Niniejsza praca przedstawia syntezę nowego podejścia w budownictwie, nazywanego Metodą Złączy Podatnych (MZP). Wprowadza ono w praktyce inżynierskiej nowe połączenia naprawcze wykonane z mas poliuretanowych, przenoszące obciążenia przy dużych deformacjach. Praca zawiera wnioski o charakterze jakościowym, które (dzięki syntetycznemu opisowi) mogą stanowić podstawę nowej szkoły naukowej, wykorzystującej wiedzę z pogranicza różnych dziedzin nauki. Podstawą pracy są wyniki laboratoryjnych badań doświadczalnych, zrealizowanych na próbkach polimerów oraz próbkach materiałów budowlanych połączonych polimerami. Posłużyły one do identyfikacji parametrów logarytmicznych modeli złączy podatnych, zaproponowanych w pracy na podstawie teorii materiałów hipersprężystych badania terenowe. Wykonane na obiektach rzeczywistych potwierdziły skuteczność i praktyczną przydatność innowacyjnej metody. W pracy wykazano, że polimerowe złącza podatne redukują piki koncentracji naprężeń w materiałach kruchych, zwiększając wytrzymałość naprawianej konstrukcji. Wybrane wyniki analiz pozwoliły opracować wnioski do praktyki inżynierskiej, umożliwiające zaprojektowanie złącza polimerowego. Różne zagadnienia dotyczące polimerowych złączy podatnych zostały w pracy pogrupowane w rozdziały tematyczne. Rozdział pierwszy przedstawia ideę polimerowych złączy podatnych (na tle powszechnie stosowanych połączeń sztywnych) oraz cele i zakres niniejszej pracy. W rozdziale drugim omówiono wyniki badań wykonanych na budującej złącze podatne masie poliuretanowej, jej podstawowe charakterystyki oraz wpływ różnych czynników na zmianę charakterystyki polimeru. Opis teoretyczny polimerowego złącza podatnego w mierze logarytmicznej (teorii materiałów hipersprężystych) omówiono w rozdziale trzecim. Zaproponowano tam też model obliczeniowy złącza podatnego i pokazano rozkłady naprężeń w złączu z użyciem analizy numerycznej Metody Elementów Skończonych. W rozdziale czwartym omówiono zjawisko redukcji koncentracji naprężeń oraz redystrybucji naprężeń przez złącze polimerowe i wynikający stąd przyrost nośności konstrukcji po naprawie polimerowym złączem podatnym. Rozdział piąty zawiera przykłady praktycznych realizacji na obiektach rzeczywistych, wykorzystujących polimerowe złącza podatne. Wytyczne realizacyjne wykonywania polimerowych złączy podatnych i zasady wykonywania obliczeń inżynierskich podano w rozdziale szóstym. Zakończenie, podsumowanie i wnioski oraz nowe elementy pracy i kierunki dalszych badań zaprezentowano w rozdziale siódmym, który zakończono spisem wykorzystanej literatury. Niektóre zagadnienia przedstawiono w pracy pobieżnie, odsyłając czytelnika po szczegóły do cytowanej literatury.
This work presents synthesis of a new approach in civil engineering, known as Flexible Joint Method (FJM). It introduces new repair joints made of polyurethane masses in engineering practice, which carry loads and undergo large deformations. The work contains findings of qualitative character, which can be the base of a new scientific school (because of its synthetic description), taking advantage of the knowledge range at boundaries of various scientific disciplines. The foundation of the work are results of laboratory tests, done at polymer specimens and specimens build of engineering materials joined using polymers. The results allow identification of logarithmic model parameters of the flexible joints, proposed in the work basing on the hyperelastic theory. Field tests carried out on real structures confirmed efficiency and practical suitability of this innovative method. It was shown that the polymer flexible joints reduce stress concentrations in brittle materials. Selected analysis results allowed working out deductions for engineering practice that in turn allow designing polymer joints. Various problems of the polymer flexible joints were grouped into chapters according to scope. The first chapter presents an idea of the polymer flexible joints (against a background of commonly using stiff joints) and also the aims and the extent of this work. The second chapter presented results of investigations carried out on polyurethane mass constructing the flexible joints, its fundamental characteristics and the influence on the characteristic polymer properties of various factors. Theoretical description of the polymer flexible joint in logarithmic measure (of the theory of hyperelastic materials) was reviewed in the third chapter. In the same chapter, it was proposed analytical model of the flexible joint and showed stress distribution in the joint using numerical analysis of the Finite Element Method. The fourth chapter reviewed the phenomenon of stress concentration reduction and stress redistribution caused by the flexible joint. Both cause the increase of the structure strength after repair using the flexible joints. The fifth chapter contains examples of practical realizations on real structures using the flexible polymer joints. The implementation guidelines of the polymer flexible joints and rules of engineering calculations were given in the sixth chapter. Conclusion, summing up and deductions and also new elements of this publication and new directions of future research were presented in the seventh chapter, which was ended with the used references. Some topics were briefly presented in the work, recommending the reader to look into details presented in the referenced publications.
