Dissertations / Theses on the topic 'Eurokod 2'

Den här rapporten redovisar examensarbetet vars huvudsyfte var att förstå teori och beräkningsgången bakom förspända betongelement samt att jämföra den med teorin för slakarmerade betongelement. Arbetet valdes eftersom inga kurser under studietiden har beaktat denna typ av utformning samt eftersom tillämningen av kunskapen inom området är stor ute i arbetslivet. Arbetet slutfördes genom inläsning av litteratur samt handledning. Det visade sig efter arbetet var slutfört att några delar av teorin och beräkningsgången bakom förspända betongelement var lik den som används vid slakarmerade betongelement, dock existerade även många skillnader. Likheterna erhålls bland annat vid beräkningarna av moment- och tvärkraftskapaciteterna. Skillnaden är att många extra steg måste utföras vid dimensioneringen, steg som till största del bara av olika kontroller, vilka utfördes bland annat vid dimensioneringen av tillverkningsprocessen och i brottgränstillstånd. Slutligen kunde det konstateras att förspända betongelement har många fördelar, vilka bland annat är att större spännvidder, mindre dimensioner på konstruktionerna samt mindre deformationer kan erhållas. Dock så krävs en större mängd beräkningar vid förspända än för slakarmerade betongelement.
The objective of this thesis is to understand the theory and learn the calculation behind prestressed concrete elements and to compare it with the theory of ordinary reinforced concrete elements. This thesis work was chosen in order to promote the study of prestressed concrete and because it´s broad application in civil engineering. The worked was completed by reading literature and guidance. It turned out after the work was completed that some parts of the theory and calculation behind prestressed concrete was similar to that used in the ordinary reinforced concrete. However, there were also many differences that existed. Some of the similarities are obtained when the capacities of moment and shear are calculated. The differences is that many extra steps are required when the design are performed, steps who for the most part due to different controls and are required to be performed to ensure the safety of the design. The controls are to be performed, among other, in the design of the manufacturing process and in the ultimate limit state. Finally, it is found that prestressed concrete elements have many benefits, which includes larger spans, smaller dimensions for structures and that smaller deformations can be obtained. However, it will require a larger amount of calculations as compared to ordinary reinforced concrete.

Från och med den 1 januari 2011 kommer Sverige att gå över från Boverkets konstruktionsregler (BKR) till de, för den europeiska gemenskapen, gemensamma beräkningsreglerna Eurokoderna. De kommer att vara obligatoriska för alla bärande konstruktioner. Övergången kommer att innebära stora förändringar främst i konstruktörens vardag men man kommer även att se spår av den inom bland annat prefab-industrin. Rapportens tyngdpunkt ligger i att se på de faktorer som direkt berör betongelementindustrin. För att bättre förstå vilka förändringar övergången kommer att medföra för dels betongkonstruktören men också de konkreta förändringarna vad gäller armeringsmängd, sprickbreddsberäkningar och förankringslängder har dels ett ingående studium av de nya normerna samt en beräkningsjämförelse normerna emellan utförts.

Normerna skiljer sig åt, men det är inte någon revolutionerande förändring då de båda bygger på samma dimensioneringsmetod. Den största skillnaden är att man, enligt Eurokoderna, lägger hela säkerheten på lastsidan.

Huruvida armeringsmängden kommer, som man befarar, att öka är svårt att säga, även om mycket tyder på det. Dock skall påpekas att Eurokoderna ger en möjlighet att utföra vissa bärverk oarmerade eller lätt armerade.

Sprickbreddskraven är de samma men dimensioneringsgången är något annorlunda. Vidare ges utrymme för att kontrollera huruvida kravet uppfylls utan att utföra beräkningar.

Dimensionerandet av förankringslängder är mycket likt, normerna emellan. Men även här finns det möjlighet för konstruktören utföra dimensioneringen praktiskt taget utan beräkningar.

SammanfattningEn konstruktör stöter ofta på detaljlösningar i betongkonstruktioner för vanligtåterkommande konstruktionsdelar. Trots att detaljerna ofta är likvärdiga tillutseendet så skiljer sig utformningen på detaljerna. Detta för att den gällandenormen, Eurokod 2, inte specificerar vilken lösning som är den bästa utanlämnar lösningen öppen för konstruktören att tolka. För att arbetet med dessadetaljer ska kunna utföras på ett enhetligt sätt samt för att säkerställa attutformningen sker korrekt enligt gällande norm krävs en tydligberäkningsgång med tillhörande typdetaljer för konstruktören att följa. Syftetmed denna studie har varit att ta fram armeringsutformning för olika slagstypdetaljer av platsgjutna betongkonstruktioner med tillhörandeberäkningsgångar samt hänvisningar till gällande norm. Beräkningsgångarnahar arbetats fram genom en kvalitativ litteraturstudie för respektive detalj föratt finna vilka aktuella brottsfall som detaljen kan utsättas för. Kraven frånEurokod för de aktuella brottsfallen har bearbetats och sammanställts till enberäkningsgång.Detaljerna som har kontrollerats är1. Pelarsula/plint2. Kantbalk vid yttervägg3. Väggsula4. Pelarsula5. Kantbalk vid källarvägg6. Bjälklagsanslutning mot yttervägg ej av betong7. Bjälklagsanslutning mot innervägg av betong8. Bjälklagsanslutning mot pelare av betong9. Bjälklagsanslutning mot yttervägg av betongSlutsatsen av resultatet blev att dokumentet utformas med en sammanfattadbeskrivning av de aktuella dimensioneringsreglerna med hänvisningar tillgällande norm som krävs till detaljen. Detta blir en omfattandeberäkningsgång med hänvisningar till gällande norm som senare kompletterasmed ett fiktivt beräkningsexempel och en mer konkret och simplareberäkningsgång med hänvisningar till gällande norm utan förtydligande omvarje dimensioneringsregel i detalj.Nyckelord: Betongkonstruktion, Eurokod, Armeringsdetaljer
AbstractAs a designer you often come across detailed solutions in concrete structuresfor common recurring structural elements. Although the details are oftensimilar in appearance yet there is different design on the details. This isbecause the current standard, Eurocode 2, does not specify which solution isthe best solution, but leaves open to the designer to interpret.To work with these details to be carried out in a uniform manner and to ensurethat the design is done correctly according to current standards requires a clearcalculation template with the associated detail for the designers to follow.The purpose of this study has been to produce reinforcement design fordifferent kinds of details in site-cast concrete structures with associatedcalculation templates and references to current standards. Calculationtemplates have been developed through a qualitative literature review of eachdetail to find the failure case that detail may be exposed to. The demands ofthe Eurocodes for the current fracture processed and compiled into acalculation template.The details that have been checked are1. Column block2. Edge beam to exterior wall3. Wall foundation4. Column foundation5. Edge beam at cellar wall6. Slab connection to non-concrete outer wall7. Slab connection to concrete inner wall8. Slab connection to concrete columns9. Slab connection to concrete outer wallThe conclusion of the result was that the document designed with a summarydescription of the current design rules with references to current standardsrequired to detail that will be an extensive calculation template with referencesto current standards later supplemented with a fictitious calculation examplesand a more concrete and simpler calculation templates with references tocurrent standards with no clarification about any design rule in detail.Keywords: Concrete Construction, Eurocode, Reinforcement Details

Abstract Concrete foundation slabs are usually exposed to unilateral drying during the curing process. The unilateral drying causes an axial shrinkage and a concave curvature of the construction. The curvature results from the fact that the upper part of the slab is drying and shrinking faster than the lower part. This is called gradient shrinkage. A problem occurs when the slab is considered fully restrained by adjoining structural parts. The deformations caused by axial contraction due to the constant part of the shrinkage and the curvature caused by gradient shrinkage of the slab are then prevented by the fact that the slab is fully restrained. When the shrinkage and the curvature are prevented, constraints occur in terms of an axial force and a bending moment. These constraints cause cracking in the upper part of the slab. These cracks can cause inconveniences for the user of the slab and the cracks should therefore be minimized. It is important to determine the precise magnitude of the constraints so that sufficient amount of reinforcement can be applied into the concrete and the crack widths can be reduced. The construction consultancy company WSP has an interest in structural design methods for reducing the risk for concrete cracking through establishing engineering guidelines for the structural design of foundation slabs which are exposed to axial and gradient shrinkage. The result in this report shows the magnitude of the constraints for slabs of varying thickness and molded with different types of concrete. The constraints are later used to determine the crack widths. Two different reinforcement standards, both in compliance with the minimum requirements of Eurocode 2, are included in the study. A conclusion based on the results shows that the amount of reinforcement can be reduced in foundation slabs up to 300 millimeters thickness without significant impact on the crack widths.

