Bilag [54,7 MB] - Morten Christiansen
Bilag [54,7 MB] - Morten Christiansen
Bilag [54,7 MB] - Morten Christiansen
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Det Teknisk- Naturvidenskabelige Fakultet<br />
Fra Pløjemark Til By<br />
- Byudvikling i Universitetsparken<br />
<strong>Bilag</strong>srapport
Indhold<br />
A Planlovgivning 1<br />
A.1 Naturbeskyttelsesloven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1<br />
A.2 Byggeloven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2<br />
A.3 Museumsloven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />
A.4 Kolonihaveloven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />
A.5 Planloven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
A.5.1 Landsplanlægning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />
A.5.2 Regionplanlægning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />
A.5.3 Kommuneplanlægning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />
A.5.4 Lokalplanlægning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />
A.6 Planlovgivning anno 2007 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />
B Billeder fra Universitetsparken 11<br />
C Dimensionering af spildevandsledninger 15<br />
C.1 Fastsættelse af spildevandsstrømme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15<br />
C.2 Fastsættelse af rørdimensioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />
C.3 Bundforskydningsspænding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />
C.4 Spildevandsbrønde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22<br />
D Dimensionering af regnvandsledninger 23<br />
D.1 Fastsættelse af regnvandsstrømme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />
D.2 Fastsættelse af rørdimensioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />
D.3 Regnvandsbrønde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />
E Dimensionering af bassin 29<br />
F Kloakeringsforsøg 33<br />
F.1 Enkelttab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33<br />
F.1.1 Forsøgsbeskrivelse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33<br />
F.1.2 Enkelttabs teori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34<br />
F.1.3 Forsøgsdata og resultater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />
F.1.4 Usikkerheder og fejlkilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38<br />
F.2 Sedimenttransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39<br />
F.2.1 Forsøgsbeskrivelse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39<br />
F.2.2 Teori og resultater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39<br />
F.2.3 Usikkerheder og fejlkilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
ii Indhold<br />
G Skitseprojektering af tagkonstruktion 43<br />
G.1 Forudsætninger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43<br />
G.2 Sadeltag p˚a w-gitterspær . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44<br />
G.2.1 Dimensionering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45<br />
G.3 Pulttag p˚a halvspær . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47<br />
G.3.1 Dimensionering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47<br />
G.4 Pulttag af tagkassetter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48<br />
G.4.1 Dimensionering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49<br />
G.5 Samlinger i tagkonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49<br />
G.5.1 Tandpladesamlinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49<br />
G.5.2 Samling p˚a rem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50<br />
G.5.3 Samlinger i de valgte tagkonstruktioner . . . . . . . . . . . . . 51<br />
G.6 Opsummering og valg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51<br />
H Laster p˚a tagkonstruktionen 53<br />
H.1 Egenlast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53<br />
H.2 Vindlast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . <strong>54</strong><br />
H.3 Snelast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62<br />
H.4 Nyttelast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63<br />
H.5 Lastkombinationer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64<br />
I Materialeegenskaber for tagkonstruktionen 67<br />
J Dimensionering af krydsfinerplade 69<br />
K Dimensionering af limtræsbjælke 73<br />
K.1 Beregning af bjælkens tværsnitskonstanter . . . . . . . . . . . . . . . 73<br />
K.2 Beregning af snitkræfter og reaktioner . . . . . . . . . . . . . . . . . 77<br />
K.2.1 Snitkræfter og reaktioner ved tryk . . . . . . . . . . . . . . . . 78<br />
K.2.2 Reaktioner ved løft af konstruktionen . . . . . . . . . . . . . . 82<br />
K.3 Dimensionering af bjælke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84<br />
K.3.1 Brudgrænsetilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84<br />
K.3.2 Anvendelsesgrænsetilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92<br />
L Dimensionering af samling mellem rem og tagkassette 95<br />
L.1 Sammentrykning af bjælke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96<br />
L.2 Sammentrykning af rem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97<br />
L.3 Dimensionering af beslag mellem rem og bjælke . . . . . . . . . . . . 99<br />
L.4 Undersøgelse af samling mellem plade og ribbe . . . . . . . . . . . . . 108<br />
M Skitseprojektering af kælderdæk 111<br />
M.1 Sammenligning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115<br />
M.2 Opsummering og valg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Indhold iii<br />
N Laster p˚a kælderkonstruktion 119<br />
N.1 Egenlast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119<br />
N.2 Nyttelast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122<br />
N.3 Lastkombinationer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122<br />
O Materialeegenskaber for kælderkonstruktionen 125<br />
P Detailprojektering af plader 127<br />
P.1 Øvreværdiløsning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127<br />
P.2 Nedreværdiløsningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129<br />
P.3 Dimensionering af plade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131<br />
P.3.1 Armering i oversiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137<br />
P.3.2 Pladens reaktioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138<br />
Q Optimering af brudlinier 143<br />
Q.1 Relevans af optimering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145<br />
R Dimensionering af bjælker 147<br />
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147<br />
R.1.1 Snitkræfter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147<br />
R.1.2 Længdearmering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1<strong>54</strong><br />
R.1.3 Forskydningsarmering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158<br />
R.1.4 Vederlag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162<br />
R.1.5 Anvendelsesgrænsetilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163<br />
R.2 Tværbjælke uden søjle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167<br />
R.2.1 Længdearmering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167<br />
R.2.2 Forskydningsarmering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169<br />
R.2.3 Vederlag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169<br />
R.3 Længdebjælke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170<br />
R.3.1 Længdearmering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171<br />
R.3.2 Forskydningsarmering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172<br />
R.3.3 Vederlag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174<br />
S Dimensionering af søjle 175<br />
T Geoteknisk undersøgelsesrapport 179<br />
T.1 Geotekniske klassifikationsforsøg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179<br />
T.1.1 Sigteanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180<br />
T.1.2 Relativ densitet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182<br />
T.1.3 Løs og fast lejring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185<br />
T.1.4 Bestemmelse af jordens friktionsvinkel . . . . . . . . . . . . . 189<br />
T.2 Konsolideringsforsøg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190<br />
T.2.1 Konsolideringsforsøg p˚a gytje . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
iv Indhold<br />
T.2.2 Konsolideringsforsøg p˚a ler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197<br />
T.3 Boreprofil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198<br />
T.4 Designprofil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199<br />
U Informationer til undersøgelsesrapporten 201<br />
V Direkte fundering 213<br />
V.1 Laster p˚a fundamenter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214<br />
V.1.1 Lodrette laster p˚a punktfundamentet . . . . . . . . . . . . . . 214<br />
V.1.2 Lodrette laster p˚a stribefundamentet . . . . . . . . . . . . . . 216<br />
V.1.3 Vindlast p˚a stribefundamentet . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218<br />
V.2 Punktfundament ved boring 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218<br />
V.2.1 Brudgrænsetilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218<br />
V.2.2 Anvendelsesgrænsetilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223<br />
V.3 Stribefundament ved boring 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226<br />
V.3.1 Brudgrænsetilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227<br />
V.3.2 Anvendelsesgrænsetilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228<br />
V.3.3 Differenssætninger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
A<br />
Planlovgivning<br />
Ved byudvikling er der en række love, som skal overholdes, inden det p˚agældende<br />
omr˚ade kan udstykkes eller bebygges. I dette afsnit ses der nærmere p˚a de love,<br />
som vil være gældende for Universitetsparken — herunder Naturbeskyttelsesloven,<br />
Byggeloven, Museumsloven og Planloven. Herudover er Kolonihaveloven beskrevet.<br />
A.1 Naturbeskyttelsesloven<br />
Form˚alet med Naturbeskyttelsesloven er at værne om naturen, samtidig med at<br />
offentlighedens adgang til naturen sikres.<br />
Loven indeholder regler, der har til form˚al at beskytte natur — kystomr˚ader,˚aer/søer,<br />
skove, fortidsminder og andre naturomr˚ader i landskabet. Omkring mange af disse<br />
omr˚ader gælder der særlige beskyttelseslinier, der skal overholdes ved f.eks. ændring<br />
af terræn eller byggeri. Ønskes beskyttelseslinien overskredet, skal der søges om dispensation<br />
(Naturklagenævnet 2004).<br />
Af væsentlige beskyttelseslinier kan kystnærhedszonen samt strandbeskyttelses- og<br />
klitfredningslinien nævnes. I disse omr˚ader st˚ar amterne for den overordnede administration,<br />
men det er miljøministerens ansvar at følge udviklingen og sikre, at de<br />
nationale planlægningsinteresser varetages.<br />
Strandbeskyttelses- og klitfredningslinierne tr˚adte i kraft i 2001, efter strandbeskyttelseskommisionen<br />
havde givet et forslag til de nye liniers beliggenheden. Strandbeskyttelses-<br />
og klitfredningslinierne er lagt 300 m fra kysten, mens de før l˚a 100 m<br />
fra kysten. For at eksisterende sommerhusomr˚ader ikke skulle nedlægges, er der i<br />
sommerhusomr˚ader, som ligger inde for denne grænse, givet dispensation, s˚a grænsen<br />
ligger indenfor de 300 m. Der er mulighed for at søge om dispensation for at<br />
overskride strandbeskyttelses- og klitfredningslinierne ved Skov- og Naturstyrrelsen.<br />
Men det er meget sjældent, at denne gives (Skov og Naturstyrrelsen 2006).
2 Planlovgivning<br />
A.2 Byggeloven<br />
Byggeloven har til form˚al at sikre, at en bebyggelse udføres s˚aledes, at brand,<br />
sikkerheds- og sundhedsmæssige krav er overholdt. Samtidig skal bygningen være<br />
af en kvalitet, der tager hensyn til det tilsigtede brug.<br />
Loven finder anvendelse, n˚ar der opføres ny bebyggelse, tilbygninger samt ombygning<br />
og ændringer i benyttelsen af en bebyggelse. Herudover er byggeloven gældende ved<br />
nedrivning af en bebyggelse (LBK nr. 452, Bekendtgørelse af byggelov 1998).<br />
Under byggeloven findes to bygningsreglementer — BR 95 og BR-S 98. BR-S 98<br />
er bygningsreglementet for sm˚ahuse, rækkehuse, sommerhus, carporte og lignende,<br />
mens BR 95 omhandler øvrig bebyggelse, som ikke er dækket af BR-S 98, s˚asom etageboliger<br />
og erhvervs- og institutionsbyggeri. Hvis der ønskes opført et byggeri, som<br />
strider mod byggelovens bestemmelser for f.eks. byggelinier, bebyggelsesprocenter<br />
og lignende, kan kommunen udfærdige en lokalplan, som p˚a enkelte omr˚ader angiver<br />
nye begrænsninger og p˚abud. De konstruktionsmæssige bestemmelser i byggeloven<br />
kan ikke ændres.<br />
Blandt bestemmelserne i byggeloven, kan de maksimale bebyggelsesprocenter for<br />
forskellige ejendomstyper, bl.a. nævnes. For de forskellige ejendomstyper m˚a bebyggelsen<br />
ikke overstige:<br />
• 25 for parcelhuse til hel˚arsbebyggelse<br />
• 10 for sommerhusbebyggelse og anden bebyggelse til ferie og fritidsform˚al<br />
• 50 for etagebebyggelse<br />
• 40 for anden bebyggelse<br />
Herudover foreskriver byggeloven, at bebyggelse ikke m˚a være p˚a mere end to etager<br />
og være hævet mere end 8,5 m over terræn. Da bebyggelsen i den endelige bebyggelsesplan<br />
i afsnit 6.4 overskrider disse værdier, er det nødvendigt, at der i lokalplanen<br />
for omr˚adet, angives nye retningslinier for bebyggelsen. Bebyggelsen m˚a heller ikke<br />
opføres nærmere en 2,5 m fra en anden grund eller en sti (Hovgesen 2006a).<br />
For at kommunalbestyrelsen kan give en byggetilladelse, er det ikke kun byggeloven,<br />
som skal være overholdt. Øvrige love, som kan have indflydelse p˚a beslutningsprocessen,<br />
kan bl.a. være naturbeskyttelsesloven, kolonihaveloven og museumsloven.
A.3 Museumsloven 3<br />
A.3 Museumsloven<br />
Museumslovens kapitel 8 omhandler sikring af kultur- og naturarv i forbindelse med<br />
fysisk planlægning, jordarbejde mv. Loven foreskriver, at hvis der i et omr˚ade findes<br />
strukturer, konstruktioner, bopladser og lignende fortidsminder, skal det meddeles<br />
til et anerkendt kulturhistorisk museum, og herigennem til kulturministeren. Samtidig<br />
skal alt arbejde standses, hvis det berører fortidsmindet. Arbejdet kan ikke<br />
fortsættes, før bygherren har anmodet et statsanerkendt museum om at undersøge<br />
fortidsmindet, hvilket m˚a vare op til seks uger. Hvis museet vurderer, at det er et<br />
væsentligt fortidsminde, afleveres undersøgelsen til kulturministeren, som afgør, om<br />
der skal laves en arkæologisk undersøgelse.<br />
Hvis en arkæologisk undersøgelse varer over et ˚ar, skal kulturministeren give en<br />
indstilling til erhvervelse af fortidsmindet. Dette sker efter reglerne for ekspropriation.<br />
Dette kan ogs˚a forekomme, hvis kulturministeren vurderer, at fortidsmindet<br />
skal bevares p˚a stedet.<br />
Udgiften for museets forundersøgelse og den evt. senere arkæologiske undersøgelse<br />
afholdes af bygherren. Ved mindre forundersøgelser kan museet dog betale udgiften.<br />
Kulturministeren kan i særlige tilfælde yde tilskud til en undersøgelse eller en<br />
arkæologisk undersøgelse.<br />
Museumsloven er en præventiv lov, der har til form˚al, gennem samarbejde mellem<br />
planmyndigheder og statsanerkendte kulturhistoriske museer, at undg˚a unødig p˚abegyndelse<br />
af byggeri p˚a omr˚ader af kulturhistorisk interesse. Det vil derfor, som<br />
regel, fremg˚a af gældende planer, hvis der er evt. bevaringsværdig fund i jorden p˚a<br />
planomr˚adet.<br />
A.4 Kolonihaveloven<br />
Kolonihaveloven har til form˚al at sikre kolonihaverne, s˚a de bliver ved med at øge<br />
bybefolkningens livskvalitet. Ved et kolonihaveomr˚ade forst˚as et areal, som ikke<br />
benyttes til hel˚arsbebyggelse. Herudover ligger arealet i by- eller landzone og omr˚adet<br />
best˚ar mindst af fem havelodder, som i gennemsnit ikke overstiger mere end 400 m 2 .<br />
For at øge kolonihavelejernes rettigheder skulle ejerne inden den 1. november 2001<br />
skriftligt meddele Miljø- og Energiministeriet, at kolonihaveomr˚adet ikke skulle være<br />
varigt. Kolonihaveomr˚ader, som er oprettet efter denne dato, er automatisk varige<br />
omr˚ader.<br />
Varige kolonihaveomr˚ader kan ikke nedlægges, med mindre der af samfundsmæssige
4 Planlovgivning<br />
hensyn findes anden løsning, og form˚alet med arealet ikke kan tilgodeses et andet<br />
sted i kommunen. Herudover skal der inden nedlæggelsen af omr˚adet være lavet et<br />
tilsvarende kolonihaveomr˚ade et andet sted i kommunen. Det er op til kommunalbestyrelsen<br />
at behandle anmodninger om nedlæggelse af varige kolonihaveomr˚ader.<br />
Hvis anmodningen godkendes, er der mulighed for at anke afgørelsen ved Naturklagenævnet,<br />
inden der er g˚aet fire uger fra afgørelsens offentliggørelse.<br />
Ved nedlæggelse af ikke-varige kolonihaver har ejeren ”tilbudspligt”. Dette indebærer,<br />
at ejeren inden salg af omr˚adet skal tilbyde alle lejerne at købe omr˚adet til den samme<br />
købspris, kontante udbetaling og øvrige vilk˚ar. Omr˚adet kan dog først overdrages<br />
eller sælges til en ny ejer to ˚ar efter lejerne har afvist tilbuddet.<br />
A.5 Planloven<br />
Planloven regulerer, hvordan arealerne i Danmark bliver anvendt. Planloven skal<br />
sikre, at den sammenfattende planlægning forener samfundsmæssige interesser ved<br />
en arealanvendelse, herunder naturarealer, landbrugsomr˚ader, arealer ved kysterne<br />
og byomr˚ader. Planloven skal endvidere sikre, at landets natur og miljø værnes bedst<br />
muligt.<br />
Loven tilsigter særligt, at der sker en hensigtsmæssig udvikling i hele landet og i<br />
de enkelte amter og kommuner. Endvidere tilsigter loven, at der skabes og bevares<br />
værdifulde bebyggelser, bymiljøer og landskaber, samt forebyggelse af forurening og<br />
støj (LBK nr. 883, Bekendtgørelse af lov om planlægning 2004).<br />
Planloven inddeler landet i byzoner, sommerhusomr˚ader og landzoner. Ved en byzone<br />
forst˚as et omr˚ade, der er udlagt til bymæssig bebyggelse eller offentlige form˚al.<br />
Det vil sige, at der i disse omr˚ader eksisterer eller planlægges en bymæssig udvikling.<br />
Sommerhusomr˚ader er udlagt til sommerhusbebyggelse og forbeholdt dette.<br />
Landzoner er forbeholdt landbrug, skov og fiskeri. Dette medfører et tydeligt skel<br />
mellem land og by. Skal en landzone bebygges, m˚a omr˚adet først overdrages til byzone<br />
eller sommerhusomr˚ade ved udfærdigelse af en lokalplan. Dette gælder dog ikke i<br />
enkeltsager, hvor der kan gives enkelttiladelser til uplanlagt byggeri i landzone. En<br />
s˚adan tilladelse kan erhverves ved kommunen.<br />
Planloven indbefatter ligeledes kystnærhedszonen, der omfatter de land- og sommerhusomr˚ader<br />
— ikke byomr˚ader — der ligger indenfor 3 km fra kysten. Indenfor<br />
zonen ønskes, at de naturmæssige og rekreative værdier skal bevares. Dette skal gøres<br />
ved at begrænse ny bebyggelse og nye anlæg. Herudover m˚a der ikke udlægges nye<br />
sommerhusomr˚ader, og offentlighedens adgang til kysten skal sikres og udbygges, s˚a<br />
længe dette ikke skader flora og fauna. Dispensation kan søges ved amtet.
A.5 Planloven 5<br />
Planloven opdeler den fysiske planlægning i Danmark i fire niveauer. En landsplanlægning,<br />
der best˚ar af de overordnede regler for brugen af arealer i hele landet; en<br />
regionplan, der beskriver rammer og retningslinier for brugen af arealer i de enkelte<br />
amter; og en kommuneplan, der fastlægger hovedstrukturen og rammerne for<br />
de enkelte kommuners lokalplaner. Den nederste del af den fysiske planlægning er<br />
lokalplaner, der gælder brugen af de enkelte omr˚ader.<br />
Planloven er opdelt hierakisk, s˚aledes at ingen planer m˚a stride mod ovenst˚aende<br />
planer. Figur A.1 viser rammestyringens hierakiske opdeling. Hvis bestemmelser i<br />
lokalplanen strider mod kommuneplanen, skal der s˚aledes udarbejdes et kommuneplanstillæg,<br />
der lovliggør lokalplanen.<br />
A.5.1 Landsplanlægning<br />
Figur A.1: Rammestyrings princippet.<br />
Landsplanlægning er generelle retningslinier fra staten. Planlægningen gør det ud<br />
for de overordnede politiske m˚al fra regeringen. Det vil sige varetagelse af samfundsmæssige<br />
interesser, der sikrer kvalitet i planlægningen samt skaber retningslinier for<br />
region- og kommuneplaner.<br />
Miljøministeren er ansvarlig for den sammenfattende fysiske landsplanlægning. Mindst<br />
en gang hvert fjerde ˚ar skal ministeren aflægge en eller flere rapporter, der redegør<br />
for natur- og miljøpolitikken samt miljøtilstanden i Danmark — landsplanredegørelse.<br />
Landsplanredegørelsen er ikke bindende, men kan benyttes som argument for<br />
indsigelser mod planer, som g˚ar mod statens interesser.<br />
Udover landsplanredegørelsen kan Miljøministeriet fastsætte landsplandirektiver,<br />
som modsat landsplanredegørelsen er juridisk bindende. Dette giver ministeriet mulighed<br />
for at præge udviklingen i Danmark. Direktiverne kan ogs˚a være mere kon-
6 Planlovgivning<br />
krete og evt. fastlægge givne arealer til et bestemt form˚al (Miljø- og energiministeriet<br />
1996).<br />
Miljøministeren har mulighed for at benytte sig af ”p˚abud”, hvis ministeren vil p˚alægge<br />
planmyndighederne at udarbejde en plan med et bestemt indhold. Dette kan<br />
bl.a. gøres, hvis der ønskes gennemførelse af samfundsnødvendige projekter. Herudover<br />
kan miljøministeren benytte sig af ”indkaldebeføjelse”, hvilket giver mulighed<br />
for at overtage en planmyndigheds kompetence mht. planlægning og beslutningsprocesser.<br />
Ministeren kan vælge at overtage hele planen eller kun dele heraf. Indkaldebebøjelsen<br />
kan anvendes frem til planforslagets endelig vedtagelse (Miljø- og<br />
energiministeriet 1996). Afslutningsvis har miljøministeren ”veto-ret”, hvilket giver<br />
denne mulighed for at nægte vedtagelse af et planforslag før ministeren vurderer, at<br />
det er tilfredsstillende.<br />
A.5.2 Regionplanlægning<br />
Myndigheden for regionplaner er amtsr˚adet. Dette gælder dog ikke for hovedstaden<br />
og Bornholm, hvor interesserne varetages af Hovedstadens Udviklingsr˚ad hhv.<br />
Bornholms Kommunalbestyrelse.<br />
P˚a landsplan findes der 14 regionplaner, der hver indeholder en redegørelse for anvendelse<br />
af de forskellige amtsarealer. Regionplanerne skal s˚aledes indeholde retningslinier<br />
for arealanvendelse, s˚a som arealudlæg til byzoner og sommerhusomr˚ader,<br />
beliggenheden af større offentlige institutioner, trafikanlæg og anden større struktur<br />
i amtet, samt varetagelse af naturen. Disse retningslinier og planer m˚a ikke stride<br />
mod landsplanlægningen.<br />
En regionplan er gældende i 12 ˚ar, men skal revideres hvert fjerde ˚ar. Inden en udarbejdelse<br />
eller ændring af en regionplan skal regionplanmyndigheden indkalde idéer<br />
og forslag med henblik p˚a planlægningsarbejdet. Denne indkaldelse sker ved offentlig<br />
bekendtgørelse, hvorefter offentligheden kan bidrage med idéer og kommentarer.<br />
Offentlighedsfasen skal vare mindst otte uger fra bekendtgørelsen. Efter denne fase,<br />
kommer endnu en periode p˚a otte uger, hvor offentligheden kan komme indsigelser<br />
til den udarbejdede plan. Før regionplanmyndigheden endeligt kan godkende regionplanen,<br />
skal den godkendes af miljøministeren og øvrige myndigheder, s˚afremt disses<br />
interesser berøres (LBK nr. 883, Bekendtgørelse af lov om planlægning 2004).
