Punching shear is a failure mechanism caused by concentrated loads, creating a crack pattern that resembles a cone shape or piece of pie starting from the top surface of the slab and prolongs downwards. When the total shear force is greater than the shear resistance of the slab, it may eventually lead to punching shear failure. It can be visualized as the column punches through the slab. Punching shear is very brittle and occurs all of a sudden. It is believed that the slab is subjected to hogging moments over the column in both directions, i.e. parallel and perpendicular to the free edge. Non-linear finite element analyses (NLFEA) has been used to study the cracking and failure mechanism for the reinforced slab. It is a slab over the edge support without clamping stiffness, therefore simulating the slab shear mechanism over a slender steel column is carried out in this study. The analyses has been performed using the software ATENA 3D Engineering developed by Červenka Consulting. Since the symmetry has been taken into account over an edge column, only one half of the cross-section has been modeled, with a symmetry line passing vertically through the slab and column. It can be summarized that the failure encountered around the column has a conical shape crack pattern similar to the ones encountered when punching shear occurs. However, it is important to note that this failure is not due to classic punching shear, but instead due to shear cracks developing around the column in both directions, both parallel and perpendicular to the free-edge. Three models (C1, C2, and C3) are studied to evaluate the impact that the length of the lower leg of the c-bar reinforcement has during failure. As mentioned earlier above, the crack propagation during punching shear begins from the upper surface of the slab and prolongs downwards diagonally towards the bottom of the slab and adjacent to the column. However, the crack propagation in the strip perpendicular to the free edge in all three models initiate from the bottom and propagate upwards. It can be concluded that the length reduction of the lower leg of the c-bars as a consequence reduced the shear strength capacity of the slab around the steel-plate. The reason for this is due to a reduction in maximum peak load when the lower leg of the c-bars were reduced. Consequently, this leads to a decrease in shear strength capacity of the slab and an earlier failure, where the inner-span was not able to take additional loads which could have led to greater deflections. / Genomstansning är en brottmekanism orsakad av koncentrerade laster, vilket skapar ett sprickmönster i likhet med en konfrom ellet en bit av paj som börjar från den övre ytan av plattan och förlängs nedåt. När den totala skjuvkraften är större än skjuvmotståndet i plattan , kan det så småningom leda till ett genomstansningsbrott. Det kan visualiseras som att pelaren stansar eller slår igenom plattan. Genomstansning är ett mycket sprött brott och inträffar helt plötsligt. Det antas att plattan utsätts för negativt moment ovanför pelaren i båda riktningarna, d.v.s såväl parallellt som vinkelrät mot den fria kanten. Icke-linjära finita elementanalyser (NLFEA) har använts för att studera sprickbildnings och brottmekanismen för den förstärkta plattan. Det är en platta över kantstödet utan någon fast inspänd styvhet, därför simuleras skjuvmekanismen för plattan över en slank stålpelare i denna studie. Analyserna har utförts med programvaran ATENA 3D Engineering som utvecklats av Červenka Consulting. Eftersom hänsyn har tagits till symmetrin över en kantpelare har endast halva tvärsnittet modellerats, med en symmetrilinje som går vertikalt genom plattan och pelaren. Det kan sammanfattas att brottet som påträffas runt pelaren har en konisk form med ett sprickamönster som liknar de som påträffas vid genomstansning. Det är dock viktigt att notera att detta brott inte orsakats av klassisk genomstansning, utan istället på grund av skjuvsprickor som utvecklast runt pelaren i båda riktningarna, såväl parallellt som vinkelrät mot den fria kanten. Som det tidigare nämnts ovanför börjar sprickan vid genomstansning från plattans övre yta och förlängs nedåt diagonalt mot bottenplattan och intill pelaren. Sprickmönstret i remsan vinkelrät mot den fria kanten i alla tre modellerna (C1, C2 och C3) initierar dock från botten och sprids uppåt. Slutsatsen kan dras att längdminskningen av c-stängernas underben minskade skjuvhållfastheten hos betongplattan runt pelaren. Anledningen till detta beror på en minskning av maximal toppbelastning när c-stängernas underben reducerades. Följaktligen leder detta till en minskning av skjuvhållfastheten och ett tidigare brott, där den inre spännvidden inte kunda ta ytterligare belastningar som kunde ha lett till större nedböjningar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-278546 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Jalal, Pasha, Perez, Jose Andres |
| Publisher | KTH, Betongbyggnad |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 20417 |
Page generated in 0.0019 seconds