Duktilitet i veggskiver av betong påkjent av seismisk belastning

Abstract

I og med at eurokodene ble gjeldende standarder i Norge fra 1.april 2010 er det EC 8 som er gjeldende standard for jordskjelvdimensjonering av konstruksjoner i Norge. Sammenlignet med NS 3491-12 gir EC8 mer utvidede og presise krav til hvordan de seismiske lastene skal bestemmes og dimensjonering av konstruksjoner for seismiske laster.

Hovedhensikten med oppgaven er å gjøre en verifikasjon av formelverket i EC 8 forberegning av duktile vertikale veggskiver i betong. Det er gjort en gjennomgang av teorien som ligger til grunn for dimensjonering av konstruksjoner for seismisk belastning generelt og mer spesielt for veggskiver for middels duktilitet (DCM).

For å kunne gi et estimat på hvor store jordskjelvkrefter duktile veggskiver kan bli belastet med i Norge er det foretatt en beregning av et konkret bygg med forenklet formelverk i EC 8. Bygget er forbedret for å tilfredsstille krav til regularitet i planet og det er gjennomført en forenklet lastberegning for å bestemme skjærkraften ved grunnivå for den mest belastede veggskiven.

Utformingen av duktile veggskiver baserer seg i hovedsak på å legge ekstra bøylearmering rundt lengdearmeringen som er lagt inn for å ta det seismiske bøyemomentet i bunn av veggskiva. Denne ekstra bøylearmeringen gjør at betongen innenfor blir omsluttet, og betongens og veggskivas duktile egenskaper øker signifikant. I EC 8 er det ikke satt noen spesifikke krav til at duktiliteten til veggskiver må dokumenteres i DCM utover at beregningsregler for nødvendig bøylearmering må følges.

Det er utført analyser på tre veggskiver som er dimensjonert etter formelverk for middelsduktilitet (DCM) i EC 8. Veggskivene har ulik lengde, og hensikten med analysen er å se hvordan duktiliteten endrer seg for veggskiver med ulike lengde og konstant tykkelse. Som mål og krav på duktilitet benytter EC 8 krumningsduktiliteten som er definert av tøyninger i tverrsnittet. Analyseprogrammet Response-2000 er benyttet for å fastsette tøyningene, fremstille moment- krumningsdiagrammet og momentkapasiteten til de ulike tverrsnittene.

Resultatene fra analysene som sammenligner krumningsduktiliteten med ulik lengdeveggskiver er vist i figuren på neste side. Disse resultatene ga at krumningsduktiliteten øker med økende lengde av veggskiva, og at kravet til krumningsduktilitet for disse veggskivene på μφ > 5 er tilfredsstilt med god margin.