Shear flow in a composite structure consisting of top hat beams, hollow core slabs and concrete topping

Abstract

Tässä työssä tutkittiin betoni- tai teräspalkista, ontelolaatoista, saumabetonista sekä rakenteellisesta pintabetonista koostuvaa liittorakennetta. Betoninormikortti 18 sisältää oletuksia koskien palkin ja laatan pään välistä leikkausvuota. Vaarnoilla varustetun WQ - palkin ja puristuspuolella toimivien betonilaippojen välistä leikkausvuota ei tunneta tarkasti. FEM -analyysillä oli mahdollista saada uutta tietoa poikittaisesta leikkausvuojakaumasta.

Työssä mallinnettiin ja analysoitiin neljä FEM -mallia. Ensin tehtiin identtinen testimalli täysmittakaavakokeen rakenteelle. Herkkyysanalyysi suoritettiin mallilla, jossa reunimmaisen ontelolaatan elementti verkko tihennettiin. Vaarnojen vaikutusta rakenteen käyttäytymiseen tutkittiin mallilla, jossa vaarnojen lukumäärä puolitettiin. Lopuksi analysoitiin malli, jossa ontelolaattojen korkeus oli 400 mm.

Testimallin käyttäytyminen oli lähellä todellisen rakenteen käyttäytymistä. Testimallissa kontakti ja liittovaikutus olivat heikompia laatan ja palkin välillä kuin todellisessa rakenteessa. Samoin, betonimalli ei täysin vastannut todellisen betonia.

Testimallissa laatan ylälaipan ja palkin ylälaipan välinen maksimi poikittainen leikkausvuo oli 58 % suurempi kuin betoninormikortin mukainen maksimiarvo. Lisäksi, betonilaatan alalaippa välitti melko paljon poikittaista vetovoimaa. Näin ollen käytännön rakenteessa laatan ylälaipan ja palkin ylälaipan välinen leikkausvuo on suurempi ja laatan uuman ja palkin välinen leikkausvuo pienempi kuin vastaava leikkausvuo testimallissa.

Mallissa, jossa reunimmaisen ontelolaatan elementtiverkkoa tihennettiin, leikkausvuot olivat lähes samat kuin testimallissa. Suurin ero arvojen välillä oli 20 %. Malli, jossa vaarnojen määrä puolitettiin, käyttäytyi myös lähes samalla tavalla kuin testimalli. Pintabetonin puristuma oli kuitenkin suurempaa palkin tuen läheisyydessä, joten rakenne, jossa vaarnojen määrä puolitetaan, on herkempi hauraalle pintabetonin puristusmurrolle. Mallissa, jossa ontelolaattojen korkeus oli 400 mm, laatan ylälaipan ja palkin ylälaipan välinen maksimi leikkausvuo oli 61 % suurempi kuin betoninormikortin mukainen maksimiarvo.