Prediction of the long-term behaviour of adhesive anchors under sustained loading conditions

As the use of post-installed adhesive anchors became increasingly popular for structural applications, it became evident after several tragic incidents that, not only the short-term but also the long-term performance of an anchor system is extremely crucial and vital; hence, must be assessed thoroughly. This thesis reviews several existing methods to evaluate the creep displacement of the adhesive anchors under sustained loading conditions, which is the most important parameter to assess their long-term performance; and proposes a new method, based on the stress- and time-dependent equation of Findley, which enables the possibility of making arbitrary creep displacement predictions for various sustained load levels without making additional tests and allows the application of a load versus time-to-failure approach after determining the limit creep displacement values. The proposed creep displacement prediction method is applied to a set of data obtained from a series of sustained load tests on a specific adhesive anchor product and found to accurately represent the measured data. It was observed that the scatter between parallel tests was reduced by focusing only on the creep displacement instead of total displacement. Creep displacement prediction results show that there exists a load threshold, above which the corresponding creep displacement values become highly non-linear. It was also observed that, by modifying the parameter which defines the trend line of the creep displacement over time such that it becomes stress dependent, the accuracy of the proposed equation might increase. The creep displacement predictions made by the obtained equation are meant to be evaluated by further testing at different sustained load levels for the specified adhesive anchor system.

Poiché l'uso di ancoraggi adesivi post-installati è diventato sempre più diffuso per le applicazioni strutturali, è diventato evidente dopo numerosi incidenti tragici che, non solo le prestazioni a breve termine, ma anche quelle a lungo termine di un sistema di ancoraggio sono estremamente cruciali e vitali; perciò, devono essere valutate a fondo. Questa tesi esamina diversi metodi esistenti per valutare la deformazione di creep degli ancoraggi adesivi in condizioni di carico prolungato, che è il parametro più importante per valutare le loro prestazioni a lungo termine; e propone un nuovo metodo, basato sull'equazione di Findley dipendente dallo sforzo e dal tempo, che consente la possibilità di fare previsioni arbitrarie di deformazione di creep per i vari livelli di carico prolungato senza fare degli ulteriori test e consente l'applicazione di “load versus time-to-failure” approccio dopo aver determinato i valori limite di deformazione di creep. Il metodo proposto per la previsione della deformazione di creep viene applicato a un insieme di dati ottenuti da una serie di prove di carico prolungato su un prodotto di ancoraggio adesivo specifico ed è emerso che il metodo rappresenta accuratamente i dati misurati. È stato osservato che la dispersione tra i test paralleli è stata ridotta concentrandosi solo sulla deformazione di creep invece della deformazione totale. I risultati della previsione di deformazione di creep mostrano che esiste una soglia di carico, sopra la quale i corrispondenti valori di deformazione di creep diventano altamente non lineari. È stato inoltre osservato che, modificando il parametro che definisce la linea di tendenza della deformazione di creep nel tempo, in modo che diventi dipendente dallo sforzo, la precisione dell'equazione proposta potrebbe aumentare. Le previsioni di deformazione di creep fatte dall'equazione ottenuta devono essere valutate da ulteriori test a diversi livelli di carico prolungato per il sistema di ancoraggio adesivo specificato.