Search

A typical constructional solution for load bearing elements at the intersection between steel and concrete in high-rise- as well as multi-storey-buildings is the anchor plate in steel. Tests on the positive effects of reinforcement in constructions with small edge distances such as columns and wall edges show that the design solutions still can be improved compared to the regulations in technical approvals. The ambition of this research is the determination of the load flux between anchor plate, concrete and reinforcement, improved design and use of shear/tension hanger reinforcement, reduction of allowable edge distances and increase of allowable load in combination with reinforcement. Tests with different topologies of anchor plates and concrete structures were conducted. Explored are the ultimate forces in correlation to edge distance, anchorage reinforcement and load eccentricity. These forces are compared to ultimate allowable forces which are calculated according to current technical approvals for headed studs.

Disertační práce se zabývá analýzou detailu uložení prvku ozubem, a to jak po stránce teoretického modelování a praktického dimenzování metodou příhradové analogie, tak po stránce experimentálního ověření únosnosti a chování detailu během zatěžování pomocí zatěžovacích zkoušek a navazující numerické fyzikálně-nelineární analýzy. Byly shrnuty známé způsoby jeho konstrukčního a statického řešení uváděné v odborné literatuře a také představena metoda příhradové analogie jako vhodný nástroj pro konzistentní řešení detailu, prvku nebo celé konstrukce. Byl prezentován teoretický základ této metody obsahující také obecnou metodiku navrhování a posuzování. Byly popsány vybrané praktické problémy plynoucí ze známého řešení analyzovaného detailu podle německého přístupu a teoreticky zpracována jeho modifikace zohledňující praktický způsob vyztužování. Byl navržen experiment za účelem verifikace prezentovaného výpočetního postupu a vlivu použitého poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže na únosnost a chování detailu během zatěžování. Součástí experimentu byly také doprovodné materiálové zkoušky betonu, které spolu s inspekčními certifikáty použité výztuže sloužily jako podklad pro srovnávací fyzikálně-nelineární analýzu metodou konečných prvků. Na základě dosažených výsledků lze považovat představený způsob dimenzování za bezpečný. Z dosažených výsledků také vyplývá, že volba poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže nemá v rámci praktického vyztužování vliv na mezní únosnost, ale pouze na vznik, rozvoj a výslednou šířku trhlin. S rostoucím poměrem šikmé vyvěšovací výztuže klesá šířka a hustota trhlin ve všech stádiích zatěžování. S ohledem na jejich omezení zejména v provozním stadiu se tedy doporučuje navrhovat alespoň konstrukční šikmou výztuž., The doctoral thesis deals with the analysis of the dapped-end beam detail, in terms of theoretical modelling and practical design using the strut-and-tie method as well as experimental verification of the bearing capacity and the behaviour of the detail under load by means of load tests and subsequent numerical nonlinear analysis. A summary of known structural and static designs explored in the literature has been presented. In addition, the strut-and-tie method has been introduced as an appropriate tool for a consistent design of the detail, element or the whole structure. The theoretical basis for the method has been described, including the general methodology for design and analysis. Practical problems have been discussed, specifically those resulting from the known design of the analysed detail based on the German approach; its modification has been processed theoretically taking into account the practical mode of reinforcement. An experiment has been suggested with a view to verify the presented calculation procedure and the influence of the used ratio of vertical to inclined hanger reinforcement on the bearing capacity and behaviour of the detail under load. The experiment also included accompanying material tests of the concrete which were used along with the inspection certificates issued for the used reinforcement as a basis for the nonlinear finite element analysis. Based on the results, the presented design procedure can be considered safe. These results also imply that the chosen ratio of vertical and inclined hanger reinforcements has no influence on the ultimate bearing capacity within practical reinforcement, as it only influences the formation, development and final width of cracks. With the growing ratio of the inclined hanger reinforcement, the width and density of cracks decreases at all stages of loading. Owing to their limitations, primarily during the service state, it is recommended that the minimal inclined reinforcement should be used.

