• No results found

Dimensjonering av betongbruer i bruksgrensetilstand - Evaluering av beregningsgrunnlaget i Eurokode-systemet og norsk praksis

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Dimensjonering av betongbruer i bruksgrensetilstand - Evaluering av beregningsgrunnlaget i Eurokode-systemet og norsk praksis"

Copied!
155
0
0

Laster.... (Se fulltekst nå)

Fulltekst

(1)

Dimensjonering av betongbruer i bruksgrensetilstand

Evaluering av beregningsgrunnlaget i Eurokode-systemet og norsk praksis

Synne Aasrum Midtgarden

Bygg- og miljøteknikk

Hovedveileder: Terje Kanstad, KT

Medveileder: Håvard Johansen, Statens vegvesen Erik Løhre Grimsmo, KT

Institutt for konstruksjonsteknikk Innlevert: desember 2015

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet

(2)
(3)

Institutt for konstruksjonsteknikk

Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi

NTNU- Norges teknisk- naturvitenskapelige universitet

MASTEROPPGAVE 2015

FAGOMRÅDE:

Betongkonstruksjoner

DATO:

18.12.15

ANTALL SIDER:

129 + 24 sider vedlegg

TITTEL:

Dimensjonering av betongbruer i bruksgrensetilstand

Evaluering av beregningsgrunnlaget i Eurokode-systemet og norsk praksis

Design of Concrete Bridges in the Serviceability Limit State

Evaluation of the Calculation Basis in the Eurocode and Norwegian Practice

UTFØRT AV:

Synne Aasrum Midtgarden

FAGLÆRER: Terje Kanstad

VEILEDER(E): Terje Kanstad (NTNU), Erik Løhre Grimsmo (NTNU), Håvard Johansen (Statens vegvesen) UTFØRT VED: Institutt for konstruksjonsteknikk

SAMMENDRAG:

Bruksgrensedimensjonering er et viktig tema i BIA-prosjektet «DACS - Durability advanced concrete struc- tures» (Kværner, Multiconsult, SVV). I den sammenheng er det blitt utført beregninger i bruksgrensetilstan- den av en slakkarmert bru i betong i denne oppgaven. Brua var utført som en massiv tre spenns platebru, med en total lengde på 38,3 m. Brua hadde et hovedspenn på 16,3 m og var understøttet av to betongsøyler i hver akse, samt to sidespenn på 11 m.

Formålet med denne oppgaven er å evaluere beregningsgrunnlaget for betongkonstruksjoner i dagens eurokoderegelverk i bruksgrensetilstanden. Evalueringen blir gjort ved å sammenligne oppførsel og målinger fra et belastningsforsøk på Smedstua bru, med beregninger etter nåtidens regelverk. I tillegg er det utført et litteraturstudium om bruksgrensedimensjonering av betongkonstruksjoner, og om skallteori for armerte be- tongelementer.

Modellering og analyse ble utført i elementprogrammet Abaqus/CAE. Det ble benyttet skallelementer i mo- dellen. Skivekreftene fra Abaqusmodellen ble analysert med skallprogrammet BABE v1.0. På grunn av avvik i skallresultatene ble det valgt å gå videre med spenningene som ble beregnet i Mathcad i henhold til lære- bokmaterialet til Sørensen i stedet.

Spenningsbegrensningen i EK2 konkluderte med at tverrsnittet vil risse opp på strekksiden i hovedfeltet og over søylene. Resultatet samsvarte med observasjonene i forsøket. Momentet fra egenvekten alene var 345 kNm i hovedfeltet, mens tverrsnittet vil risse opp ved 283 kNm i samme snitt ifølge beregningene. Spennings- begrensningene ble oppfylt for samtlige snitt, sett bort ifra trykkspenningen i søylesnittet. Rissavstand- og rissviddebegrensningene var tilfredsstilt for samtlige snitt, samt minimums armeringsmengde for rissbegrens- ning. Sammenligningen mellom nedbøyningsresultatene i forsøket og skallmodellen ga tilfredsstillende resul- tater. Jevnt over lå de opptredende tøyningene i forsøket nærmere beregnet stadium I-stivhet enn stadium II- stivhet, tross et opprisset tverrsnitt.

