Analys av spänningar och sprickrisker i reparerad betongpelare i ett parkeringsgarage: En jämförelse mellan handberäkning och FEM-modellering
2025 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Analysis of stresses and the risk of cracking in repaired concrete columns in a parking garage : A comparison between hand calculations and FE modelling (English)
Abstract [sv]
Allt eftersom Sveriges infrastruktur åldras spelar underhåll och reparation av befintliga betongkonstruktioner en alltmer central roll inom byggsektorn, inte minst i parkeringsgarage där pelare är särskilt utsatt för kloridinträngning från vägsalt. Detta kan orsaka skador i täckande betongssiktet som kräver reparation då skadad betong ersätts med ny betong, så kallad pågjutning. Samtidigt är en reparation inte utan utmaningar, då ny betong ska samverka med befintlig, vilket kan leda till problem med vidhäftning, krympning och ojämn spänningsfördelning.I denna studie undersöks olika reparationsutföranden som påverkar konstruktionens beteende, specifikt vid olika tjocklekar och geometrier på pågjutningen. Två olika typfall har analyserats; en ensidig och en fyrsidig pågjutning med hjälp av FE-modellering, kompletterat med handberäkningar för att säkerställa modellens tillförlitlighet. Skillnader i krympning och elasticitet mellan ny och befintlig betong, ger upphov till tvångsspänningar, som i sin tur kan orsaka sprickbildning. Därför har fokuset legat på att analysera spänningsfördelning för olika pågjutningsdjup och undersöka sprickrisker i respektive fall.Resultaten visar tydligt att valet av geometri, tjocklek och armeringsplacering spelar stor roll för hur spänningar uppstår i konstruktionen. Ensidig pågjutning medför större risk för dragspänningar och sprickor, särskilt när armeringen ligger i den gamla betongen med tunnare pågjutning. Däremot visar resultaten att fyrsidig pågjutning löper mindre risk för sprickor eftersom där råder det jämnare spänningsfördelning på grund av symmetrin.
Abstract [en]
As Sweden's infrastructure ages, the maintenance and repair of existing concrete structures are playing an increasingly central role in the construction sector, particularly in parking garages where columns are particularly vulnerable to chloride ingress from road salt. This can cause damage to the surface of the covering concrete, requiring repair when the damaged concrete is replaced with new concrete, known as overlays. At the same time, repair is not without challenges, as new concrete must interact with the existing one, which can lead to problems with adhesion, shrinkage, and uneven stress distribution.This study investigates different repair designs that affect the behavior of the structure, specifically at different thicknesses and geometries of the concrete column. Two different typical cases have been analyzed; a one-sided and a four-sided repair using FE modeling, supplemented by hand calculations to ensure the model's reliability. Differences in shrinkage and elasticity between new and existing concrete give rise to restraint stresses, which in turncan cause cracking. Therefore, the focus has been on analyzing stress distribution for different repair depths and investigating cracking risks in each case.The results clearly show that the choices of geometry, thickness, and reinforcement placement play a major role in how stress arises in the structure. One-sided overlay entails a greater risk of tensile stresses and cracks, especially when the reinforcement is located in the old concrete and the overlay is thin. In contrast, the results show that a four-sided overlay is less likely to cause cracks because there is a more even stress distribution due to the symmetry.
Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 25510
Keywords [en]
differential shrinkage, restrained stress, crack risk, overlay, FEM modeling
Keywords [sv]
differenskrympning, tvångspänning, sprickrisk, pågjutning, FEM-modellering
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-366102OAI: oai:DiVA.org:kth-366102DiVA, id: diva2:1981226
External cooperation
Ramboll Sverige AB
Supervisors
Examiners
2025-07-032025-07-03