Beregning og dimensjonering av betongsøyler

Abstract

I denne masteroppgaven er det sett på ulike beregningsmetoder for betongsøyler. Ved dimensjonering og kapasitetskontroll av symmetrisk armerte betongsøyler benyttes ofte M-N diagrammer. Etter at det gamle regelverket NS 3473 ble erstattet av Eurokode 2, ble eksisterende M-N diagrammer utdatert. Derfor er det i denne oppgaven utarbeidet diagrammer som følger dagens regelverk. For usymmetrisk armerte søyler er det laget to programmer i Matlab. Begge programmene er basert på likevekt mellom ytre og indre arbeid. Det ene programmet beregner utnyttelsen i et søyletverrsnitt for en gitt armeringsmengde, mens det andre programmet beregner nødvendig armeringsmengde for en gitt tøyningstilstand. Programmene er kontrollert opp mot produserte M-N diagrammer og dimensjoneringsprogrammet Krystall. Resultatene viser at programmene er pålitelige. Eurokode 2 krever at det skal tas hensyn til 2.ordens effekter for slanke søyler. En forenklet metode for beregning av 2.ordens momenter er foreslått i EC2, mens en annen forenklet metode ble benyttet i NS 3473. Sammenligning av disse to metodene viser at de kun gir små forskjeller i beregning av 2.ordens maksmomenter. I tillegg til de forenklede metodene er det laget et rammeprogram for en fullstendig 2.ordens analyse av søyler. Kontroll av de forenklede metodene opp mot rammeprogrammet viser at de forenklede metodene i alle tilfeller overestimerer maksimalt 2.ordens moment, og er derfor konservative. I enkelte tilfeller er de forenklede metodene altfor konservative, noe som kan medføre ekstrakostnader ved dimensjonering. Søylers knekklengder blir i EC2 beregnet basert på relativ rotasjonsfleksibilitet, mens i NS 3473 blir de beregnet på bakgrunn av rotasjonsinnspenningsgrad. Sammenligning av ulike typer uforskyvelige søyler viser at de to metodene å beregne knekklengder på gir tilnærmet like resultater med et største avvik på ca. 1.5%. For forskyvelige søyler er forskjellene noe større, med avvik på opptil 17%.I oppgavens avsluttende del er det gjort beregner av et betongbygg. Gjennom dimensjoneringen blir de fleste av temaene i rapporten berørt.