A.5 Planloven 7<br />
A.5.3 Kommuneplanlægning<br />
En kommuneplan beskriver udviklingen i et bestemt omr˚ade over en ˚arrække. Samtidig<br />
giver den lokalplaner retningslinier, der sikrer, at kommunen udvikler sig i<br />
samme retning.<br />
Ved en kommuneplanlægning fastlægges en hovedstruktur for hele kommunen, og for<br />
dele af kommunen fastlægges rammerne for lokalplanernes indhold. Hvor regionplaner<br />
omhandler det˚abne land, er kommuneplaner mere detaljeret omkring strukturen<br />
i byerne. Hovedstrukturen angiver overordnede m˚al for kommunens udvikling af:<br />
• Arealanvendelse<br />
• Udbygning af boliger og arbejdspladser<br />
• Trafik<br />
• Rekreative omr˚ader<br />
Kommunalbestyrelsen skal, inden udgangen af den første halvdel af den kommunale<br />
valgperiode, offentliggøre en strategi for kommuneplanlægningen. Denne strategi<br />
skal indeholde oplysninger om den planlægning, der er gennemført siden den seneste<br />
revision, samt en beslutning om planen skal forblive eller revideres. I forbindelse med<br />
vedtagelse af en kommuneplan indledes tilsvarende med en otte ugers offentlighedsfase<br />
for fremsættelse af idéer og kommentarer, efterfulgt af en otte ugers indsigelses<br />
periode med mulighed for indvendinger mod den fremsatte plan.<br />
Ved gennemførelse af byfornyelse eller tilvejebringelse af andre elementer fra kommuneplanens<br />
hovedstruktur, kan det være nødvendigt at ekspropriere fast ejendom,<br />
der tilhører private. N˚ar f.eks. en lokalplan har forbeholdt en ejendom til et offentligt<br />
form˚al, kan ejeren forlange ejendommen overtaget af kommunen mod erstatning.<br />
Fastsættelse af erstatningen sker af taksationsmyndighederne (LBK nr. 883,<br />
Bekendtgørelse af lov om planlægning 2004).<br />
A.5.4 Lokalplanlægning<br />
En lokalplan er en bestemmelse, der laves for et specifikt omr˚ade og er den mest<br />
detaljerede plan i rammesystemet.<br />
En lokalplan skal tilvejebringes, inden der gennemføres en større udstykning eller et<br />
større bygge- eller anlægsarbejde for et omr˚ade. Dette indbefatter ogs˚a nedrivning
8 Planlovgivning<br />
af bebyggelse og sikring af en kommuneplans virkeliggørelse. Er en udstykning eller<br />
et byggearbejde i overensstemmelse med gældende kommuneplan, er det kommunalbestyrelsens<br />
pligt at udarbejde et forslag til en lokalplan samt at fremme den mest<br />
muligt.<br />
Lokalplaner kan indeholde oplysninger vedr. omr˚aders form˚al, bl.a. bestemmelser<br />
for:<br />
• Overførsel til byzone eller sommerhusomr˚ade<br />
• Omr˚adets og de enkelte bygningers anvendelse<br />
• Ejendommes størrelse og afgrænsninger, beliggenhed p˚a grundene samt regulering<br />
af boligtætheden<br />
• Vej- og stiforhold, herunder adgangsforhold til færdselsarealer med henblik p˚a<br />
separation af trafikarter<br />
• Beplantning af omr˚adet<br />
Lokalplanen skal ledsages af en redegørelse for, hvordan planen forholder sig til kommuneplanen<br />
og øvrig planlægning for omr˚adet. Samtidigt skal der redegøres for, om<br />
lokalplanens virkeliggørelse afhænger af tilladelser og dispensationer fra andre myndigheder<br />
end kommunalbestyrelsen. Hvis et lokalplansforslag muliggør etablering af<br />
butikker, skal der gøres rede for disses p˚avirkning af bymiljøet, dvs. eksisterende bebyggelse<br />
i omr˚adet og trafikale forhold, herunder ogs˚a en redegørelse for eventuelle<br />
støjgener i omr˚adet.<br />
Lokalplaner har ligeledes en offentlighedsfase p˚a otte uger for fremsættelse af forslag<br />
og idéer, efterfulgt af en otte ugers indsigelsesperiode. I denne periode m˚a ejendomme,<br />
der er indbefattet af planen, ikke ændres eller tilbygges p˚a en m˚ade, der kan<br />
skabe stridspunkter i den endelige plans indhold. Efter indsigelsesperioden p˚a otte<br />
uger kan lokalplanen vedtages. Er der afgivet indsigelser, revideres lokalplanforslaget,<br />
efterfulgt af en ny indsigelsesperiode p˚a otte uger.<br />
N˚ar en lokalplan vedtages, bliver denne juridisk bindende. Ejendomme og grunde<br />
indeholdt i planen m˚a ikke etablere anlæg, der er i strid mod planen, medmindre en<br />
dispensation er givet. Omvendt kan en lokalplan ikke p˚atvinge ændringer eller stille<br />
krav til opførsel af bygninger og anlæg anført i planen (LBK nr. 883, Bekendtgørelse<br />
af lov om planlægning 2004).
A.6 Planlovgivning anno 2007 9<br />
A.6 Planlovgivning anno 2007<br />
N˚ar den nye kommunalreform træder i kraft fra ˚ar 2007 nedlægges amterne og landets<br />
270 kommuner sammenlægges til 98 storkommuner. Landet inddeles fremover i<br />
fem regioner. Kommunalreformen medfører, at planloven bliver ændret p˚a en række<br />
væsenlige punkter.<br />
Staten f˚ar i fremtiden en større rolle p˚a planlægningsomr˚adet, idet de overtager<br />
en del af den amtslige planlægning. Miljøministeren skal fortsat ved hvert nyvalg<br />
udarbejde en landsplanredegørelse, der indeholder retningslinier og politiske input<br />
til kommuneplanen og de regionale udviklingsplaner. For at styre den kommunale<br />
udvikling skal der hvert fjerde ˚ar gives en oversigt over statslige bindinger i kommuneplanrevisionen.<br />
Fremover har miljøministeren pligt til at gøre indsigelser mod<br />
kommuneplaner, regionale udviklingsplaner og lokalplaner, s˚afremt de strider mod<br />
de overordnede interesser.<br />
Hver af de fem nye regioner f˚ar et regionsr˚ad. Regionsr˚adet f˚ar ansvaret for udarbejdelse<br />
af de nye regionale udviklingsplaner, der skal udgøre rammerne for den ønskede<br />
udvikling af regionerne. Regionerne f˚ar imidlertid kun f˚a midler til at fremme de regionale<br />
udviklingsplaner.<br />
Kommunerne overtager en stor del af amternes planopgaver, da kommuneplanlægningen<br />
fremover ogs˚a indeholder det˚abne land. Kommuneplanerne skal indeholde de<br />
overordnede m˚al for udviklingen og arealanvendelsen i kommunen, samt indeholde<br />
nærmere retningslinier for arealanvendelse og rammer for lokalplanerne. Lokalplanernes<br />
omfang ændres ikke som følge af kommunalreformen (Kommunalreformen og<br />
planloven 2005).
B<br />
Billeder fra Universitetsparken<br />
Dette bilag har til form˚al at visualisere omr˚adet ved Universitetsparken. Der er taget<br />
billeder fra forskellige steder, som bliver omtalt i planlægningsprocessen. Figur B.1<br />
viser hvor, og i hvilken retning, billederne er taget fra.<br />
Figur B.1: Oversigtskort, der viser hvorfra følgende billeder er taget.<br />
Billederne er p˚a figur B.1 nummereret. Ved hvert billede vil det respektive nummer<br />
st˚a i figurteksten efterfulgt af en beskrivelse af billedets indhold.
12 Billeder fra Universitetsparken<br />
Figur B.2: 1: Dalsænkningen fra Universitetet til Gigantium.<br />
Figur B.3: 2: Udsigt mod Gigantium fra de planlagte universitets- og erhvervsomr˚ader.
Figur B.4: 3: Udsigt mod syd fra de planlagte universitets- og erhvervsomr˚ader.<br />
Figur B.5: 4: Panoramabillede af omr˚adet der indeholder bebyggelsesplanen.<br />
13
14 Billeder fra Universitetsparken<br />
Figur B.6: 5: Udsigt fra omr˚adet ved Gug.<br />
Figur B.7: 6: Panoramabillede af udsigten fra Gug.
C<br />
Dimensionering af spildevandsledninger<br />
For at kunne dimensionere omr˚adets spildevandsledninger bestemmes først de dimensionsgivende<br />
spildevandsstrømme. Ud fra disse bestemmes nødvendige rørdiametre,<br />
hvorefter bundforskydningsspændingen kontrolleres i henhold til den spildevandsstrøm,<br />
der optræder mindst en gang i døgnet. Afslutningsvis bestemmes<br />
spildevandsbrøndenes dimensioner.<br />
C.1 Fastsættelse af spildevandsstrømme<br />
For at dimensionere spildevandsledningerne skal de dimensionsgivende spildevandsstrømme<br />
qS,d findes. Da der i alle tilfælde er koblet mindre end 200 personer til hver<br />
ledning, findes de dimensionsgivende spildevandsstrømme ud fra forudsatte spildevandsstrømme<br />
qS,f. Ved de forudsatte spildevandsstrømme forst˚as den vandstrøm,<br />
der forventes at komme fra hver husstand. De forudsatte spildevandsstrømme findes<br />
ud fra en vurdering af de forskellige boligers spildevandsbidragende elementer . Spildevandsstrømme<br />
fra omr˚adets bebyggelse kan ses i tabel C.1 og C.2 (DS 432 2000).<br />
Ud fra de fundne bidrag kan ledningernes dimensionsgivende vandstrøm findes. Spildevandsnettet<br />
for det valgte omr˚ade ses p˚a tegning C104-04. Som det fremg˚ar af<br />
tegningen skal der etableres hovedledninger, hvorp˚a sideledninger tilsluttes. Hovedledningen<br />
best˚ar af flere forskellige rørstrækninger, hvor hver enkelt strækning dimensioneres<br />
ud fra den tilførte spildevandsstrøm. Nedenfor eksemplificeres beregningen<br />
af den samlede forudsatte spildevandsstrøm fra sideledning S.3.1–S.3, hvor<br />
otte højklasseboliger er tilsluttet.<br />
<br />
qS,f = 8 huse · 6,4 l/s · hus = 51,2 l/s<br />
Herefter kan den dimensionsgivende spildevandsstrøm qS,d for sideledning S.3.1–S.3<br />
findes. Da det samlede bidrag ligger mellem 12 l/s ≤ qS,f ≤ 4000 l/s, findes den
16 Dimensionering af spildevandsledninger<br />
Rum Installationsgenstande<br />
i rummet<br />
Køkken<br />
Badeværelse<br />
Toilet<br />
Køkkenvask 0,6<br />
Opvaskemaskine 0,6<br />
H˚andvask 0,3<br />
Wc 1,8<br />
Bruser 0,4<br />
Vaskemaskine 0,6<br />
H˚andvask 0,3<br />
Wc 1,8<br />
Hele boligen 6,4<br />
Forudsatte<br />
spildevandsstrømme<br />
qS,f [ l/s]<br />
Tabel C.1: Forudsatte spildevandsstrømme fra et paracelhus/højklassebolig.<br />
dimensionsgivende spildevandsstrøm ud fra figur C.1. Ved at benytte denne metode<br />
tages der hensyn til, at alle spildevandsstrømme ikke optræder samtidigt (DS 432<br />
2000).<br />
Ud fra figur C.1 er den dimensionsgivende spildevandsstrøm for sideledning S.3.1–S.3<br />
fundet til 3,25 l/s. Proceduren er den samme for alle sideledninger.<br />
De dimensionsgivende spildevandsstrømme for hovedledningerne findes ud fra de<br />
forudsatte spildevandsstrømme givet ved (C.1). I tabel C.3 ses de dimensionsgivende<br />
spildevandsstrømme for alle spildevandsledningerne.<br />
qhoved,f = Σqs,f<br />
C.2 Fastsættelse af rørdimensioner<br />
(C.1)<br />
Efter de dimensionsgivende spildevandsstrømme er fundet, kan den endelige rørdiameter<br />
findes. For at finde et overslag p˚a diameteren benyttes (C.2), hvorefter der<br />
kan vælges en handelsdiameter.<br />
Di = 1,<strong>54</strong>8 ·<br />
<br />
Qdim<br />
M · √ 3/8 I<br />
(C.2)
C.2 Fastsættelse af rørdimensioner 17<br />
Figur C.1: Dimensionsgivende spildevandsstrømme for 12 l/s ≤ qS,f ≤ 4000 l/s<br />
.
18 Dimensionering af spildevandsledninger<br />
hvor<br />
Rum Installationsgenstande<br />
i rummet<br />
Køkken<br />
Badeværelse<br />
Køkkenvask 0,6<br />
Opvaskemaskine 0,6<br />
H˚andvask 0,3<br />
Wc 1,8<br />
Bruser 0,4<br />
Vaskemaskine 0,6<br />
Hele boligen 4,3<br />
Forudsatte spildevandsstrømme<br />
qS,f<br />
[ l/s]<br />
Tabel C.2: Forudsatte spildevandsstrømme fra en lejlighed.<br />
Qdim er den dimensionsgivende vandføring [ l/s]<br />
M er manningtallet [ m 1<br />
3/s]<br />
I er energiliniegradienten [ 0/00]<br />
Manningtallet er en parameter, der giver udtryk for rørets ruhed, og beregnes ved<br />
(C.3).<br />
hvor<br />
M = 25,4<br />
6√ k<br />
k er rørets ruhed [ m]<br />
(C.3)<br />
Ved benyttelse af (C.2) skal gyldighedsomr˚aderne 4,7 < R<br />
√<br />
< 300 samt Ka = 0,3 ·<br />
k<br />
k g · R · I· > 10 være opfyldt, men da der i de senere kontrolberegninger p˚a rørene<br />
ν<br />
bruges tilnærmede formler for Colebrook & Whites, ses der dog bort fra disse.<br />
Til afløbssystemet er det valgt at benytte plastrør med en ruhedsfaktor k p˚a 0,6 mm<br />
(DANVA 2003). Energiliniegradienten sættes lig med bundliniegradienten, da der<br />
forudsættes stationære og ensformige strømninger i ledningerne. Energiliniegradienten<br />
ses i tabel C.3. Et overslag p˚a den indre diameter kan nu findes ved (C.2). Som<br />
eksempel vises beregning af rørdimensionen for ledning S.3.1–S.3.
C.3 Bundforskydningsspænding 19<br />
Di = 1,<strong>54</strong>8 ·<br />
⎡<br />
⎣ 3,25 · 10−3 m3 /s<br />
25,4<br />
6√ ·<br />
6·10−4 m √ ⎤3/8<br />
⎦<br />
0,0073<br />
= 85,0 mm<br />
Fremgangsm˚aden er den samme for alle ledninger. De fundne diametre ses i tabel<br />
C.3. Ifølge dansk praksis m˚a den mindste udvendige rørdiameter for plastrør i den<br />
offentlige kloak være 160 mm, hvorfor denne vælges. Den indre diameter for spildevandsledningerne<br />
er anført i tabel C.3.<br />
C.3 Bundforskydningsspænding<br />
For at sikre at ledningerne opfylder kravet om selvrensning, findes bundforskydningsspændingen<br />
τ ved (C.4).<br />
hvor<br />
τ = γ · R · I (C.4)<br />
γ er vandets specifikke tyngde, som sættes til 10 4 N/m 3<br />
R er den hydrauliske radius [ m]<br />
For at finde den hydrauliske radius R skal vanddybden i ledningen findes. Vanddybden<br />
y findes ved iteration ud fra en omskrivning af Brettings formel for strømning i<br />
delvist fyldte cirkulære ledninger (C.5).<br />
y = Di<br />
π<br />
<br />
<br />
· arccos 0,92 + 0,08 · cos 2 · π · y<br />
<br />
2 · Q<br />
−<br />
Di Qfuld<br />
(C.5)<br />
Her er Qfuld givet ved en tilnærmet udgave af Colebrook & Whites formel (C.6) (DS<br />
432 2000).<br />
<br />
−6 0,74 · 10<br />
Qfuld = −6,95 · log √<br />
Di Di · I +<br />
<br />
k<br />
3,71 · Di<br />
· Di 2 <br />
·<br />
Di · I (C.6)
20 Dimensionering af spildevandsledninger<br />
For at finde vanddybden y er der opstillet et Matlab program, der bestemmer vanddybden<br />
i rørene ved iteration. Efter denne er bestemt, kan den hydrauliske radius<br />
findes. Ud fra en geometrisk betragtning af cirkulære rør — jf. figur C.2 er det<br />
fundet, at R bestemmes ved (C.7).<br />
hvor<br />
R = Di<br />
[2 · θ − sin(2 · θ)] (C.7)<br />
8 · θ<br />
θ er den halve centervinkel, givet ved (C.8)<br />
<br />
θ = arccos 1 −<br />
<br />
2 · y<br />
Di<br />
Figur C.2: Illustration til bestemmelse af den hydrauliske radius R.<br />
(C.8)<br />
Herefter kan bundforskydningsspændigen for de enkelte rør findes ved (C.4) og sammenlignes<br />
med det gældende krav. Som eksempel vises beregning af bundforskydningsspændingen<br />
for ledning S.3.1–S.3 ved (C.4). Resultater for hele afløbssystemet<br />
ses i tabel C.3.<br />
τ = 10 4 N/m 3 · 0,0179 m · 0,0073<br />
= 1,3 N/m 2<br />
Hvilket overholder kravet om selvrensning p˚a τ ≥ 1 − 1,5 N/m 2 .
C.3 Bundforskydningsspænding 21<br />
Ledning nr. Qdim [ l/s] I [ 0/00] Di [ mm] Valgt Di [ mm] τ [ N/m 2 ]<br />
S.1–S.2 3,5 18 73,7 152,8 2,6<br />
S.2–S.3 3,5 14 77,3 152,8 2,2<br />
S.3.1–S.3 3,25 7,3 85,0 152,8 1,3<br />
S.3–S.4 4,9 60 64,7 152,8 6,6<br />
S.4.1–S.4 2,2 8 72,1 152,8 1,4<br />
S.4–S.5 5,0 70 65,0 152,8 7,4<br />
S.5–S.6 6,5 17 94,0 152,8 2,5<br />
S.6.1–S.6 2,2 12 66,9 152,8 1,9<br />
S.5.11–S.5.1 3,25 7 59,2 152,8 1,3<br />
S.5.1–S.5 4,6 6 100,4 152,8 1,1<br />
S.5.2–S.5.3 3,4 20 71,5 152,8 2,8<br />
S.5.1–S.5.2 3,4 8 84,9 152,8 1,4<br />
S.6–S.7 6,5 60 74,2 152,8 6,6<br />
S.7–S.7.1 2,8 9 77,2 152,8 1,5<br />
S.7–S.8 7,0 70 74,1 152,8 7,4<br />
S.8.1–S.8 3,25 14 75,2 152,8 2,2<br />
S.8–S.9 7,5 50 81,3 152,8 5,7<br />
S.9–S.9.1 2,0 9 68,1 152,8 1,5<br />
S.9–S.10 7,8 50 82,2 152,8 5,7<br />
S.10–S.10.1 2,2 14 64,9 152,8 2,2<br />
S.10–S.11 8,0 70 77,9 152,8 7,4<br />
S.11–S.11.1 2,0 9 68,1 152,8 1,5<br />
S.11–S.12 8,1 50 83,4 152,8 5,7<br />
S.12–S.12.1 2,0 11 65,6 152,8 1,8<br />
S.12–S.13 8,3 20 99,9 152,8 2,8<br />
Tabel C.3: Resultater af rørberegninger for spildevandsledninger.
