Plater og skiver i armert betong – dimensjonering og numerisk simulering

Abstract

Oppgaven drøfter dimensjoneringsmetoder, for plater og skiver i bruddgrensetilstand, opp mot ikke-lineær numerisk analyse. Som hjelpemiddel i enkelte av de lineær analysene ble excel‐regneark og Fokus Konstruksjon 2D benyttet. I ikke‐lineær analyse ble elementprogrammet DIANA tatt i bruk.

Platene som evalueres er rektangulære plater med ulike randbetingelser og laster, plater med store utsparinger og skjev geometri. De ble dimensjoneres etter stripemetoden og bruddlinjeteori. Valgte skiver var kontinuerlig skive og fritt opplagt skive. Stavmodeller brukes for å dimensjonere skivene.

Stripemetoden er en nedregrensemetode som enten overdimensjonerer eller gir korrekt bruddlast. Dette erfares også i denne oppgaven. Alle platene dimensjonert etter stripemetoden ga utelukkende høyere kapasitet enn hva det ble dimensjonert for.

Stripemetoden har flere fordeler. Den ka ta i bruk forsterkningsstriper, som gjør metoden spesielt gunstig for dimensjonering av plater med utsparing, fri rand, stripe‐ og/eller punktlast. Det er også en stor fordel at metoden alltid dimensjonerer på sikker side. En ulempe er at platen kan bli svært overdimensjonert eller få uoversiktlig armeringsnett.

Bruddlinjeteorien er en øvregrensemetode og gir enten korrekt eller for lav kapasitet. I denne oppgaven ga platene, dimensjonert etter bruddlinjeteori, utelukkende for lav kapasitet. Dette kan skyldes forenklinger i beregninger eller feil i valg av momentforhold.

Armeringsføringen i bruddlinjeteorien er uniform, det vil si at forsterkningsstriper ikke benyttes. Dette gjør metoden ugunstig for plater med utsparing eller fri rand. Uniform armeringsføring kan også være en fordel, ettersom det gjør armeringsarbeidet mindre komplisert.

Bruddlinjeteorien ga også svært gode indikasjoner på hvordan bruddformen ville bli for plater dimensjonert etter denne teorien. For dimensjonering av plater med jevnt fordelt last og uten utsparing er bruddlinjeteori en mer anvendelig metode.

Stavmodellen er en nedregrensemetode og dette vises i oppgaven, hvor analyser av begge skivene ga tilstrekkelig kapasitet. Det ble også erfart at stavmodeller gir et bra bilde på hvordan krefter fordeler seg i en skive og er et egnet dimensjoneringsverktøy for frittbærende skiver.