Världen har de senaste åren upplevt flera terrorattentat där fordon har använts som vapen för att orsaka skador i folkmassor. Fotgängare kan vara i en utsatt miljö på gångstråk och skydd i form av betonghinder kan användas för att stoppa oönskad trafik på gågator. C3C Engineering AB tillverkar betongblock som antingen kan användas som enskilda element eller byggas ihop likt lego för att skapa murar och barriärer. Betongblocken kan således även användas som skyddsbarriärer vid pågående vägarbeten, för tillfälliga konstruktioner på exempelvis återvinningscentraler eller som stödmurar. C3C tillverkar i så stor utsträckning som möjligt betongblocken av restbetong som blivit över vid gjutning av andra typer av element. Syftet med denna studie var att undersöka betongblocks lastkapacitet med avseende på påkörningslaster från personbilar, lastbilar och gaffeltruckar. Betongblocket var av typen C3Cblock® 1688 med dimensionerna 800 mm x 800 mm x 1600 mm och tillverkades i betongkvalité C20/25. Arbetet undersökte hur olika förstärkningar såsom ingjutna gängstänger samt kontreforer kunde öka blockens kapacitet. Även hur blockens underlag påverkar lastkapaciteten med avseende på glidning undersöktes. Påkörningslaster är dynamiska laster. I detta arbete behandlades samtliga dynamiska laster med hjälp av statiskt ekvivalenta laster. Lastkapaciteten hos blocken med avseende på stjälpning, glidning, dymlingsverkan, skjuvkapacitet i styrkonsoler och moment- och tvärkraftskapacitet jämfördes med rekommenderade värden för påkörningslaster från Eurokod 1 och EKS6. För exceptionella lastfall kan blocken tillåtas att gå sönder, glida eller stjälpa eftersom deras huvudsakliga syfte är att stoppa trafik och skydda människor på gator eller arbetsplatser utmed trafikerade vägar. Beräkningar utfördes med hjälp av MathCad och Excel för att ta fram ett beräkningsdokument samt en tabell med lastkapacitet för samtliga lastfall som undersökts. Resultat från beräkningar för stjälpning och glidning jämfördes med underlag som C3C tillhandahöll. Beräkningar gjordes för enskilda block samt för olika murar med olika utföranden där bland annat höjden på muren och vilken sida av blocken som lasten angrep var parametrar som varierade. Resultatet visade att lastens angreppshöjd hade stor inverkan på murens kapacitet. Lastbilar och gaffeltruckar har högre angreppshöjd än personbilar. För de höga angreppshöjderna kommer stjälpning av muren att bli dimensionerande, jämfört med låga angreppshöjder där glidning inträffar först. Blocken kan tillåtas att gå sönder och därmed är moment- och tvärkraftskapacitet av sekundär betydelse. Styrkonsolernas skjuvkapacitet var stor och kommer därför inte vara dimensionerande. På grund av avgränsningar studerades endast en typ av betongblock. Ingen hänsyn togs till andra laster såsom vind eller snö som även de kommer att påverka en murs kapacitet. Det krävs därför vidare studier för att undersöka hur dessa laster samt hur olika dimensioner påverkar lastkapaciteten hos enskilda block eller murar. Försök kan med fördel utföras för att validera de teoretiska lasterna som beräknats i detta arbete.
Due to an increasing number of acts of terror where vehicles are used as a form of weapon a need to protect pedestrians has arisen. In this study the load capacity of interlocking concrete blocks with a rectangular cross section was examined based on various deformations and collapses. The concrete blocks could be used as protection against collisions such as terrorist attacks with vehicles as well as a barrier between work zones and close by traffic. The purpose of the study was to determine the load capacity in the event of a collision with a car, truck or forklift for different types of walls as well as for single blocks. The concrete blocks in the walls have both been built as Lego as well as stacked parallel on top of each other. The work is based on calculations. The results have been checked against existing documents from C3C Engineering AB. Using MathCad and Excel a document for calculations has been designed. The result from the calculations shows that walls will slide when a load acts at a low height in relation to the ground. The wall will overturn when the load acts at a higher distance from the ground.

Today, we use BKR and BBK 04 when designing concrete structures inSweden, which will, in the near future, be replaced by Eurocode 2. When you are designing buildings, you will use Eurocode 2 Part 1-1 and with this new standard, some new rules and general rules will be necessary to adopt. To examine how BKR and BBK 04 tells apart from Eurocode 2 when designing concrete structures, one beam and one column with often common dimensions, is studied. The beam is designed with consideration of (considerate to) durability at bending moments, shear forces and control of cracking. The column is designed with consideration of durability at eccentric axial load and bending moments in cross section on account of (due to) geometric imperfections.   BBK 04 has gone one step closer to Eurocode 2 than earlier editions and the things that are different, when calculating reinforcement, is how they use the partial factors. BBK 04 reduce the values for characteristic strength of reinforcing steel and concrete but hardly increase the values for characteristic load while Eurocode hardly reduces the values for strengths but increases the values for loads more than BBK 04. Using Eurocodes recommended values, the amount of reinforcement is considerable higher than designing according to BBK 04. However, all members (countries) in European Union have a National Annex with their own chosen values and factors and with the Swedish values, both (regelverken) give almost the same amount reinforcement. Designing with Eurocode 2 and the Swedish values gives lower amount reinforcement in both beams and columns than designing with BBK 04, which has economical advantages.
I Sverige använder man idag BKR och BBK 04 vid dimensionering av betongkonstruktioner vilka, inom kort tid, kommer att ersättas av Eurokod 2. Vid dimensionering av byggnader kommer Eurokod 2 Del 1-1 att användas och med regelverket kommer en hel del nya regler och normer att behöva anpassas. För att undersöka hur BKR och BBK 04 skiljer sig mot Eurokod 2 vid dimensionering av betongkonstruktioner har en balk och en pelare med vanligt förekommande dimensioner studerats. Balken dimensioneras med hänsyn till bärförmåga vid böjning och tvärkraft samt kontroll av sprickbildning. Pelaren dimensioneras med hänsyn till bärförmåga vid centriskt tryck och moment i tvärsnitt på grund av strukturimperfektioner. BBK 04 har gått ett steg närmare Eurokod 2 än tidigare utgåvor och det som skiljer vid beräkning av armering, är hur partialkoefficienter används. BBK 04 reducerar armeringen och betongens karakteristiska hållfasthetsvärden men ökar knappt de karakteristiska lastvärdena medan Eurokoderna knappt reducerar hållfasthetsvärdena utan ökar lastvärdena mer än BBK 04. Används Eurokodernas rekommenderade värden blir dess armeringsmängd betydligt högre än vid dimensionering enligt BBK 04. Dock har samtliga medlemsländer i Europeiska Unionen tagit fram ett eget nationellt annex med egenvalda värden och faktorer, och med Sveriges värden får regelverken nästintill samma armeringsmängder. Dimensionering enligt Eurokod 2 med Sveriges värden ger lägre armeringsmängder i både balkar och pelare än vad BBK 04 ger, vilket är ekonomiskt fördelaktigt.