22 Dimensionering af spildevandsledninger<br />
C.4 Spildevandsbrønde<br />
Ud fra spildevandsnettets størrelse er det vurderet, at der ikke er behov for nedstigningsbrønde.<br />
I stedet vælges rense- og inspektionsbrønde, der er velegent til arbejdsoperationer<br />
fra terræn — f.eks. rensning ved højtryksspuling og inspektion<br />
med kamera. Der anlægges Wavin plastbrønde i polypropylen til 315 mm korrugeret<br />
opføringsrør for alle spildevandsbrøndene. Disse f˚as i en størrelse, hvor den<br />
udvendige diameter for ind- og udløb er 160 mm, og passer dermed med de valgte<br />
spildevandsledninger.
D<br />
Dimensionering af regnvandsledninger<br />
Inden de forskellige regnvandsledninger kan dimensioneres, skal den dimensionsgivende<br />
vandføring findes. Her kræves de bidragende afvandingsarealer, afløbskoefficienter<br />
samt regnintensiteterne fastsat. Ud fra vandføringen dimensioneres regnvandsledningerne<br />
gennem afløbssystemet. Bundforskydningsspændingen kontrolleres<br />
i henhold til en vandføring, der svarer til 10% af den dimensionerende vandføring.<br />
Afslutningsvis bestemmes regnvandsbrøndenes dimensioner.<br />
Ved dimensionering af regnvandsledningerne benyttes metoden som anvendt for spildevandsledningerne.<br />
Resultaterne er derfor ikke eksemplificeret ved regneeksempler,<br />
men er blot tabellagt.<br />
D.1 Fastsættelse af regnvandsstrømme<br />
Ved dimensionering af regnvandsledningerne benyttes den rationelle metode, der forudsætter<br />
at regnvarigheden sættes lig afstrømningstiden. Der tages udgangspunkt i<br />
regnhændelser med konstant intensitet under hele regnhændelsen, og at regnen falder<br />
p˚a det betragtede omr˚ade med samme intensitet overalt. Den dimensionsgivende<br />
vandføring for ledningerne findes ved (D.1).<br />
hvor<br />
Qdim = i · <br />
(ϕi · Ai) (D.1)<br />
i er regnintensiteten [ l/(s · ha)]<br />
ϕi er afløbskoefficienten for et delomr˚ade [ – ]<br />
Ai er arealet af et delomr˚ade [ ha]
24 Dimensionering af regnvandsledninger<br />
Regnintensiteten i kan findes ud fra regnrækker eller ved brug af regnformlen (D.2).<br />
Her benyttes en gentagelsesperiode p˚a T = 1˚ar, jf. afsnit 7.2.2. Da afstrømningstiden<br />
ikke kendes, vælges denne til 10 min indtil tf > 10 min. Herefter er det summen<br />
af ledningernes længste afløbstid, der benyttes til at beregne intensiterne. For at<br />
beregne tiden tf, findes vandets fuldtløbende hastighed i røret ud fra (D.3), hvorefter<br />
tiden kan findes, n˚ar rørets længde er kendt. Regnformlens gyldighedsomr˚ade ligger<br />
fra 15 min til 4 døgn, hvorfor regnrækken benyttes fra 10 – 15 min. Regnrækken for<br />
T = 1 ˚ar ses i tabel D.1.<br />
hvor<br />
i = c · tr −α<br />
c er en enhedsløs parameter, der for T = 1 ˚ar er 10980<br />
α er en enhedsløs parameter, der for T = 1 ˚ar er 0,71<br />
vF = −2 ·<br />
<br />
<br />
k<br />
2 · g · d · I · log<br />
3,71 · d +<br />
2,51 · ν<br />
d · √ <br />
2 · g · d · I<br />
Gentagelsesperiode T (˚ar)<br />
5 10<br />
Varighed, tr(minutter)<br />
15 20 25 30 40 60 120<br />
1 150 110 88 72 61 <strong>54</strong> 44 33 21<br />
Tabel D.1: Landsregnrækken bestemt ud fra 139 ˚ars m˚alinger [ l/(s · ha)] (Linde et.<br />
al. 2002).<br />
(D.2)<br />
(D.3)<br />
Som tidligere beskrevet skal de arealer, der bidrager med regnvand, findes for at<br />
beregne de dimensionsgivende regnvandsstrømme. De bidragende arealer findes ud<br />
fra en betragtning af, hvor meget de enkelte delarealer ved hver bebyggelse bidrager<br />
med.<br />
For hver bebyggelse er der lavet en vurdering af størrelsen af befæstede arealer, der<br />
vil bidrage til vandføringen. Arealerne samt deres afløbskoefficient ses i tabel D.2.<br />
Ud fra tegning C104-04 kan det ses hvor mange huse, der er tilsluttet hver ledning.<br />
Herved er de samlede bidragende arealer fundet. Der skal dog tages højde for, at<br />
ogs˚a vejarealer bidrager til regnvandsstrømmene. Her sættes afløbskoefficienten til<br />
ϕ = 1, da det forudsættes at alt regn, der falder p˚a vejen, vil ende i afløbssystemet.
D.2 Fastsættelse af rørdimensioner 25<br />
Vejarealerne er fundet ud fra længder m˚alt p˚a tegning C104-04 og bredder som listet<br />
herunder.<br />
Alléen gennem Universitetsparken: 8 m<br />
Hovedgaden gennem det udvalgte omr˚ade: 8,5 m<br />
Villaveje i det udvalgte omr˚ade: 7,5 m<br />
Der ses bort fra grønne omr˚ader, da afløbskoefficienten er s˚a lille, at regnvandet<br />
forventes nedsivet, inden det n˚ar afløbssystemet.<br />
Bolig Overflade art Areal [ m 2 ] Afløbskoefficient<br />
ϕ<br />
Parcelhus<br />
Højklasse<br />
1 plan<br />
Højklasse<br />
2 plan<br />
Lejlighed<br />
Tagflade 170 1,0 170<br />
Fliser 80 0,7 56<br />
Parkering 35 0,9 31,5<br />
257,5<br />
Tagflade 200 1,0 200<br />
Fliser 80 0,7 56<br />
Parkering 35 0,9 31,5<br />
287,5<br />
Tagflade 100 1,0 100<br />
Fliser 80 0,7 56<br />
Parkering 35 0,9 31,5<br />
187,5<br />
Tagflade 100 1,0 100<br />
Fliser 150 0,7 105<br />
Parkering 75 0,9 67,5<br />
272,5<br />
Tabel D.2: Bidragende afvandingsarealer fra forskellige hustyper.<br />
D.2 Fastsættelse af rørdimensioner<br />
Reduceret areal<br />
[ m 2 ]<br />
Beregninger af dimensionerne p˚a regnvandsledningerne er lavet som ved spildevandsledningerne<br />
jf. bilag C.2. Til regnvandssystemet er der, ligesom for spildevandsledningerne,<br />
valgt Wavin rør med muffe kl. N. De indre diametre ses i tabel D.3. Bundforskydningsspændingerne<br />
er beregnet ud fra (C.4) og ses ligeledes i tabel D.3.
26 Dimensionering af regnvandsledninger<br />
Ledning nr. Qdim [ l/s] I [ 0/00] Di [ mm] Valgt Di [ mm] τ [ N/m 2 ]<br />
R.1–R.2 18,3 18 137,0 152,8 3,4<br />
R.2–R.3 21,1 14 151,6 152,8 3,0<br />
R.3.1–R.3 23,5 7,3 178,3 191,0 1,8<br />
R.3–R.4 49,3 60 158,7 191,0 13,0<br />
R.4.1–R.4 15,2 7 152,8 152,8 1,5<br />
R.4–R.5 67,7 70 173,6 191,0 16,9<br />
R.5.21–R.5.2 19,8 20 138,6 152,8 3,9<br />
R.5.12–R.5.11 26,9 50 130,7 152,8 9,0<br />
R.5.111–R.5.11 0,61 8 44,5 152,8 0,4<br />
R.5.11–R.5.1 27,9 50 132,7 152,8 9,1<br />
R.5.2–R.5.1 24,9 8 179,1 191,0 2,0<br />
R.5.1–R.5 63,5 4 289,9 299,6 1,7<br />
R.5–R.6 132,4 17 291,1 299,6 7,0<br />
R.6.1–R.6 19,7 12 152,1 152,8 2,6<br />
R.6–R.7 1<strong>54</strong>,9 60 243,7 299,6 20,1<br />
R.7.1–R.7 26,9 9 180,5 191,0 2,3<br />
R.7–R.8 182,3 70 251,8 299,6 24,3<br />
R.8.1–R.8 24,4 14 160,1 191,0 3,1<br />
R.8–R.9 209,9 50 282,7 299,6 19,9<br />
R.9.1–R.9 18,4 9 156,5 191,0 1,9<br />
R.9–R.10 230,2 50 292,7 299,6 20,7<br />
R.10.1–R.10 15,9 14 136,4 152,8 2,7<br />
R.10–R.11 246,7 70 282,0 299,6 26,6<br />
R.11.1–R.11 8,5 9 117,1 152,8 1,4<br />
R.11–R.12 255,2 50 304,2 380,4 20,9<br />
R.12.1–R.12 8,5 11 112,8 152,8 1,7<br />
R.12–R.13 263,7 30 338,9 380,4 14,2<br />
R.13.3–R.13.2 16,6 50 109,2 152,8 7,2<br />
R.13.2–R.13.1 33,2 50 141,6 152,8 9,9<br />
R.13.1–R.13 33,2 9 195,3 237,6 2,4<br />
R.13–bas. 296,9 21 378,8 380,4 11,3<br />
Tabel D.3: Resultater af rørberegninger for regnvandsledninger.
D.3 Regnvandsbrønde 27<br />
D.3 Regnvandsbrønde<br />
Ligesom spildevandsbrøndene vælges ogs˚a rense- og inspektionsbrønde til regnvandsbrøndende.<br />
Da regnvandsledningernes dimensioner ændrer sig undervejs i afløbssystemet,<br />
vælges det at anvende brønde med en dimension p˚a 425 mm i hele systemet.<br />
Gennemgangsrøret i brønde, hvor forskellige rørdimensensioner skal tilsluttes, vælges<br />
ud fra den største tilsluttede ledning — ledninger med mindre dimensioner tilsluttes<br />
med reduktionsrør.
E<br />
Dimensionering af bassin<br />
Ved bassindimensioneringen skal der fastsættes et volumen, der kan sikre en udjævning<br />
af det foreliggende afløbssystems afstrømning samt overholder den valgte<br />
overbelastningsperiode, der kan føre til oversvømmelse af terrænet. I Nordjyllands<br />
Amt skal bassiner som udgangspunkt dimensioneres efter overbelastningshyppighed<br />
svarende til en gentagelsesperiode p˚a T = 5 ˚ar (Nordjyllands Amt 2005b).<br />
Ved bassindimensioneringen er det valgt at benytte regnrækker. Her antages det, at<br />
regnen falder direkte i bassinet, og der ses derfor bort fra ledningsnettets afløbstid.<br />
Ved at benytte denne metode er der dog risiko for overdimensionering, idet regnrækkerne<br />
er lavet ud fra tilnærmelser (Linde et. al. 2002). Metoden forudsætter ogs˚a,<br />
at der regnes med konstant afløbshydrograf i form af bassinets afløbstal a, givet ved<br />
(E.1).<br />
hvor<br />
a = Qa − Qs<br />
Ared<br />
Qa er den maksimale vandføring i afløbsledningen [ l/s]<br />
Qs er tørvejrsvandsføringen/fast afløb til bassinet [ l/s]<br />
Ared er det reducerede oplandsareal for oplandet til bassinet [ ha]<br />
(E.1)<br />
Her sættes Qs lig nul, da kun ledningsnettet fra regnvand er tilsluttet bassinet. Som<br />
beskrevet i afsnit 7.4 m˚a der udledes 1 l/(s · ha) oplandsareal fra bassinet. Det totale<br />
oplandsareal er fundet til 9,14 ha, hvormed den maksimale vandføring i afløbsledningen<br />
bliver 9,14 l/s. Afløbstallet for bassinet kan nu beregnes, idet det samlede<br />
reducerede opland er fundet til 2,7 ha.
30 Dimensionering af bassin<br />
a =<br />
9,14 l/s<br />
2,7 ha<br />
= 3,39 l/(s · ha)<br />
Herefter kan bassinets volumen findes ud fra figur E.1, idet der ikke tages højde<br />
for koncentrationstiden. Det skraverede areal udgør bassinets volumen pr. hektar<br />
reduceret opland.<br />
Figur E.1: Tilløbshydrograf ved kasseregnsmetoden. a er bassinets afløbstal, Vr,k er<br />
bassinets volumen, tr er regnens varighed og i er intensiteten (Linde et. al. 2002).<br />
Ud fra figuren findes (E.2).<br />
hvor<br />
Vr,k = (i − a) · tr<br />
Vr,k er bassinets volumen [ m 3 /ha]<br />
i er regnintensiten for en given gentagelsesperiode [ l/(s · ha)]<br />
tr er regnens varighed, givet ved (E.3) [ s]<br />
hvor<br />
tr =<br />
c · (1 − α)<br />
c er 28070 for T = 5 ˚ar<br />
a<br />
1/α<br />
(E.2)<br />
(E.3)
α er 0,76 for T = 5 ˚ar<br />
Tiden, der giver det største bassinvolumen, kan nu beregnes ved (E.3).<br />
tr =<br />
1/0,76 28070 · (1 − 0,76)<br />
= 21953 s = 6,1 h<br />
3,38 l/(s · ha)<br />
For at benytte regnformlen, der indg˚ar i (E.3) skal det kontrolleres, om gyldighedsomr˚adet,<br />
der ligger mellem 15 min og 4 døgn, er overholdt. Det ses af den funde værdi<br />
af tr, at gyldighedsomr˚adet er overholdt, hvorefter bassinets volumen kan findes ud<br />
fra (E.4).<br />
Vr,k = a · α<br />
· tr<br />
(E.4)<br />
1 − α<br />
Ved at indsætte de fundne værdier findes det maksimale volumen:<br />
Vr,k = 3,39 l/(s · ha) ·<br />
0,76<br />
· 21953 s = 235666 l/ha<br />
1 − 0,76<br />
31<br />
Det fundne volumen svarer til 235,7 m 3 pr. ha reduceret opland. Dette betyder, at<br />
bassinets volumen under udløb bliver:<br />
Vbassin = 235,7 m 3 /ha · 2,7 ha = 636 m 3<br />
Ud fra dette vælges bassinets dimensioner til l × b × d = 28,5 × 15 × 1,5 m. Denne<br />
dimension er valgt, da længden bør være omkring 2 til 4 gange bredden. Dette<br />
forhold vælges, s˚a tilløb og afløb placeres s˚a langt fra hinanden, at den længste afløbsstrækning<br />
opn˚as. Herved kan de forurenende stoffer bedst muligt n˚a at sedimenteres<br />
(Vejdirektoratet 2003).
F<br />
Kloakeringsforsøg<br />
Følgende bilag har til form˚al at belyse kloakeringsteorier gennem praktiske øvelser.<br />
Der vil blive foretaget to uafhængige øvelser, der hver især har til form˚al at<br />
understøtte teorien. Hvert afsnit bygger p˚a (Brorsen et. al. 2003).<br />
F.1 Enkelttab<br />
Forsøget g˚ar ud p˚a at belyse, hvordan skift i rørdimension kan influere p˚a energitabet,<br />
hvorfor modstandstallet ønskes bestemt for en jævn rørudvidelse/indsnævring.<br />
F.1.1 Forsøgsbeskrivelse<br />
Et fast indløbs- og udløbstryk etableres med en beholder. Et mindre rør g˚ar over i<br />
et større rør og derefter tilbage til den lille rørdiameter. Forsøgsopstillingen kan ses<br />
p˚a figur F.1.<br />
For at bestemme vandflowet sættes en spand med kendt dimension til udløbet. Herved<br />
kan det beregnes hvor meget vand, der løber igennem systemet pr. sekund.<br />
Ligeledes skal tryktabene over indsnævringen og udvidelsen bestemmes. Dette gøres<br />
ved at forbinde to stigrør med rørene. De to stigrør skal forbindes p˚a hver side af<br />
henholdsvis indsnævringen og udvidelsen. Billeder af de instrumenter, der bruges til<br />
at bestemme flowet og trykændringen, ses p˚a figur F.2.<br />
Da det søges at finde et overslag p˚a modstandstallet ved en jævn udvidelse/indsnævring,<br />
er én m˚aling nok. Dette vil dog give et upræcist resultat, grundet fejlkilderne<br />
beskrevet i afsnit F.1.4. Det er derfor valgt at lave tre m˚alinger for udvidelsen og<br />
syv for indsnævringen. For at sikre at de gentagne forsøg kan sammenlignes, er<br />
det nødvendigt at skabe samme forhold for hvert forsøg. Dette gøres ved at holde<br />
vandtrykket stabilt.
34 Kloakeringsforsøg<br />
Figur F.1: Forsøgsopstilling med rør, trykm˚aler og beholder.<br />
F.1.2 Enkelttabs teori<br />
Ved at omskrive energiligningen kan energitabet over en strækning isoleres (F.1). I<br />
dette forsøg er zA lig zB, n˚ar trykniveauerne beregnes i røraksen, hvorfor disse ikke<br />
optræder i ligningen.<br />
hvor<br />
∆HAB = − ∆p<br />
γ + αA · V 2 A − αB · V 2 B<br />
2g<br />
∆p er tryktabet over strækningen [ N/m 2 ]<br />
γ er vandets specifikke tyngde [ N/m 3 ]<br />
(F.1)<br />
α er hastighedsfordelingskoefficienten, fundet ved tabel opslag for retliniede kanaler<br />
V er hastigheden i et givet tværsnit [ m/s]<br />
I energiligningen dækker ∆HAB alle energitab fra enkelttab s˚avel som friktionstab.<br />
Da friktionstabet over sm˚a afstande er meget mindre end enkelttab, kan rørtabet<br />
negligeres, hvorved (F.1) kan skrives som (F.2).
F.1 Enkelttab 35<br />
Figur F.2: Detaljebillede af instrumenter brugt i forsøget.<br />
∆HE ≈ − ∆p<br />
γ + αA · V 2 A − αB · V 2 B<br />
2g<br />
Enkelttabet kan ligeledes udtrykkes ved hjælp af Carnots formel (F.3).<br />
∆HE ≈ αA · (VA − VB) 2<br />
2g<br />
Endvidere kan (F.3) omskrives til (F.4).<br />
hvor<br />
∆HE = ζ · V 2 A<br />
2g<br />
ζ er modstandstallet givet ved (F.5)<br />
hvor<br />
ζ = αA · (1 − A<br />
B )2<br />
(F.2)<br />
(F.3)<br />
(F.4)<br />
(F.5)
36 Kloakeringsforsøg<br />
A er arealet af det mindste rør [ m 2 ]<br />
B er arealet af det største rør [ m 2 ]<br />
(F.5) er den generelle formel for modstandstallet, der ikke tager højde for bløde<br />
overgange. Sammenskrives (F.1) og (F.4) f˚aes et teoretisk udtryk for modstandstallet<br />
(F.6).<br />
ζ = −∆p<br />
γ + αA·V 2 A−αB·V 2 B<br />
2g<br />
V 2 A<br />
2g<br />
(F.6)<br />
Det er dog kun i tilfælde, hvor der er udført lignende forsøg, at denne formel kan<br />
benyttes. I praksis benyttes (F.5).<br />
F.1.3 Forsøgsdata og resultater<br />
Data fra de udførte forsøg er samlet i tabel F.1 og F.2. Højden m˚alt i det lille og<br />
det store rør er indikator for trykket, hvorfor tryktabet kan findes ved at beregne<br />
differensen mellem disse. Vandstanden er angivet i antal milimeter af spanden, der<br />
blev fyldt over 10 sekunder. Da m˚alene for spanden er kendt, kan vandets rumfang<br />
beregnes.<br />
M˚aling Lille rør [ mm] Stort rør [ mm] Vandstand [ mm]<br />
1 103 124 283<br />
2 299 314 223<br />
3 337 343 145<br />
4 300 304 128<br />
5 380 383 107<br />
6 411 414 67<br />
7 433 434 38<br />
Tabel F.1: Forsøgsdata for udvidelsen.<br />
Ud fra disse data beregnes vandføring, enkelttab og modstandstallet ved hjælp af de<br />
i teorien beskrevne formler. Herved f˚as resultaterne, der ses i tabel F.3 og F.4.<br />
Ud fra resultaterne kan diagrammer, hvor enkelttabet afhænger af hastigheden, udformes.<br />
Ud fra disse diagrammer kan det eftervises om anden potensen for hastigheden<br />
i (F.4) er korrekt. Diagrammer for hhv. indsnævringen og udvidelsen kan ses
F.1 Enkelttab 37<br />
M˚aling Stort rør [ mm] Lille rør [ mm] Vandstand [ mm]<br />
1 318 259 258<br />
2 294 271 173<br />
3 374 364 101<br />
Tabel F.2: Forsøgsdata for indsnævringen.<br />
Udvidelse<br />
Vandføring [ m 3 /s] ∆HE [ m] ζ<br />
0,0018 0,032 0,63<br />
0,0014 0,018 0,57<br />
0,0009 0,008 0,60<br />
0,0008 0,007 0,66<br />
0,0007 0,005 0,63<br />
0,0004 -0,00005 -0,02<br />
0,0002 0,00005 -0,06<br />
Tabel F.3: Resultater for udvidelsen.<br />
p˚a figur F.3. De negative enkelttab, der findes ved meget lave hastigheder, er ikke<br />
medtaget i de efterfølgende diagrammer, da de er urealistiske og skyldes fejl og<br />
usikkerheder.<br />
Det ses af figur F.3 at grundet de flere m˚aleresultater ved indsnævringen, er der<br />
udformet en mere præcis parabel, hvorved anden potensen i (F.4) er eftervist. Anden<br />
potensen i formlen betyder, at enkelttabet firdobles, n˚ar hastigheden fordobles. Dette<br />
passer dog ikke med alle de fundne data i forsøgene ved udvidelsen, hvilket tyder<br />
p˚a, der har været fejlkilder ved forsøgene.<br />
Ud fra de fundne modstandstal ønskes lavet en sammenligning mellem den teoretiske<br />
og praktiske formel for modstandstallet hhv. (F.6) og (F.5). Da der i forsøget er<br />
Indsnævring<br />
Vandføring [ m 3 /s] ∆HE [ m] ζ<br />
0,0016 0,015 0,37<br />
0,0011 0,003 0,18<br />
0,0006 0,003 0,52<br />
Tabel F.4: Resultater for indsnævring.
