Jämförelse och utvärdering av dimensioneringsmetoder för stabiliserande väggar av armerad betong i höga hus

Sammanfattning: Högre byggnader i Sverige stabiliseras vanligen med väggar som dimensioneras för att uppta både skjuv- och tryckkraft, så kallade ”Shear-Walls” eller stabiliserande väggar. Vid dimensionering av dessa element refererar den aktuella normen, SS-EN 1992-1-1 (EK2) till fackverksmetoden. Då det råder brist på praktiskt applicerbara dimensioneringsregler för fackverksmetoden för stabiliserande väggar används i dagens läge ofta den amerikanska betongnormen, ACI som med sitt enklare och mer praktiska tillvägagångssätt konkurrerar ut fackverksmetoden. Eftersom dessa hus byggs i Sverige ska Eurokoderna tillämpas, därför är det intressant att veta hur stor skillnaden i både armering, men även styvhet blir om båda metoderna tillämpas på ett väggelement. Referensobjektet för jämförelsen är ett 25-våningshus i Liljeholmen där en stabiliserande vägg väljs. För att ens kunna göra en jämförelse behöver man de aktuella krafterna och momenten som råder på väggen, vilka fås från programmet ETABS. Tillämpning av ACI-normen resulterar i en klassisk formelberäkning där den största svårigheten ligger i att omvandla de amerikanska storheterna till SI-enheter. Fackverksmetoden är dock mer invecklad och examensarbetet börjar med att beskriva de grundligt. På grund av fackverksmetodens natur, används två olika mjukvaror för att underlätta arbetet. En spänningsfördelning tas fram för de rådande krafterna på väggen med hjälp av programmet ForcePad för att sedan användas som underlag i programmet CAST där själva fackverksutformningen sker. Den formelbaserade metoden enligt den amerikanska normen, ACI har fördelar framför fackverksmetoden som tillämpas enligt EK2. Fördelen är att den är snabb och lätt att applicera för alla typer av väggelement. Däremot har analysen av väggelementet som är dimensionerat med båda dessa metoder visat en mer konservativ lösning enligt EK2. Vi har dimensionerat samma vägg med dessa två olika metoder och fått ut att utnyttjandegraden är ca 9 % lägre för fackverksmetoden. Dimensioneringen enligt EK2 och fackverksmetoden är mer konservativ då det fodras mer armering ur dimensioneringen. Det gör att väggen får en extra säkerhet gentemot väggen som dimensionerats enligt ACI. Då EK2 hänvisar till att stabiliserande väggar ska dimensioneras med fackverksmetoden är det inte möjligt att ge en annan rekommendation. Objektivt sett är ACI en metod som ger ett tillfredställande resultat och tar mycket mindre tid att tillämpa vilket gör att den blir mer konkurrenskraftig. För solida väggar utan öppningar lämpar sig användning av ACI metoden medan fackverksmetodens styrka ligger i dimensionering av mer komplicerade väggelement.