Dynamisk analyse av bruer med jordskjelvlast

Abstract

Dette arbeidet ble utført våren 2011, som avslutning på studien Mastergrad i Konstruksjon og Materialer, ved Universitet i Stavanger, Norge. Oppgaven var meget utfordrende, først og fremst på grunn av omfanget (se 0.2 Oppgavebeskrivelse), men også på grunn av undertegnedes manglende forkunnskaper i NovaFrame og Staad Pro, de to dataverktøy som ble brukt i analysen. I dette arbeidet, er det lagt fram teoretisk bakgrunn om jordskjelv som et naturlig fenomen, samt teoretisk grunnlag for jordskjelvberegning. I tillegg til det teoretiske, er det også utført to konkrete jordskjelvanalyser. Analyse 1 (Kapittel 4) er en forenklet jordskjelvberegning utført på en betongbru ved forskjellige geometriske forhold. I den første delen, hadde brua fast lengde, mens høyden øktes gradvis. Det ble mulig å se hvordan bruas respons på jordskjelv endrer seg når høyden økes. I den andre analysen ble samme beregning utført, men denne gang var høyden fast, mens bruspennet ble endret gradvis. Analyse 1 konkluderte med at forenklet formelen for å beregne egenperiode, som står på side 45 i den Norske Standart NS-EN 1998-1, ikke egner seg godt i beregning av bruer, spesielt når søylenes geometri er asymetrisk. Da er det heller ikke lurt å beregne maks skjærkrefter ved Newton's Andre lov: F = m * a, der a er grunnakselerasjon. Man bør gå grundig til verks, og be- trakte hver enkelt søyle for seg, og operere med søylestivhet og maks respons. Analyse to (Kapittel 5) er mer detaljert jordskjelvberegning av Sands- fjordbrua i Soldal kommune i Rogaland, ved hjelp av dataverktøyet Staad pro. Resultater skulle sammenlignes med tilsvarende beregning utført med Nova Frame. Beregning av brua i Nova Frame ga en respons på 90mm, mens Staad Pro beregningene ga forskyvning på 148mm, dermed et avvik på cirka 60mm.