At the turn of 2010/2011, Sweden went from designing structures according to nationaldesign codes to the new European standards Eurocode. For bridge engineers, this implieda change from a combination of BRO 2004 and BSK 07 to the Eurocode as the maindocuments, complemented by national documents such as TRVK Bro 11. The normtransition did not only change the calculation methods, but also turned a phenomenonthat never was of great importance for road bridges before into something that could limitthe carrying capacity of the structure. This phenomenon is called fatigue, i.e. repeatedload cycles, where each load is much lower than the ultimate limit state capacity, thatfinally results in collapse. This master thesis investigates why fatigue is significant in the design today. This is donethrough a comparison of how the new and old regulations assesses fatigue. A bridge builtin 2011, designed by ELU Konsult AB according to the old regulations, was modelledin the finite element program LUSAS. Several lorry crossings from different fatigue loadmodels were then simulated. The output from LUSAS was then used to calculate theutilization ratios for three critical points along the bridge. The result indicates that both regulations give rise to similar stress ranges, i.e. thedifference between the maximum and minimum stress obtained during a crossing. Thedifferences between the regulations are instead within the fatigue calculations, where themajor difference is the number of lorries crossing the bridge during its lifetime. Theutilization ratio according to the old regulations for the worst exposed point is 27.0 %,corresponding to 9.13 daily crossings by heavy lorries, which is the maximum numberof daily crossings provided by BRO 2004. The lowest utilization ratio according tothe Eurocode is 70.0 %, calculated for 137 daily crossings which is the lowest amountof crossings allowed. An interpretation of the Eurocode, which allows usage of fatigue loadmodel 5 even for smaller bridges, results in a utilization ratio of 56.0% which correspondsto 90.0 daily crossings, i.e. lower than the other fatigue load models provided by theEurocode but clearly above the old regulations. The conclusion is that an alternative way of deciding the number of crossings shouldbe provided by the Eurocode. Today, the classification consists of four steps, which arevery rough. Instead, a proposal is given in this thesis which advocates usage of a linearfunction for deciding the number of design crossings based on the number of daily crossingsby lorries. The proposed alternative design method is between the two regulations withrespect to daily crossings and utilization ratio.
Vid årsskiftet 2010/2011 övergick Sverige från att dimensionera byggnadsverk enligt nationellastandarder till den nya europastandarden Eurokod. För brokonstruktörer innebar dettaen övergång från en kombination av BRO 2004 och BSK 07, till att Eurokod blev dethuvudsakligt styrande dokumentet, med bland annat TRVK Bro 11 som ett dokumentmed tillhörande nationella val. Övergången medförde inte bara att verksamma konstruktörertvingades lära sig förändrade beräkningsmetoder, utan också att ett fenomen som tidigaresällan var dimensionerande för vägbroar nu kunde vara det som ställde högst krav påbärförmågan. Detta fenomen kallas utmattning, dvs. upprepade av- och pålastningar, varoch en betydligt lägre än brons maximala bärförmåga, som i slutändan resulterar i brott. I detta examensarbete utreds det varför utmattning numera är en betydande del avdimensioneringen. Detta sker genom en jämförelse av hur de gamla och nya normernautvärderar utmattning. Som modell har en befintlig bro invigd 2011, dimensioneradav ELU Konsult AB enligt de gamla normerna, använts. Denna bro har modellerats ifinita element programmet LUSAS, varpå en mängd olika lastbilsöverfarter simulerats ochutmattningsutnyttjandet för tre utvalda kritska punkter beräknats. Resultatet indikerar att båda normerna har liknande storlekar på spänningsvidderna,dvs. skillnaden på största och minsta spänningen som uppstår vid en överfart. Däremotråder det skillnader vid utmattningsberäkningarna, där den stora skillnaden är antalettunga fordon som passerar bron under dess livslängd. Enligt de gamla normerna ärutnyttjandegraden för den värst utsatta studerade punkten 27.0 %, vilket är beräknatpå det högsta antalet dagliga passager från tunga fordon som BRO 2004 tillåter, d.v.s.9.13 dagliga passager. Enligt Eurokod uppgår den lägsta utnyttjandegraden till 70.0 %,vilket motsvarar 137 dagliga överfarter vilket är det lägsta Eurokod tillåter. Vid ettalternativt sätt att tolka Eurokod, som tillåter användandet av utmattningslastmodell5 även för mindre broar, fås en utnyttjandegrad på 56.0% vilket motsvarar 90.0 dagligaöverfarter. Detta är något lägre än de andra utmattningslastmodellerna enligt Eurokodmen fortfarande högre än det gamla regelverket. Slutsatsen av uppsatsen är att ett alternativt sätt att bestämma antalet överfarter bordeerbjudas i Eurokod, då indelningen idag består av fyra stora trappsteg vilket ger en väldigtsnäv indelning. I detta examensarbete presenteras ett förslag som innebär att antaletdimensionerande överfarter istället bör bestämmas som en rätlinjig funktion av antaletdagliga överfarter från tung trafik. Det föreslagna sättet ligger mellan de båda normernamed hänsyn till passager och utnyttjandegrad.

Fackverksmodellen är idag den modell som vid dimensionering av pålfundament är vanligast att använda. Det kan finnas tillfällen där en fackverksmodell inte är fördelaktig att dimensionera ett fundament efter, till exempel vid stora pålavstånd då det leder till höga fundament. Pålfundament kan även dimensioneras enligt balkmodellen. Detta examensarbete kommer att undersöka fördelarna och nackdelarna med respektive beräkningsmodell. Med hjälp av två konstruerade beräkningsmallar för respektive modell dimensioneras ett fundament med fyra pålar. Fallstudien kommer att bli grunden för jämförelsen.   Båda beräkningsmallarna kommer att följa SS-EN-1992-1-1:2005 Eurokod 2 dimensionering av betongkonstruktioner. De ekvationer som används vid dimensionering med respektive modell kommer att redovisas för att förtydliga genomförandet för detta arbete. Jämförelsen kommer att göras för följande parametrar;   ​armerings- och betongmängd ​sprickfördelande armering förankring av längsgående stänger fundamentets geometri påverkan av felslagning   Utifrån resultatet från fallstudien blir fundament dimensionerande enligt fackverksmodellen högre än fundament dimensionerat enligt balkmodellen. Balkmodellen kräver mer huvudarmering och är mer känslig för felslagning. Sprickarmering krävs inte i lika stor utsträckning för fundament dimensionerande enligt balkmodell. Fackverksmodellen kräver större förankringslängd.   Vilken modell som är bäst lämpad beror på fundamentets utformning och vilka förutsättningar som finns på arbetsplatsen. Finns det krav på hur högt fundamentet får vara är balkmodellen bättre lämpad. Där pålarna kan placeras inom minimiavstånd och där ingen begränsning på hur högt fundamentet får vara är det lämpligt att använda sig av fackverksmodellen.
The strut-and-tie model is today the model that is most commonly used for designing pile caps. There may be occasions where a strut-and-tie model is not that beneficial to design a pile cap after, for example big distances between piles will lead to high pile caps. Pile caps can also be designed according to the so-called flexural model. This thesis will investigate the pros and cons that comes with each model. This will be done by constructing two calculation templates for each model to design a four-pillar foundation.   Both calculation templates will follow SS-EN-1992-1-1: 2005 Eurocode 2 design of concrete structures. The equations that will be used for designing each model will be explained to clarify the implementation of this work. The comparison will be made for the following parameters;   ​reinforcement and concrete amount crack reinforcement anchorage of longitudinal reinforcement the height of the pile cap impact of miss-piling   Based on the outcome of the case study, a pile cap designed according to the strut-and-tie model results in higher caps than a cap designed according to the flexural model. The flexural model requires more longitudinal reinforcement and is more vulnerable to miss-piling. Crack reinforcement is not required to the same extent for the flexural model compared to caps designed according to the strut-and-tie model. The strut-and-tie model requires longer anchoring length for the longitudinal reinforcement.   The model that is best suited depends on the preconditions where the foundation is going to be placed and the formation of the pile cap. If there is a limit for how high the pile cap can be, the flexural model can be better suited. Where the piles can be placed within minimum distances and there is no limitation on the height of the foundation, it is advisable to use the ‘strut-and-tie model.

The calculation process in Eurocode 2 that is showing how calculation of punching is to be done is long and some parts are not well explained. At the end of the calculation of punching, it is said that a check of the shear capacity without any reinforcement should be done outside the affected zone but the intent of the check is not justified. The purpose of the study was to find out why the check must be done and then examine whether it is possible to limit the use of the control. The results have been produced by doing literature studies on the field and calculations to understand how the control is affected. The program Excel have been used to compile and compare all the results in the calculation part. To gain a wider understanding of the area two other international standards have been compared with Eurocode 2. The standards used are American Concrete Institute 318 and Brittish Standard 8110. The maximum allowed distance of shear reinforcement without having to extend the area is 2d because the length of the base control section from the column surface in each direction has that distance. By testing how all the conditions affect the distance, is it possible to see which values are required to make the distance exceed 2d. After calculations have been made on several different prerequisites, it can be noted that on many occasions the distance is below 2d. Since so many conditions influenced the outcome, it was difficult to judge reasonable values on all of them which was making it more difficult to evaluate how often the control was needed. An uncomplicated way to limit the use of the control was by finding a prerequisite that is dominant, but it did not work in these cases so instead it was chosen to compare the shear capacitance without shear reinforcement with the transverse force loaded over the control perimeter.
När en pelarunderstödd platta belastats av en koncentrerad last från pelarna och utbredd last ovanifrån finns det risk för genomstansningsbrott eftersom pelarna som stabiliserar pressas mot plattans yta så att betongen runt pelarna stansas ut. Pelarunderstödda plattor är ett vanligt stomsätt som möjliggör att det går att ha balkfria konstruktioner som enbart stabiliseras utav innerväggar och pelare. Stomsättet kan användas i flera sorters konstruktioner t ex i kontorsfastigheter, parkeringshus och broar. Beräkningsgången i Eurokod 2 som visar hur beräkning av genomstansning i pelardäck ska göras är lång och avsikten med kontrollen är inte motiverat. I slutet av beräkningsgången av genomstansning anges att en kontroll av skjuvkapaciteten utan armering ska göras utanför den påverkade zonen men utan förklaring till varför. Eftersom det inte nämns varför kontrollen måste göras vet inte alla konstruktörer vad det är de kontrollerar och om den ens kommer till användning. Vid beräkning av pelardäck måste det göras beräkningar vid alla pelare som skiljer sig vilket kan resultera i att samma beräkning behöver göras många gånger och därför skulle det spara mycket tid om det gick att undvika sista kontrollen. Syftet med studien är att ta reda på varför kontrollen måste göras och sedan undersöka om det går att begränsa användandet av kontrollen. Resultaten har tagits fram genom att göra en litteraturstudie inom området och beräkningar för att förstå hur kontrollen påverkas. Vid beräkningsdelen har programmet Excel används för att sammanställa och jämföra alla resultat. Andra internationella normer har studerats för att kunna jämföras med Eurokod 2 samt för att få en större förståelse inom området. Normerna som används är American Concrete Institute 318 och Brittish Standard 8110. BS8110, ACI318 och Eurokod 2 skiljer sig i tillvägagångsätt en hel del och en av de största skillnaderna är att ACI318 använder en längre procentenhet av betongskapacitet när skjuvkapaciteten med armering dimensioneras. Det högst tillåtna avståndet på skjuvarmering utan att behöva förlänga området är 2d eftersom grundkontrollsnittets längd från pelarens yta i varje riktning har det avståndet. Genom att prova hur alla förutsättningar påverkar avståndet går det att se vilka värden som krävs för att avståndet ska överskrida 2d. Förutsättningen som gör störst påverkan är effektivhöjden vilket syns tydligt när de 3 faktorer som påverkar mest jämförs. Efter att beräkningar har gjorts på flera olika förutsättningsfall kan det konstateras att vid många tillfällen blir avståndet under 2d. På grund av att så många förutsättningar påverkar resultatet är det svårt att bedöma rimliga värden på alla vilket gör det svårare att värdera hur ofta kontrollen är viktig. Ett enkelt sätt att begränsa användandet av kontrollen är genom att hitta en förutsättning som är dominerande men det gick inte detta fall så därför valdes det istället att jämföra skjuvkapaciteten utan armering med tvärkraften belastad över grundkontrollområdet. Det här sättet att begränsa är bundet av vad som antas vara rimliga värden på förutsättningarna och därför kan användandet variera mycket.

