Evaluation of bending stiffness for reinforced concrete beams supporting the raised base floor of a tall building
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2020-08-17
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Building Technology (CIV)
Language
en
Pages
69 + 9
Series
Abstract
Worldwide, there is a need for new housing in attractive central areas in large cities. New spaces for housing are created by using raised base floors or so-called deck structures on top of traffic lanes and railways. The load applied on a deck structure originates from the structure above and causes bending of the deck. The bending is further affecting the rest of the structure and causes redistribution of the loading. To ensure the functionality of the structure, bending of the deck must be limited. In this thesis, the bending behaviour of reinforced concrete beams supporting a raised base floor is studied using an ongoing construction project. The bending behaviour of the beam is studied by evaluating the bending stiffness as accurately as possible, including short-term creep. The bending stiffness is calculated using Rhino 6 and using hand calculations, where the interpolation method described in the standards is applied. The calculated deflection is further compared to the actual deflection measured at the construction site, and the difference between the results is analysed. The case study shows that the calculated deflection is larger than the measured deflection. The measured deflection is only 47 % of the calculated, and several reasons for the difference are analysed. Cracking of concrete and the impact of the short-term creep affect the bending behaviour, but these factors are not explaining the difference. Other factors including the material properties of the concrete and the loading of the structure are also relevant for the bending behaviour. The actual deflection of the studied beam is moderate, and the beam fulfils the design criteria in the load case considered in this study. However, the calculated deflection is clearly larger than the measured deflection, and to promote sustainability in design, the reasons for the overestimation should be studied in detail and considered in future design.Behovet av nya bostäder ökar världen över och centrala områden i stora städer är speciellt attraktiva för bostadshus. Nya utrymmen för bostäder kan skapas genom att använda upphöjda bottenvåningar eller så kallade överdäckningar av järnvägar och vägar. Den ovanliggande konstruktionen ger upphov till en permanent last, som kan orsaka böjning av det upphöjda bottenplanet. Böjningen påverkar i sin tur resten av byggnaden och kan omfördela lasten. Böjningen av det upphöjda bottenplanet bör begränsas för att garantera byggnadens funktionalitet. Denna studie fokuserar på böjningen av armerade betongbalkar i en överdäckning och studien baserar sig på en fallstudie av ett pågående byggprojekt. Balkens böjning studeras genom att undersöka böjstyvheten och beräkningarna inkluderar bland annat kortsiktig krypning av betongen. Böjstyvheten beräknas med hjälp av beräkningsprogrammet Rhino 6 och för hand, genom att tillämpa interpolationsmetoden som beskrivs i standarderna. Den beräknade böjningen jämförs senare med den uppmätta böjningen, för att analysera skillnaden mellan det beräknade värdet och den verkliga böjningen. Fallstudien visar att den uppmätta böjningen är endast 47 % av den beräknade böjningen. Orsakerna till skillnaden mellan värden studeras bland annat genom att analysera inverkan av den kortsiktiga krypningen och sprickbildningen av betongen. Dessa faktorer kan ändå inte förklara den betydande skillnaden, utan även andra faktorer så som materialegenskaper och belastning påverkar balkens böjning. Den verkliga böjningen är måttlig och balken uppfyller konstruktionskriterierna för belastningen som beaktas i denna studie. Beräkningarna överestimerar emellertid böjningen och orsakerna till överestimeringen bör analyseras och beaktas i framtiden, för att främja hållbarhet inom konstruktionsplanering.Description
Supervisor
Puttonen, JariThesis advisor
Aho, TapioHeiermann, Henri
Keywords
bending stiffness, creep, deflection, interpolation method, raised base floor, serviceability limit state