38 Kloakeringsforsøg<br />
Figur F.3: Øverst ses diagrammet for indsnævring — nederst diagrammet for udvidelse.<br />
tale om en jævn overgang mellem de to rørbredder, kan resultaterne fra forsøget<br />
ikke direkte sammenlignes med værdier beregnet ud fra (F.5). Det vides dog, at<br />
modstandstallet ved en jævn udvidelse skal være mindre end ved brat udvidelse .<br />
Gennemsnittet af modstandstallene ved forsøget blev fundet til 0,62 og 0,36 for hhv.<br />
jævn udvidelse og indsnævring. For en brat udvidelse/indsnævring blev modstandstallene<br />
fundet til 0,69 hhv. 0,398, hvormed ovenst˚aende er overholdt.<br />
F.1.4 Usikkerheder og fejlkilder<br />
Der er mange usikkerheder og fejlkilder ved forsøget, der har haft indvirkning p˚a<br />
resultaterne.<br />
Ved forsøget blev der brugt en beholder, der blev fyldt med vand for at skabe et<br />
konstant tryk gennem alle forsøg. I realiteten var vandstanden i beholderen ikke ens<br />
over hele forsøget, hvilket betyder, at vandføringen igennem røret ligeledes ikke var<br />
konstant.<br />
Ved m˚aling af flowet blev en spand fyldt over tid. Da spanden var tæt p˚a rørets udløb,<br />
medførte den en ændring af trykket, hvilket gjorde aflæsningen af trykket upræcis.<br />
Dette kunne evt. løses ved at holde spanden s˚a langt fra udløbet, at trykket i røret
F.2 Sedimenttransport 39<br />
ikke blev p˚avirket.<br />
Ligeledes var m˚alingen af flowet ikke præcis, da spanden ikke nødvendigvis var under<br />
vandstrømmen i præcis 10 sekunder, hvilket flowet er beregnet ud fra. Ved fjernelse<br />
af spanden flød vandet ved nogle forsøg over, hvilket igen giver en upræcis m˚aling<br />
af flowet.<br />
Endelig kan der have været luft i stigrørene, hvor trykændringen blev m˚alt. Dette<br />
vil give en upræcis kalibrering af stigrørene og dermed en upræcis m˚aling af trykket.<br />
F.2 Sedimenttransport<br />
Forsøget skal redegøre for, under hvilke omstændigheder et sediment, der er opsamlet<br />
i et afløbssystem, transporteres væk.<br />
F.2.1 Forsøgsbeskrivelse<br />
I forsøget udlægges groft sand i en rende med cirkulært tværsnit. Denne gennemstrømmes<br />
med vand, indtil der sker sedimenttransport. Sedimenttransport optræder,<br />
n˚ar de første korn bevæger sig over hele tværsnittet og ikke kun langs siderne. Der<br />
laves tre m˚alinger med forskelligt flow. Flowet findes efter metoden beskrevet i afsnit<br />
F.1.1. Ved hver af de tre forsøg m˚ales vandstanden i renden samt hældningen.<br />
Korndiameteren findes ved et gennemsnit af 20 m˚alte korn. Førsøgsopstillingen ses<br />
p˚a figur F.4.<br />
F.2.2 Teori og resultater<br />
En del af forsøget g˚ar ud p˚a at finde hvilken bundforskydningsspænding, der kræves<br />
for at opn˚a sedimenttransport. Bundforskydningsspænding er givet ved (F.7).<br />
τ = γ · R · I (F.7)<br />
Energiliniegradienten I kan sættes lig med bundliniegradienten, da det antages, at<br />
der er ensformige og stationære strømninger i renden. Denne findes ud fra aflæste<br />
værdier af hævning/sænkning af renden over længden. Den hydrauliske radius R kan
40 Kloakeringsforsøg<br />
Figur F.4: Forsøgsopstilling til sedimenttransport.<br />
Figur F.5: Rendens tilnærmede dimensioner.<br />
tilnærmelsesvis beskrives ved en trapez, idet der ligger sediment i bunden af renden.<br />
Den er givet ved (F.8), n˚ar rendens dimensioner antages at være som p˚a figur F.5.<br />
hvor<br />
R = A<br />
P =<br />
y · (b + a · y)<br />
<br />
b + 2 · ( y2 + (a · y) 2 )<br />
A er arealet af vandets tværsnit [ m 2 ]<br />
P er rendens v˚ade perimeter [ m]<br />
y er vanddybden i renden, der varierer ved hvert forsøg [ m]<br />
(F.8)<br />
Herefter kan bundforskydningsspændingen τ for hver af de tre forsøg findes. Resultaterne<br />
ses i tabel F.5.
F.2 Sedimenttransport 41<br />
Forsøg y [ m] R [ m] I [ 0/00] γ [ N/m 3 ] τ [ N/m 2 ]<br />
1 0,013 0,0100 0,012 9798,33 1,18<br />
2 0,012 0,0094 0,015 9798,33 1,38<br />
3 0,018 0,0130 0,008 9798,33 1,02<br />
Tabel F.5: Forsøgsdata og resultater af bundforskydningsspændingen τ.<br />
Gennemsnitsværdien for bundforskydningsspændingen er fundet til τ = 1,19 N/m 2 . I<br />
almindelige regnvandsledninger, hvor sediment af samme art kan forventes, stilles et<br />
krav om, at bundforskydningsspændingen skal være p˚a 1,5 N/m 2 for at være selvrensende<br />
(Linde et. al. 2002). Da der i forsøget kun lige kunne anes sedimenttransport,<br />
m˚a 1,19 N/m 2 forventes at være et rimelig resultat for forsøget.<br />
Efter bundforskydningsspændingen er fundet, kan Shields parameter θ bestemmes.<br />
Denne parameter er et udtryk for, hvorn˚ar der sker sedimenttransport givet ved<br />
(F.9).<br />
hvor<br />
θ =<br />
UF 2<br />
(s − 1) · g · d<br />
UF er friktionshastigheden, givet ved F.10<br />
s er forholdet mellem sand og vands densitet ρs<br />
d er korndiameteren, fundet til 2,3 mm<br />
<br />
τ<br />
UF =<br />
ρw<br />
ρw<br />
= 2650 kg/m3<br />
998,2 kg/m 3 = 2,65<br />
(F.9)<br />
(F.10)<br />
De fundne Shiels parametre ses i tabel F.6. Er θ > θc opfyldt, hvor θc = 0,06 er den<br />
kritiske værdi, sker der sedimenttransport (Liu 2001).<br />
Gennemsnitsværdien for parameteren blev θ = 0,032 og er dermed mindre end den<br />
kritiske værdi p˚a 0,06, hvormed sedimenttransport skulle opst˚a. Denne fejl m˚a bero<br />
p˚a fejlkilder og usikre m˚alinger.<br />
Efter Shields parameter er bestemt, ønskes Froudes tal fundet. Froudes tal er en<br />
dimensionsløs hastighed, der beskriver strømningen i et givet tværsnit (F.11).
42 Kloakeringsforsøg<br />
hvor<br />
Fr = V<br />
√ g · y<br />
Forsøg θ<br />
1 0,0316<br />
2 0,0370<br />
3 0,0274<br />
Tabel F.6: Resultater af Shields parameter.<br />
(F.11)<br />
V er hastigheden, der i dette tilfælde findes vha. ligningen for vandføring [ m/s]<br />
(F.12)<br />
V = Q<br />
A<br />
Froudes tal for hvert forsøg ses i tabel F.7.<br />
Forsøg Q [ l/s] A [ m 2 ] V [ m/s] y [ m] Froudes tal<br />
1 0,400 0,0011 0,36 0,013 1,01<br />
2 0,325 0,0010 0,33 0,012 0,96<br />
3 0,650 0,0017 0,38 0,018 0,90<br />
Tabel F.7: Forsøgsdata og resultater af Froudes tal.<br />
(F.12)<br />
Ud fra en gennemsnitsværdi af Froudes tal p˚a 0,96, konkluderes det, at der er strømmende<br />
bevægelse i renden under forsøget, da Fr < 1.<br />
F.2.3 Usikkerheder og fejlkilder<br />
En væsentlig fejlkilde i forsøget er vurderingen af, hvorn˚ar der optræder sedimenttransport<br />
i renden. Starten af renden var p˚avirket af den turbulens, indløbet for˚asagede,<br />
hvorved bestemmelsen af sedimenttransport blev mere usikker. En anden fejlkilde<br />
er bestemmelsen af bundliniegradienten, der blev fundet ud fra hældning/sænkning<br />
af renden over rendens længde. En yderlige fejlkilde er den usikre m˚aling af<br />
flowet, jf. afsnit F.1.4.
G<br />
Skitseprojektering af tagkonstruktion<br />
G.1 Forudsætninger<br />
Forud for den egentlige dimensionering søges det at finde den bedst egnede tagtype.<br />
Dette valg gøres gennem følgende skitseprojektering, som ligeledes skal sandsynliggøre<br />
opførelsen af den ønskede tagkonstruktion, inden der fortsættes p˚a detail-niveau.<br />
I skitseprojektet undersøges tre tagtyper — sadeltag, pulttag samt tagkassetter.<br />
Sadeltaget giver mulighed for udnyttelse af loftrum, mens pulttag og tagkassetter er<br />
tro overfor arkitektens udformning af bygningen.<br />
De tre tagtyper dimensioneres i brudgrænsetilstanden efter lastkombination 2.1. Der<br />
ses bort fra eventuel nyttelast fra opbevaring. Gitterkonstruktionerne og bjælken<br />
regnes vægtløse. Der dimensioneres i skitseringen udelukkende for bøjning med normalkraft<br />
— i praksis ved at se p˚a tværsnit med størst snitmoment. Den endelige<br />
tagtype vælges ud fra kriterierne:<br />
• Materialeforbrug<br />
• Samlinger/opførelsesomkostninger<br />
• Æstetisk udformning<br />
I skitseprojekteringen begrænses bæreevneeftervisningen til lastkombinationen med<br />
egenlast og snelast. Dette valg er gjort ud fra en forventning om, at disse laster bliver<br />
dimensionsgivende for trækonstruktionen.<br />
Snelasten sk ansl˚as at blive 0,72 kN/m 2 , mens egenlasten Gk af tag samt isolering<br />
vælges til 0,5 kN/m 2 . Ud fra disse antagelser vil kombinationen med egen- og snelast<br />
angribende samtidig udgøre:
44 Skitseprojektering af tagkonstruktion<br />
qsne,d = γG · Gk + γ · sk = 1,0 · 0,5 kN/m 2 + 1,5 · 0,72 kN/m 2 = 1,58 kN/m 2<br />
G.2 Sadeltag p˚a w-gitterspær<br />
Sadeltaget opføres p˚a et w-gitterspær med diagonaler, jf. figur G.1. Diagonalerne<br />
fæstes jævnt fordelt p˚a spærfod og -hoved. Tagets hældning vælges til 15 ◦ , s˚a der<br />
opn˚as en frihøjde p˚a 1,5 m mellem kip og spærfod, dette gør det muligt at anvende<br />
loftrummet til opbevaring.<br />
Figur G.1: Skitse af w-gitterspær, som bærer sadeltaget [mm].<br />
W-gitterspæret understøttes ved bygningens bagmure med et udhæng over svalegangen<br />
p˚a 1,8 m og 1,1 m p˚a bygningens modsatte side. Eftersom gitterspærene<br />
placeres med en afstand p˚a 1,0 m, skal hvert spær optage last fra tilsvarende<br />
tagbredde 1,0 m. Der p˚alægges en jævnt fordelt last over hele spærhovedet p˚a<br />
qd = qsne,d · 1,0 m = 1,58 kN/m. Laster og understøtning ses p˚a figur G.1.<br />
Spærene ønskes udformet, s˚a alle diagonaler har samme dimension, hvorfor det kun<br />
er interessant at se p˚a snitkræfternes peakværdier. I tabel G.1 ses snitkræfterne for<br />
snit med størst moment listet for diagonaler, spærhoved hhv. spærfod.<br />
Normal, træk [ kN] Normal, tryk [ kN] Moment [ kNm]<br />
Spærhoved 0,36 3,00<br />
Spærfod 1,06 6,15<br />
Diagonaler 4,78<br />
Tabel G.1: Maksimale snitkræfter i w-gitterspær.
G.2 Sadeltag p˚a w-gitterspær 45<br />
G.2.1 Dimensionering<br />
I spærhoved og -fod optræder moment og normalkraft, hvorved bjælkerne udsættes<br />
for bøjning med normalkraft. Der skal s˚aledes dimensioneres efter (G.1) eller (G.2)<br />
afhængig af, om bidraget fra normalkraften medfører tryk hhv. træk. Diagonalerne<br />
udsættes udelukkende for tryk vinkelret p˚a fibrene og skal derfor dimensioneres efter<br />
(G.3) — der ses bort fra udknækning, eftersom diagonaler forventes afstivet herimod.<br />
hvor<br />
σc,0,d<br />
fc,0,d<br />
σt,0,d<br />
ft,0,d<br />
σc,0,d<br />
fc,0,d<br />
+ σm,d<br />
fm,d<br />
+ σm,d<br />
fm,d<br />
≤ 1 (G.1)<br />
≤ 1 (G.2)<br />
≤ 1 (G.3)<br />
σx,x,d den regningsmæssige spænding afhængig af lastens angrebsm˚ade (tryk, træk,<br />
moment)<br />
fx,x,d den regningsmæssige styrke afhængig af lastens angrebsm˚ade (tryk, træk, moment)<br />
De regningsmæssige styrker er fundet efter (G.4).<br />
hvor<br />
fx,x,d = fx,x,k<br />
γm<br />
· kmod<br />
(G.4)
46 Skitseprojektering af tagkonstruktion<br />
fx,x,k den karakteristiske styrke afhængig af lastens angrebsm˚ade (tryk, træk, moment)<br />
γm materialepartialkoefficienten — for kontruktionstræ i normal sikkerhedsklasse<br />
gælder γm = 1,64<br />
kmod er en modifikationsfaktor afhængig af lastvarighed og anvendelsesklasse — her<br />
K-last og AK2 svarende til kmod = 0,90<br />
Spændingerne er fundet ud fra de bestemte snitkræfter vha. (G.5), (G.6) hhv. (G.7).<br />
hvor<br />
σt,d = Ft,d<br />
Anetto<br />
σc,d = Fc,d<br />
Anetto<br />
σm,d = Md<br />
W<br />
Anetto er nettotværsnitsarealet [ mm 2 ]<br />
Fx,d er den regningsmæssige tryk-/trækkraft [ N]<br />
Md er det regningsmæssige moment [ Nmm]<br />
W er modstandsmomentet for bøjning omkring aktuel akse [ mm 3 ]<br />
(G.5)<br />
(G.6)<br />
(G.7)<br />
W-gitterspæret regnes udført i K30 konstruktionstræ. Ved kombination af formlerne<br />
er de nødvendige tværsnit for spærhoved, spærfod og diagonaler fundet som listet i<br />
tabel G.2.<br />
For at forsimple samlingerne er spærhoved og diagonaler valgt med samme bredde.<br />
Ses der bort herfra, kan diagonalerne udføres i væsentlig tyndere dimensioner eller<br />
alternativt af en lavere trækvalitet.
G.3 Pulttag p˚a halvspær 47<br />
Nødvendige dimensioner Nærmeste standardm˚al<br />
B x H [mm] B x H [mm]<br />
Spærhoved 45 x 156 45 x 170<br />
Spærfod 58 x 197 58 x 220<br />
Diagonaler 45 x 7 45 x 45<br />
Tabel G.2: Nødvendige tværsnitsdimensioner for spærhoved, -fod og diagonaler i<br />
w-gitterspær.<br />
G.3 Pulttag p˚a halvspær<br />
Pulttaget opføres p˚a et halvspær, hvor diagonalerne ligeledes er fæstet jævnt fordelt<br />
p˚a spærfoden, jf. figur G.2. Taget anlægges med en hældning p˚a 6 ◦ , s˚a der opn˚as en<br />
højdeforskel mellem lav og høj kant p˚a 1,1 m.<br />
Figur G.2: Skitse af halvspær, som bærer pulttaget [mm].<br />
Der indlægges understøtninger ved bygningens bagmure, s˚aledes taget i den lave<br />
side understøttes 1,8 m fra tagkant, og i modsatte side understøttes ved spærfodens<br />
kant, og selve tagfladen understøttes i en afstand p˚a 1,1 m fra tagkant. Frirummet<br />
mellem understøtningerne ved tagets høje side udgøres af muren, og den er derfor<br />
ikke medregnet i modellen for tagkonstruktionen. Halvspærerne placeres ligesom<br />
w-gitterspærerne med en afstand p˚a 1,0 m, hvorved den jævnt fordelte last findes<br />
analogt til qd = 1,58 kN/m. P˚a figur G.2 ses laster og understøtninger.<br />
Til brug under dimensionering er de største værdier i diagonaler, spærhoved hhv.<br />
spærfod trukket ud og listet i tabel G.3. Igen ønskes diagonalerne udført i samme<br />
dimensioner.<br />
G.3.1 Dimensionering<br />
Bjælker og stænger i halvspæret dimensioneres p˚a tilsvarende vis og med samme<br />
forudsætninger som w-gitterspæret. De fundne tværsnitsdimensioner er listet i tabel
48 Skitseprojektering af tagkonstruktion<br />
G.4.<br />
Normal, træk [ kN] Normal, tryk [ kN] Moment [ kNm]<br />
Spærhoved 0,05 11,55<br />
Spærfod 0,14 10,10<br />
Diagonaler 2,27<br />
Tabel G.3: Maksimale snitkræfter i halvspær.<br />
Nødvendige dimensioner Nærmeste standardm˚al<br />
B x H [mm] B x H [mm]<br />
Spærhoved 95 x 210 95 x 220<br />
Spærfod 95 x 197 95 x 220<br />
Diagonaler 16 x 9 16 x 70<br />
Tabel G.4: Nødvendige tværsnitsdimensioner for spærhoved, -fod og diagonaler i<br />
halvspær.<br />
G.4 Pulttag af tagkassetter<br />
Som alternativ til et pulttag opført p˚a halvspær undersøges et pulttag udført i præfabrikerede<br />
tagkassetter. S˚adanne elementer kan leveres med tagbeklædning, isolering<br />
og den ønskede loftsbeklædning, hvilket forsimpler arbejdet i opførelsesfasen p˚a byggepladsen.<br />
Hældningen vælges analogt med foreg˚aende pulttag, og figur G.3 viser<br />
en skitse af det statiske system.<br />
Figur G.3: Skitse af tagkassette, som bærer pulttaget [mm].<br />
Tagkassetten understøttes ved bygningens bagmure — 1,8 m udhæng over svalegang<br />
og 1,1 m i modsatte side. Tagkassetter er opbygget som en 2,4 m bred ramme, som<br />
p˚a undersiden er beklædt med det ønskede loft. P˚a oversiden er ydertag monteret, og<br />
mellem de to lag er der indlagt isolering. I denne skitsering afgænses dimensionering
G.5 Samlinger i tagkonstruktionen 49<br />
til kun at omfatte de langsg˚aende ribber i rammen. Dette er modelleret op ved en<br />
bjælke, og den jævnt fordelte last p˚a bjælken bliver qd = qsne,d · 1,2 m = 1,90 kN/m<br />
eftersom hver side af rammen optager halvdelen af den last, hvormed tagkassetten<br />
p˚avirkes. Laster og understøtninger ses af figur G.3.<br />
Maksimal værdier for normalkraft og moment er listet i tabel G.5.<br />
Normal, træk [ kN] Normal, tryk [ kN] Moment [ kNm]<br />
Bjælke 0,06 10,91<br />
G.4.1 Dimensionering<br />
Tabel G.5: Maksimale snitkræfter i tagkassette.<br />
Tagkassetternes elementer udføres i L40 limtræ, hvorved γm = 1,50. Lastgruppe og<br />
anvendelsesklasse er uændret, hvorved kmod = 0,90. Disse værdier bruges i kombination<br />
med (G.2), (G.4), (G.5) og (G.7) til fastlæggelse af nødvendige tværsnitsdimensioner.<br />
Det er fundet, at en limtræsbjælke med dimensionerne 65 × 205 mm opfylder kravet<br />
til bæreevnen. For at ramme en standarddimension vælges en 65 × 233 mm bjælke.<br />
G.5 Samlinger i tagkonstruktionen<br />
Ved hver af de tre typer tagkonstruktioner skal alle samlinger dimensioneres, s˚a de<br />
kan overføre samtlige snitkræfter, det være sig momenter, normalkræfter og forskydningskræfter.<br />
Nogle af disse samlinger er præfabrikerede, mens andre skal monteres<br />
p˚a byggepladsen. Følgende afsnit vil belyse hvilke former for samlinger, der kan bruges<br />
i sadeltaget, pulttaget hhv. tagkassetter. Herefter vil antallet af samlinger pr.<br />
løbende meter blive beregnet for at vurdere hvilken tagkonstruktion, der p˚a dette<br />
omr˚ade er dyrest i montage.<br />
G.5.1 Tandpladesamlinger<br />
Spærene er oftest præfabrikerede og ankommer til byggepladsen klar til montering.<br />
Derfor er samlinger mellem spærfod, spærhoved og diagonaler udført ved ankomst<br />
til byggepladsen.