Detta examensarbete vid Luleå tekniska universitet har utförts i samarbete med avdelningen för byggkonstruktionvid det nordiska konsultföretaget Norconsult AB. Arbetet bygger på en önskan från Norconsultatt ta fram en beräkningsmodell för höga balkar i överensstämmelse med Eurokod 2 motsvarande densom finns i BBK 04. Eurokod 2 har endast en knapphändig beskrivning av hur höga balkar bör dimensioneras.Detta skapar frustration och osäkerhet hos konstruktörer. Den tidigare svenska betongnormen,BBK 04, innehöll en tydlig och enkel mer empirisk beräkningsmetod för höga balkar, vilket gav en störresäkerhet vid projekteringen. Arbetet begränsas till att studera enkelt upplagda och kontinuerliga balkar i två spann belastade med enpunktlast mitt i vartdera spannet. Geometrin är densamma för samtliga balkar och armeringsmängdenvarieras tillsammans med brottlasten. Initialt utfördes en litteraturstudie för att erhålla en fördjupad kunskap om området samt att bygga uppen förståelse för teorin för höga balkar och den fackverksmodell som används i Eurokod 2. Vidare presenterasen försöksrapport, Rogowsky et al. (1983), som redovisar en experimentell laboratoriestudie därhöga balkar belastas till brott. Resultaten som presenteras är brottlast, töjning i betong och armering,sprickmönster samt nedböjning. Fyra enkelt upplagda och fyra kontinuerliga balkar väljs ut för vidarejämförelse och analys. Härvid används det ickelinjära beräkningsprogrammet ATENA 2D, där studeradebalkar modelleras. Handberäkningar enligt EK2 och BBK 04 utförs för respektive balk och tillhörandearmeringsmängd beräknas. En maximal brottlast itereras fram för respektive balk och beräkningsmetod (EK2 eller BBK 04). Armeringsmängdensom ges av denna beräkning modelleras i ATENA 2D och motsvarande balk analyseras.Resultaten jämförs sedan. Erhållna resultat sammanställs och jämförs med varandra: Rogowsky et al. (1983), ATENA 2D och handberäkningarnaenligt både Eurokod 2 och BBK 04. Jämförelsen visar att det finns få likheter mellan EK2och BKK 04, med avseende på erhållen armeringsmängd. BBK kräver generellt större armeringsmängdän Eurokod 2. Studien visar att beräkningarna med ATENA 2D stämmer väl överens med laboratorieförsöken.Resultaten visar även att antaganden enligt Eurokod 2 stämmer väl överens med hur de studeradebalkarna beter sig i verkligheten. En enkel beräkningsmodell som motsvarar BBKs konservativa modell är inte möjlig att ta fram inom deramar och begränsningar som finns för detta examensarbete. Istället sammanställs en modell i form av enpunktlista som förtydligar, sammanfattar och exemplifierar den mer verklighetstrogna beräkningsgångenför höga balkar enligt Eurokod 2.

In this diploma work the approach of determining the required amount of reinforcement in slabs exposed to pure tension is processed, on behalf of Ramböll Uppsala. It is a well-known problem in the industry that there are uncertainties in the determining of the amount of crack reinforcement, especially for structures exposed to pure tension. Cracking caused during the time of dehydration in concrete slabs is the most common defect according to statistics made by CBI[1], which provides numbers as high as 35 % of all the defects caused on slabs are generated by cracks. Comparisons between Sweden's former national standard BBK 04, Building Regulations for concrete structures due to restrained forces of shrinkage, and the current European standard Eurocode 2 are carried out through theoretical studies and concludes with several examples of calculations. Rigorous calculations of both standards, BBK 04 and Eurocode 2 with application of the national annex in Sweden and Denmark are performed. Besides the comparison of the standards there’s also an alternative method, Annex D reported in Concrete Report 13 which is based on a Danish model and a table method reported in Eurocode 2, that’s been compared to.  It’s a simplified calculation formula which gives less the amount of reinforcement in fulfilling a crack width requirement if using the Danish value in comparison with the Swedish. This has been carried out to provide a deeper understanding of how to proceed in order to achieve a more optimized result than appears by calculation performed today. The result of this work has resulted in the development of a calculation document in excel, used for when determining the minimum amount of reinforcement for apportion of the cracks in slabs exposed to pure tension with respect to the current state regulations and when fulfilling a crack width requirement. [1] The Swedish institute of cement and concrete

Purpose: this degree project will examine the possibilities of increasing the structural integrity in case of fire of a preexisting concrete building according to the rules in EKS 11, specifically for a hospital building. Furthermore, the degree project will provide solutions to increase the structural integrity in case of fire. Method: the study is based on a technical report provided by Kadesjös Ingenjörsbyrå AB where information about the hospital buildings technical aspects is presented. To examine current rules for fire-resistance rating of the hospital building, the regulations presented in BBR and EKS 11 were studied. Products had to fulfill the criteria of the European testing standards when they were evaluated as solutions that would increase the structural integrity of the building. The products were then evaluated according to the criteria presented in Eurocode 2 when dimensioning with tabulated data. An interview were held with Michael Försth professor in structural and fire engineering. Professor Försth were asked questions to evaluate potential methods and products that could increase the fire-resistance rating of the hospital building. Results: showed that proposed solutions are able to increase the structural integrity in case of fire of the hospital building to a degree where they were able to fulfill the requirements. Not all solutions were appliable on all building components of the hospital buildings. The difference in technical aspects of the solutions were presented. Conclusions: the identified solutions for increasing the structural integrity in case of fire are rock wool insulation, fire protection paint, additional concrete casting on columns and installation of sprinkler system. The solutions differ in technical aspects such as the space they take when implemented, weight increase when implemented, the amount they increase the structural integrity in case of fire when implemented and the method of implementing the solutions.

