Prosjektering og analyse av etteroppspent flatdekke med konsentrerte spennkabler

Abstract

Denne rapporten tar for seg et spennarmert flatdekke ved prosjektet UiO Livsvitenskapsbygget. Dette er et pågående prosjekt på nesten 100 000 m², hvor hoveddelen av arealet er spennarmerte flatdekker. På grunn av prosjektets størrelse var det aktuelt å ta hensyn til nye utsparinger som kan komme i ettertid, og det å legge spennkablene konsentrert i begge retningene ble sett på som en mulig løsning. Formålet med denne rapporten er derfor å kartlegge hvordan denne spennkabelfordelingen for et flatdekke i prosjektet vil påvirke dekkets oppførsel og kapasitet, sammenlignet med den vanligste fordelingen for spennarmeringen.

Det aktuelle flatdekket blir modellert og analysert to ganger, hvorav en gang med konsentrerte spennkabler i begge retninger, og en gang med spennkablene konsentrert i den ene retningen og fordelt i den andre. Dette danner sammenligningsgrunnlaget for å se hvilke fordeler og ulemper det vil være av å bruke konsentrerte spennkabler i begge retningene. Modelleringen blir gjort i dataprogrammet ADAPT-Builder, som er et elementmetodeprogram som kan analysere spennarmerte betongkonstruksjoner. Flatdekket har dimensjoner på cirka 27 m ganger 72 m, dekketykkelse på 320 mm og er delt opp i to støpeetapper. Den største spennvidden i flatdekket er 10,8 m

Resultatene viser at fordelene er at skjærkapasiteten ved kant- og hjørnesøyler vil være betydelig høyere enn for ved fordelte spennkabler, hvor man blir nødt til å benytte søyleforsterkninger. En annen fordel er de store arealene i feltene hvor betongtverrsnittet vil være uten spennarmering, og som vil være ressursbesparende ved hulltaking og utsparinger. Ulempen er at momentkapasiteten jevnt over er noe lavere, som gjør at nødvendig mengde slakkarmering øker med rundt 3,7% kontra fordelte spennkabler. For et prosjekt med en stor andel flatdekker vil dette derfor være betydelig, og må sees opp mot flatdekkets skjærkraftkapasitet.

This report adresses a post-tensioned flat slab at UiO Livsvitenskapsbygget. This is an ongoing project on 100 000 m², where the main part of the area is post-tensioned flat slabs. Due to the size of the project, it was relevant to take into account the possibilities of new holes that may come in the future, and using banded tendons in both directions was seen as a possible solution. The purpose of this report is therefore to map how this tendon distribution for a flat slab in this project would affect the slab's behavior and capacity, compared with the most commonly used distribution for the prestressed reinforcement.

The flat slab is modeled and analyzed twice, of which once with banded tendons in both directions, and once with banded tendons in one direction and uniformly distributed in the other. This forms the basis for comparison to see what advantages and disadvantages there will be of using banded tendons in both directions. The modeling is done in the computer program ADAPT-Builder, which is a finite element method program that can analyze prestressed concrete structures. The flat slab has dimensions of approximately 27 m by 72 m, thickness of 320 mm, and is divided into two casting stages. The largest span in the flat slab is 10,8 m.

The results show that the advantages are that the shear capacity for edge and corner columns will be significantly higher than for the uniformly distributed tendons, where you will have to use column heads. Another advantage is the larger area in the fields where the concrete cross-section will be without prestressing reinforcement, and which will be resource-saving when drilling holes. The disadvantage is that the moment capacity is evenly somewhat lower, which means that the required amount of slack reinforcement increases by around 3,7 % versus uniformly distributed tendons. For a project with a large proportion of flat slabs, this will therefore be significant, and must be looked at against the shear force capacity of the flat slab.