Betongpelare är en vanlig del i konstruktioner inom bygg-och anläggningsbranschen och kräver normalt en stor mängd armeringsjärn för att säkerställa dess styrka och stabilitet. Vid dimensionering av slanka betongpelare ska hänsyn inte bara tas till första ordningens moment och deformationer utan även andra ordningens teori ska beaktas. För att dimensionera förandra ordningens moment beskriver Eurokoderna tre olika metoder, en generell metod samt två förenklade metoder: nominell styvhet och nominell krökning. Dimensionering kan ske förhand eller med datorprogram. FEM-Design, som är ett avancerat analysprogram, baseras på finita elementmetoden som är en numerisk analysmetod och ett av de vanligaste sätten att beräkna fysikaliska fenomen. FEM-Design kan ofta ge ett bättre och säkrare resultat då handberäkningar approximerar för att de ska vara hanterbara.I arbetet jämförs beräknad armeringsmängd mellan handberäkningar med nominell styvhet,nominell krökning samt analysprogrammet FEM-Design. Arbetet har gjorts för att undersöka skillnaden i armering och därmed kunna avgöra vilken metod som ger minst respektive mest mängd armering. Betongpelarna som undersöks är slanka och har tre olika upplagsförhållanden, varje upplag belastas med tre olika belastningsfall. Beräkningarna är utförda enligt Eurokod 2 och resultatet blev att FEM-Design gav i sju av nio fall lägst andra ordningens moment. I åtta av nio fall gav FEM-Design lägst mängd armering medan nominell styvhet gav störst andra ordningens moment och störst mängd armering i samtliga fall. Nominell krökning gav ett andra ordningens moment som var nära FEM-Designs resultat medstörsta skillnaden på 30%. Beräknad armering för nominell krökning växlade mellan attstämma överens mest med nominell styvhet och FEM-Design. Utifrån resultatet har även skillnaden i pris på armering beräknats fram där nominell styvhet är det dyraste alternativet.FEM-Design är 61% billigare än nominell styvhet medan nominell krökning är 51% billigareän nominell krökning.Jämförelsen visar att nominell krökning kan i dessa belastningsfall som har undersökts ansesvara den bästa metoden av handberäkningarna men FEM-Design anses vara den bästa av samtliga metoder i detta arbete. Slutsatsen som kunde dras var att båda de förenklade handberäkningsmetoderna överdimensionerar armeringsmängden i pelarna och därmed anses FEM-Design som det bästa alternativet. FEM-Design gav inte bara minst armering och därmed lägsta armeringskostnaden utan dimensioneringen tog också kortast tid. / When designing slender concrete columns where the second-order theories need to be considered, the Eurocodes describe three different methods; a general method and two simplified methods - nominal stiffness and nominal curvature. Designing can be done manually or with programs. FEM-design, an advanced analysis program, is based on the finiteelement method, which is a numerical analysis method and is one of the most common ways to calculate big and complex problems. FEM-Design often provides more reliable results compared to calculations done by hand, which involve approximations to make them manageable.In this study the calculated reinforcement quantities are compared with hand calculationsusing the nominal stiffness, nominal curvature and FEM-Design. The purpose is to investigatethe difference in reinforcement and determine which method requires the least amount of reinforcement. The investigated columns are slender and have three different boundary conditions, each subject to three different load cases. The calculations are performed according to the Eurocode 2. The results show that in seven out of nine cases the FEM-Design method produced the lowest second-order moments. In eight out of nine cases, FEM-Design resulted in least amount of reinforcement, while nominal stiffness resulted in the highest second-order moments and greatest amount of reinforcement in all cases. Nominal curvature generally produced second-order moments that were close to FEM-Design, the largest difference being 30%. Regarding the calculated reinforcement , nominal curvature varied in agreement with nominal stiffness and FEM-Design. The cost of reinforcement was also analyzed, with nominal stiffness being 51% more expensive than nominal curvature and 61% more expensive than FEM-Design. Nominal curvature was the preferred manual method, but FEM-Design emerged as the best overall method, offering both minimal reinforcement and shorter design time.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:mau-61085 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Larsson, Viktor, Fransson, Andreaz |
| Publisher | Malmö universitet, Fakulteten för teknik och samhälle (TS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0027 seconds