Balanced cantilever bridges have historically experienced excessive deformations. Previous researchsuggeststhat the cause may be due to differential thickness in the box girder cross-section and underestimation of creep and shrinkage.In this project, the long-term deformationof balanced cantilever bridges due tonon-uniformcreep and shrinkage have been investigated. The non-uniformcreep and shrinkage arecaused by variations in drying rates for the different parts of the box-girder cross-sections.A finite element model was createdintheprogram Abaqusas a case study of the Alvik bridge.The finite element model was used to evaluate the difference betweennon-uniform and uniform creep and shrinkage with Eurocode 2.Further, a comparison between Eurocode 2 and Bažant’sB4 modelwas conductedfor non-uniform creep and shrinkage. The comparison aimedto evaluate the difference between industry and research specific calculation models, forthe effect of creep and shrinkage on deformations.A parameter study was alsoconducted to discern theeffect of parameters: ballast load, water-cementratio and conditions related to drying of concrete (relative humidity and perimeter exposed to air).Acomparison withthe deformationmeasurementsof theAlvik bridge was conductedto validate the resultsfrom the model.The results showed that there was a significant difference in the calculateddeformationof the bridge during the first ten years between analyses based onnon-uniform and uniformdistribution of creepand shrinkage,respectively.The non-uniformanalysis gave largerdeformations.However, only minor differences between the two approachescould be detected in the final deformation after 120 years. The main reason for the differences in the early behaviour is primarily caused by the differences in shrinkage rate between the top and bottom flanges. In these analyses, the top flange was assumed tonotdry out from the top. Thereby, the shrinkage rate of the top flange caused by one-way drying was similar to the bottom flange that was assumed to be exposed for two-waydrying.TheB4 model gave larger deformations compared to Eurocode2.This may be due to difference in the definition ofperimeter and surface. Eurocode 2 considers the perimeter exposed to air. The B4 model instead considers the entire surface area of the part.TheB4 model and Eurocode 2 show similar results asthe measurements. However, the B4 model gaveresults more consistent with the measurements.In the parameter study,lowerrelative humidity gave smaller deformations, since concrete shrinksquicker in dry ambient air.Varying the water-cement ratiodid not affect the deformationsnoticeably.Higher ballastheight gave significantly larger deformations. The height of the ballast was an uncertainfactor due to varying heights in the structural drawings of the case study. Accurate height of ballast is therefore important.
Freivorbau broar har historiskt sett haft problem med kraftiga deformationer. Tidigare forskning föreslår att detta har orsakats av tjockleksskillnader i lådtvärsnitt och underskattning av krypning och krympning. Denna studie har undersökteffektenav ojämn krypningoch krympning på freivorbau broars långtidsdeformationer.Den ojämna krypningen och krympningen orsakas av skillnader i uttorkningshastigheterför lådtvärsnittets olika delar. En finitaelementmodell definieradesi programmet Abaqus som en fallstudie på Alviksbron.Modellen användes för att utvärdera skillnaden mellan ojämn och jämn krypning och krympning med Eurokod 2. En jämförelsemellan Eurokod 2 och Bažant’s B4 modellgenomfördes med hänsyn till ojämn krypningoch krympning.Syftet med jämförelsen var att utvärdera skillnadermellan byggnormeroch forskningmodeller med hänsyn till deformationer orsakade av ojämnkrypningoch krympning.Vidare genomfördes enparameterstudie för att urskilja effekten av parametrarna: ballast last, vatten-cement-tal och förhållanden relaterade till betongensuttorkning(relativ fuktighet och omkrets utsatt för luft).Deformationerna från finita elementmodellen jämfördes med uppmätta deformationer av Alviksbron.Resultaten visade att det fanns en signifikant skillnad i beräknad deformationunder de första tio årenmellan ojämn och jämn krypning och krympning.Ojämn krypning och krympning gav större deformationer.Mindre deformationsskillnad gavs dock i slutgiltig deformationefter 120 år. Den främsta anledningentill skillnaderna i deformation under de första tio årenär orsakat av skillnaderi krympningens hastighet mellan övre-och undre fläns.I analyserna antogs det att övre flänsen inte torkade ut från dess övre del.Därmed varkrympningens hastighetlikartad för övre flänsen som torkade ut åt ett håll, och undre flänsen som torkade ut åttvå håll.B4 modellen gav större deformationerjämfört med Eurokod 2.En möjlig förklaring för detta är definieringen av omkrets gentemot ytans area.Eurokod 2 definierar en omkrets utsatt för luft. B4 modellen definierar i stället arean av en yta, utan att ta hänsyn till om den är utsatt för luft.Även om B4 modellen och Eurokod 2 ger likartade deformationer, ger B4 modellen oftare deformationer som stämmer bättre överens med deformationsmätningarna av Alviksbron.Lägre relativ fuktighet gav mindre deformationer, eftersom betong krymper fortare i torrt klimat. Ändring av vattencementtal gav inte någon märkbar ändring i deformationer.Högre ballasthöjd gav betydligt större deformationer. Höjden på ballast var en osäker faktorpå grund av varierandehöjder i Alviksbrons konstruktionsritningar.Noggrann höjdbestämmelse av ballasten är därför viktigt.

På grund av bostadsbristen de senaste åren har byggbranschen varit tvungen att möta den höga efterfrågan på bostäder. Ett sätt att underlätta det tryck som skapats på grund av den höga efterfrågan är att rekonstruera byggnader avsedda för annan användning än bostäder till bostadshus. Ett problem som har uppstått vid ombyggnation av till exempel ett kontorshus som består av spännarmerade pelardäck, är känsligheten för nya hål som krävs för nya installationer som går igenom de efterspända bjälklagen (bestående av betongplattor). Problematiken består av att håltagningar som vanligtvis är lokaliserade nära pelarna måste göras på ett större avstånd från pelaren på grund av de spännkablar som går över och nära plattans pelaranslutning. Efterspända kablar är normalt sett belägna över plattans pelaranslutning enligt dagens dimensioneringsnormer för att bidra till plattornas genomstansningskapacitet.I detta examensarbete undersöktes det om det finns vetenskapligt stöd för att flytta kablarna till en längre distans från pelaren (än vad normerna rekommenderar) med hänsyn till genomstansningskapaciteten, och därmed förenkla vid en potentiell ombyggnation.Huvudsyftet med arbetet var att med hjälp av en litteraturstudie samt beräkningar jämföra ett experiment som utförts av Ghassem Hassanzadeh och Håkan Sundquist vid KTH 1997- 1998 (som visade att kablar på ett längre avstånd från pelaren ger ett visst bidrag till betongplattans genomstansningskapacitet) med dagens normer samt nyare studier. Dagens dimensioneringsnormer inkluderar inte bidraget till kapaciteten när spännkablarna placeras utanför det så kallade grundkontrollsnittet (området som undersöks vid dimensionering enligt normerna).Ett annat syfte med detta examensarbete var att studera och uppdatera de beräknade resultaten (enligt dåtidens normer) från studien. Denna rapport uppdaterar studien genom att undersöka rådande normernas beräknade resultat samt jämföra med liknande tester från andra forskare. Dimensioneringsnormerna som undersöktes var Eurokod 2, ACI 318 och MC2010Som del av litteraturstudien redovisas även en liknande försökserie från Portugal av A. Pinho Ramos, Valter J.G. Lúcio & Duarte M.V Faria samt en sammanställning av olika försök som genomfördes i Schweiz av Clément T, Ramos A.P, Fernández Ruiz M, Muttoni A. Sammanställning i Schweiz beräknade genomstansningskapaciteten för 74 olika plattor där plattorna från försöket vid KTH finns med. Den här studien tyder på att dagens dimensioneringsnormer har en säkerhetsmarginal vid approximationer (vid både normalfall och vid flytt av kablar), men att det fortfarande saknas tillräckliga belägg för att rättfärdiga en flytt av spännkablar.Rapporten är skriven för CBI Betonginstitutet där G. Hassanzadeh har varit handledare.

Since the main ambition of the European community is to create a Single Market among the European countries, a unified set of structural design codes recently became mandatory to use. These standards, the Eurocodes, contain Nationally Determined Parameters (NDPs) that have to be fixed by the National Standard Bodies in the various countries. The investigation of the adopted values for Eurocode 2 in seven European States has been carried out i  this thesis for quantifying the differences that arise from the selected values of these parameters. The aim of this investigation was to find out which countries are advantaged or disadvantaged by the choice of the value of these parameters. The analysis has been limited to the Part 1-1 of Eurocode 2 that concerns “General Rules for Buildings” and the most important parts of Eurocode 0 and 1. The investigated countries were Denmark, Finland, France, Germany, Italy, Sweden and the United Kingdom. Even if these countries represent only seven out of 27 EU States, this comparison gives a good view of the European situations since they cover nearly half of the continental concrete consumption. The analysis includes a theoretical comparison of the national choices of all the 170 national parameters as well as their influence on the more important formulas contained in the Code. Five practical case studies concerning the design and the verification of some structural elements have been carried out in order to study the differences in real and common design situations. Through all the work, the different choices have been compared to the recommended values proposed by the Eurocode that have been used as a mean of comparison. Due to the large number of parameters and the complexity of the problem it has not been possible to estimate and quantify general trends of differences for the countries although Finland, France, Italy and the United Kingdom have been found to have, in general, more disadvantageous choices than the other States. Moreover, Denmark and Germany show variable trends (both above and below the recommended values) while Sweden is always close to the recommended values. The results that have been found show that still a lot of work and research has to be done in order to achieve an even set of structural standards for the design of concrete structures. A list of more important national parameters has been presented as well as a proposal to convert some national parameters to fixed ones. The analysis and the results that have been obtained give details and indications about the future works that need to be done for decreasing the differences among the European countries.

I forbindelse med dimensjonering av brukonstruksjoner finnes det mange beregningsverktøy av varierende kvalitet og funksjonsinnhold. Dersom det skal dimensjoneres etter dagens gjeldende Eurokode er det mange og til tider forvirrende regler som kan påvirke valget av beregningsverktøy.Oppgaven går i hovedsak ut på å sammenligne forskjellige beregningsprogrammer og å gjøre kontroller av disse. Relevant regelverk er gjennomgått, og det er sett på hvordan disse påvirker dimensjoneringen.Denne rapporten viser at det kan være relativt store forskjeller i resultater mellom forskjellige programmer ved dimensjonering av brukonstruksjoner som er påsatt lik last. Slike resultater bør alltid være på konservativ side. Dette vil si at de bør vise like store eller større resulterende krefter og deformasjoner enn det som er reelt, for at konstruksjonene skal ha nok strukturell styrke.I kontroll av bjelkemoment mot håndberegning og nedbøyning mot en solid-modell (3D modell med nøyaktig geometri) er det funnet at FEM-Design tenderer til å være litt lite konservativ, mens Brigade Standard er på grensen til å være mer konservativ enn nødvendig og Brigade Plus har relativt god overensstemmelse. Brigade Plus kommer også best ut av de vurderte programmene med hensyn til helhetsinntrykket, altså brukervennlighet, brukergrensesnitt, tidsbruk (både for modellering og beregning), nøyaktighet, dokumentasjon, mulighet for resultatpresentasjon og lignende.Det har også blitt avdekket forskjeller mellom Eurokodens lastgrupper og de fra Jernbaneverkets tekniske regelverk, hvor Jerbaneverket sine lastgrupper er funnet til å være mindre konservative.