Disertační práce se zabývá analýzou detailu uložení prvku ozubem, a to jak po stránce teoretického modelování a praktického dimenzování metodou příhradové analogie, tak po stránce experimentálního ověření únosnosti a chování detailu během zatěžování pomocí zatěžovacích zkoušek a navazující numerické fyzikálně-nelineární analýzy. Byly shrnuty známé způsoby jeho konstrukčního a statického řešení uváděné v odborné literatuře a také představena metoda příhradové analogie jako vhodný nástroj pro konzistentní řešení detailu, prvku nebo celé konstrukce. Byl prezentován teoretický základ této metody obsahující také obecnou metodiku navrhování a posuzování. Byly popsány vybrané praktické problémy plynoucí ze známého řešení analyzovaného detailu podle německého přístupu a teoreticky zpracována jeho modifikace zohledňující praktický způsob vyztužování. Byl navržen experiment za účelem verifikace prezentovaného výpočetního postupu a vlivu použitého poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže na únosnost a chování detailu během zatěžování. Součástí experimentu byly také doprovodné materiálové zkoušky betonu, které spolu s inspekčními certifikáty použité výztuže sloužily jako podklad pro srovnávací fyzikálně-nelineární analýzu metodou konečných prvků. Na základě dosažených výsledků lze považovat představený způsob dimenzování za bezpečný. Z dosažených výsledků také vyplývá, že volba poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže nemá v rámci praktického vyztužování vliv na mezní únosnost, ale pouze na vznik, rozvoj a výslednou šířku trhlin. S rostoucím poměrem šikmé vyvěšovací výztuže klesá šířka a hustota trhlin ve všech stádiích zatěžování. S ohledem na jejich omezení zejména v provozním stadiu se tedy doporučuje navrhovat alespoň konstrukční šikmou výztuž., The doctoral thesis deals with the analysis of the dapped-end beam detail, in terms of theoretical modelling and practical design using the strut-and-tie method as well as experimental verification of the bearing capacity and the behaviour of the detail under load by means of load tests and subsequent numerical nonlinear analysis. A summary of known structural and static designs explored in the literature has been presented. In addition, the strut-and-tie method has been introduced as an appropriate tool for a consistent design of the detail, element or the whole structure. The theoretical basis for the method has been described, including the general methodology for design and analysis. Practical problems have been discussed, specifically those resulting from the known design of the analysed detail based on the German approach; its modification has been processed theoretically taking into account the practical mode of reinforcement. An experiment has been suggested with a view to verify the presented calculation procedure and the influence of the used ratio of vertical to inclined hanger reinforcement on the bearing capacity and behaviour of the detail under load. The experiment also included accompanying material tests of the concrete which were used along with the inspection certificates issued for the used reinforcement as a basis for the nonlinear finite element analysis. Based on the results, the presented design procedure can be considered safe. These results also imply that the chosen ratio of vertical and inclined hanger reinforcements has no influence on the ultimate bearing capacity within practical reinforcement, as it only influences the formation, development and final width of cracks. With the growing ratio of the inclined hanger reinforcement, the width and density of cracks decreases at all stages of loading. Owing to their limitations, primarily during the service state, it is recommended that the minimal inclined reinforcement should be used.

