Non-linear behaviour of insufficiently grouted post­tensioned concrete members

Denne masteroppgaven har som mål å undersøke de konstruksjonstekniske effektene av manglende mørtel i etteroppspente betongkonstruksjoner. Dette ble gjort ved å gjennomføre ikke-lineære analyser i elementmetodeprogrammet DIANA10. Oppgaven er delt inn i to hoveddeler. Den første delen av oppgaven baserer seg på å gjenskape forsøk funnet i forskningsartikler for å få nærmere kjennskap til programmet. Forsøkene som ble modellert var firepunkts bøyetester på en passivarmert, og to etteroppspente bjelker. Ved å sammenligne de numeriske resultatene med forsøkene, kunne det bekreftes at modellene var korrekte, og at de valgte innstillingene og iterasjonsmetodene kunne brukes videre i arbeidet. En av de etteroppspente bjelkemodellene ble deretter brukt videre for å kartlegge hvordan manglende mørtel kan modelleres i DIANA, dette ved hjelp av et konsept kalt "bond-slip reinforcements". Dette konseptet går ut på at den forspente armeringen modelleres diskret, med elementer på overflaten som kalles "interface elements". Ved å regulere normal- og skjærstivheten på disse elementene, kan graden av heft mellom betong og stål justeres. For å finne korrekt stivhet på "iterface elements", ble det gjennomført en parameterstudie. Parameterstudien viste at stivheten på "interface elements" i stor grad påvirket spennkrafttapet under oppspenning. I den andre delen av oppgaven ble det forsøkt å knytte problemstillingen til eksisterende konstruksjoner. Dette ble gjort ved å modellere et generelt bjelkebruspenn, inspirert av Rossvollbrua. Videre ble det regnet på opptredende trafikklaster etter "Håndbok R412 - Bruklassifisering". En ny parameterstudie av stivhetsparametere ble gjennomført, ettersom stivheten til "interface elements" er avhengig av modellens elementstørrelse og armeringens geometri. Det viste seg at stivhetsparameterene som ga den minste forskjellen mellom numeriske og eksperimentelle resultater i del én, ikke kunne brukes for brumodellen. Til slutt ble det utført en ikke-lineær analyse av brumodellen. Resultatene fra bjelkemodellene og brumodellen viste de samme tendensene. Det ble funnet svært liten forskjell mellom oppførselen til et fullstendig mørtelinjisert og et uinjisert spennarmeringsrør. Frem til oppsprekking hadde de to modellene helt lik lineær oppførsel. For den ikke-lineære delen av last-deformasjonskurven og frem til brudd, hadde modellen uten mørtel en noe lavere lastkapasitet, og ved brudd var denne 7,6% lavere for bjelkemodellen, og 1,8% lavere for brumodellen. Sprekkemønsteret var også svært likt, uavhengig av om mørtel var til stede, men resultatene antyder at sprekkene konsentreres i grupper for uinjiserte spennarmeringsrør