Forbedrer metodene for å forutsi rissdannelser i betongkonstruksjoner
Det er viktig å velge riktige beregningsmetoder når man skal bygge bruer slik at man unngår uforutsette rissdannelser (sprekkdannelser).
I dag finnes ingen komplett metode for å kunne forutsi rissdannelser i betongkonstruksjoner. Reignard Tan ved NTNU har nylig oppnådd doktorgrad med sitt forskningsprosjekt som nettopp handler om å utvikle metodene for hvordan man kan forutsi rissdannelser.
Han har tilnærmet seg problemstillingen både fra et eksperimentelt, numerisk og analytisk perspektiv.
Riktig beregningsmodell er avgjørende
– Det er viktig å kunne forutsi rissvidder i armert betong. Dersom vi får for store rissdannelser kan det forringe funksjonaliteten til strukturen og redusere levetiden til en betongkonstruksjon, forklarer Tan.
– De siste tiårene har det blitt utviklet gode beregningsmetoder for å forutsi rissvidder i enveisbærende strukturelementer som for eksempel bjelker og plater. Slike beregningsmetoder er imidlertid ikke tilstrekkelige for mer komplekse strukturelementer med store tverrsnitt, store armeringsdiametere, høye armeringsmengder og store overdekninger (som for eksempel skjærvegger, toveisbjelker og skall) i noen av de planlagte bruene i prosjektet Ferjefri E39, sier han.
Tan forklarer at hovedformålet med forskningsprosjektet sitt er å utvikle en beregningsmodell som kan anvendes for alle typer betongkonstruksjoner. Han har evaluert eksisterende beregningsmodeller, kartlagt deres anvendelsesområder og utviklet nye beregningsmodeller der de eksisterende lenger ikke er tilstrekkelige.
Har avdekket inkonsistente metoder
De to beregningsmodellene han har jobbet med å evaluere er henholdsvis Eurocode 2 (EC2) og fib Model Code 2010 (MC2010), som benyttes til dimensjonering av betongkonstruksjoner for bruksgrensetilstand.
– Jeg har avdekket at disse metodene er inkonsistente og gir svært konservative armeringsmengder spesielt i strukturelementer med store armeringsdiametere og overdekninger, derfor er det viktig å finne en beregningsmetode som gir oss bedre prediksjoner av rissvidder. Å benytte eksisterende beregningsmetoder kan gi enormt store konsekvenser med hensyn på byggbarhet, økonomi og bærekraft og kan i verste fall føre til at konstruksjonen avvises i dimensjoneringsfasen, understreker Tan.
Har klart å forbedre beregningsmodellen
Tan forklarer at han har tilført en ny beregningsmodell til eksisterende beregningsmodeller, en såkalt «Modified Cracked Membrane Model (MCMM)» som er i stand til å kunne forutsi rissvidder i store betongkonstruksjoner med komplisert bæring.
– Resultatene i avhandlingen min antyder at MCMM viser stort potensial for å kunne gi konsistente prediksjoner av rissvidder, og gir generelt bedre resultater enn EC2 og MC2010.
– Kort oppsummert, man vil få både mer realistiske og betraktelig mindre armeringsmengder spesielt i store betongkonstruksjoner sammenlignet med bruk av EC2 ved dimensjonering for bruksgrensetilstand, avslutter Tan.
Reignard Tan har oppnådd doktorgrad ved NTNU, Institutt for konstruksjonsteknikk med avhandlingen:
"Consistent crack width calculation methods for reinforced concrete elements subjected to 1D and 2D stress states: a mixed experimental, numerical and analytical approach".