Disertační práce se zabývá analýzou detailu uložení prvku ozubem, a to jak po stránce teoretického modelování a praktického dimenzování metodou příhradové analogie, tak po stránce experimentálního ověření únosnosti a chování detailu během zatěžování pomocí zatěžovacích zkoušek a navazující numerické fyzikálně-nelineární analýzy. Byly shrnuty známé způsoby jeho konstrukčního a statického řešení uváděné v odborné literatuře a také představena metoda příhradové analogie jako vhodný nástroj pro konzistentní řešení detailu, prvku nebo celé konstrukce. Byl prezentován teoretický základ této metody obsahující také obecnou metodiku navrhování a posuzování. Byly popsány vybrané praktické problémy plynoucí ze známého řešení analyzovaného detailu podle německého přístupu a teoreticky zpracována jeho modifikace zohledňující praktický způsob vyztužování. Byl navržen experiment za účelem verifikace prezentovaného výpočetního postupu a vlivu použitého poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže na únosnost a chování detailu během zatěžování. Součástí experimentu byly také doprovodné materiálové zkoušky betonu, které spolu s inspekčními certifikáty použité výztuže sloužily jako podklad pro srovnávací fyzikálně-nelineární analýzu metodou konečných prvků. Na základě dosažených výsledků lze považovat představený způsob dimenzování za bezpečný. Z dosažených výsledků také vyplývá, že volba poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže nemá v rámci praktického vyztužování vliv na mezní únosnost, ale pouze na vznik, rozvoj a výslednou šířku trhlin. S rostoucím poměrem šikmé vyvěšovací výztuže klesá šířka a hustota trhlin ve všech stádiích zatěžování. S ohledem na jejich omezení zejména v provozním stadiu se tedy doporučuje navrhovat alespoň konstrukční šikmou výztuž., The doctoral thesis deals with the analysis of the dapped-end beam detail, in terms of theoretical modelling and practical design using the strut-and-tie method as well as experimental verification of the bearing capacity and the behaviour of the detail under load by means of load tests and subsequent numerical nonlinear analysis. A summary of known structural and static designs explored in the literature has been presented. In addition, the strut-and-tie method has been introduced as an appropriate tool for a consistent design of the detail, element or the whole structure. The theoretical basis for the method has been described, including the general methodology for design and analysis. Practical problems have been discussed, specifically those resulting from the known design of the analysed detail based on the German approach; its modification has been processed theoretically taking into account the practical mode of reinforcement. An experiment has been suggested with a view to verify the presented calculation procedure and the influence of the used ratio of vertical to inclined hanger reinforcement on the bearing capacity and behaviour of the detail under load. The experiment also included accompanying material tests of the concrete which were used along with the inspection certificates issued for the used reinforcement as a basis for the nonlinear finite element analysis. Based on the results, the presented design procedure can be considered safe. These results also imply that the chosen ratio of vertical and inclined hanger reinforcements has no influence on the ultimate bearing capacity within practical reinforcement, as it only influences the formation, development and final width of cracks. With the growing ratio of the inclined hanger reinforcement, the width and density of cracks decreases at all stages of loading. Owing to their limitations, primarily during the service state, it is recommended that the minimal inclined reinforcement should be used.

Disertační práce se zabývá analýzou detailu uložení prvku ozubem, a to jak po stránce teoretického modelování a praktického dimenzování metodou příhradové analogie, tak po stránce experimentálního ověření únosnosti a chování detailu během zatěžování pomocí zatěžovacích zkoušek a navazující numerické fyzikálně-nelineární analýzy. Byly shrnuty známé způsoby jeho konstrukčního a statického řešení uváděné v odborné literatuře a také představena metoda příhradové analogie jako vhodný nástroj pro konzistentní řešení detailu, prvku nebo celé konstrukce. Byl prezentován teoretický základ této metody obsahující také obecnou metodiku navrhování a posuzování. Byly popsány vybrané praktické problémy plynoucí ze známého řešení analyzovaného detailu podle německého přístupu a teoreticky zpracována jeho modifikace zohledňující praktický způsob vyztužování. Byl navržen experiment za účelem verifikace prezentovaného výpočetního postupu a vlivu použitého poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže na únosnost a chování detailu během zatěžování. Součástí experimentu byly také doprovodné materiálové zkoušky betonu, které spolu s inspekčními certifikáty použité výztuže sloužily jako podklad pro srovnávací fyzikálně-nelineární analýzu metodou konečných prvků. Na základě dosažených výsledků lze považovat představený způsob dimenzování za bezpečný. Z dosažených výsledků také vyplývá, že volba poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže nemá v rámci praktického vyztužování vliv na mezní únosnost, ale pouze na vznik, rozvoj a výslednou šířku trhlin. S rostoucím poměrem šikmé vyvěšovací výztuže klesá šířka a hustota trhlin ve všech stádiích zatěžování. S ohledem na jejich omezení zejména v provozním stadiu se tedy doporučuje navrhovat alespoň konstrukční šikmou výztuž., The doctoral thesis deals with the analysis of the dapped-end beam detail, in terms of theoretical