Detta examensarbete behandlar STT/F-bjälklagselementens krympning och krypning. Arbetet har utförts på uppdrag av Strängbetong AB, med Örjan Pettersson som initiativtagare och handledare. STT/F-bjälklagselement är en prefabricerad förspänd betongprodukt bestående av två spända balkar med en ovanpåliggande armerad platta. De används som bjälklag i yttertakskonstruktioner och har, tack vare tunna balkliv och en sadelformad platta, låg vikt och kan uppnå spännvidder närmare 30 meter. Förspända element förändras efter gjutning på grund av krympning, krypning samt stålets relaxation. Förutsättningarna varierar med bland annat olika betongkvalitet, förspänningsnivå, temperatur och luftfuktighet. Vid dimensionering tas hänsyn till dessa parametrar för att säkerställa maximal spännvidd och upplagslängd. Syftet med detta examensarbete har varit att jämföra bjälklagselementens verkliga förändringar med de beräknade. På Strängbetongs fabrik i Kungsör har mätningar utförts under olika årstider med varierande luftfuktighet och temperatur. Rörelsen samt överhöjningen hos elementen har noterats; först i form före gjutning och därefter under lagring, för att sedan jämföras med beräkningar enligt den gemensamma europeiska beräkningsstandarden Eurocode 2. Vid krypningsberäkningar har Strängbetongs beräkningsprogram för betongelement SbEle 3.10 delvis använts. Vid jämförelse, efter avslutade mätningar och beräkningar, kan fastställas att de uppmätta värdena överensstämmer väl med de beräknade vad gäller rörelsen. 0,5 + 0,5 promille är rimliga värden att anta på autogen respektive uttorkningskrympning. Överhöjningen är jämförelsevis också väl överensstämmande, med undantag för två av bjälklagselementen med en högre spänningsnivå. Eurocode 2 kan anses vara fullt tillämpbart som beräkningsmetod för STT/F-bjälklagselement.

Cette contribution, en s’appuyant sur expérimentation et modélisation numérique vise à une meilleure compréhension du comportement des dalles en béton armé sous sollicitations de cisaillement. Une campagne expérimentale a été réalisée sur des dalles épaisses à pleine échelle de centrales nucléaires. Ces dalles sans armatures d’effort tranchant sont soumises à une sollicitation de cisaillement en chargement quasi-statique. Les essais sont réalisés en faisant varier différents paramètres qui peuvent influencer le comportement au cisaillement. Sont ainsi étudiés : résistance en compression du béton, épaisseur, taux d’armatures longitudinales et transversales, taille des granulats, longueur de la plaque de chargement. L’influence des efforts de membrane, de compression ou de traction, sur le comportement au cisaillement a également été analysée. Les résultats des essais sont ensuite comparés aux prédictions des codes de calcul. Ces résultats ont d’abord permis d’apporter une réponse aux divergences qui existent entre l’Eurocode 2 et l’Annexe Nationale Française quant à la prédiction du cisaillement. Ont également été évalués le niveau de précision donné par d’autres normes de dimensionnement au cisaillement: la norme américaine ACI 318-14, le code nucléaire AFCEN ETC-C 2010, le fib-Model Code 2010 et l’approche par la théorie de la fissure critique de cisaillement CSCT. Ensuite est évalué la possibilité d’analyses non-linéaire par élément finis (EF) pour reproduire le phénomène du cisaillement dans les dalles. Un modèle de béton élastoplastique avec endommagement est combiné à une analyse quasi-statique à schéma de résolution explicite. Des lois de comportement non linéaires appropriées du béton avec des comportements post-pic associés à un critère énergétique ont été considérées. La bonne concordance entre le modèle proposé et les résultats expérimentaux en termes de résistance au cisaillement et de modes de rupture permet de valider la modélisation proposée. Une étude paramétrique a été réalisée sur la base du modèle proposé avec les mêmes propriétés mécaniques de béton. Des lois simplifiées permettant d’estimer les capacités en cisaillement en fonction des différents paramètres étudiés sont finalement proposées
This study, based on experiments and numerical modeling, aims at a better understanding of the shear behavior of reinforced concrete slabs. An experimental campaign was carried out on full-scale thick slabs typical of nuclear power plant slabs. These slabs without shear reinforcement are subjected to a quasi-static shear loading. The tests are carried out by varying different parameters that can influence the shear behavior: the concrete compressive strength, the slab depth, the bottom longitudinal and transverse reinforcement ratio, the concrete aggregate size, the loading plate length. The influence on shear behavior of compression or tension membrane forces has also been analyzed. The results of tests are then compared with the predictions of the calculation codes. These results first of all helped to answer the differences between the Eurocode 2 and the French National Annex concerning the prediction of the shear capacity of reinforced concrete slabs. The level of accuracy given by other shear dimensioning standards was also assessed: The American standard ACI 318-14, the AFCEN ETC-C 2010 code used for nuclear buildings, the fib-Model 2010 and the Critical Shear Crack Theory. Next, we evaluate the possibilities of a non-linear finite element analysis (EF) to reproduce the phenomenon of shear in slabs. An elastoplastic concrete model with damage was used and combined with a quasi-static analysis using an explicit resolution scheme. Appropriate nonlinear behavior laws of concrete with post-peak behaviors associated with an energy criterion were considered. The good agreement between the proposed model and the experimental results in terms of shear strength and failure modes allowed validating the proposed modeling. A parametric study was conducted based on the numerical proposed model with the same mechanical properties of concrete. Simplified laws allowing estimating the shear capacities according to the different parameters studied are proposed

Ce projet s’inscrit dans le cadre de la phase de conception d’un pont autoroutier dans la province de Québec au Canada. Une des variantes proposées comporte la construction d’un tablier en béton précontraint par encorbellements successifs. Il est prévu d’utiliser un béton à hautes performances avec fumée de silice et avec air entraîné pour le tablier et les piles. La résistance à la compression visée est de 40 MPa à trois jours, rendue possible par l’adjonction de fumée de silice. Une campagne d’essais a été réalisée, d’une part pour élaborer une composition qui réponde aux critères de performance et d’autre part afin de caractériser le comportement mécanique et viscoélastique du BHP. Un essai de retrait et de fluage d’une durée de 16 mois a été réalisé, conformément aux recommandations du document TC107-CSP de la RILEM. Le BHP a été testé dans des conditions endogènes et de séchage, à plusieurs échéances de chargement soit 3, 7, 28 et 90 jours après le bétonnage. Comme le béton formulé pour le projet possède des caractéristiques peu communes, il convient de s’assurer que le BHP présente des déformations acceptables et qui peuvent être correctement prédites par les modèles réglementaires. Le retrait endogène, le retrait total le fluage propre et le fluage total sont mesurés avec un comparateur manuel et avec une corde vibrante placée au coeur des éprouvettes. Le modèle B4 de base prédit correctement les deux types de retrait. Après 16 mois, le retrait endogène du BHP s’élève 350 μm/m tandis que le retrait de séchage atteint 340 μm/m. Le retrait de séchage et le fluage de dessiccation ne semblent pas avoir atteint un palier final à la fin des essais. Le modèle de l’Eurocode 2 Annexe B prédit le mieux les deux types de fluage lorsqu’on considère qu’il n’y a pas de fumée de silice dans le modèle. Trois modèles ont été ajustés et extrapolés à très long terme : Eurocode 2 Annexe B, fib 2010 et le modèle B4. Les paramètres intrinsèques au matériau dans les équations de ces modèles sont optimisés et présentés dans le but d’être intégrés dans les calculs d’analyse et de dimensionnement du pont. Le fib 2010 ne semble pas adapté pour modéliser convenablement le fluage de dessiccation. Le modèle B4 ajusté avec les mesures de pertes d’eau prédit le fluage le plus important à 50 ans. Il parait néanmoins difficile de conclure sur une valeur finale à très long terme sans avoir effectivement atteint la fin du séchage pendant l’essai.

