Beregningsmetoder for skjærkapasitet i betongdekker og -bjelker

Abstract

Med utgangspunkt i fornying av Eurokode 2 er det ønske om innføre en mekanisk modell i beregningsmetodene for skjærkapasitet. Eurokode 2 beregninger i dag skjærkapasiteten til betongkonstruksjoner uten skjærarmering basert på empiri, mens for konstruksjoner med skjærarmering beregnes skjærkapasiteten basert på en fagverksmodell. «The International Federation for Structural Concrete» jobber for å utvikle en mekanisk modell hvor hensikten er at modellen skal være anvendelig for både enkle og kompliserte betongkonstruksjoner. I den anledning er det presentert tre forskjellige forslag for beregning av skjærkapasitet fra henholdsvis Sveits, Tyskland og Spania.

Den første delen av oppgaven inneholder et litteraturstudie av eksisterende beregningsmetoder (Eurokode 2, Model Code 2010 og NS 3473) og de tre nye beregningsforslagene (Sveitsisk, Tysk og Spansk metode). For metodene som baseres på mekaniske modeller blir bakgrunnsteorien presentert samt forenklingene som leder til endelige prosjekteringsregler. I den andre delen av oppgaven sammenlignes beregningsmetodene både med og uten skjærarmering for å undersøke differanser i kapasitetsberegningene. Ulike parametere blir variert for å undersøke innflytelsen på kapasiteten. Til slutt er det beregnet et eksempel for hver enkelt metode både med og uten skjærarmering. Beregningseksemplene i dette studiet er utført for å demonstrere dimensjoneringsmetodene i eksisterende standarder og forslagene til ny standard.

Resultatene viser at beregningsmetodene som baseres på mekaniske modeller hvor tøyninger og ruheten i risset blir tatt hensyn til (Model Code 2010 og det Sveitsiske forslaget), gir høyere kapasitet enn de øvrige metodene. Selv om den Spanske metoden også baseres på en mekanisk modell er kapasiteten mer konservativ. Metodene basert på empiri er generelt veldig stabile for alle variasjon av parametere. Studiet viser at den Tyske og Spanske metoden er generelt mest anvendelig for beregningene i denne oppgaven. Med tanke på videre bruk i standarder er den Spanske metoden veldig aktuell på grunn av den mekanisk modellen og fornuftige resultater.