Beregning og numeriske analyser av samvirkebruer.

Abstract

Bruer konstruert ved bruk av samvirke mellom stål og betong er av de mes brukte brutypene, spesielt for mellomlange spenn. Formålet med denne oppgaven er å undersøke ulike beregningsmetoder for denne typen konstruksjon. I tillegg utarbeides det numeriske modeller for sammenligning. Sentralt ligger også problemstillinger knyttet til bruk av dybler og forskjeller mellom fullstendig og delvis samvirke.

Som basis for alle beregninger er det brukt bruskisser fra Loftesnes bru, tegnet av Reinertsen AS. I tillegg er beregningene basert på regler gitt i relevante Eurokoder og Vegdirektoratets Håndbok N400. Fap2d brukes for alle lastanalyser i håndberegninger, og Abaqus brukes for opprettelse og analyse av numeriske modeller.

Ved gjennomgang av formelverk fastsatt i Samvirkekonstruksjoner i stål og betong oppdages det feil i formler brukt ved beregning av svinn. Her utbedres formelverket og brukes til videre beregninger. Ved vurdering av spenninger fra svinn og temperatur merkes det at effekten er begrenset ved fullstendig samvirke. Ved delvis samvirke ser en derimot at disse spenningene har en vesentlig større effekt.

Egenskaper en gir dybler skaper skillet mellom fullstendig samvirke og delvis samvirke. Det gjøres beregninger med stive og duktile dybler. Modelleringsmetoden brukt for dybler viser seg å gi gode approksimasjoner til tverrsnittspenninger og overført skjærstrøm mellom betong og stål.

Sammenligning av modellene viser relativt god korrelasjon mellom resultater fra håndberegninger og numeriske beregninger, men ved numerisk beregning ser det ut til at spenninger i deler av stålprofilet underestimeres. Dette gjelder både for fullstendig og delvis samvirke.