Högre byggnader i Sverige stabiliseras vanligen med väggar som dimensioneras för att uppta både skjuv- och tryckkraft, så kallade ”Shear-Walls” eller stabiliserande väggar. Vid dimensionering av dessa element refererar den aktuella normen, SS-EN 1992-1-1 (EK2) till fackverksmetoden. Då det råder brist på praktiskt applicerbara dimensioneringsregler för fackverksmetoden för stabiliserande väggar används i dagens läge ofta den amerikanska betongnormen, ACI som med sitt enklare och mer praktiska tillvägagångssätt konkurrerar ut fackverksmetoden. Eftersom dessa hus byggs i Sverige ska Eurokoderna tillämpas, därför är det intressant att veta hur stor skillnaden i både armering, men även styvhet blir om båda metoderna tillämpas på ett väggelement. Referensobjektet för jämförelsen är ett 25-våningshus i Liljeholmen där en stabiliserande vägg väljs. För att ens kunna göra en jämförelse behöver man de aktuella krafterna och momenten som råder på väggen, vilka fås från programmet ETABS. Tillämpning av ACI-normen resulterar i en klassisk formelberäkning där den största svårigheten ligger i att omvandla de amerikanska storheterna till SI-enheter. Fackverksmetoden är dock mer invecklad och examensarbetet börjar med att beskriva de grundligt. På grund av fackverksmetodens natur, används två olika mjukvaror för att underlätta arbetet. En spänningsfördelning tas fram för de rådande krafterna på väggen med hjälp av programmet ForcePad för att sedan användas som underlag i programmet CAST där själva fackverksutformningen sker. Den formelbaserade metoden enligt den amerikanska normen, ACI har fördelar framför fackverksmetoden som tillämpas enligt EK2. Fördelen är att den är snabb och lätt att applicera för alla typer av väggelement. Däremot har analysen av väggelementet som är dimensionerat med båda dessa metoder visat en mer konservativ lösning enligt EK2. Vi har dimensionerat samma vägg med dessa två olika metoder och fått ut att utnyttjandegraden är ca 9 % lägre för fackverksmetoden. Dimensioneringen enligt EK2 och fackverksmetoden är mer konservativ då det fodras mer armering ur dimensioneringen. Det gör att väggen får en extra säkerhet gentemot väggen som dimensionerats enligt ACI. Då EK2 hänvisar till att stabiliserande väggar ska dimensioneras med fackverksmetoden är det inte möjligt att ge en annan rekommendation. Objektivt sett är ACI en metod som ger ett tillfredställande resultat och tar mycket mindre tid att tillämpa vilket gör att den blir mer konkurrenskraftig. För solida väggar utan öppningar lämpar sig användning av ACI metoden medan fackverksmetodens styrka ligger i dimensionering av mer komplicerade väggelement. / High-rise buildings in Sweden are usually stabilized with walls design for both shear and compressive loads, so-called ”Shear walls”. Design of these elements refers to the Strut and-Tie method according to the European design code, SS-EN 1992-1-1 (EK2). Due to the lack of practically applicable design method for the Strut-and-Tie method often the American Concrete code is used to design these shear walls. Since these buildings are to be built in Sweden the Eurocodes should be applied. Therefore it is interesting to know how the difference in both the reinforcing and the stiffness becomes when both methods are applied for these wall elements. Reference object for comparison is a 25-storey building in Liljeholmen, where a shear wall is studied. In order to make a comparison, the current forces and moment that exist on the wall are needed, which are available from the ETABS-program. Application of the ACI code results in a classical formula calculation in which the main difficulty lies in transforming the American units to European. The Strut-and-Tie method is more complicated and the thesis begins by describing it in detail. Because of the complexity of the Strut-and-Tie methods, two softwares are used to facilitate the work. A stress distribution for the current wall is obtained by using the software ForcePAD. This stress distribution is used as input in the program CAST, where the design of the Strut-and-Tie model is done. The approach of shear wall design at this stage includes vertical and horizontal loads. The vertical loads are designed with standardized interaction curves where different load combinations are checked against interaction curves with various reinforcement scenarios. However, shear forces are determined by ACI formulas. The ACI method, which is formula based, has advantages over the ST-method applied according to EK2, it is quick and easy to apply to all types of wall elements. However, analysis of the wall element designed with both of these methods has shown a more conservative solution according to EK2. According to the FE-analysis of the wall element the demand capacity ratio is about 9 % lower for the wall element designed with the STmethod. The design according to EK2 and the ST-method require more reinforcement and is therefore more conservative compared to the wall designed by the ACI. The EK2 refers to the ST-method when designing “Shear Walls” and it is therefore not possible to give any different recommendation of design. Objectively speaking, the ACI method gives a satisfactory result and takes less time to apply, making it more competitive. For solid walls without openings it is suitable to use the ACI method, while the STmethod’s strength lies in the design of more complex wall elements.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-100878 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Severin, Peter, Sekić, Hazim |
| Publisher | KTH, Betongbyggnad |
| 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 |
| Relation | Trita-BKN-Examensarbete, 1103-4297 ; 347 |
Page generated in 0.0028 seconds