50 Skitseprojektering af tagkonstruktion<br />
Samlingerne p˚a de præfabrikerede spær udføres industrielt med tandplader, der er en<br />
tynd plade, hvori der er stanset tænder vinkelret ud fra selve pladen. Ved montering<br />
af tandplader er det nødvendigt med et kontinuerligt tryk fra begge sider p˚a samme<br />
tid, hvorfor dette kun udføres industrielt.<br />
Hvis spærene grundet fragt eller specialfabrikering skal samles p˚a byggepladsen, skal<br />
der i stedet benyttes sømplader, der er tynde plader med huller.<br />
Et eksempel p˚a, hvordan w-gitterspærets præfabrikerede samlinger er placeret, kan<br />
ses p˚a figur G.4. P˚a tilsvarende vis placeres tandplader over halvspærets samlinger.<br />
Figur G.4: Illustration af tandplader p˚a w-gitterspær.<br />
G.5.2 Samling p˚a rem<br />
Ud over de præfabrikerede samlinger skal spærene monteres p˚a bygningen. Dette<br />
bliver gjort ved at montere spærfoden p˚a en rem, der er monteret p˚a bagmuren.<br />
Figur G.5 viser forskellige metoder, hvorp˚a rem og spær samles.<br />
Figur G.5: Illustration af samlinger mellem rem og tagkonstruktion.<br />
Pulttaget der er udført med tagkassetter, ankommer i præfabrikerede elementer,<br />
hvorfor disse ligeledes blot skal monteres p˚a remmen. Tagkassetternes samling med<br />
remmen kan udføres med beslag som p˚a figur G.5.
G.6 Opsummering og valg 51<br />
G.5.3 Samlinger i de valgte tagkonstruktioner<br />
Da der i skitseprojektet regnes med, at spærene er placeret med en afstand p˚a 1<br />
meter, vil der i tilfældet for halvspær og w-gitterspær være 2 samlinger pr. løbende<br />
meter.<br />
Hver tagkassette dækker 2,4 meters bygning og har fire samlinger — en ved hver ribbe.<br />
Dette svarer til 1,67 samlinger pr. løbende meter. Her skal der dog ikke monteres<br />
lægter og/eller plader til at lægge taget p˚a.<br />
Forskellen i antal samlinger pr. længdeenhed er lille, hvorfor valg af tagkonstruktion<br />
kan fortages uafhængigt heraf. Dog skal det overvejes, at tagkassetter fremfor spær<br />
mindsker de samlede monteringsomkostninger, da disse kan leveres med tagbelægning<br />
og loftsbeklædning.<br />
G.6 Opsummering og valg<br />
Ud fra de foreg˚aende overslagsdimensioneringer udregnes et ansl˚aet træforbrug, og de<br />
tre løsninger holdes op mod hinanden med henblik p˚a et endeligt valg. Træforbruget<br />
regnes ud fra nærmeste standarddimension og pr. meters tagbredde.<br />
Tagtype Træforbrug Vurdering<br />
W-gitterspær 0,23 m 3 /m Fordelen ved denne tagtype er muligheden for opbevaring<br />
p˚a et evt. loftsrum. Endvidere ligger det<br />
ansl˚aede træforbrug til den bærende konstruktion<br />
i den lave ende, n˚ar der tænkes p˚a, at der her er<br />
anvendt konstruktionstræ. I forbindelse med montering<br />
skal lægter, tag, isolering og loft monteres<br />
p˚a pladsen.<br />
Halvspær 0,43 m 3 /m Halvspæret er tro mod bygningens arkitektur, men<br />
herudover er det svært at finde øvrige fordele ved<br />
denne tagtype. Træforbruget til den bærende konstruktion<br />
er næsten fordoblet i forhold til et wgitterspær,<br />
mens monteringsomkostningerne er tilsvarende.
52 Skitseprojektering af tagkonstruktion<br />
Tagkassetter 0,13 m 3 /m Som det ses, er det tagkassetterne, som giver det<br />
klart laveste træforbrug, dog er trætypen her limtræ,<br />
s˚a sammenligneligheden er ikke helt reel. Med<br />
hensyn til monteringsomkostninger p˚a pladsen er<br />
det ogs˚a denne tagkonstruktion, som er mest fordelagtig.<br />
Her tænkes primært p˚a, at kassetterne<br />
leveres samlet med loftsbeklædning, isolering samt<br />
ydertag. Dog kræver det forsigtighed under h˚andtering<br />
af kassetterne, da det er uønskeligt at p˚abegynde<br />
reperation af overflader — ydertag og/eller<br />
loftsbeklædning.<br />
Det er fundet, at tagkassetterne er mest hensigtsmæssige at benytte, særligt ud<br />
fra den simple montering p˚a byggepladsen. Endvidere forventes det øvrige byggeri<br />
opført i elementer, hvorfor et element-baseret tag vil ensrette arbejdsprocedurerne i<br />
opførselsfasen.
H<br />
Laster p˚a tagkonstruktionen<br />
I skitseprojektet er der foretaget flere forsimplinger mht. til bestemmelse af de enkelte<br />
laster. Ved beregning af konstruktionens egenlast er det kun tagets tyngde, som<br />
er medtaget, og ved beregning af snelasten er der kun taget højde for ét lasttilfælde.<br />
I detailprojekteringen af tagkonstruktionen dimensioneres for egenlast, snelast,<br />
vindlast og nyttelast. I det følgende er laster og mulige lastkombinationer beregnet.<br />
H.1 Egenlast<br />
Tagkassettens opbygning og dermed egenlast ændres, n˚ar den benyttes som udhæng.<br />
Ved dimensionering af krydsfinerpladen har dette dog ingen betydning, da der kun<br />
regnes p˚a den øverste plade, for hvilken egenlasten er den samme over hele taget.<br />
For tagkassetterne betegnes egenlasten, som skal benyttes ved udhængene, G1,k, og<br />
egenlasten mellem bagmurene betegnes G2,k.<br />
I tabel H.1 er de enkelte elementers tyngde angivet. Tagpappets og krydsfinerpladens<br />
tyngde er opgivet pr. m 2 , hvorimod ribben, brædderne under udhænget, isoleringen,<br />
gipspladen og forskallingen er omregnet til en linielast p˚a bjælkerne, da disse ikke<br />
medtages i beregningerne af pladen.<br />
Herefter kan værdierne for egenlasterne G1,k og G2,k beregnes.<br />
G1,k = (0,088 kN/m 2 + 0,05 kN/m 2 ) · 0,6 m + 0,098 kN/m + 0,09 kN/m<br />
= 0,27 kN/m<br />
G2,k = (0,088 kN/m 2 · 2 + 0,05 kN/m 2 ) · 0,6 m + 0,05 kN/m<br />
+ 0,098 kN/m + 0,33 kN/m + 0,025 kN/m<br />
= 0,64 kN/m
<strong>54</strong> Laster p˚a tagkonstruktionen<br />
Materiale Tyngde<br />
Tagpap 0,05 kN/m 2<br />
Krydsfinerplade t=12,5 mm 0,088 kN/m 2<br />
Limtræsbjælke 300×65 mm 0,098 kN/m<br />
Brædder under udhæng 0,09 kN/m<br />
Mineraluld 350 mm 0,33 kN/m<br />
Forskalling 100×50 mm 0,025 kN/m<br />
Gipsplader til loft 0,05 kN/m<br />
Tabel H.1: Tyngde af tagkassettens enkelte elementer (DS 410 1998),<br />
(Teknisk St˚abi 2004).<br />
H.2 Vindlast<br />
Vindlasten p˚a bygningen regnes kvasistatisk, da bygningen er under 15 m høj og<br />
ikke udsættes for betydende svingninger fra vind, da bygningens stivhed forudsættes<br />
tilstrækkelig (DS 410 1998). Den kvasistatiske karakteristiske vindlast Fw,k beregnes<br />
ud fra (H.1). Gennem beregningen af vindlasten optræder værdier, der tager højde<br />
for bygningens placering i terrænet (DS 410 1998).<br />
hvor<br />
Fw,k = qmax · c · A (H.1)<br />
qmax er vindens karakteristiske maksimale hastighedstryk [ N/m 2 ]<br />
c er en formfaktor<br />
A er det betragtede areal [ m 2 ]<br />
De tre værdier qmax, c og A findes i henhold til Norm for last p˚a konstruktioner (DS<br />
410 1998). Først beregnes basisvindhastigheden vb ved (H.2).<br />
hvor<br />
vb = c˚ars · cdir · vb,0<br />
(H.2)
H.2 Vindlast 55<br />
c˚ars er en ˚arstidsfaktor, som ved permanente konstruktioner sættes til 1,0<br />
cdir er en retningsfaktor, der kan sættes til 1,0 for at være p˚a den sikre side<br />
vb,0 er basisvindhastighedens grundhastighed, som i Aalborgomr˚adet er 24 m/s<br />
hvormed<br />
vb = 24 m/s · 1,0 · 1,0 = 24 m/s<br />
Herefter beregnes basishastighedstrykket qb ved (H.3).<br />
hvor<br />
qb = 0,5 · ρ · v 2 b<br />
ρ er luftens densitet, som sættes til 1,25 kg/m 3<br />
hvilket giver<br />
qb = 0,5 · 1,25 kg/m 3 · (24 m/s) 2 = 360 N/m 2<br />
(H.3)<br />
Referencehøjden z bruges til at finde middelvindens højdevariation. z er konstruktionens<br />
højde, der er 9,5 m. Middelvindens højdevariation udtrykkes ved 10-minutters<br />
middelhastighedstrykket qm(z), som regnes ved (H.4).<br />
hvor<br />
qm(z) = c 2 r(z) · c 2 t(z) · qb<br />
cr(z) er en ruhedsfaktor<br />
(H.4)<br />
ct(z) er en topografifaktor, som kan sættes til 1,0, hvis bygningen ikke ligger ved<br />
bakker og klinter
56 Laster p˚a tagkonstruktionen<br />
Ruhedsfaktoren findes ud fra (H.5).<br />
hvor<br />
<br />
z<br />
cr(z) = kt · ln<br />
z0<br />
kt er en terrænfaktor, som findes til 0,22<br />
z0 er en ruhedslængde, som findes til 0,3 m<br />
zmin er en minimumshøjde, som findes til 8 m<br />
for zmin ≤ z ≤ 200 m (H.5)<br />
Ud fra dette ses, at kravene for at bruge (H.5) er overholdt, hvorefter cr(9,5 m)<br />
beregnes.<br />
cr(9,5 m) = 0,22 · ln<br />
<br />
9,5 m<br />
= 0,76<br />
0,3 m<br />
Nu beregnes 10-minutters middelhastighedstrykket qm(9,5 m) ved (H.4).<br />
qm(9,5 m) = 0,76 2 · 1,0 2 · 0,36 kN/m 2 = 0,21 kN/m 2<br />
Efterfølgende beregnes turbulensintensiteten Iv(z) ved (H.6).<br />
Iv(z) =<br />
Ved indsættelse f˚as<br />
Iv(9,5 m) =<br />
1<br />
ln (H.6)<br />
z<br />
z0<br />
1<br />
ln 9,5 m<br />
0,3 m<br />
= 0,29
H.2 Vindlast 57<br />
Nu kan vindens karakteristiske maksimale hastighedstryk qmax beregnes ved (H.7).<br />
hvor<br />
qmax = (1 + 2 · kp · Iv) · qm(z) (H.7)<br />
kp er en peakfaktor<br />
Der kan være forskel p˚a peakfaktorens størrelse, alt efter om det er den indvendige<br />
vindlast eller den udvendige vindlast, der beregnes. Ved udvendig vindlast sættes<br />
peakfaktoren til 3,5, hvis andet ikke er anført. N˚ar der er dominerende ˚abninger i<br />
bygningen, sættes peakfaktoren for indvendig vindlast ligeledes til 3,5. Hermed f˚as<br />
følgende værdier for qmax hhv. ind- og udvendig:<br />
qmax,i = qmax,u = (1 + 2 · 3,5 · 0,29) · 0,21 kN/m 2 = 0,64 kN/m 2<br />
For at finde frem til den karakteristiske kvasistatiske vindlast Fw,k skal formfaktorerne<br />
c og delarealerne A bestemmes. Formfaktorerne varierer efter, om det er taget<br />
eller ydervæggene, som betragtes. I det følgende findes de aktuelle formfaktorer for<br />
vinden p˚a konstruktionen. De overordnede m˚al p˚a konstruktionen kan ses p˚a figur<br />
H.1.<br />
Figur H.1: Bygningens overordnede udvendige m˚al [mm].
58 Laster p˚a tagkonstruktionen<br />
Formfaktorer p˚a ydervægge<br />
Formfaktorerne cpe,10 benyttes til at udregne den kvasistatiske vindlast p˚a bl.a. ydervægge<br />
og tage. Herudover beregnes vindlasten p˚a undersiden af et tagudhæng ved<br />
cpe,10. Her sættes formfaktoren lig med formfaktoren for vindlasten p˚a den tilstødende<br />
væg (DS 410 1998).<br />
Figur H.2: Formfaktorerne for vinden p˚a facaderne [mm].<br />
P˚a figur H.2 ses formfaktorerne for vinden p˚a ydervæggene, alt efter hvilken af de to<br />
nominelle retninger vinden kommer fra. Udhængene er ikke medtaget i bygningens<br />
bredde og længde ved beregning af belastningsomr˚adernes størrelse (DS 410 1998).<br />
Ved dimensioneringen af tagkonstruktionen benyttes formfaktorerne for vinden p˚a<br />
ydervæggene udelukkende til at fastsætte lasten p˚a undersiden af tagudhængene.<br />
Indvendige formfaktorer<br />
Da der er vinduer i bygningen, regnes der med, at der kan forekomme dominerende<br />
˚abninger, hvormed formfaktoren cpi for indvendigt tryk sættes til hendholdsvis 0,7<br />
og -0,5.
H.2 Vindlast 59<br />
Formfaktorer p˚a tagkonstruktionen<br />
Formfaktorerne cpe,10 for pulttagene afhænger af tagets hældning, som er 6 ◦ , og<br />
vindens retning. Dette skyldes, at taget bliver delt op i forskellige delomr˚ader alt<br />
efter vindens retning. Ud fra tagets hældning kan de maksimale og minimale værdier<br />
for formfaktorerne i delomr˚aderne aflæses i tabeller. P˚a figur H.3 ses definitionen p˚a<br />
vindens retning. For pulttaget skal formfaktorerne undersøges, n˚ar vinden angriber<br />
fra 180 ◦ , 90 ◦ og 0 ◦ .<br />
Figur H.3: Definition af vindretninger p˚a pulttag, set fra bygningens gavl [mm].<br />
P˚a figur H.4 ses definitionen p˚a belastningsomr˚aderne, n˚ar vinden angriber konstruktionen<br />
fra 180 ◦ . Dette betyder, at vinden angriber vinkelret p˚a den højeste<br />
facade.<br />
Figur H.4: Definition af belastningsomr˚ader p˚a taget, n˚ar vinden angriber fra 180 ◦<br />
svarende til vindretningen p˚a figur H.3. Her er udhængene medtaget [mm].<br />
I tabel H.2 ses formfaktorernes værdier i de forskellige delomr˚ader, n˚ar vinden angriber<br />
fra 180 ◦ .<br />
De negative formfaktorer indikerer, at vindlasten giver anledning til et sug i stedet<br />
for en vertikal belastning p˚a tagkonstruktionen.<br />
P˚a figur H.5 ses definitionen af belastningsomr˚aderne, n˚ar vindens angrebsretning<br />
er vinkelret ind p˚a bygningens gavl svarende til 90 ◦ .
60 Laster p˚a tagkonstruktionen<br />
F G H I<br />
Minimum -2,4 -1,3 -0,9 -0,5<br />
Maksimum 0 0 0 0<br />
Tabel H.2: Vindens formfaktorer n˚ar vinden kommer fra 180 ◦ (DS 410 1998).<br />
Figur H.5: Definition af belastningsomr˚ader p˚a taget, n˚ar vinden angriber p˚a gavlen<br />
svarende til 90 ◦ [mm].<br />
I tabel H.3 ses værdierne af formfaktorerne, n˚ar vinden kommer fra 90 ◦ .<br />
P˚a figur H.6 ses definitionen af belastningsomr˚aderne, n˚ar vindens angrebsretning<br />
er vinkelret ind p˚a bygningens lave facade.<br />
I tabel H.4 kan det ses, at der er anledning til et mindre tryk p˚a tagkonstruktionen,<br />
n˚ar vinden angriber fra 0 ◦ . Formfaktoren for suget er dog stadig en del større.<br />
I afsnit 9.4 er tagkassetternes opbygning beskrevet. Mellem limtræsbjælkerne er<br />
der en afstand p˚a 0,6 m, hvormed den kvasistatiske karakteristiske vindlast p˚a den<br />
enkelte bjælke kan omregnes til en linielast ved at multiplicere med denne afstand.<br />
Vindlasten regnes ud fra (H.1).<br />
P˚a figur H.4, H.5 og H.6 kan det ses, at belastningsomr˚adernes størrelse p˚a langs<br />
med bygningen er over 600 mm, hvormed alle vindens formfaktorer kan være helt<br />
indeholdt i en bjælkes belastningsomr˚ade. Her er der dog ikke taget højde for, at<br />
den yderste bjælke i en kassette, hvilken der ikke regnes p˚a, kan optage en del af<br />
Fh Fl H I<br />
Minimum -1,8 -1,56 -0,76 -0,56<br />
Maksimum 0 0 0 0<br />
Tabel H.3: Vindens formfaktorer n˚ar vinden kommer fra 90 ◦ (DS 410 1998).
H.2 Vindlast 61<br />
Figur H.6: Definition af belastningsomr˚ader p˚a taget, n˚ar vinden angriber fra 0 ◦<br />
svarende til vindretningen p˚a figur H.3 [mm].<br />
F G H<br />
Minimum -1,62 -1,17 -0,49<br />
Maksimum 0,3 0,3 0,2<br />
Tabel H.4: Vindens formfaktorer n˚ar vinden kommer fra 0 ◦ (DS 410 1998).<br />
belastningsomr˚aderne. Dette kan have indflydelse, n˚ar vinden kommer fra 90 ◦ , hvor<br />
belastningsomr˚adet p˚a langs med bygningen er p˚a 1046 mm. Da formfaktoren i dette<br />
omr˚ade er større end i de øvrige omr˚ader, bliver resultatet ogs˚a p˚a den sikre side.<br />
Lasttilfældene med størst sug og størst tryk vurderes som de mest kritiske. Det<br />
største sug er dimensionsgivende for samlingen mellem tagkassetten og remmen.<br />
Det største tryk forventes, n˚ar vinden kommer ind fra 0 ◦ , hvor formfaktoren for den<br />
udvendige vindlast er 0,2 og 0,3. Dette skal kombineres med et indvendigt sug, for<br />
hvilket vindens formfaktor er 0,5. Dette lasttilfælde kan ses p˚a figur H.7 og betegnes<br />
V1.<br />
Figur H.7: Den maksimale karakteristiske vindlast V1, som virker p˚a en bjælke [mm].<br />
Det største løft p˚a en bjælke findes, n˚ar vinden kommer fra 90 ◦ hhv. 180 ◦ , hvilket<br />
ses p˚a figur H.8 hhv. figur H.9. Lasttilfældene benævnes V21 og V22.
