Infillmetoden og fagverksanalogi brukt som verktøy for analyse av horisontale elementdekker

Abstract

Oppgaven tar for seg utprøving og vurdering av en alternativ metode for å beregne krefter og armering i horisontale dekker av hulldekkeelementer. Metoden har som mål å være enklere og raskere i bruk enn eksisterende fremgangsmetoder og kan tenkes å komplementere disse som en effektiv beregningssjekk. I denne fremgangsmåten er de horisontale elementdekkene erstattet av et fagverk bestående av rektangler, med kryssende trykkdiagonaler i midten. Konstruksjonskomponenter som oppleggsbjelker/vegger og tilhørende armering er representert ved de rette stavene, mens hulldekkenes trykkegenskaper ivaretas av trykkdiagonalene (infillmetoden). På bakgrunn av eksisterende teorigrunnlag har det blitt utviklet en beregningsmetode som tar i bruk denne fagverksanalogien og infillmetoden.

I den innledende delen er det lagt vekt på å vise fram generelle avstivende systemer som forekommer i vanlige bygg. De ulike systemenes virkemåte og bruksområder har blitt presentert. Videre har det blitt utført grundige litteraturstudier av infillmetoden (utfylte rammer) og fagverksmetoden (strut-and-tie) som går igjennom generelle begreper, prinsippene bak metodene, bruksområder og historie og utvikling. Deretter har en beregningsmetode for horisontale elementdekker blitt utviklet og foreslått basert på foregående kapitler. Flere beregningsmetoder fra litteraturen har blitt utprøvd for å vurdere trykkdiagonalens kapasitet. En alternativ metode for å vurdere denne kapasiteten viste seg derimot å være et bedre valg og ble brukt videre. Framgangsmåter for å finne de totale kreftene og armering i stavene i dekket har blitt presentert, i tillegg til krav til minimumsarmering. Detaljtegninger av forskjellige knutepunkter har blitt utarbeidet ved hjelp av AutoCAD.

Tre testbygg ble modellert og beregnet etter denne metoden for å sammenligne resultater fra eksisterende beregninger. Generelt ga fagverksberegningen mindre armeringsmengder enn det de eksisterende armeringstegningene antydet, og også mindre enn nødvendig minimumsarmering. På bakgrunn av dette ble det konkludert med at metoden har et potensiale til å modellere kreftene i et dekke mer effektivt og dermed gi lavere armeringsbehov. Erfaring fra modelleringen av testbyggene viste at beregningsmetoden var kjapp og enkel i bruk (med flere muligheter for forenklinger). Med en optimal fagverksinndeling på plass tok det ikke lang tid å bygge opp og analysere modellen i analyseprogrammet (SAP2000). Armeringsmengdene i dekket ble raskt bestemt på bakgrunn av de beregnede stavkreftene.