Basert på analysen oppførte brua seg stivere under forsøket enn beregningene hentydet.

(4)
(5)

1

(6)

2

(7)

3

(8)

4

(9)

5

(10)

6

(11)

7

(12)

8

(13)

9

(14)

10

(15)

11

(16)

12

(17)

13

(18)

14

(19)

15

(20)

16

γ

γ

(21)

17 α

α

Qi

α

qi

α

Qr

β

β

β

β

β

(22)

18 β

t0

β

RH

γ γ

G

γ

G,j

γ

gj,sup

/ γ

gj,inf

γ

m

γ

q

/ γ

Q

ε ε

ca

ε

cd,0

ε

cd

ε

cm

ε

sm

ε

cs

ε

cu

ζ η θ κ ν ξ ρ ρ ρ σ

c

σ

Rd

σ

s

τ ϕ φ

0

φ

0

φ

RH

(23)

19 φ(t,t

0

)

ψ

(24)

20

(25)

21

(26)

22 o

o

(27)

23 o

o

o

o

o

o

o

o

o

(28)

24

(29)

25

(30)

26

(31)

27

(32)

28

(33)

29

(34)

30 o

o

(35)

31

(36)

32 o

o

o

o

(37)

33

(38)

34

(39)

35

(40)

36 θ

φ

φ

(41)

37

γ ρ ρ

γ

ε

ε

(42)

38

±

±

(43)

39

(44)

40

ε ε

ρ

σ

(45)

41

ϕ

(46)

42

(47)

43

(48)

44

φ

σ

(49)

45

(50)

46

(51)

47 ε

β

(52)

48

(53)

49

(54)

50

(55)

51

(56)

52

(57)

53

(58)

54

(59)

55 o

o o o

o

o

(60)

56

(61)

57

(62)

58

(63)

59

(64)

60

(65)

61

(66)

62

(67)

63

(68)

64

(69)

65

(70)

66

(71)

67

(72)

68

(73)

69

(74)

70

(75)

71

(76)

72

(77)

73

(78)

74

Ψ

0,i

Ψ

1,infq

Ψ

1,i

Ψ

1,1

Ψ

2,i

Ψ

2,1

Ψ

2,i

(79)

75

Ψ. Ψ

(80)

76

(81)

77

(82)

78

α

α

(83)

79

(84)

80

(85)

81

(86)

82

(87)

83

(88)

84

(89)

85

(90)

86

(91)

87

(92)

88

(93)

89

(94)

90

(95)

91

σ

(96)

92

(97)

93

(98)

94

(99)

95

(100)

96

(101)

97

(102)

98

(103)

99

(104)

100

(105)

101

(106)

102

(107)

103

(108)

104

(109)

105

(110)

106

-20 -15 -10 -5 0 5

0 6 11 15 19,15 24 27 33 38

Nedbøyning [mm]

Lengdemeter Gangbane Kjørebane

(111)

107

(112)

108

(113)

109

(114)

110

(115)

111

(116)

112

(117)

113

(118)

114

(119)

115

-350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50

Lasttrinn 1 Lasttrinn 2

Tøyning 10^-6

Stadium I Stadium II Måling

-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Lasttrinn 1 Lasttrinn 2

Tøyning 10^-6

Stadium I Stadium II Måling

(120)

116

0 100 200 300 400 500 600

Lasttrinn 1 Lasttrinn 2

Tøyning 10^-6

Måling Stadium I Stadium II

-300 -250 -200 -150 -100 -50 0

Lasttrinn 1 Lasttrinn 2

Tøyning 10^-6

Måling Stadium I Stadium II

(121)

117

(122)

118

(123)

119

(124)

120

(125)

121

(126)

122

(127)

123

(128)

124

(129)

125

(130)

126

(131)

127

(132)

128

(133)

129

(134)

130

(135)

131

(136)

132

(137)

133

(138)

134

(139)

135

(140)

136

(141)

137

(142)

138

(143)

139

(144)

140

(145)

141

(146)

142

(147)

143

(148)

144

(149)

145

(150)

146

(151)

147

(152)

148

(153)

149

(154)

150

(155)

151

Referanser

RELATERTE DOKUMENTER