Verifikasjon av beregningsmodeller for skjærkapasitet av betongkonstruksjoner - En analyse av beregningsmodeller basert på Critical Shear Crack Theory
Abstract
Denne avhandlingen vurderer beregningsmodeller for skjærkapasitet til rektangulære slakarmerte betongbjelker og enveisdekker uten skjærarmering, dette relatert til den planlagte Eurokode 2 revisjonen. Beregningsmodellen som ligger til grunn for endringene i denne revisjonen er Critical Shear Crack Theory og vil bli presentert i forskjellige stadier. Først den originale beregningsmodellen fra 2008, og deretter videreutviklingen fra 2017. Det har i tillegg blitt presentert Eurokode 2 slik formelverket er i dag, og endringer utført i forbindelse med den planlagte revisjonen av Eurokode 2. Hovedfokuset i avhandlingen er å belyse sammensetningen, teorigrunnlaget og utviklingen av disse beregningsmodellene. I tillegg har det blitt utført parametersammenligninger av beregningsmodellene for å undersøke avhengighet til de forskjellige parameterne som påvirker skjærkapasiteten.Analytiske og eksperimentelle studier har observert at skjærkapasiteten til slakkarmert konstruksjonsdeler uten skjærarmering er primært avhengig av betongtrykkfastheten, betongstrekkfasthet, størrelseseffekten, armeringsforholdet, skjærspenn-dybde forholdet og tilslagstørrelsen. Det er derfor viktig å implementere disse parameterne for korrekt å analysere hvordan interne og eksterne krefter forplanter seg i betongkonstruksjonen. Når riss forplanter seg i betongkonstruksjonen kan flere skjæroverføringsmekanismer dannes. Disse skjæroverføringsmekanismene er observert å være skjærspenninger i urisset betongtrykksone, aggregate interlock, dybel effekten av lengdearmeringen, resterende strekkspenninger, og bue effekten. For den planlagte revisjonen av Eurokode 2 og videreutviklingen av CSCT har de essensielle parameterne blitt implementert tilsvarende likt. Det er noen forskjeller i bruken av kontrollsnitt og kriterier i forhold til bruken av disse parameterne, men dette gir ingen drastiske endringer av skjærkapasiteten. Eurokode 2 på den andre siden benytter ikke slankhetsforholdet, tilslagstørrelsen og skjærspennet. I tillegg ble det observert at størrelseseffekten benyttet i Eurokode 2 førte til en betydelig større skjærkapasitet enn for den planlagte revisjonen av Eurokode 2 og videreutviklingen av CSCT. Dette kan føre til usikre løsninger for dimensjonering av slankebjelker og konstruksjoner med høy effektiv tverrsnittsdybde.Det ble observert at den planlagte revisjonen av Eurokode 2 kan implementere enkle endringer uten store konsekvenser. Videreutviklingen av CSCT benytter alle skjæroverføringskreftene i utledningen av beregningsmodellen. Dette vil kunne føre til at nye ideer og observasjoner kan implementeres på en effektiv måte, som er viktig for et bærekraftig og fremtidsrettet formelverk.