62 Laster p˚a tagkonstruktionen<br />
Figur H.8: Den karakteristiske vindlast V21, der virker som et løft af tagkonstruktionen<br />
[mm].<br />
Ved lasttilfælde V21 er vindlasterne under tagudhængene ikke medtaget, da de virker<br />
til gunst i forhold til konstruktionen. Derimod dannes et tryk under det ene tagudhæng,<br />
n˚ar vinden kommer fra 180 ◦ , hvilket kan ses p˚a figur H.2, hvor de 0 ◦ svarer<br />
til 180 ◦ .<br />
Figur H.9: Den karakteristiske vindlast V22, der virker som et løft af tagkonstruktionen<br />
[mm].<br />
H.3 Snelast<br />
Snelasten regnes ved først at beregne sneens karakteristiske terrænværdi Sk (DS<br />
410 1998). Dette gøres ved (H.8).<br />
hvor<br />
Sk = c˚ars · ci · Ce · Ct · Sk,0<br />
(H.8)
H.4 Nyttelast 63<br />
c˚ars er en ˚arstidsfaktor, som sættes til 1,0 for at være p˚a den sikre side<br />
ci er en formfaktor for snelasten, hvilket afhænger af tagets udformning og hældning<br />
Ce er en beliggenhedsfaktor, som sættes til 1,0 for at være p˚a den sikre side<br />
Ct er en termisk faktor, som sættes til 1,0 for at være p˚a den sikre side<br />
Sk,0 er sneens terrænværdi, som er p˚a 0,9 kN/m<br />
ci er for pulttage 0,8, n˚ar tagets hældning er under 30 % og lasten virker over hele<br />
taget, mens den er 0,4, n˚ar snelasten kun regnes til at virke over halvdelen af taget.<br />
De to lasttilfælde kan ses p˚a figur H.10. Lasttilfældet, hvor sneen virker over hele<br />
taget, benævnes S1,k, og hvor sneen virker over halvdelen af taget, benævnes S2,k.<br />
Dette giver følgende værdier for S1,k og S2,k, n˚ar de omregnes til en linielast p˚a<br />
bjælken:<br />
S1,k = 1,0 · 0,8 · 1,0 · 1,0 · 0,9 kN/m 2 · 0,6 m = 0,43 kN/m<br />
S2,k = 1,0 · 0,4 · 1,0 · 1,0 · 0,9 kN/m 2 · 0,6 m = 0,22 kN/m<br />
Figur H.10: Formfaktorer for snelast p˚a pulttaget (DS 410 1998).<br />
H.4 Nyttelast<br />
Den eneste mulighed for ophold p˚a tagkassetten er p˚a tagfladen. Her skal p˚aføres en<br />
punktlast Ny,k p˚a 1,5 kN, der ikke regnes at p˚avirke konstruktionen samtidigt med<br />
sne- eller vindlast (DS 410 1998). Denne nyttelast skal sikre, at en person p˚a taget<br />
ikke træder igennem.
64 Laster p˚a tagkonstruktionen<br />
H.5 Lastkombinationer<br />
For beregning i brudgrænsetilstanden benyttes lastkombination 2.1 og 2.2. Lastkombination<br />
2.1 anvendes til dimensionering af tagkassettens elementer, og lastkombination<br />
2.2 benyttes til dimensionering af samlingerne mellem kassetterne (DS<br />
409 1998).<br />
I tabel H.5 ses de forskellige lastkombinationer, som skal undersøges for brudgrænsetilstand<br />
ved lastkombination 2.1, og i tabel H.6 ses tilfældet for brudgrænsetilstand<br />
ved lastkombination 2.2 (Nielsen 2001).<br />
Flere af lastkombinationerne, som er listet i tabel H.5, kan hurtigt udelukkes som<br />
dimensionsgivende laster og vil derfor ikke blive benyttet til videre dimensionering.<br />
I afsnit H.4 blev det klart, at der kun skal regnes med én nyttelast Ny,k, hvilken ikke<br />
finder sted sammen med sne- og vindlast. Derfor undersøges kun lastkombination<br />
10 i tilfældene, hvor der indg˚ar nyttelast.<br />
Lastkombinationerne, hvor snelasten S2,k indg˚ar, forventes ikke at være dimensionsgivende,<br />
da denne har den halve størrelse af S1,k og kun virker p˚a halvdelen af taget.<br />
S2,k kunne være dimensionsgivende, hvis der var et stort tagudhæng, hvilket ikke<br />
er tilfældet. Dette kan ses p˚a figur H.7, som viser, at tagudhænget er p˚a 1,8 m,<br />
hvorimod der mellem de to understøtninger er 7,5 m.<br />
Da vindlasten V1,k og snelasten S1,k ikke virker til ugunst for hinanden og over det<br />
samme belastningsomr˚ade, forventes det, at en kombination, hvor begge laster indg˚ar,<br />
vil være dimensionsgivende. Snelasten er en del større end vindlasten og derfor<br />
vurderes det, at tilfældet, hvor snelasten er dominerende, m˚a være dimensionsgivende.<br />
Ydermere er materialets regningsmæssige styrke højere, hvor vindlasten er<br />
dominerende, da dette er en øjeblikslast.<br />
Herudover undersøges lastkombination 1, hvor tagets tyngde er det eneste som medtages.<br />
Dette gøres, da træets regningsmæssige styrke formindskes betydeligt, ved<br />
permanente laster.<br />
Dette giver fire lastkombinationer, som undersøges i den endelige dimensionering af<br />
tagkassetten — lastkombination 1, 3, 10 og 22.
Lastkomb. nr. Egenlast Snelast Vindlast Nyttelast<br />
1 1,0 · Gk<br />
2 og (14) 1,0 · Gk + 1,5 · S1,k<br />
3 og (15) 1,0 · Gk + 1,5 · S1,k + 0,5 · V1,k<br />
4 og (16) 1,0 · Gk + 1,5 · S1,k + 1,0 · Ny,k<br />
5 og (17) 1,0 · Gk + 1,5 · S1,k + 0,5 · V1,k + 1,0 · Ny,k<br />
6 1,0 · Gk + 1,5 · V1,k<br />
7 og (18) 1,0 · Gk + 0,5 · S1,k + 1,5 · V1,k<br />
8 1,0 · Gk + 1,5 · V1,k + 1,0 · Ny,k<br />
9 og (19) 1,0 · Gk + 0,5 · S1,k + 1,5 · V1,k + 1,0 · Ny,k<br />
10 1,0 · Gk + 1,3 · Ny,k<br />
11 og (20) 1,0 · Gk + 0,5 · S1,k + 1,3 · Ny,k<br />
12 1,0 · Gk + 0,5 · V1,k + 1,3 · Ny,k<br />
13 og (21) 1,0 · Gk + 0,5 · S1,k + 0,5 · V1,k + 1,3 · Ny,k<br />
Tabel H.5: Lastkombinationer i brudgrænsetilstand 2.1. I de otte lastkombinationer<br />
hvor tallet st˚ar i parentes, udskiftes S1,k med S2,k.<br />
Lastkomb. nr. Egenlast Snelast Vindlast Nyttelast<br />
22 0,8 · Gk + 1,5 · V2,k<br />
Tabel H.6: Lastkombinationer i brudgrænsetilstand 2.2, hvilket benyttes ved løft.
I<br />
Materialeegenskaber for tagkonstruktionen<br />
De bærende elementer i tagkassetterne best˚ar af krydsfiner og limtræ L30. Materialernes<br />
karakteristiske styrke- og stivhedsegenskaber kan ses i tabel I.1. fv,rul,k er kun<br />
aktuel for krydsfinerpladen, da denne styrke angiver, hvor store spændinger der skal<br />
til for, at der sker rulning mellem lagene i krydsfinerpladen.<br />
fm,k ft,0,k fc,0,k fc,90,k fv,k fv,rul,k Ek<br />
Limtræ L30 30 20 26 3,5 3 12000<br />
Krydsfiner 20 20 20 10 2 0,5 8000<br />
Tabel I.1: Styrkeegenskaber for materialer i tagkassetterne [ MPa].<br />
Materialepartialkoefficienten ved brudgrænsetilstanden b˚ade for krydsfinerplader og<br />
limtræ er (DS 413 2003):<br />
hvor<br />
γm = 1,5 · γ0<br />
γ0 er 1,0 for normal sikkerhedsklasse<br />
De regningsmæssige styrkeværdier skal findes ved (I.1).<br />
fx,x,d = fx,x,k<br />
γm<br />
· kmod<br />
De regningsmæssige styrkeværdier er listet i tabel I.2.<br />
(I.1)
68 Materialeegenskaber for tagkonstruktionen<br />
Materiale Lastgruppe kmod fm,d fc,0,d ft,0,d fv,d fv,rul,d<br />
Limtræ L30<br />
Krydsfiner<br />
Ø-last 1,10 22,0 14,7 19,1 2,2<br />
K-last 0,90 18,0 12,0 15,6 1,8<br />
P-last 0,60 12,0 8,0 10,4 1,2<br />
Ø-last 1,10 14,7 14,7 14,7 1,5 0,4<br />
K-last 0,90 12,0 12,0 12,0 1,2 0,3<br />
P-last 0,60 8,0 8,0 8,0 0,8 0,2<br />
Tabel I.2: Regningsmæssige styrkeværdier afhængig af lastgruppe [ MPa].<br />
Egenlast er en permanent last, P-last, snelast er en kortvarrig last, K-last, mens<br />
vindlast og en tilfældig personlast, som er den eneste nyttelast, der regnes med for<br />
denne tagkonstruktion, er øjeblikslaster, Ø-last.<br />
De regningsmæssige stivhedstal findes ved (I.2).<br />
hvor<br />
Ed =<br />
Ek<br />
(1 + ψ2 · kdef) · γm<br />
(I.2)<br />
kdef er en faktor, der tager hensyn til indflydelsen af lastvarighed og anvendelsesklasse<br />
ψ2 er en faktor svarende til den kvasipermanente lastandel<br />
Da der b˚ade regnes for natur- og nyttelaster, vil der være fire forskellige regningsmæssige<br />
stivhedstal, som er listet op i tabel I.3.<br />
Ed Nyttelast Naturlast<br />
Limtræ L30 6452 8000<br />
Krydsfiner 4103 5333<br />
Tabel I.3: Regningsmæssige stivhedstal afhængig af lasttype og materiale [ MPa].
J<br />
Dimensionering af krydsfinerplade<br />
Ved dimensionering af den øverste krydsfinerplade, som ligger over limtræsbjælkerne,<br />
benyttes brudlinieteorien. Dette giver dog et tilnærmet resultat, da træ ikke er et<br />
plastisk materiale.<br />
Til dimensioneringen benyttes kun nyttelasten — punktlasten Ny,d p˚a 1,95 kN, idet<br />
der er brugt en partialkoefficient p˚a 1,3. Egenlasten af krydsfinerpladen vurderes<br />
neglicibel. Det vurderes mest kritisk, at punktlasten placeres mellem to af bjælkerne<br />
i tagkassetten. Dette kan ses p˚a figur J.1.<br />
Pladen regnes fast indspændt ved bjælkerne, da pladen og bjælkerne limes sammen,<br />
hvilket er en stiv samling. Ud fra punktlastens placering og indspændingsforholdene<br />
antages en kinematisk tilladelige brudfigur, hvilken kan ses p˚a figur J.1. Punktlasten<br />
er placeret, hvor de skr˚a brudlinier krydser hinanden.<br />
Figur J.1: De antagede brudlinier for krydsfinerpladen.
70 Dimensionering af krydsfinerplade<br />
For at finde den maksimale punktlast Pd, som pladen kan belastes af uden der sker<br />
brud, benyttes virtuelt arbejdes princip. Først findes det ydre arbejde Ay, n˚ar pladen<br />
p˚aføres en virtuel flytning δ, hvor punktlasten angriber:<br />
Ay = Pd · δ<br />
Herefter findes det indre arbejde. Dette gøres ved først at betragte det indre arbejde<br />
for brudlinie (1).<br />
hvor<br />
A 1 i = Mg ·<br />
δ<br />
0,5 · b · x = 2 · Mg · x<br />
· δ<br />
b<br />
Mg er pladens grænsemoment<br />
Nu opstilles et udtryk for det indre arbejde for brudlinie (2) og (3).<br />
A 2 i = Mg ·<br />
δ<br />
0,5 · x · b = 2 · Mg · b<br />
· δ<br />
x<br />
A 3 i = Mg · δ · (ξ + ξ −1 ) = Mg · δ · ( x<br />
b<br />
+ b<br />
x )<br />
Afslutningsvis sættes det indre og ydre arbejde lig med hinanden.<br />
Ay = Ai<br />
⇓<br />
Ay = 2 · A 1 i + 2 · A 2 i + 4 · A 3 i<br />
⇓<br />
Pd · δ = 4 · Mg · x<br />
b · δ + 4 · Mg · b<br />
x · δ + 4 · Mg · δ · ( x<br />
b<br />
⇕<br />
Pd = 8 · Mg · ( x b<br />
+<br />
b x )<br />
+ b<br />
x )
Pd er en øvre værdi og det kan ses, at Pd afhænger af x. For x → 0 og x → ∞ kan<br />
det ses, at Pd g˚ar mod uendelig. For at finde den laveste øvreværdi differentieres Pd<br />
med hensyn til x, hvorefter dette udtryk sættes lig 0. Afslutningsvis kan x isoleres.<br />
dPd<br />
dx = d(8 · Mg · ( x<br />
b<br />
dx<br />
+ b<br />
x ))<br />
dP<br />
= 0<br />
dx<br />
⇓<br />
8 · Mg<br />
b − 8 · Mg · b<br />
x2 = 0<br />
⇕<br />
x = b<br />
= 8 · Mg<br />
b − 8 · Mg · b<br />
x2 Bredden mellem bjælkerne b findes ved at trække limtræsbjælkernes bredde fra afstanden<br />
mellem bjælkernes centerline, som er p˚a 600 mm. Hermed f˚as b = 535 mm.<br />
Grænsemomentet Mg findes som følgende:<br />
Mg = σy,d · t 2<br />
4<br />
Flydespændingen σy,d findes ikke for krydsfiner, s˚a i stedet benyttes trækspændingen<br />
ft,0,d. Punktlasten er en øjeblikslast, hvormed ft,0,d = 14,7 MPa, hvilket er fundet i<br />
tabel I.2. Ved indsættelse af udtrykket for grænsemomentet Mg og den mest kritiske<br />
værdi af x kan pladens nødvendige tykkelse findes:<br />
Pd = 8 · Mg · ( x<br />
b<br />
⇓<br />
+ b<br />
x )<br />
Pd = 8 · σy,d · t2 · (<br />
4<br />
b b<br />
+<br />
b b )<br />
Pd = 16 · σy,d · t2 4<br />
t =<br />
Pd<br />
4 · σy,d<br />
71
72 Dimensionering af krydsfinerplade<br />
Erstattes Pd med nyttelasten Ny,d findes den nødvendige tykkelse af pladen til:<br />
<br />
1,95 · 10<br />
t =<br />
3 N<br />
= 6 mm<br />
4 · 14,7 MPa<br />
Ud fra beregningerne f˚as, at pladen skal være minimum 6 mm. Videre i projektet<br />
regnes dog med en tykkelse p˚a 12,5 mm, som Teknisk St˚abi foreskriver (Teknisk St˚abi<br />
2004). Det skyldes, at beregningernes præcision er ukendt, og egenlasten ikke er<br />
medtaget. Herudover er nedbøjningen heller ikke kontrolleret.
K<br />
Dimensionering af limtræsbjælke<br />
I dette bilag dimensioneres limtræsbjælken i tagkassetten. Først beregnes bjælkens<br />
tværsnitskonstanter, idet der benyttes bjælker med tynde flanger. P˚a baggrund af<br />
lasterne i bilag H beregnes snitkræfter og reaktioner, hvorefter bjælken dimensioneres<br />
i brud- og anvendelsesgrænsetilstanden.<br />
K.1 Beregning af bjælkens tværsnitskonstanter<br />
Ved beregningerne opdeles tagkassetten i I-bjælker, der hver bærer lasten p˚a kroppen<br />
bw og en halv kropsafstand bf til hver side, som vist p˚a figur K.1. Ved udhængene<br />
benyttes T-bjælker, idet den nederste krydsfinerplade er undladt.<br />
Figur K.1: Tværsnit for bjælke med flanger af tynde plader.<br />
Tværsnittets m˚al er vist i tabel K.1.<br />
Der regnes med et effektivt tværsnit, som vist med skravering p˚a figur K.1. Grunden<br />
til at der ikke regnes med den fulde flangebredde er, at der er uensartet fordeling
74 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
Betegnelse Størrelse [mm]<br />
bw 65<br />
hw 300<br />
bf 535<br />
t 12,5<br />
l 7500<br />
Tabel K.1: M˚alene for det betragtede tværsnit.<br />
af normalspændingerne i krydsfinerpladerne. I stedet for benyttes en effektiv flangebredde<br />
bef (Larsen 2006). Størrelsen af den effektive flangebredde skal tage højde for,<br />
at der kan forekomme forskydningsdeformationer og foldning, der er for˚arsaget ved<br />
de uensartede spændinger. Dette betyder, at de effektive flangebredder for spændet<br />
mellem bagmurerne bliver (DS 413 2003):<br />
og<br />
hvor<br />
⎧<br />
⎪⎨ bf + bw = 535 mm + 65 mm = 600 mm<br />
bc,ef = min 0,1 · l + bw = 0,1 · 7500 mm + 65 mm = 815 mm<br />
⎪⎩<br />
20 · t + bw = 20 · 12,5 mm + 65 mm = 315 mm<br />
<br />
bt,ef = min<br />
bf + bw = 535 mm + 65 mm = 600 mm<br />
0,1 · l + bw = 0,1 · 7500 mm + 65 mm = 815 mm<br />
bc,ef er den effektive flangebredde i tryksiden<br />
bt,ef er den effektive flangebredde i træksiden<br />
= 315 mm<br />
= 600 mm<br />
For at simplificere udregningerne vælges, at bt,ef = bc,ef, hvormed disse betegnes bef.<br />
Dette giver dog en mindre overdimensionering, da inertimomentet bliver mindre.<br />
Dermed vil der være tale om et dobbeltsymmetrisk tværsnit.<br />
Transformeret areal<br />
Da limtræsbjælkerne og krydsfinerpladerne har forskellige elasticitetsmoduler, er det<br />
nødvendigt at benytte det ene elasticitetsmodul som reference, s˚aledes det andet elasticitetsmodul<br />
bliver vægtet enten mere eller mindre i forhold til referenceværdien. I
K.1 Beregning af bjælkens tværsnitskonstanter 75<br />
de efterfølgende beregninger benyttes elasticitetskoefficienten Ed for limtræsbjælkerne<br />
som reference, og elasticitetskoefficienterne for krydsfinerpladerne betegnes Efd.<br />
Dette betyder, at tværsnitsarealet for krydsfinerpladerne skal multipliceres med en<br />
, hvormed der kan tales om det transformerede tværsnit.<br />
faktor α = Efd<br />
Ed<br />
Arealet af det transformerede tværsnit findes ved (K.1).<br />
At = bw · hw + 2 · Efd<br />
Ed<br />
· t · bef<br />
(K.1)<br />
Da de regningsmæssige elasticitetsmoduler afhænger af lasttype, vil der være to<br />
forskellige arealer for det transformerede tværsnit. Arealet for det transformerede<br />
tværsnit ved naturlast er:<br />
At = 65 mm · 300 mm + 2 ·<br />
Arealerne er vist i tabel K.2.<br />
5333 MPa<br />
8000 MPa · 12,5 mm · 315 mm = 24,7 · 103 mm 2<br />
E-modul Areal<br />
Ed (Naturlast) 24,7 · 10 3 mm 2<br />
Ed (Nyttelast) 24,5 · 10 3 mm 2<br />
Tabel K.2: Arealer for det transformerede tværsnit afhængig af lasttype.<br />
Transformeret inertimoment<br />
Inertimomentet for det transformerede tværsnit skal findes i forhold til tyngdepunktet<br />
for det transformerede tværsnit. Dette gøres ved at bestemme inertimomentet<br />
vha. Königs sætning (K.2).<br />
It = 1<br />
12 · bw · h 3 w + 2 · Efd<br />
· bef · t<br />
12Ed<br />
3 + 2 · Efd · t 1<br />
· bef<br />
Ed 4 (hw + t) 2<br />
(K.2)<br />
Idet der er tale om bjælker med tynde flanger, kan leddet, 2 · Efd<br />
12Ed · bef · t 3 , forkortes<br />
væk, idet t vil have en ubetydelig størrelse i forhold til det øvrige tværsnit. Dermed<br />
bestemmes det transformerede tværsnits inertimoment ved (K.3).
