Ikke-lineære elementanalyser med en multi-level assessment tilnærmingsmåte på dekker av armert betong

Abstract

I denne oppgaven er det utført en multi level assessment for å finne kapasiteten på to betongdekker, der analyser med økende grad av kompleksitet blir utført. Analysemetodene som er brukt blir vurdert og sammenlignet. To betongdekker med forskjellig utforming på armeringen blir modellert med bjelkeelementer, skallelementer og plan tøyning elementer. Det er utført lineære elementanalyser (LFEM) og ikke-lineære elementanalyser (NFEM) med programvaren TNO DIANA versjon 9.6. Anbefalinger i «guidelines for nonlinear Finite Element Analysis of Concrete structures» er brukt for modellering og analyser. For å vurdere analyseresultatene blir de sammenlignet med forsøksresultater i en ACI journal der betongdekkene er testet. Det er konkludert med at bjelkeelementer og skallelementer gir god beskrivelse av responsen til dekkene når de er testet til momentbrudd, spesielt for dekke B. Fastningen i materialmodellen for armeringen gjør at bruddlasten blir for høy i noen av analysene. I analysene med plan tøyning elementer er det brukt tre forskjellige smeared rissmodeller: rotating, fixed med konstant shear retention og fixed med variabel shear retention. Valg av rissmodell har mye å si for hvor høy bruddlasten blir, og om det i det hele tatt utvikles skjærriss der det ikke er skjærarmering. Med denne typen elementer kreves mye etterbehandling av analyseresultatene for å definere brudd, og det kan være vanskelig å bestemme når det er brudd. Best resultat oppnås med total strain rotating crack med variabel shear retention, som klarer å reprodusere et sprøtt skjærbrudd. Ut fra etterbehandlingen av analyseresultatene er det påpekt at NFEM analyser av armerte betongkonstruksjoner krever mye av brukeren. Mange valg må tas i modelleringen, og etterbehandlingen av analyseresultatene tar mye tid og krever god teoretisk forståelse.