The construction industry is currently developing and evolving towards more automated and optimized processes in the project design phase. One reason for this development is that computational power is becoming a more precise and accessible tool and its applications are multiplying daily. Complex structural engineering problems are typically time-consuming with large scale calculations, resulting in a limited number of evaluated solutions. Quality solutions are based on engineering experience, assumptions and previous knowledge of the subject.The use of parametric design within a structural design problem is a way of coping with complex solutions. Its methodology strips down each problem to basic solvable parameters, allowing the structure to be controlled and recombined to achieve an optimal solution.This thesis introduces the concept of parametric design and optimization in structural engineering practice, explaining how the software application works and presenting a case study carried out to evaluate the result. In this thesis a parametric model was built using the Dynamo software to handle a design process involving a common structural engineering problem. The structural problem investigated is a reinforced concrete slab supported by a centre column that is exposed to punching shear failure. The results provided are used for comparisons and as indicators of whether a more effective and better design has been achieved. Such indicators included less materials and therefore less financial cost and/or fewer environmental impacts, while maintaining the structural strength. A parametric model allows the user to easily modify and adapt any type of structure modification, making it the perfect tool to apply to an optimization process.The purpose of this thesis was to find a more effective way to solve a complex problem and to increase the number of solutions and evaluations of the problem compared to a more conventional method. The focus was to develop a parametric model of a reinforced concrete slab subjected to punching shear, which would be able to implement optimization in terms of time spent on the project and therefore also the cost of the structure and environmental impact.The result of this case study suggests a great potential for cost savings. The created parametric model proved in its current state to be a useful and helpful tool for the designer of reinforced concrete slab subjected to punching shear. The result showed several solutions that meet both the economical and the punching shear failure goals and which were optimized using the parametrical model. Many solutions were provided and evaluated beyond what could have been done in a project using a conventional method. For a structure of this type, a parametric strategy will help the engineer to achieve more optimal solutions.
Just nu utvecklas Byggbranschen mot mer automatiserade och optimerade processer i projektdesignfasen. Denna utveckling beror till stor del på teknikutveckling i form av bättre datorprogram och tillgänglighet för dessa. Traditionellt sett löses komplexa konstruktionsproblem med hjälp av tidskrävande och storskaliga beräkningar, vilka sedan resulterar i ett begränsat antal utvärderade lösningar. Kvalitets lösningar bygger då på teknisk erfarenhet, antaganden och tidigare kunskaper inom ämnet.Användning av parametrisk design inom ett konstruktionsproblem är ett sätt att hantera komplexa lösningar. Dess metod avgränsar varje problem ner till ett antal lösbara parametrar, vilket gör att strukturen kan kontrolleras och rekombineras för att uppnå en optimal lösning.Denna avhandling introducerar begreppet parametrisk design och optimering i konstruktionsteknik, den förklarar hur programvaran fungerar och presenterar en fallstudie som genomförts för att utvärdera resultatet. I denna avhandling byggdes en parametrisk modell med hjälp av programvaran Dynamo för att hantera en designprocess av ett vanligt konstruktionsproblem. Det strukturella problemet som undersökts är en armerad betongplatta som stöds av en mittpelare, utsatt för genomstansning. Resultaten används för att utvärdera om en bättre design med avseende på materialanvändning har uppnåtts. Minimering av materialanvändning anses vara en bra parameter att undersöka eftersom det ger lägre kostnader och/eller lägre miljöpåverkan, detta undersöks under förutsättning att konstruktionens hållfasthet bibehålls. En parametrisk modell gör det möjligt för användaren att enkelt modifiera en konstruktionslösning med avseende på olika parametrar. Detta gör det till det perfekta verktyget att tillämpa en optimeringsprocess på.Syftet med denna avhandling var att hitta ett mer effektivt sätt att lösa ett komplext problem och att multiplicera antalet lösningar och utvärderingar av problemet jämfört med en mer konventionell metod. Fokus var att utveckla en parametrisk modell av en armerad betongplatta utsatt för genomstansning, som kommer att kunna genomföra optimering med avseende på tid som spenderas på projektet och därmed också kostnaden för konstruktionen och miljöpåverkan.Resultatet av denna fallstudie tyder på att det finns en stor möjlighet till kostnadsbesparingar och anses därför vara ett mycket hjälpsamt verktyg för en konstruktör. Resultatet visade flera lösningar som uppfyllde de konstruktionsmässiga kraven samtidigt som de gav en lägre materialanvändning tack vare optimeringen. Många lösningar tillhandahölls och utvärderades utöver vad som kunde ha gjorts i ett projekt med en konventionell metod. En parametrisk strategi kommer att hjälpa ingenjören att optimera lösningen för en konstruktion av denna typ.

The subject of this diploma thesis is the design of deep foundation highway bridge on D3 motorway in km 112.574, over Bošilecký stream and evaluation of geomorphological, geological and hydrogeological conditions and perform static calculation bridge foundation

Abstract A new generation of EN 1992-1-1 (2004) also known as Eurocode 2 is under development and currently there is a set of proposed provisions regarding section 6.4 about punching shear, PT1prEN 1992-1-1(2017). It was of interest to compare the proposal with the current punching shear design provisions. The aim of this master thesis was to compare the punching shear resistance obtained in accordance with both design codes. Furthermore the eect of some parameters on the resistance was to be compared. It was also of interest to evaluate the userfriendliness of the proposal. In order to meet the aim, a case study of a real 　at slab with drop panels was performed together with a parametric study of a pure ctive 　at slab. The parametric study was performed for inner, edge and corner columns in the cases prestressed, without and with shear reinforcement. It was concluded that the distance av from the column axis to the contra 　exural location has a big in　uence on the punching shear resistance. The factor ddg considering concrete type and aggregate properties also has a big impact on the resistance. The simplied estimation of av according to 6.4.3(2) in PT1prEN 1992-1-1 (2017) may be inaccurate in some cases. The length b0 of the control perimeter has a larger eect on the resistance in EN 1992-1-1 (2004) than in PT1prEN 1992-1-1 (2017). In PT1prEN 1992-1-1 (2017), studs located outside the second row has no impact on the resistance. The tensioning force in a prestressed 　at slab has a larger in　uence on the resistance in PT1prEN 1992-1-1 (2017) than in EN 1992-1-1 (2004). Furthermore, the reinforcement ratio is increased by the tendons, and thus aect the resistance in PT1prEN 1992-1-1 (2017). Clearer provisions for the denition of the support strip bs for corners and ends of walls are needed in PT1prEN 1992-1-1 (2017). It may be questionable if the reduction of the perimeter for a large supported area in accordance with 6.4.2(4) in PT1prEN 1992-1-1 (2017) underestimates the resistance v in some cases. Considering the work-load with PT1prEN 1992-1-1 (2017), more parameters are included. However, they may not require that much eort to obtain. Keywords: Punching shear, resistance, concrete, 　at slab, design provisions, Eurocode 2, case study, parametric study, shear reinforcement, prestressed vi

Implementing pre-stressing cables is a viable option aiming at controlling deformation and cracking of concrete flat slabs in serviceability limit state. The pre-stressing cables also contribute to punching shear capacity of the slab when they are located in vicinity of the column. The positive influence of pre-stressing cables on punching capacity of the concrete slabs is mainly due to the vertical component of inclined cables, compressive in-plane stresses and counter acting bending moments near the support region. The method presented in Eurocode 2 to determine the punching capacity of the pre-stressed concrete flat slabs considers the in-plane compressive stresses but totally neglects the effect of counter acting moments. The effect of vertical forces introduced by inclined cables is only considered when they are within the distance 2d from the face of the column. This area is called basic control area in the Eurocode 2. In this master thesis nonlinear finite element analysis is carried out to study the effect of pre-stressing cables on punching shear capacity of concrete slabs respecting the distance of cables from the face of the column. To attain this objective, the concrete damage plasticity model is implemented to model the concrete. The results indicate that until the distance of 6d from the face of the column the contribution of pre-stressing cables in punching shear capacity of slabs is significant. Furthermore, comparing the numerical results with the punching shear capacity of slabs predicted by Eurocode 2 reveals that Eurocode tremendously underestimates the punching shear capacity when the cables are located outside the basic control area.

Master's thesis deals with influence of various factors on the concrete compressive strength and modulus of elasticity. This work concentrates mainly on the influence of early curing and air entrainment of concrete. One part of this work is the evaluation of laboratory measurement, which was carried out on cubes of standard and norm prisms. The development of elastic moduli was monitored in time to 730 days of age with respect to air entrainment and curing conditions. The second part of the experiment deals with a comparison of theoretical creep curves depending on the value of the modulus of elasticity based on different standards. Again, the air entrainment effect and influence of initial conditions are reflected.