76 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
It = 1<br />
12 · bw · h 3 w + Efd · t<br />
· bef(hw + t)<br />
2Ed<br />
2<br />
(K.3)<br />
Ved indsættelse af værdier i (K.3) for naturlast f˚as det transformerede tværsnits<br />
inertimoment til:<br />
It = 1<br />
12 · 65 mm · (300 mm)3 +<br />
= 274,4 · 10 6 mm 4<br />
Inertimomenterne kan ses i tabel K.3.<br />
5333 MPa · 12,5 mm<br />
2 · 8000 MPa<br />
E-modul Inertimoment<br />
Ed (Naturlast) 274,4 · 10 6 mm 4<br />
Ed (Nyttelast) 268,5 · 10 6 mm 4<br />
· 315 mm(300 mm + 12,5 mm) 2<br />
Tabel K.3: Inertimomenter for det transformerede tværsnit afhængig af lasttype.<br />
Tværsnitskonstanter ved udhæng<br />
Tværsnittet af udhænget er anderledes end førnævnte tværsnit, idet den nederste<br />
krydsfinerplade ikke er medtaget i dette tilfælde.<br />
I afsnit K.2 er det fundet, at der vil være træk i oversiden af tværsnitsprofilet<br />
for udhænget. Derfor er den effektive flangebredde fundet til bef = 178 mm, idet<br />
tværsnittet regnes for den mindste spændvidde af udhængene.<br />
I tabel K.4 kan arealet for det transformerede tværsnit afhængig af lasttype findes.<br />
E-modul Areal<br />
Ed (Naturlast) 21,0 · 10 3 mm 2<br />
Ed (Nyttelast) 20,9 · 10 3 mm 2<br />
Tabel K.4: Arealer for det transformerede tværsnit ved udhæng afhængig af lasttype.<br />
Da tværsnittet er enkeltsymmetrisk vil tyngdepunktslinien ikke være sammenfaldende<br />
med kroppens tyngdepunktslinie. Den nye tyngdepunktslinie findes ved at tage
K.2 Beregning af snitkræfter og reaktioner 77<br />
statisk moment om kroppens midterlinie, idet afstanden mellem kroppens tyngdepunktslinie<br />
og den samlede tyngdepunktslinie betegnes e:<br />
e · At = Efd<br />
Ed<br />
· t · bef · 1<br />
2 (hw + t)<br />
hvormed e kan findes ved (K.4).<br />
e = Efd · t · bef · (hw + t)<br />
2 · Ed · At<br />
Afstanden e til tyngdepunktslinierne kan ses i tabel K.5.<br />
E-modul e<br />
Ed (Naturlast) 11,0 mm<br />
Ed (Nyttelast) 10,5 mm<br />
Tabel K.5: Placering af tyngdepunktslinier ved udhæng afhængig af lasttype.<br />
(K.4)<br />
Inertimomentet for det transformerede tværsnit afhængig af lasttype kan ses i tabel<br />
K.6.<br />
E-modul Inertimoment<br />
Ed (Naturlast) 143,8 · 10 6 mm 4<br />
Ed (Nyttelast) 144,1 · 10 6 mm 4<br />
Tabel K.6: Inertimomenter for det transformerede tværsnit ved udhæng afhængig af<br />
lasttype.<br />
K.2 Beregning af snitkræfter og reaktioner<br />
I det følgende afsnit findes først de dimensionsgivende snitkræfter i bjælken ud fra de<br />
fire lastkombinationer, som i afsnit H.5 er fundet mest kritiske. Herudover opskrives<br />
reaktionerne, hvilke senere benyttes til at undersøge, om remmen og bjælken kan<br />
klare det mellem hinanden virkende kontakttryk. Samlingerne mellem bjælken og<br />
remmen dimensioneres ud fra det maksimale løft af tagkonstruktionen. Her er det<br />
reaktionerne fra bjælken, som senere skal benyttes.
78 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
K.2.1 Snitkræfter og reaktioner ved tryk<br />
P˚a figur K.2 ses det statiske system og laster, som skal p˚aføres ved lastkombination<br />
3. Egenlasten og snelasten virker vertikalt, hvormed der b˚ade kommer forskydningskræfter,<br />
normalkræfter og moment i bjælken. Vindlasten virker vinkelret p˚a bjælken,<br />
hvilket kun øger forskydningskræfterne og momentet i bjælken.<br />
Figur K.2: Det statiske system for limtræsbjælken ved lastkombination 3 [mm].<br />
I afsnit H.1 er tagets tyngde beregnet og i tabel K.7 er de karakteristiske og regningsmæssige<br />
laster for lastkombination 3 opstillet.<br />
γ Karakteristisk last Regningsmæssig last<br />
Egenlast G1 1,0 0,27 kN/m 0,27 kN/m<br />
Egenlast G2 1,0 0,64 kN/m 0,64 kN/m<br />
Vindlast V11 0,5 0,12 kN/m 0,06 kN/m<br />
Vindlast V12 0,5 0,08 kN/m 0,04 kN/m<br />
Indvendig vindlast Vi 0,5 0,28 kN/m 0,14kN/m<br />
Snelast S 1,5 0,43 kN/m 0,65 kN/m<br />
Tabel K.7: Partialkoefficienter og laster for lastkombination 3.<br />
P˚a figur K.3 ses det statiske system for limtræsbjælken ved lastkombination 10.<br />
I tabel K.8 er de karakteristiske og regningsmæssige laster for lastkombination 10<br />
opstillet.<br />
Det statiske system for lastkombination 1, svarer til det statiske system for lastkombination<br />
10. Her er der dog ingen punktlast.<br />
I CalFem er snitkræfterne i bjælken for de tre lasttilfælde beregnet. Snitkræfterne
K.2 Beregning af snitkræfter og reaktioner 79<br />
Figur K.3: Partialkoefficienter og laster for lastkombination 10 [ mm].<br />
γ Karakteristisk last Regningsmæssig last<br />
Egenlast G1 1,0 0,27 kN/m 0,27 kN/m<br />
Egenlast G2 1,0 0,64 kN/m 0,64 kN/m<br />
Nyttelast Ny 1,3 1,5 kN 1,95 kN<br />
Tabel K.8: Partialkoefficienter og laster for lastkombination 10.<br />
ved lastkombination 1, kan ses p˚a figur K.4. For lastkombination 3 hhv. 10 kan<br />
snitkræfterne ses p˚a figur K.5 hhv. figur K.6.<br />
Der er valgt at undersøge tre snit i bjælken for hver af de tre lastkombinationer.<br />
Snit 1 er valgt, da tagkassetten ikke har det samme inertimoment p˚a hver side af<br />
understøtningen — bagmuren. Ved udhænget er momentet, normalkraften og forskydningskraften<br />
alle størst helt inde ved understøtningen, hvorfor her hun lavet ét<br />
snit. Mellem understøtningerne er forskydningskraften størst ved understøtningen,<br />
hvormed dette snit skal undersøges — snit 2. Snit 3 er lavet mellem understøtningerne,<br />
hvor momentet er størst. Snitkræfterne i de tre lastkombinationer kan ses i<br />
tabel K.9, K.10 og K.11.<br />
I tabellerne kan det ses, at snitkræfterne er væsentligt større for lastkombination 3.<br />
I afsnit K.1 kan det ogs˚a ses, at det transformerede inertimoment og transformerede<br />
areal ikke varierer meget, alt efter om den dominerende last er en naturlast eller<br />
en nyttelast. Modifikationsfaktoren kmod, som kan ses i tabel I.2, er ogs˚a mindre,<br />
n˚ar snelasten er dominerende frem for nyttelasten, hvormed træets regningsmæssige<br />
styrke ogs˚a bliver mindre. Hermed er det kun nødvendigt at dimensionere bjælken<br />
ud fra snitkræfterne, som fremkommer for lastkombination 1 og 3.
80 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
Figur K.4: Snitkraftskurve for lastkombination 1.<br />
Figur K.5: Snitkraftskurve for lastkombination 3.
K.2 Beregning af snitkræfter og reaktioner 81<br />
Figur K.6: Snitkraftskurve for lastkombination 10.<br />
N [ kN] V [ kN] M [ kNm] RV V [kN] RV H [kN] RHV [kN]<br />
Snit 1 0,02 0,17 −0,27<br />
Snit 2 −0,13 −1,34 −0,27 1,64 −0,02 1,50<br />
Snit 3 0,00 −0,02 2,28<br />
Tabel K.9: Reaktioner og snitkræfter i de forskellige snit for lastkombination 1. RV V er<br />
den vertikale reaktion i den venstre understøtning, RV H er den horrisontale reaktion i<br />
den venstre understøtning, mens RHV er den vertikale reaktion i den højre<br />
understøtning. De vertikale reaktioner regnes positivt opad, mens de horisontale<br />
reaktioner regnes positivt mod højre.<br />
N [ kN] V [ kN] M [ kNm] RV V [kN] RV H [kN] RHV [kN]<br />
Snit 1 0,15 1,57 −1,45<br />
Snit 2 −0,26 −4,88 −1,45 6,45 −0,27 5,68<br />
Snit 3 0,12 −0,12 7,90<br />
Tabel K.10: Reaktioner og snitkræfter for lastkombination 3. Reaktionernes retning<br />
svarer til tabel K.9.
82 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
N [ kN] V [ kN] M [ kNm] RV V [kN] RV H [kN] RHV [kN]<br />
Snit 1 0,03 0,30 −0,27<br />
Snit 2 −0,42 −2,30 −0,27 2,78 0,21 2,61<br />
Snit 3 0,10 0,93 5,87<br />
Tabel K.11: Reaktioner og snitkræfter lastkombination 10. Reaktionernes retning<br />
svarer til tabel K.9.<br />
K.2.2 Reaktioner ved løft af konstruktionen<br />
For at kunne dimensionere de førnævnte samlinger i tagkonstruktionen skal de mest<br />
kritiske reaktioner ved løft af taget beregnes. Da egenlasten i dette tilfælde virker<br />
til gunst, benyttes lastkombination 2.2.<br />
P˚a figur H.8 og H.9 er de mest kritiske tilfælde opstillet, n˚ar vinden fører til et løft<br />
af konstruktionen. Det statiske system, n˚ar lastkombination 2.2 og vindlast V21 er<br />
benyttet, kan ses p˚a figur K.7 og i tabel K.12 kan lasternes størrelse ses.<br />
Figur K.7: Det statiske system n˚ar vindlasten V21 p˚aføres konstruktionen [mm].<br />
γ Karakteristisk last Regningsmæssig last<br />
Egenlast G1 0,8 0,27 kN/m 0,22 kN/m<br />
Egenlast G2 0,8 0,64 kN/m 0,51 kN/m<br />
Vindlast V211 1,5 0,60 kN/m 0,90 kN/m<br />
Vindlast V212 1,5 0,69 kN/m 1,04 kN/m<br />
Vindlast V21i 1,5 0,37 kN/m 0,56 kN/m<br />
Tabel K.12: Partialkoefficienter og laster for lastkombination 2.2 med vindlast V21.<br />
Ligeledes opstilles det statiske system ved benyttelse af vindlast V22, hvilket ses p˚a<br />
figur K.8. Lasternes størrelse kan ses i tabel K.13.
K.2 Beregning af snitkræfter og reaktioner 83<br />
Figur K.8: Det statiske system n˚ar vindlasten V22 p˚aføres konstruktionen [mm].<br />
γ Karakteristisk last Regningsmæssig last<br />
Egenlast G1 0,8 0,27 kN/m 0,22 kN/m<br />
Egenlast G2 0,8 0,64 kN/m 0,51 kN/m<br />
Vindlast V221 1,5 0,19 kN/m 0,29 kN/m<br />
Vindlast V222 1,5 0,34 kN/m 0,51 kN/m<br />
Vindlast V223 1,5 0,92 kN/m 1,38 kN/m<br />
Vindlast V22i 1,5 0,37 kN/m 0,56 kN/m<br />
Vindlast VU1 1,5 0,12 kN/m 0,18 kN/m<br />
Vindlast VU2 1,5 0,27 kN/m 0,41 kN/m<br />
Tabel K.13: Partialkoefficienter og laster for lastkombination 2.2 med vindlast V22.
84 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
I CalFem er reaktionerne fundet til at være størst, n˚ar vindlasten V21 benyttes. Dette<br />
kan ses i tabel K.14, hvor reaktionerne er opskrevet for de to tilfælde.<br />
RV V [kN] RV H [kN] RHV [kN]<br />
V21 1,23 −5,92 −5,81<br />
V22 0,7 −2,03 −4,77<br />
Tabel K.14: Reaktioner for de to tilfælde af vindlasten. De vertikale reaktioner regnes<br />
positivt opad, mens de horisontale reaktioner regnes positivt mod højre.<br />
K.3 Dimensionering af bjælke<br />
Ved dimensionering af bjælken, der virker som en bjælke med tynde flanger, skal<br />
det undersøges om de regningsmæssige spændinger er mindre end eller lig med de<br />
regningsmæssige styrker — brudgrænsetilstand. Herudover skal det kontrolleres, om<br />
bjælken overholder kravene i anvendelsesgrænsetilstanden.<br />
K.3.1 Brudgrænsetilstand<br />
I det følgende kontrolleres det først, om normalspændingerne er acceptable, hvorefter<br />
forskydningsspændingerne kontrolleres.<br />
Normalspændinger<br />
Kravene til normalspændinger i flangerne baseret p˚a den effektive flangebredde er<br />
opfyldt, hvis (K.5) og (K.6) er opfyldt (DS 413 2003).<br />
hvor<br />
σf,c,0,d ≤ ff,c,0,d<br />
σf,t,0,d ≤ ff,t,0,d<br />
σf,c,0,d er den regningsmæssige trykspænding i flangens midte<br />
(K.5)<br />
(K.6)
K.3 Dimensionering af bjælke 85<br />
σf,t,0,d er den regningsmæssige trækspænding i flangens midte<br />
ff,c,0,d er flangens regningsmæssige trykstyrke<br />
ff,t,0,d er flangens regningsmæssige trækstyrke<br />
Træk- og trykstyrken er jf. bilag I den samme for krydsfinerpladen. Da stivhedstallet<br />
Efd har den samme værdi for flangerne, findes den største regningsmæssige spænding<br />
i flangen, hvor spændingerne fra momentet virker i samme retning som spændingerne<br />
fra normalkraften. Den største regningsmæssige tryk- og trækspænding i flangens<br />
midte findes ud fra momentet og normalkraften.<br />
Det er vurderet, at snit 3 er dimensionsgivende, idet momentet er størst jf. tabel<br />
K.10. Derudover skal snit 1 ogs˚a undersøges, da bjælken har et mindre inertimoment<br />
og tværsnitsareal ved udhænget.<br />
Ud fra momentets og normalkraftens fortegn kan det ses, at snittet i den nederste<br />
flange, hvor der er træk, m˚a give anledning til den største spænding for snit 3. Dette<br />
snit, som benævnes snit A, kan ses p˚a figur K.9. Derfor undersøges det kun, om<br />
forholdet i (K.6) er overholdt, da σf,c,0,d m˚a være mindre end σf,t,0,d.<br />
For snit 1 ændrer momentet fortegn, mens normalkraften stadig er positiv. Hermed<br />
bliver trækspændingen i den øverste flange størst i dette tilfælde.<br />
Figur K.9: Snit som skal undersøges for bjælker med tynde flanger mht.<br />
normalspændinger.<br />
(K.6) omskrives for at undersøge, om forholdet er overholdt for snit 3 ved lastkombination<br />
1 og 3.
86 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
hvor<br />
σf,t,0,d ≤ ff,t,0,d<br />
⇓<br />
σf,t,0,d<br />
ff,t,0,d<br />
=<br />
Efd · N<br />
Ed · At · ff,t,0,d<br />
+<br />
Efd · M<br />
Ed · It · ff,t,0,d<br />
· z ≤ 1<br />
z er afstanden fra bjælkens tyngdepunkt til flangens midte<br />
Ved at benytte betegnelserne fra figur K.1 kan z udtrykkes, som det fremg˚ar af<br />
(K.7).<br />
Efd · N<br />
Ed · At · ff,t,0,d<br />
+<br />
Efd · M<br />
Ed · It · ff,t,0,d<br />
· (0,5 · hw + 0,5 · t) ≤ 1 (K.7)<br />
Det undersøges nu, om forholdet er overholdt ved lastkombination 3. Her er momentet<br />
7,9 kNm og normalkraften er 0,12 kN jf. tabel K.10. M˚alene kan findes i tabel<br />
K.1 og styrkeegenskaberne kan findes i tabel I.2 og tabel I.3.<br />
5333 MPa · 0,12 · 10 3 N<br />
8000 MPa · 24,7 · 10 3 mm 2 · 12,0 MPa +<br />
· (0,5 · 300 mm + 0,5 · 12,5 mm) ≤ 1<br />
⇓<br />
0,25 ≤ 1<br />
5333 MPa · 7,9 · 10 6 Nmm<br />
8000 MPa · 274,4 · 10 6 mm 4 · 12,0 MPa<br />
N˚ar værdierne for lastkombination 1 indsættes f˚as forholdet 0,11 ≤ 1.<br />
Det skal ogs˚a undersøges, om forholdet er overholdt for snit 1. Her er tværsnittet<br />
enkeltsymmetrisk, hvormed (K.7) omskrives til (K.8).<br />
Efd · N<br />
Ed · At · ff,t,0,d<br />
+<br />
Efd · M<br />
Ed · It · ff,t,0,d<br />
· (0,5 · hw + 0,5 · t − e) ≤ 1 (K.8)<br />
Ved indsættelse for lastkombination 3 f˚as forholdet 0,09 ≤ 1 og ved indsættelse af<br />
lastkombination 1 f˚as forholdet 0,02 ≤ 1. Hermed er kravene ved snit 1 og 3 til<br />
normalspændingerne i flangerne overholdt.
K.3 Dimensionering af bjælke 87<br />
De maksimale normalspændinger i kroppen skal opfylde (K.9) (DS 413 2003).<br />
hvor<br />
σw,max,d ≤ fm,d<br />
σw,max,d er den maksimale normalspænding i kroppen<br />
fm,d er kroppens regningsmæssige bøjningsstyrke<br />
(K.9)<br />
De maksimale normalspændinger i kroppen f˚as i snit B, der ses p˚a figur K.9. Hermed<br />
kan (K.9) omskrives p˚a følgende m˚ade:<br />
σw,max,d ≤ fm,d<br />
⇓<br />
σw,max,d<br />
fm,d<br />
=<br />
N<br />
At · fm,d<br />
+ M<br />
· 0,5 · hw ≤ 1<br />
It · fm,d<br />
Ligesom for flangen er det kun snit 1 og snit 3, hvor egenlasten og snelasten er<br />
dominerende, som skal undersøges. I tabel K.15 er resultaterne opskrevet.<br />
Da alle værdier opfylder ovenst˚aende ulighed, er forholdet overholdt i hvert af de<br />
fire tilfælde.<br />
Forskydningsspændinger<br />
Lastkombination 1 Lastkombination 3<br />
Snit 1 0,02 0,09<br />
Snit 3 0,10 0,24<br />
Tabel K.15: Værdier for forholdet σw,max,d<br />
. fm,d<br />
Kravene til forskydningsstyrken er, at de regningsmæssige forskydningsspændinger<br />
over tværsnittet, skal være større end de regningsmæssige styrker. For at undersøge<br />
dette skal der foretages tre forskellige snit i tværsnittet, hvor forskydningsspændingerne<br />
er størst. Snittene kan ses p˚a figur K.10.
