Jordskjelv - dimensjonering og detaljering av betong- og stålkonstruksjoner for seismiske laster

Abstract

Forskning innen jordskjelvanalyser har gjort det mulig å utføre tilfredsstillende konstruksjonsanalyser som gir oss sikrere bygningskonstruksjoner. I mange land verden rundt inkludert Norge er jordskjelvdimensjonering standardisert, slik at det kreves at dagens bygningsingeniører må ha visse kunnskaper innen jordskjelvanalyser for å kunne utføre krevende konstruksjonsanalyser i samsvar med relevante standarder. Viktigheten av jordskjelvdimensjonering er blitt mer merkbar spesielt i den siste tiden hvor de fleste software elementmetodeprogrammer leveres med mulighet for jordskjelvanalyser (med sine begrensinger). Selv om Norge ligger i et lavt seismisk område, krever NS-EN 1998-1:2004 at det skal gjennomføres vurdering av konstruksjoner med hensyn på jordskjelv. NS-EN 1998-1:2004 er oversatt til norsk og er utgitt sammen med NA:2008 (National Annex). Denne standarden er enerådende i Norge siden mars 2010 da NS 3491-12 ble faset ut. NS-EN 1998-1:2004, tar for seg både beregning av påkjenninger fra jordskjelv og hvordan det skal dimensjoneres og sikres tilstrekkelig kapasitet i konstruksjoner. Videre åpner standarden for og beskriver i detalj hvordan en kan reduseres jordskjelvpåkjenningene ved å dimensjonere konstruksjoner som middels duktile bygg (DCM). For å unngå dokumentasjon av detaljprosjektering med hensyn til seismisk last, viser det seg at mange benytter den forenklede metoden i hht NS-EN 1998-1:2004 ved dimensjonering av konstruksjoner for seismiske laster. Den foreklede metoden gir ofte konservative laster som en kan unngå ved å dimensjonere konstruksjoner for middels duktilitet (DCM). Sannsynligheten for at konstruksjonen skal bli utsatt for et stort jordskjelv i løpet av sin dimensjonerende levetid (ofte 50 år) er ekstremt lav. Av den grunn vil det i denne oppgaven bli fokuseret på konstruksjonsfaktoren q som gir oss mulighet til å redusere de seismiske kreftene betraktelig. I den sammenheng vil det bli redegjort for om det er økonomisk forsvarlig å bruke tid på detaljprosjektering i hht standarden med hensyn på material og tidsforbruk. Fordypning innen prosjektering av DCM er viktig, med tanke på at man ofte kommer i situasjoner der den foreklede metoden gir så store laster at det blir nesten umulig å dokumentere konstruksjonens globale stabilitet. Overnevnte temaer skal dokumenteres ved et konkret beregningseksempel for en vanlig konstruksjon der stabilitet, detaljprosjektering av konstruksjonselementer og forbindelser skal utføres(for DCL og DCM). Til slutt utføres en grov økonomisk vurdering, basert på det analyserte eksemplet. Temaer som konstruksjons- statikk, respons, dynamikk og konstruksjonsfaktor skal behandles i denne oppgaven.