Comparative analysis of shear capacity in concrete structures: Eurocode 2 and its revised version

Abstract

Denne studien undersøker overgangen fra Eurokode 2 (EC2: NS-EN 1992-1-1:2004) til dens reviderte versjon, FprEN (FprEN 1992-1-1:2022), med vekt på skjærkapasiteten til betong. Behovet for å oppdatere EC2 etter nesten to tiår førte til at revisjonen inneholder betydelige bidrag fra ulike europeiske land og spesialiserte team. Viktige endringer i FprEN inkluderer integreringen av standarder for betongbroer inn i standarder for væskebeholdende konstruksjoner, sammen med fremskritt i forståelsen av skjær, rissoppførsel og armering i betongkonstruksjoner.

Forskningen fokuserer på de mekaniske egenskapene til betong, og sammenligner EC2- og FprEN-standardene. Den undersøker hvordan FprEN forbedrer estimeringen av egenskaper som trykkfasthet, strekksfasthet og elastisitetsmodul, med tanke på faktorer som betongens størrelse, alder, og implikasjonene av disse forbedrede beregningene på byggekostnader og prosedyrer. Denne avhandlingen utforsker også de komplekse aspektene ved betongegenskaper og skjærkapasitet, og avdekker en dreining mot mer spesifikke og detaljerte designmetoder. Denne dreiningen er tydelig i de forbedrede retningslinjene, som indikerer en sterkere fokus på presis strukturell design og adopsjon av standarder som prioriterer sikkerhet og imøtekommer behovene til moderne konstruksjon.

En grundig analyse av retningslinjer for skjærkapasitet basert på både EC2 og FprEN blir presentert, og undersøker strukturelle komponenter med og uten krav til design av skjærarmering, minimum skjærarmering, skjær mellom steg og flens, og analysen av skjær ved grensesnitt. Den komparative studien av disse retningslinjene understreker utviklingen, fremskrittene og den betydelige innvirkningen av disse endringene i FprEN på konstruksjonsteknikk.

Samlet sett demonstrerer funnene i denne studien en stor fremgang i praksis for på konstruksjonsteknikk, som beveger seg mot mer pålitelige metoder som legger vekt på nøyaktighet, sikkerhet og effektivitet i design og konstruksjon av betong. Studien fremhever den dynamiske naturen til ingeniørstandarder, som tilpasser seg nye innsikter og teknologier, og bidrar til utviklingen av tryggere og mer effektive strukturelle design.

This study examines the transition from Eurocode 2 (EC2: NS-EN 1992-1-1:2004) to its revised version, FprEN (FprEN 1992-1-1:2022), with an emphasis on the shear capacity of concrete. Prompted by the need to update EC2 after nearly two decades, the revision incorporates significant contributions from various European countries and specialized teams. Key changes in FprEN include the integration of concrete bridges standards into liquid-retaining structures standards, along with advancements in understanding shear, cracking behavior, and reinforcement in concrete structures.

The research focuses on the mechanical properties of concrete, comparing EC2 and FprEN standards. It investigates how FprEN refines the estimation of properties like compressive strength, tensile strength, and elastic modulus, considering factors such as concrete size, age, and the implications of these refined calculations on construction costs and procedures. This thesis also explores the complex aspects of concrete properties and shear capacity, revealing a shift towards more specific and detailed design methods. This shift is evident in the improved guidelines, indicating a stronger focus on precise structural design and adopting standards that prioritize safety and address the needs of modern construction.

A comprehensive analysis of shear guidelines based on both EC2 and FprEN is presented, examining structural components with and without requirements for design shear reinforcement, minimum shear reinforcement, shear between web and flange, and the analysis of shear at interfaces. The comparative study of these guidelines underscores the evolution, advancements, and the significant impact of these changes in the FprEN on structural engineering.

Overall, the findings of this study demonstrate a major advancement in structural engineering practices, moving towards more reliable methods that emphasize accuracy, safety, and efficiency in concrete design and construction. The study highlights the dynamic nature of engineering standards, adapting to new insights and technologies, and contributing to the development of safer and more efficient structural designs.