Flatdekke kaikonstruksjon med eller uten spennarmering

Master's thesis in Structural engineeringDenne oppgåva omhandlar bruk av flatdekke som dekke-element i kaikonstruksjonar. Målet med oppgåva er å konstruere eit vekt-, tids-, og kostnadseffektivt alternativ til dagens kaidekkeelement. For å synleggjere eventuelle skilnader og moglegheita for å estimere vekt og materialinnsparing, er det gjennomført komplette berekningar for i hovudsak tre ulike dekkealternativ. - Slakkarmert Flatdekke - Spennarmert Flatdekke med Uinjisert Spennsystem - Spennarmert Flatdekke med Injisert Spennsystem Hovudsakleg skal ein vurdera skilnad mellom etteroppspent og slakkarmert flatdekke, men det er valt å vurdera to ulike spennsystema for å samanlikna eventuelle berekningsmessige skilnader. Kaien omtala i oppgåva er ein open kaikonstruksjon beståande av prefabrikkert flatdekkeelement (16m * 12m) opplagra på stålpelar (Ø800). Kaidekker er utsett for store nyttelaster og punktlaster dette gjev grunnlag for store opptredande skjerspenningar kring pelar. Det er derfor nytta søyleforsterking for å redusere eventuelle kapasitetsproblem. Søyleforsterkinga er utforma etter retningslinjer gitt i EC2. Fordelen med prefabrikasjon av betongelement er muligheita for ei nøyaktig og kontrollerte utføring og utstøyping under kontrollerte forhold. Dette er med på å sikre ein produktkvalitet ein ikkje kan oppnå ved plasstøypte konstruksjonar. Stor fordel for spennarmerte konstruksjonar der ein ynskjer god nøyaktigheit til utførande arbeid med tanke på kabelføring og fordeling for å sikre at konstruksjonen oppfører seg som ynskja. Andre fordelar ved å nytta etteroppspente flatedekker kontra slakkarmert er at ein kan redusere dekketjukn, om ynskjeleg auke spennlengder, redusere riss, auka tverrsnittets tettleik mot gjennomgang av sjøvatn samt og redusere nedbøyinga. Oppgåva er inndelt i tre hovud emne 1. Denne delen omhandlar eit innleiande litteraturstudium av viktige og sentrale aspekt med omsynt til dimensjonering og prosjektering av aktuell kaikonstruksjon, samt flatdekke og spennsystemas verkemåte og berekningsmodellar nytta i dimensjoneringa. 2. Den andre delen består av føresetnadar, reglar og retningslinjer for dimensjonering ved forenkla handberekningar i brot og bruksgrensetilstand for dei ulike flatdekkealternativa. 3. Den tredje delen omhandlar resultat basert på forenkla handberekningar av dimensjoneringsreglar og føresetnadar satt i dei to føregåande kapittel, samt ein kommentar/diskusjon ut frå berekna resultat. Sjølv om handberekningane gjev konservative resultat kan ein frå berekningane vurdere etteroppspent flatdekke system er eit berekningsmessig mogleg dekkealternativ. Kapasitet og berekningsmessige skilnaden mellom dei to spennarmerte systema er minimal, om ein ynskjer å nytta spennarmering i kaikonstruksjon er det anbefalt å gjennomføre ei vurdering av pålitelegheit og kostnadar for vidare avgjersle knytt opp til fordeler og ulemper med dei to spennsystema. Med bakgrunn i berekningane er effekten av å nytta spennarmering kontra tradisjonell slakkarmering for eit ekvivalent flatdekke vesentleg. Ein mogleg reduksjon på tilnærma 75 tonn reduserer krav til kranutstyr og kapasitet betrakteleg. Berekningar av flatdekke ved hjelp av forenkla handberekningar er svært tid- og arbeidskrevjande og gjev som nemnt konservative resultat. Det er anbefalt i tilfeller der ein ynskjer fullverdige berekningar med avgrensa tid og høge krav til nøyaktigheit å nytta FEM- dataverktøy, her kan handberekningane være eit godt hjelpemiddel for kontroll og overslagsberekning av resultata