Glas und Beton sind sich in wesentlichen Materialeigenschaften ähnlich: Beide zeigen gegenüber einer hohen Druckfestigkeit eine vergleichsweise geringe Zugfestigkeit und versagen spröde. Diese Analogie führte zur Entwicklung bewehrter Glasträger, die sich durch eine aufgeklebte Stahllasche an ihrer Biegezugkante auszeichnen. Dadurch wurden die Übertragung von Zugkräften auch im Rissfall möglich, sodass ein duktiles Bauteilverhalten erreicht und der im Konstruktiven Glasbau notwendige Nachweis der Resttragfähigkeit erfüllt wird. Glasträger mit verbundlos vorgespannter Bewehrung – Spannglasträger – stellen die Fortführung dieses Analogiegedankens dar. Neben einer gezielten Steigerung der Erstrisslast, können die Träger planmäßig überhöht werden. Damit wird einer bisher üblichen Überdimensionierung mit der Anordnung nicht ausgenutzter „Opferscheiben“ entgegen gewirkt und sichere sowie materialeffiziente Konstruktionen mit maximaler Transparenz ermöglicht. Diese Konstruktionsweise wurde bislang ausschließlich für einzelne Sondierungsuntersuchungen in breiter Variantenvielfalt genutzt. Eine Systematik und einheitliche Bezeichnungsweise ist nicht vorhanden. Darüber hinaus beschränken sich verfügbare Ergebnisse auf die Beschreibung der Tragfähigkeit, ohne die Resttragfähigkeit explizit zu belegen oder die Dauerhaftigkeit nachzuweisen. Mit dieser Arbeit wurde anhand einer Analogiebetrachtung zum Eurocode 2 eine Bezeichnungsweise für bewehrte und vorgespannte Glasträger entwickelt und für vorhandene Konstruktionen erfolgreich angewendet. Darin zeigt sich, dass der Stand der Technik auf diese Weise charakterisierbar ist. Zusätzlich wird die These aufgestellt, dass sich das Tragverhalten von Spannglasträgern wie im Stahlbeton- und Spannbetonbau beschreiben und die auftretenden Spannkraftverluste analog berechnen lassen. Diese These wird mithilfe experimenteller Studien als Kern dieser Arbeit untersucht und durch eine ergänzende numerische Modellierung bestätigt. Zunächst wird das Tragverhalten im Kurzzeit-Biegeversuch an 15 Prüfkörpern unter variierten Bewehrungsgraden und Vorspannkräften untersucht. Dabei zeigen sich gesteigerte Erstrisslasten sowie ein sicheres Verhalten im Anschluss an die Belastung. Durch die Vorspannung wird das Tragverhalten gezielt beeinflusst. Zusätzlich erbringt eine zerstörungsfreie Untersuchungsreihe an 28 Prüfkörpern unter konstanter Gebrauchslast über 1000 Stunden erstmals eine Beschreibung der auftretenden Spannkraftverluste. Diese sind maßgeblich von der horizontalen Durchbiegung sowie der daraus resultierenden Belastung der Zwischenschicht im Verbund-Sicherheitsglas abhängig. Aus der Größenordnung der Verluste lässt sich schlussfolgern, dass eine Begrenzung dieses Verformungsanteils sowie eine konstruktive Entlastung der Zwischenschicht notwendig sind. Zudem wird die Änderung der Vorspannkraft unter einer Temperaturlast beschrieben. Im Ergebnis zeigt sich, dass dieser Lastfall mittels der linearen Balkentheorie beschreibbar und der damit assoziierte Spannkraftverlust berechenbar ist. Die Resttragfähigkeit von 24 Spannglasträgern wird mithilfe eines eigens entwickelten Prüfverfahrens bestätigt. Während die Bewehrung einerseits eine Überbrückung von Rissflanken ermöglicht, verursacht die Vorspannkraft andererseits im teilzerstörten Tragsystem bisweilen ein frühzeitiges Versagen. Daher wird empfohlen, die baukonstruktive Detailentwicklung zu intensivieren, um einen größeren Sicherheitsvorteil aus der Konstruktionsweise zu generieren. Die Arbeit beinhaltet erstmals eine systematische Datensammlung zum Tragverhalten von Spannglasträgern. Es zeigt sich, dass auf eine Anordnung von „Opferscheiben“ zugunsten einer steigenden Materialeffizienz nicht nur verzichtet werden kann, sondern im Sinne eines effektiven Tragverhaltens verzichtet werden muss. Mit der vorgeschlagenen Bezeichnungsweise, den abgeleiteten konstruktiven Maßnahmen sowie den gezeigten Untersuchungsmethoden besteht nunmehr die Möglichkeit, sichere und dauerhafte Spannglasträger zu entwerfen und deren Trageffizienz zu belegen
Glass and concrete share essential material characteristics: Their compressive strength exceeds their tensile strength considerably and both of them fail in a brittle manner. This analogy led to the development of reinforced glass beams, which are improved by means of adhesively bonded steel sections in the tensile zone. This improvement allowed for a direct transfer of tensile loads in a post-breakage state and resulted in a ductile structural element, which met the special demand of structural glass for a sufficient residual loadbearing capacity. Glass beams with unbonded, post-tensioned reinforcement – Spannglass Beams – carry this analogy concept on. The members will comprise an increased initial fracture strength and may be uplifted intentionally. This development has rendered the need for over-dimensioning by removing unnecessary sacrificial layers, which will result in a material efficient structure and will maximise transparency. Solely single exploratory investigations have used this idea in a wide variety of options so far. There is neither a uniform classification nor a consistent nomenclature. Furthermore, available results are limited to the concise description of the short-term load-bearing properties without proving the residual load-bearing capacity explicitly and confirming longterm durability. This thesis describes the development and the application of a nomenclature for reinforced and pre-compressed glass beams in an analogy study according to Eurocode 2. The state of technology can be characterised in this manner. Additionally, the research describes the load-bearing behaviour as well as the calculation of the loss of pre-stress of Spannglass Beams by analogy with concrete structures. As the key section of this thesis, this statement is examined by means of comprehensive experimental studies and completed by a numerical calculation. Primarily, the load-bearing behaviour of 15 specimens in short-term bending tests and a variety of reinforcement ratios and pre-stress levels were determined. The results show an increase of initial fracture strength as well as safe behaviour after failure. The pre-stress changes the load-bearing performance significantly. Furthermore, a non-destructive study including a constant loading for 1000 h describes the loss of pre-stress in 28 specimens for the first time. The horizontal deflection and the thus resulting shear stresses of the interlayer material of a laminated glass section are the critical parameters. From the magnitude of losses it may be concluded that the deflections need to be limited and the interlayer foils need to be relieved from stress. Moreover, the structural response during a change in temperature is in good agreement with the results obtained from linear beam theory. This allows for an estimation of the associated losses. Finally, a specifically developed test approach confirms the residual load-bearing capacity of 24 specimens. The reinforcement shows the ability to bridge cracks in the glass. However, it should be noted that pre-stress occasionally causes an early failure of the partially broken Spannglass cross-section. Therefore, intensifying the development of structural details in order to generate an increased advantage concerning safety is recommended. This contribution contains a systematic acquisition of analytical, experimental and numerical data regarding the loadbearing characteristics of Spannglass Beams for the first time. The use of a sacrificial layers is not necessary. Even more, to reach the most effective load-bearing behaviour, it is necessary to abandon them completely. Implementing the developed nomenclature, realising the recommended structural provisions and using the proposed methods, it is now possible to compose safe and durable Spannglass Beams as well as prove their structural efficiency

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil
Em geral a monitorização estrutural tem como objetivo fundamental a deteção do dano, que pode incluir alterações ao nível da geometria e materiais, que possam afetar o desempenho estrutural. Trata-se do processo mais adequado para a avaliação da performance a longo prazo, resultante da degradação da estrutura no tempo. Adicionalmente, no caso de eventos extremos (e.g. sismos, explosões, incêndios, etc.), permite avaliar de forma expedita e imediata, a integridade da estrutura. Finalmente, constitui uma ferramenta importante no auxílio à validação de modelos matemáticos previsionais do comportamento de estruturas. No contexto atual, existem sistemas e equipamentos de monitorização com significativos avanços tecnológicos. Para além de permitirem medir diversos parâmetros, fazem-no de uma forma cada vez mais rigorosa, expedita e simples, em tempo real e com acesso remoto. A presente dissertação insere-se na temática da monitorização estrutural e encontra-se associada à construção da nova ponte sobre a foz do rio Dão. No âmbito desta obra de arte foi necessário conceber e implementar um sistema de monitorização dos pilares e maciços de encabeçamento das estacas, de modo a dar resposta aos requisitos impostos pelo projetista e outros adicionais propostos pelo construtor. Este sistema, que contempla sensores que avaliam extensões e inclinações, foi posteriormente implementado em obra. Os resultados obtidos foram objeto de análise. Ainda no âmbito da presente dissertação, foi também caracterizado o betão aplicado nesta obra, tendo sido avaliadas as suas propriedades mecânicas a curto prazo, bem como os efeitos diferidos, nomeadamente a fluência e retração.
A structural monitoring has as main objective the detection of damage, which could include changes in the geometry and materials, which may affect the structural performance. It's the most suitable for the evaluation of long-term performance, resulting from the structure degradation process in time. Additionally, in the case of extreme events (e.g. earthquakes, explosions, fires, etc.), allows to evaluate in an immediate and expeditious manner, the integrity of the structure. Finally, it's an important tool to aid in the validation of mathematical models forecasting the behavior of structures. In the current context, there are systems and monitoring equipment with significant technological advances. In addition to measuring several parameters, they do it in an increasingly accurate, expeditious and simple manner, in real time and with remote access. This work fits into the theme of structural monitoring and it's associated with the construction of the new bridge over Dão river. On the construction of this bridge it was necessary to design and implement a monitoring system of the pillars and their pier heads, in order to meet the requirements imposed by the designer, and additional proposed by the manufacturer. This system, which includes sensors that evaluate extensions and inclinations, was subsequently implemented on the bridge. The results obtained were subjected to analysis. Still as part of this dissertation, was also characterized the concrete used in this bridge, having been assessed its short-term mechanical properties as well as the delayed effects, including creep and shrinkage.