strengthening och Concrete Walls with Openings", Cosmin Popescu, LTU (27 sidor, 4 vetenskapliga artiklar och en svensk sammanfattning).
Förstärkning av befintliga byggnader i samband med om-, till- och påbyggnad blir allt vanligare. Utöver förstärkning vid nybyggnad finns behov av förstärkning av äldre konstruktioner där bland annat nya förutsättningar kräver kreativa och i många fall mer ekonomiskt fördelaktiga lösningar än rivning och nybyggnad.
De huvudsakliga slutsatserna från forskningsprojektet angående effektiviteten av förstärkningssystemet, inneslutning av väggar med kolfiberväv i samband med håltagning, summeras nedan:
1. Genom att skapa nya öppningar i solida väggelement reduceras deras axiella hållfasthet. De små respektive stora öppningarna påvisade reduktioner om 36% och 50% av den axiella hållfastheten.
2. Inneslutning med hjälp av kolfiberväv, genom att utnyttja omslutningseffekten, tillsammans med mekanisk förankring ökar den axiella hållfastheten av väggelement i samband med håltagning. Förstärkningen av små och stora öppningar (vilka motsvarade 25% och 50% reduktion av elements tvärsnittsarea) medförde ökningar av den axiella hållfastheten med 34-50% och 13-27%, till 85-94.8% och 56.5-63.4% jämfört med väggelement utan förstärkningssystem. Det bör dock noteras att förstärkningssystemet inte klarade av att återskapa den axiella kapaciteten hos ett solitt väggelement. I förekommen försöksserie användes en kolfiberväv som var ensriktad, hade en bi-axiell/tri-axiell väv eller lager med vertikal ensriktad väv tillämpats hade förstärkningssystemet förmodligen blivit mer effektivt.
3. Förstärkningen av väggelement kunde inte undvika en spröd brottmod, till exempel krossbrott i betong, dock kunde buckling av armeringen och dess explosiva spjälkning undvikas vilket kunde ses i de oförstärkta väggelementen.
Resultaten från detta forskningsprojekt har gett bra resultat samt nya infallsvinklar för att studera betongväggar i samband med håltagningar, samt betongväggar med öppningar rent generellt. Förstärkningssystemet som utvecklats inom ramarna för detta forskningsprojekt har visat sig vara lyckosamt för att uppgradera bärförmågan i samband med håltagning. Dock är tillämpandet av förstärkningssystemet fortfarande i behov av utveckling gällande dimensionering. Ickelinjär analys, både analytisk och numerisk, kan tillämpas tillsammans med en större försöksmatris för att bedöma effekter av signifikanta parametrar (till exempel större excentricitet, asymmetrisk håltagning eller andra randvillkor).
Slutredovisningen utgörs av licentiatavhandlingen "FRP Strengthening och Concrete Walls with Openings", Cosmin Popescu, LTU (27 sidor, 4 vetenskapliga artiklar och en svensk sammanfattning).
Projektansvarig
- Skanska Sverige AB
Projektledare
- Thomas Blanksvärd thomas.blanksvard@skanska.se