Hollow-Core Floors' Capacity Against Falling Elements in the Construction Phase
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3021907Utgivelsesdato
2022Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Oppgaven tar for seg om ett utstøpt og samvirkende hulldekkegulv tåler at ett hulldekke faller ned fra enetasje over under bygging. Tre fullskala tester ble gjennomført hos Contiga AS i Stjørdalen, der tre dekker blestøpt sammen som et gulv. Ett element hang i vaiere over gulvene i en gjennomsnittlig etasjehøyde og enende av elementet ble sluppet ned mot gulvet om gangen. Etter det første fallet, ble nærmest ingen skaderfunnet på gulvet. Etter det andre fallet fikk gulvet varierende skader i de tre testene. De største skadene somble observert var skjærbrudd ved ett av opplagerne og longitudinale skader langs hullene ved fugene.Ettersom ingen av de tre hulldekkene kollapset, kan det derfor konkluderes med at for ett oppsett som er liktsom i denne masteroppgaven, tåler ett utstøpt hulldekkegulv at ett element faller ned på det fra etasjen over.
I tillegg ble det utført materialtester, og kvasistatiske- og dynamiske tester på et element laget av en del avett hulldekke. I de kvasistatiske testene varierte bruddmekanismene mellom skjær- og momentbrudd, menbegge bruddene skjedde rundt dobbelt av den kapasiteten som ble beregnet for hånd. I de dynamisketestene var skjærbrudd den dominerende bruddmekanismen for de testene med høyest hastighet, mens demest langsomme gikk til momentbrudd. Lasten var mer enn fire ganger så høy i de dynamiske testenesammenlignet med de kvasistatiske. FEA modeller ble laget for materialtestene, de kvasistatiske ogdynamiske testene. Modellene for materialtestene og de kvasistatiske forsøkene klarte å gjenskape lignendespennings-tøyningskurver, forutse bruddlast og nedbøyning med bra nøyaktighet frem til brudd. Dendynamiske modellen var langt stivere enn forsøkene og fikk langt større deformasjon. Modellen utelukkermange faktorer som gjør at energien fra vogna gjør andre ting enn å deformere elementet. Ved å reduserefarten, og dermed energien, i modellen kan den forutse deformasjonene til de elementene som blir truffet avvogna med litt høyere hastighet. The main objective of the thesis was to see if a cast hollow-core floor would withstand the impactof a hollow-core element falling from one storey above. Three full-scale tests were performed atContiga AS in Stjørdalen, where a floor was made of three hollow-core elements grouted together.One element was hanging above at an average storey height, dropping one end at a time. Afterthe first fall, little or no damage was found on the floor and therefore it is not probable that it wouldcollapse from this fall. After the second fall, various damages were observed. Most of it is a shearfailure at the support closest to the centre of the impact (opposite of the first fall) or goinglongitudinally close to the grouting. None of the floors in the three tests collapsed after the secondfall. Therefore, for the setup presented in this thesis the floor has sufficient capacity to withstandone hollow-core element falling on it.
In addition, material tests, and quasi-static and dynamic tests on elements made from a part of ahollow-core element were performed. In the quasi-static tests, the failure mechanisms variedbetween shear and moment failure, though both failure loads happened at loads about twice ashigh as calculations by hand predicted. In the dynamic testing, shear failures were the dominantfailure mechanism at the highest loading rates, while the slower ones failed by moment. The loadsin the dynamic tests were more than four times as high as for the static tests. FEA models weremade for the material, quasi-static and dynamic tests. The material and the quasi-static modelsaccurately predicted the stress-strain curves, failure loads and deformations until crackingoccurred. The dynamic model was far stiffer than reality. However, the models exclude manyfactors where energy could dissipate, so when reducing the speed of the loading plate, the modelcould better predict the deformation of the tests at higher speeds.