Duktil jordskjelvdimensjonering av betongskiver med store utsparinger

Abstract

Fra april 2010 er Eurokode 8 eneste gjeldende standard for jordskjelvdimensjonering i Norge. I standarden deles konstruksjoner inn i klassene lav, medium og høy duktilitet. I Norge er det kun anledning for å benytte klassene for lav og medium duktilitet.I klassen for medium duktilitet (DCM) åpnes det for å redusere lastene på grunn av energiopptaket knyttet til plastisk deformasjon. For å få til dette divideres lastene med konstruksjonsfaktoren q. Denne faktoren er avhengig av hvor duktilt bygget er. Mer duktile bygg kan benytte høyere konstruksjonsfaktor. I duktilitetsklasse medium varierer denne mellom 1,5 og 4,5 for betongkonstruksjoner.For å benytte seg av en konstruksjonsfaktor over 3,0 må bygget designes slik at de plastiske deformasjonene fordeles jevnt. Dermed gir rammesystemer, koplede veggsystemer eller kombinasjoner av disse høyest konstruksjonsfaktor. For disse kan grunnfaktoren på 3,0 økes med en overstyrkefaktor. Denne faktoren finnes ved å dividere last hvor konstruksjonsmessig ustabilitet intreffer med last ved første flyt i konstruksjonen.I Norge er det vanlig å benytte seg av heis- og trappesjakter for å føre horisontale krefter til fundament. Oppgaven undersøker om heis- og trappesjakter med store utsparinger får en slik fordeling av plastiske deformasjoner at de oppnår en overstyrke som tilsvarer den som tillates for ovennevnte bæresystemer, og dermed rettferdiggjør bruk av en høyere q-faktor.Dette blir undersøkt ved å utføre en monoton pålastning til brudd (en såkalt push-over analyse) og resultatene viser at overstyrken øker med størrelsen på utsparingene. Med en prosentvis utsparing på 30% eller høyere per etasje kan man forvente en overstyrke på 1,2-1,4 som tilsvarer en konstruksjonsfaktor på 3,6-4,2. Noe uventet ble det oppdaget at når utsparingene nærmer seg 100% synker overstyrken mot 1,0 igjen. Så store utsparinger er av liten praktisk interesse og påvirker likevel ikke konklusjonen.Konklusjonen blir dermed at betongvegger med store utsparinger kan tilnærmes rammesystemer eller koplede veggsystemer.