Skjærkapasitet i betongkonstruksjoner uten skjærarmering
Abstract
I forbindelse med fornying av Eurokode 2 (NS-EN1992-1-1:2004) er det foreslått en ny beregningsmetode for bestemmelse av skjærkapasitet i konstruksjonsdeler som beregningsmessig ikke har behov for skjærarmering. Formålet med denne oppgaven er å gjennomgå relevant litteratur innen skjær og sammenligne skjærkapasiteten beregnet etter foreslått metode i utkastet til EC2 med skjærkapasiteten beregnet etter gjeldende standard. Formelverket som er benyttet i dag for beregning av skjærkapasitet uten skjærarmering er basert på empiri og gir lite rom for brukeren til å modifisere uttrykket ved spesielle tilfeller. Uttrykket har dessuten vist seg for å være upålitelig i noen sammenhenger. I utkastet for den reviderte EC2, som er datert oktober 2017, er det foreslått en beregningsmetode som er basert på «critical shear crack theory» (CSCT). CSCT er en modell som ble utviklet i 1980-tallet hovedsakelig for å beregne skjærkapasiteten i plane konstruksjonselementer. Modellen er bygget på antagelsen om at skjærstyrken kan bestemmes ut fra utviklingen til det kritiske skjærrisset som hemmer skjæroverføringen med skjærmekanismer. Denne oppgaven vil gå i dybden på forutsetningene og forenklingene som er lagt til grunn i det nyutviklede uttrykket, med særlig fokus på skjærmekanismene.
Oppgaven består av tre deler. I første del av oppgaven er grunnleggende skjærteori gjennomgått. Det inkluderer blant annet en presentasjon av ulike opphav for skjærspenning, loven om skjærspenningenes parvise opptreden og skjærspenningsforløpet i bjelker. I del to er de ulike skjærmekanismene, den mekaniske modellen til Cavagnis, samt forutsetningene og forenklingene som ledet til det foreslåtte skjærkapasitetsuttrykket presentert. I tredje del av oppgaven presenteres dimensjoneringsprosedyren i gjeldende og revidert EC2 før de tilslutt granskes. Kapasiteten for en gitt bjelketverrsnitt blir beregnet med de begge metodene for å demonstrere prosedyren. Beregningseksempelet brukes videre til å undersøke hvordan ulike parameterer påvirker skjærkapasiteten. Påvirkningen av effektiv høyde, trykkfasthet, armeringsmengde, aksialbelastning og tilslagsstørrelse er blitt vurdert for begge metodene.