modelling and practical design using the strut-and-tie method as well as experimental verification of the bearing capacity and the behaviour of the detail under load by means of load tests and subsequent numerical nonlinear analysis. A summary of known structural and static designs explored in the literature has been presented. In addition, the strut-and-tie method has been introduced as an appropriate tool for a consistent design of the detail, element or the whole structure. The theoretical basis for the method has been described, including the general methodology for design and analysis. Practical problems have been discussed, specifically those resulting from the known design of the analysed detail based on the German approach; its modification has been processed theoretically taking into account the practical mode of reinforcement. An experiment has been suggested with a view to verify the presented calculation procedure and the influence of the used ratio of vertical to inclined hanger reinforcement on the bearing capacity and behaviour of the detail under load. The experiment also included accompanying material tests of the concrete which were used along with the inspection certificates issued for the used reinforcement as a basis for the nonlinear finite element analysis. Based on the results, the presented design procedure can be considered safe. These results also imply that the chosen ratio of vertical and inclined hanger reinforcements has no influence on the ultimate bearing capacity within practical reinforcement, as it only influences the formation, development and final width of cracks. With the growing ratio of the inclined hanger reinforcement, the width and density of cracks decreases at all stages of loading. Owing to their limitations, primarily during the service state, it is recommended that the minimal inclined reinforcement should be used.

Disertační práce se zabývá analýzou detailu uložení prvku ozubem, a to jak po stránce teoretického modelování a praktického dimenzování metodou příhradové analogie, tak po stránce experimentálního ověření únosnosti a chování detailu během zatěžování pomocí zatěžovacích zkoušek a navazující numerické fyzikálně-nelineární analýzy. Byly shrnuty známé způsoby jeho konstrukčního a statického řešení uváděné v odborné literatuře a také představena metoda příhradové analogie jako vhodný nástroj pro konzistentní řešení detailu, prvku nebo celé konstrukce. Byl prezentován teoretický základ této metody obsahující také obecnou metodiku navrhování a posuzování. Byly popsány vybrané praktické problémy plynoucí ze známého řešení analyzovaného detailu podle německého přístupu a teoreticky zpracována jeho modifikace zohledňující praktický způsob vyztužování. Byl navržen experiment za účelem verifikace prezentovaného výpočetního postupu a vlivu použitého poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže na únosnost a chování detailu během zatěžování. Součástí experimentu byly také doprovodné materiálové zkoušky betonu, které spolu s inspekčními certifikáty použité výztuže sloužily jako podklad pro srovnávací fyzikálně-nelineární analýzu metodou konečných prvků. Na základě dosažených výsledků lze považovat představený způsob dimenzování za bezpečný. Z dosažených výsledků také vyplývá, že volba poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže nemá v rámci praktického vyztužování vliv na mezní únosnost, ale pouze na vznik, rozvoj a výslednou šířku trhlin. S rostoucím poměrem šikmé vyvěšovací výztuže klesá šířka a hustota trhlin ve všech stádiích zatěžování. S ohledem na jejich omezení zejména v provozním stadiu se tedy doporučuje navrhovat alespoň konstrukční šikmou výztuž., The doctoral thesis deals with the analysis of the dapped-end beam detail, in terms of theoretical modelling and practical design using the strut-and-tie method as well as experimental verification of the bearing capacity and the behaviour of the detail under load by means of load tests and subsequent numerical nonlinear analysis. A summary of known structural and static designs explored in the literature has been presented. In addition, the strut-and-tie method has been introduced as an appropriate tool for a consistent design of the detail, element or the whole structure. The theoretical basis for the method has been described, including the general methodology for design and analysis. Practical problems have been discussed, specifically those resulting from the known design of the analysed detail based on the German approach; its modification has been processed theoretically taking into account the practical mode of reinforcement. An experiment has been suggested with a view to verify the presented calculation procedure and the influence of the used ratio of vertical to inclined hanger reinforcement on the bearing capacity and behaviour of the detail under load. The experiment also included accompanying material tests of the concrete which were used along with the inspection certificates issued for the used reinforcement as a basis for the nonlinear finite element analysis. Based on the results, the presented design procedure can be considered safe. These results also imply that the chosen ratio of vertical and inclined hanger reinforcements has no influence on the ultimate bearing capacity within practical reinforcement, as it only influences the formation, development and final width of cracks. With the growing ratio of the inclined hanger reinforcement, the width and density of cracks decreases at all stages of loading. Owing to their limitations, primarily during the service state, it is recommended that the minimal inclined reinforcement should be used.

