Sammenligning av nåværende og fremtidige dimensjoneringsregler for betongkonstruksjoner: Revisjon av Eurokode 2

Abstract

Prosjekteringsstandard til betongkonstruksjoner har betegnelsen NS-EN 1992 : Prosjektering av betongkonstruksjoner - Del 1-1: Allmenne regler og regler for bygninger er mest kjent som Eurokode 2, og inneholder krav til pålitelighet og funksjonsdyktighet i brudd-, bruk- og utmattingsgrensetilstand. Den internasjonale komitéen, CEN ``Comité Européen de Normalisation'', har begynt å revidere regelverket for noen år siden, og i denne sammenhengen vil de at medlemslandene deltar i et arbeid med å sammenligne eksisterende og den reviderte versjonen. Det blir et mer omfattende regelverk og får betegnelsen Eurokode 2: Prosjektering av betongkonstruksjoner - Del 1-1: Generelle regler, regler for bygninger, bruer og anleggstekniske strukturer. Avhandlingen handler om forskjeller i dimensjoneringsregler i den reviderte versjonen: utkast D4 ``prEN 1992-1-1:2019-10-25'' og den eksisterende Eurokode 2. Den beskriver konsekvensene av endring i de dimensjonerende trykkfastheter og konstante trykktøyning på momentkapasitet, samt skjær- og gjennomlokkingskapasitet redegjøres for bjelker og plater. Sammenlikningene viser at det kommer til å kreve like mye betongoverdekning og at nødvendig total høyde, som vil si tykkelse på bjelker og plater, blir lavere med noen centimeter. Det krever nesten like mye lengdearmering på strekksiden, mens i noen tilfeller der det er behov for lengdearmering på trykksiden i henhold til Eurokode 2, blir det unødvendig med trykkarmering med den reviderte Eurokoden. I tillegg vil det bli tillat å dimensjonere med 91 døgns fasthet når det er spesifisert for et prosjekt. Disse endringene kan ha en viktig sideeffekt i å avdekke virkelighetsbehov og dermed begrenser det unødvendige bruk av bygningsmaterialer i råbygg og øker utformingsmuligheter. Selv om denne endringen har lite betydning på nedgang i karbonavtrykket fra råbygget, er den fortsatt viktig fordi det viser at det ikke går motsatt vei og reglene ikke blir strengere. Minimum skjærkapasitet blir høyere og forskjellen er mer for betong med f_{ck} < 60 MPa, og derfor blir flere tilfeller som ikke trenger skjærarmering observert i det første steget i dimensjoneringsprosedyren. Skjærkapasitet for konstruksjonsdeler uten beregningsmessig behov for skjærarmering er basert på Kritisk Skjær Riss Teori (Critical Shear Crack Theory $(CSCT) $). Det tas hensyn til både bruddsonens ruhet som gjør at uttrykket egner seg til høyfast betong og slankhet som kan gi høyere skjærkapasitet i visse tilfeller slik at man unngår overdimensjonering. Skjærkapasitet for skjærarmerte konstruksjonsdeler er fortsatt basert på en antatt indre fagverksmodell. Avstand mellom skjærarmeringsenheter blir en liten del mindre med den nye versjonen. Gjennomlokkingskapasitet blir nesten som før, mens armeringsmengde blir noe lavere og det ytre kontrollsnittet blir nærmere den belastede søylen, som vil si det området hvor skjærarmering er nødvendig blir mindre ifølge den nye versjonen.

Design standard for concrete structures has the designation NS-EN 1992: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings is most commonly known as Eurocode 2 and contains requirements for reliability and functionality in ultimate, serviceability and fatigue limit states. The international committee (CEN) has started revising the regulations a few years ago and in this context they want the members take part in to compare existing. The revised version which becomes more comprehensive and gets the designation `` Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules, rules for buildings, bridges and civil engineering structures''. The thesis is about differences in design rules in the revised version: draft D4 `` prEN 1992-1-1: 2019-10-25 '' and the existing Eurocode 2. It describes the consequences of changes in design compressive strengths and constant compressive strain on moment capacity. Shear and punching shear capacity are also discussed for beams and slabs. Comparisons show that it will require as much concrete cover and that the required total height, which means the thickness of the beams and slabs, will be lowered by a few centimeters. It requires almost as much longitudinal reinforcement on the tension side, while in some cases where longitudinal reinforcement on the compression side is required according to Eurocode 2, with the revised Eurocode is unnecessary. In addition, it will be allowed to design with 91 days strength when specified for a project. These changes can have an important side effect in uncovering reality needs, thus limiting the unnecessary use of building materials in building structures and increasing design opportunities. Although this change has little effect on the decline in the carbon footprint from the building structures, it's still important because it shows that it's not going in the opposite direction and the rules are not being stricter. Minimum shear capacity becomes higher and the difference is more for concrete with fck < 60 MPa, and therefore more cases that do not need shear reinforcement are observed in the first step of the design procedure. Shear capacity for members not requiring design shear reinforcement is based on Critical Shear Crack Theory (CSCT). Both the roughness of the crack, which makes the expression suitable for high-strength concrete and slenderness which can give higher shear capacity in certain cases to avoid over-designs, are taken into account. Shear capacity for shear-reinforced members is still based on an assumed internal truss model. Distance between shear links become a little less with the new version. Punching shear resistance becomes almost as before, while the amount of reinforcement is somewhat lower and the outer control section gets closer to the loaded column which means that the area where shear reinforcement is needed becomes smaller according to the new version.