Disertační práce se zabývá analýzou detailu uložení prvku ozubem, a to jak po stránce teoretického modelování a praktického dimenzování metodou příhradové analogie, tak po stránce experimentálního ověření únosnosti a chování detailu během zatěžování pomocí zatěžovacích zkoušek a navazující numerické fyzikálně-nelineární analýzy. Byly shrnuty známé způsoby jeho konstrukčního a statického řešení uváděné v odborné literatuře a také představena metoda příhradové analogie jako vhodný nástroj pro konzistentní řešení detailu, prvku nebo celé konstrukce. Byl prezentován teoretický základ této metody obsahující také obecnou metodiku navrhování a posuzování. Byly popsány vybrané praktické problémy plynoucí ze známého řešení analyzovaného detailu podle německého přístupu a teoreticky zpracována jeho modifikace zohledňující praktický způsob vyztužování. Byl navržen experiment za účelem verifikace prezentovaného výpočetního postupu a vlivu použitého poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže na únosnost a chování detailu během zatěžování. Součástí experimentu byly také doprovodné materiálové zkoušky betonu, které spolu s inspekčními certifikáty použité výztuže sloužily jako podklad pro srovnávací fyzikálně-nelineární analýzu metodou konečných prvků. Na základě dosažených výsledků lze považovat představený způsob dimenzování za bezpečný. Z dosažených výsledků také vyplývá, že volba poměru svislé a šikmé vyvěšovací výztuže nemá v rámci praktického vyztužování vliv na mezní únosnost, ale pouze na vznik, rozvoj a výslednou šířku trhlin. S rostoucím poměrem šikmé vyvěšovací výztuže klesá šířka a hustota trhlin ve všech stádiích zatěžování. S ohledem na jejich omezení zejména v provozním stadiu se tedy doporučuje navrhovat alespoň konstrukční šikmou výztuž., The doctoral thesis deals with the analysis of the dapped-end beam detail, in terms of theoretical modelling and practical design using the strut-and-tie method as well as experimental verification of the bearing capacity and the behaviour of the detail under load by means of load tests and subsequent numerical nonlinear analysis. A summary of known structural and static designs explored in the literature has been presented. In addition, the strut-and-tie method has been introduced as an appropriate tool for a consistent design of the detail, element or the whole structure. The theoretical basis for the method has been described, including the general methodology for design and analysis. Practical problems have been discussed, specifically those resulting from the known design of the analysed detail based on the German approach; its modification has been processed theoretically taking into account the practical mode of reinforcement. An experiment has been suggested with a view to verify the presented calculation procedure and the influence of the used ratio of vertical to inclined hanger reinforcement on the bearing capacity and behaviour of the detail under load. The experiment also included accompanying material tests of the concrete which were used along with the inspection certificates issued for the used reinforcement as a basis for the nonlinear finite element analysis. Based on the results, the presented design procedure can be considered safe. These results also imply that the chosen ratio of vertical and inclined hanger reinforcements has no influence on the ultimate bearing capacity within practical reinforcement, as it only influences the formation, development and final width of cracks. With the growing ratio of the inclined hanger reinforcement, the width and density of cracks decreases at all stages of loading. Owing to their limitations, primarily during the service state, it is recommended that the minimal inclined reinforcement should be used.