88 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
I afsnit K.2 er de maksimale forskydningskræfter V fundet over den venstre understøtning<br />
— snit 2. Ligesom for normalspændingerne kan lastkombinationen 10<br />
udelukkes, da denne kun giver en halvt s˚a stor forskydningskraft, som ved lastkombination<br />
3. Da tværsnittet er forskelligt p˚a de to sider af understøtningen, undersøges<br />
det, om forskydningsspændingerne for lastkombination 1 og 3 er acceptable p˚a begge<br />
sider.<br />
Først undersøges forholdet mellem de regningsmæssige forskydningsspændinger og<br />
styrker for det dobbeltsymmetriske tværsnit, som findes mellem understøtningerne,<br />
n˚ar snelasten er dominerende. P˚a figur K.10 ses de tre snit, som skal undersøges.<br />
Figur K.10: Snit som skal undersøges ang˚aende forskydningsspændingerne for det<br />
dobbeltsymmetriske tværsnit [mm].<br />
Der foretages ingen snit i den nederste flange og mellem kroppen og den nederste<br />
flange, da tværsnittet er dobbeltsymmetrisk og da flangernes materialestyrke er ens.<br />
For snit A, som er i den øverste flange, skal (K.10) være overholdt.<br />
hvor<br />
τ1,d<br />
fv,d<br />
≤ 1 (K.10)<br />
τ1,d er forskydningsspændingen i flangen<br />
fv,d er krydsfinerpladens forskydningsstyrke
K.3 Dimensionering af bjælke 89<br />
Ved at bruge Grasshofs formel kan (K.10) omskrives til (K.11).<br />
hvor<br />
τ1,d<br />
fv,d<br />
V · S<br />
= − ≤ 1 (K.11)<br />
It · t · fv,d<br />
S er det statiske moment<br />
t er flangens tykkelse<br />
Ved at benytte betegnelserne for tværsnittets m˚al, kan (K.11) skrives yderligere om<br />
til (K.12).<br />
V · S<br />
−<br />
It · t · fv,d<br />
Ved indsættelse af værdier f˚as:<br />
− (−4,88 · 10 3 N) ·<br />
= −V · Ef,d · 0,5 · (bc − bw) · t · (0,5 · hw + 0,5 · t)<br />
Ed · It · t · fv,d<br />
· (0,5 · 300 + 0,5 · 12,5) mm ≤ 1<br />
⇓<br />
0,19 ≤ 1<br />
5333 MPa · 0,5 · (315 − 65) mm · 12,5 mm<br />
8000 MPa · 274,4 · 10 6 mm 4 · 12,5 mm · 1,2 MPa<br />
≤ 1 (K.12)<br />
Forholdet for snit A er alts˚a overholdt ved lastkombination 3. Ved lastkombination<br />
1 bliver forholdet 0,09 ≤ 1, hvilket ogs˚a er overholdt.<br />
I snit B undersøges fugen mellem pladen og kroppen. Da de to elementer er limet<br />
sammen, regnes samlingen for stiv, hvormed det skal undersøges, om krydsfinerpladens<br />
rulningsstyrke er større end den regningsmæssige styrke i snittet. Hermed skal<br />
(K.13) være overholdt.<br />
−V · Ef,d · bc · t · 0,5 · (hw + t)<br />
Ed · It · bw · fv,rul,d<br />
≤ 1 (K.13)
90 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
Dette gælder dog kun, n˚ar bw = 65 mm ≤ 8 ·t = 100 mm, hvilket er gældende i dette<br />
tilfælde (DS 413 2003).<br />
Ved indsættelse i (K.13) f˚as følgende for lastkombination 3:<br />
− (−4,88 · 10 3 N) ·<br />
⇓<br />
0,37 ≤ 1<br />
5333 MPa · 315 mm · 12,5 mm · 0,5 · (300 + 12,5) mm<br />
8000 MPa · 274,4 · 10 6 mm 4 · 65 mm · 0,3 MPa<br />
N˚ar snit B undersøges for lastkombination 1 f˚as forholdet 0,15 ≤ 1.<br />
I snit C undersøges kroppens tyngdepunkt, hvor de største forskydningsspændinger<br />
forekommer. Her skal (K.14) være overholdt.<br />
−V · Ef,d · bc · t · 0,5 · (hw + t)<br />
Ed · It · bw · fv,d<br />
− V · 0,5 · hw · bw · 0,25 · hw<br />
It · bw · fv,d<br />
≤ 1<br />
≤ 1 (K.14)<br />
Ved indsættelse i (K.14) f˚as følgende for lastkombination 3. Her er det limtræets<br />
forskydningsstyrke, der benyttes:<br />
− (−4,88 · 10 3 5333 MPa · 315 mm · 12,5 mm · 0,5 · (300 + 12,5) mm<br />
N) ·<br />
− (−4,88 · 10 3 N) ·<br />
⇓<br />
0,16 ≤ 1<br />
8000 MPa · 274,4 · 106 mm4 · 65 mm · 1,8 MPa<br />
0,5 · 300 mm · 65 mm · 0,25 · 300 mm<br />
274,4 · 106 mm4 ≤ 1<br />
· 65 mm · 1,8 MPa<br />
Forholdet er overholdt, hvilket ogs˚a er tilfældet for lastkombination 1, hvor 0,07 ≤ 1.<br />
Det kan hermed konkluderes, at bjælkens regningsmæssige forskydningsstyrker er<br />
større end de regningsmæssige forskydningsspændinger mellem understøtningerne.<br />
Det skal nu ligeledes undersøges, om dette ogs˚a er tilfældet ved udhænget. Her har<br />
den maksimale forskydningskraft V den samme værdi som mellem understøtningerne.<br />
Ved udhænget skal der ligeledes undersøges tre snit, hvilket kan ses p˚a figur<br />
K.11.
K.3 Dimensionering af bjælke 91<br />
Figur K.11: Snit som skal undersøges ang˚aende forskydningsspændingerne for det<br />
enkeltsymmetriske tværsnit ved udhænget [mm].<br />
I dette tilfælde ændres forholdene, som skal kontrolles, da tværsnittet er enkeltsymmetrisk.<br />
For snit 1 er forskydningskræfterne væsentligt mindre, hvilket kan ses i<br />
afsnit K.2. For snit A, som kan ses p˚a figur K.11, skal (K.15) være overholdt.<br />
−V · Ef,d · 0,5 · (bc − bw) · t · (0,5 · hw + 0,5 · t − e)<br />
Ed · It · t · fv,d<br />
For snit B skal (K.16) være overholdt.<br />
−V · Ef,d · bc · t · 0,5 · (hw + t − 2 · e)<br />
Ed · It · bw · fv,rul,d<br />
For snit C skal (K.17) være overholdt.<br />
≤ 1 (K.15)<br />
≤ 1 (K.16)<br />
−V · Ef,d · bc · t · 0,5 · (hw + t − 2 · e)<br />
−V ·<br />
Ed · It · bw · fv,d<br />
0,5 · bw · 0,25 · (hw − 2 · e) 2<br />
It · bw · fv,d<br />
≤ 1 (K.17)<br />
I tabel K.16 kan resultaterne ses, n˚ar værdierne indsættes. Det kan ses, at alle forhold<br />
er overholdt.
92 Dimensionering af limtræsbjælke<br />
Lastkombination 1 Lastkombination 3<br />
Snit A 0,02 0,12<br />
Snit B 0,03 0,24<br />
Snit C 0,02 0,10<br />
Tabel K.16: Værdier for forholdet τ<br />
fv<br />
K.3.2 Anvendelsesgrænsetilstand<br />
ved udhænget.<br />
I anvendelsesgrænsetilstanden er der ikke stillet nogle direkte krav til den maksimale<br />
nedbøjning. For tilfældet, hvor nedbøjningen af en simpelt understøttet bjælke, er<br />
l under , accepteres nedbøjningen dog normalt (Larsen 2006). Denne værdi benyt-<br />
300<br />
tes ogs˚a til at undersøge limtræsbjælken i anvendelsesgrænsetilstanden. Afstanden<br />
mellem understøtningerne er 7500 mm, hvormed nedbøjningen herimellem maksimalt<br />
m˚a blive 25 mm.<br />
Slutdeformationen ufin skal beregnes ud fra (K.18).<br />
hvor<br />
ufin = uinst · (1 + ψ2 · kdef) (K.18)<br />
uinst er den øjeblikkelige deformation fra den karakteristiske last<br />
Værdierne for ψ2 og kdef findes i Norm for trækonstruktioner (DS 413 2003).<br />
For alle tilfældene f˚as den største deformation mellem understøtningerne. De øjeblikkelige<br />
deformationer findes i CalFem til følgende:<br />
uinst,egenlast = 4,0 mm<br />
uinst,snelast = 4,3 mm<br />
uinst,vindlast = 6,5 mm<br />
uinst,nyttelast = 4,0 mm<br />
Ved (K.18) findes slutdeformationerne:
K.3 Dimensionering af bjælke 93<br />
ufin,egenlast = 4,0 mm · (1 + 1 · 0,8) = 7,2 mm<br />
ufin,snelast = 4,3 mm · (1 + 0 · 0,8) = 4,3 mm<br />
ufin,vindlast = 6,5 mm · (1 + 0 · 0,8) = 6,5 mm<br />
ufin,nyttelast = 4,0 mm · (1 + 0,3 · 0,8) = 4,96 mm<br />
Ofte negliceres nedbøjningen fra egenlasten ved at udføre bjælken med en pilhøjde,<br />
som svarer til denne nedbøjning. Dette gøres dog ikke i dette tilfælde, da det s˚a<br />
skal undersøges, om krydsfinerpladen kan holde til denne forh˚andsudbøjning. Nogle<br />
gange betragtes kun en last af gangen og i s˚a fald kan det ses, at nedbøjningen er<br />
overholdt i alle tilfældene. Ellers betragtes ofte tilfældet, hvor egenlasten og snelasten<br />
virker p˚a samme tid, samt hvor nyttelasten og egenlasten virker p˚a samme tid. Hvis<br />
disse situationer er overholdt, kan nedbøjningen normalt accepteres (Nielsen 2001).<br />
Dette giver en maksimal deformation p˚a 12,2 mm, hvormed ribben overholder de<br />
vejledende krav i anvendelsesgrænsetilstanden.
L<br />
Dimensionering af samling mellem rem og<br />
tagkassette<br />
Samlingen mellem remmen og tagkassetten er udformet, s˚a der laves et snit i limtræsbjælken,<br />
hvormed kontaktfladen mellem bjælken og remmen bliver størst mulig.<br />
Snittet er nødvendigt, da bjælken har en hældning p˚a 6 ◦ . Herudover samles bjælken<br />
og remmen med et vinkelbeslag p˚a hver side af bjælken, hvilket sikrer mod løft af<br />
tagkonstruktionen. En skitse af samlingen kan ses p˚a figur L.1.<br />
Figur L.1: Skitse over samlingen mellem remmen og bjælken [mm].<br />
Der er flere forhold, som skal kontrolleres overholdt for samlingen. Det skal undersøges,<br />
om remmen og bjælken kan klare det maksimale kontakttryk mellem de to.<br />
Afslutningsvist skal vinkelbeslagene og skruerne dimensioneres.
96 Dimensionering af samling mellem rem og tagkassette<br />
L.1 Sammentrykning af bjælke<br />
Ved sammentrykningen af bjælken er trykket ikke vinkelret p˚a bjælkens fiberretning.<br />
I dette tilfælde skal (L.1) være overholdt for bjælken.<br />
hvor<br />
σc,α,d ≤<br />
fc,0,d<br />
fc,0,d<br />
fc,90,d · sin2 α + cos2 α<br />
α er vinklen mellem spændingerne og fiberretningen<br />
(L.1)<br />
Det maksimale tryk, hvormed tagkassetterne sammentrykker remmen, er fundet i<br />
afsnit K.2 til RV V = 6,45 kN ved lastkombination 3. Dette giver en spænding σc,α,d<br />
for kontaktarealet p˚a:<br />
σc,90,d = RV V<br />
A = 6,45 · 103 N<br />
65 mm · 125 mm<br />
= 0,79 MPa<br />
Bjælken har en mindre trykstyrke ved lastkombination 1. Her er RV V = 1,64 kN,<br />
hvilket giver en kontaktspænding p˚a 0,20 MPa.<br />
Styrkerne fc,0,d og fc,90,d kan herefter beregnes ved (I.1) for lastkombination 1 og 3.<br />
Dette giver følgende værdier for lastkombination 3, idet materialepartialkoefficienten<br />
γm = 1,64 for konstruktionstræ (Teknisk St˚abi 2004):<br />
fc,0,d =<br />
fc,90,d =<br />
26 MPa<br />
1,50<br />
3,5 MPa<br />
1,50<br />
· 0,9 = 15,6 MPa<br />
· 0,9 = 2,1 MPa<br />
Ved lastkombination 1 bliver fc,0,d = 10,4 MPa og fc,90,d = 1,4 MPa.<br />
Ved indsættelse af værdier i (L.1) f˚as følgende forhold for lastkombination 3:
L.2 Sammentrykning af rem 97<br />
0,79 MPa ≤<br />
15,6 MPa<br />
15,6 MPa<br />
2,1 MPa · sin2 (84 ◦ ) + cos 2 (84 ◦ )<br />
= 2,1 MPa<br />
N˚ar egenlasten er dominerende f˚as forholdet 0,20 MPa ≤ 1,4 MPa, hvormed det kan<br />
konkluderes, at sammentrykningen af bjælken er acceptabel.<br />
L.2 Sammentrykning af rem<br />
Som tidligere beskrevet indlægges en rem mellem bagmuren og tagkassetterne, hvori<br />
samlingerne skal forbindes. Remmen laves af konstruktionstræ K18 med m˚alene, som<br />
ses p˚a figur L.1. Remmens tværsnitsdimensioner er bestemt af længden p˚a skruerne,<br />
der bruges ved montering af tagkassetterne, samtidig med at remmen skal overholde<br />
(L.2) for sammentrykning.<br />
hvor<br />
σc,90,d ≤ kc,90 · fc,90,d<br />
(L.2)<br />
kc,90 er en faktor, der tager hensyn til lastkonfigurationen og sammentrykningens<br />
størrelse<br />
kc,90 bestemmes ved (L.3).<br />
hvor<br />
kc,90 = (2,38 − l<br />
250 )(lef<br />
l )0,5<br />
lef er den effektive længde, som trykket virker over<br />
l er længden af kontaktfladen<br />
(L.3)
98 Dimensionering af samling mellem rem og tagkassette<br />
Figur L.2: Afstandskrav som skal være overholdt ved kontrol af sammentrykning af<br />
remmen [mm].<br />
Afstandene mellem kontaktfladerne overholder de normkrav, der er fastsat, hvilket<br />
ses p˚a figur L.2 (DS 413 2003).<br />
Faktoren kc,90 beregnes ved (L.3).<br />
kc,90 = (2,38 −<br />
65 mm mm<br />
)(108<br />
250 mm 65 mm )0,5 = 2,73<br />
Den regningsmæssige trykstyrke for K18 vinkelret p˚a fibrene er følgende ved lastkombination<br />
3 (Teknisk St˚abi 2004):<br />
fc,90,d =<br />
3,5 MPa<br />
1,64<br />
· 0,9 = 1,92 MPa<br />
For lastkombination 1 bliver fc,90,d=1,28 MPa.<br />
De aktuelle karakteristiske spændinger er de samme som for beregningerne p˚a bjælken.<br />
Her skal dog benyttes en partialkoefficient γm = 1,64 svarende til konstruktionstræ.<br />
Hermed kan det undersøges, om uligheden (L.2) er overholdt for lastkombination<br />
3:<br />
0,79 MPa ≤ 2,73 · 1,92 MPa = 5,24 MPa<br />
Forholdet er ogs˚a overholdt, n˚ar egenlasten er dominerende. Her f˚as 0,20 MPa ≤<br />
3,49 MPa. Hermed er det vist, at remmen er dimensioneret til at kunne klare sammentrykningen<br />
fra tagkassetterne.
L.3 Dimensionering af beslag mellem rem og bjælke 99<br />
L.3 Dimensionering af beslag mellem rem og bjælke<br />
Forankringen af tagkassetterne til remmen udføres med BMF vinkelbeslag af hulplader<br />
samt beslagskruer. P˚a limtræribberne monteres to vinkelbeslag pr. samling, som<br />
det er vist p˚a figur L.3. Beslagenes dimensioner er h×l×t×b = 80×80×2,5×80 mm.<br />
Beslagskruernes størrelse er 50/50 mm i st˚alkvalitet S235. Reaktionerne fra suget er<br />
de dimensionsgivende laster, hvilke er fundet i afsnit K.2.2.<br />
Figur L.3: Illustration af samling mellem tagkassette og rem.<br />
Ved dimensionering af samlingen undersøges det, hvorvidt skruernes bæreevne overfor<br />
tværbelastning og udtrækning er overholdt. Derudover placeres skruerne s˚aledes,<br />
at kravene for skrue-, kant- og endeafstande er overholdt. Beslagene dimensioneres<br />
for hulrand og blokforskydning i den lodrette flig. Derudover kontrolleres det, at der<br />
ikke sker brud ved den vandrette flig ud fra brudlinieteori.<br />
Placering af skruer<br />
Skruerne placeres i forhold til gældende afstandskrav fra Norm for trækonstruktioner<br />
samt til m˚aden, hvorp˚a belastningen foreg˚ar. Ved samlingen med remmen vil skruerne<br />
nærmest bukkelinien være udsat for den største udtrækningsp˚avirkning, hvorfor<br />
der her placeres flest skruer, som vist p˚a figur L.4. Ved samlingen med limtræsribben<br />
vil de nederste huller i beslaget ikke blive brugt, idet afstanden til ribbens kant<br />
vil være for lille. Derudover vil der være en tværbelastning af skruerne, der bedst
100 Dimensionering af samling mellem rem og tagkassette<br />
overholdes, hvis skruerne spredes mest muligt, idet kræfter fra momenter dermed<br />
bliver mindst.<br />
Ved skruernes forankringslængde er der taget højde for, at der er skruer p˚a begge<br />
sider af ribberne.<br />
Da alle afstande og forankringslængder er overholdt, kan der regnes med den fulde<br />
bæreevne i de efterfølgende beregninger.<br />
Tværbelastede skruer<br />
Den karakteristiske bæreevne ved tværbelastning F tv<br />
k pr. skrue bestemmes ved (L.4)<br />
(DS 413 2003).<br />
hvor<br />
F tv<br />
k = 70 · d 2 ·<br />
d er skruens diameter<br />
<br />
1 + k2 fyk<br />
·<br />
2 240<br />
(L.4)<br />
k2 er en faktor, der tager hensyn til indflydelsen af vinklen α mellem kraft- og<br />
fiberretning af den del, hvori skruespidsen sidder<br />
fyk er skruens karakteristiske flydespænding<br />
k2 bestemmes af (L.5) (DS 413 2003).<br />
Figur L.4: Placering af skruer i vinkelbeslaget, tv. den lodrette flig og th. den vandrette<br />
flig [ mm].
L.3 Dimensionering af beslag mellem rem og bjælke 101<br />
k2 =<br />
0,45 + 8d −1,5<br />
(0,45 + 8d −1,5 ) cos 2 α + sin 2 α<br />
(L.5)<br />
Da k2 afhænger af α, kan bæreevnen først bestemmes, n˚ar den største resulterende<br />
krafts retning er bestemt.<br />
Den regningsmæssige værdi for bæreevnen af limtræsbjælken ved tværbelastning<br />
bestemmes af (L.6), idet suget regnes som en øjeblikslast med kmod = 1,1.<br />
F tv<br />
d =<br />
F tv<br />
k<br />
1,5<br />
· 1,1 (L.6)<br />
Tværbelastning af skruerne i den lodrette flig<br />
Flytningen og fordelingen af reaktionerne fra ribberne giver kræfter F1 og F2 samt<br />
et moment M1, som vist p˚a figur L.5.<br />
Størrelserne p˚a kræfterne F1 hhv. F2 fra figur L.5 er 0,59 kN hhv. 0,12 kN, idet de<br />
er fordelt ens ud p˚a hver skrue. Momentet M1 er 58,75 kNmm. Dette moment skal<br />
fordeles som kræfter p˚a de enkelte skruer, der opløses i komposanter i hhv. x- og<br />
y-retningerne. Til dette skal det polære inertimoment for skruegruppen findes:<br />
Ip = <br />
R 2 i = 4 · (36 mm) 2 = 5184 mm 2<br />
Kraftkomposanterne for skrue 2 bestemmes, idet den største resulterende kraft findes<br />
ved denne:<br />
Figur L.5: Kræfter p˚a skruerne ved den lodrette flig i forhold til tværbelastning.
102 Dimensionering af samling mellem rem og tagkassette<br />
F2x = M1 · y2<br />
Ip<br />
F2y = M1 · x2<br />
Ip<br />
= 58,75 · 103 Nmm · 20 mm<br />
5184 mm 2<br />
= 58,75 · 103 Nmm · 30 mm<br />
5184 mm 2<br />
Den resulterende kraft ved skrue 2 er:<br />
= 0,23 kN<br />
= 0,34 kN<br />
F res<br />
<br />
2 = (F2 + F2x) 2 + (F1 + F2y) 2<br />
<br />
= (0,12 kN + 0,23 kN) 2 + (0,59 kN + 0,34 kN) 2 = 0,99 kN<br />
Dermed er det muligt at bestemme vinklen α mellem den resulterende kraft og<br />
fiberretningen:<br />
α = cos −1<br />
<br />
0,35<br />
− 6<br />
0,99<br />
◦ = 63,3 ◦<br />
Dette resulterer i en faktor k2 bestemt ved (L.5).<br />
k2 =<br />
0,45 + 8 · (5 mm) −1,5<br />
(0,45 + 8 · (5 mm) −1,5 ) cos 2 (63,3 ◦ ) + sin 2 (63,3 ◦ )<br />
= 1,13<br />
Dermed bliver den karakteristiske bæreevne ved tværbelastning pr. skrue ifølge (L.4):<br />
F tv<br />
k = 70 · 5 2 ·<br />
<br />
1 + 1,13 235<br />
·<br />
2 240<br />
= 1,79 kN<br />
Hvilket giver en regningsmæssig bæreevne bestemt ved (L.6).<br />
F tv<br />
d = 1,79 · 103 N<br />
· 1,1 = 1,31 kN > F<br />
1,5<br />
res<br />
2<br />
Da den regningsmæssige bæreevne er større end den resulterende kraft p˚a skrue 2,<br />
kan skruegruppen holde til tværbelastningen.
L.3 Dimensionering af beslag mellem rem og bjælke 103<br />
Udtrækningsp˚avirkede skruer<br />
Den karakteristiske bæreevne ved udtrækningsp˚avirkning F ud<br />
k pr. skrue i N bestemmes<br />
ved (L.7) (DS 413 2003).<br />
hvor<br />
F ud<br />
k = (30 + 12d)(lg − d) (L.7)<br />
lg er gevindlængden af den trædel, hvori skruen fastholdes [ mm]<br />
Beslagskruer 50/50 har en gevindlængde p˚a 41 mm, hvormed bæreevne ved udtrækningsp˚avirkning<br />
er:<br />
F ud<br />
k = (30 + 12 · 5)(41 − 5) = 3,42 kN<br />
Den regningsmæssige bæreevne ved udtrækningsp˚avirkning i remmen bliver:<br />
F ud<br />
d = 3,42 · 103 N<br />
· 1,1 = 2,17 kN<br />
1,64<br />
Udtrækningsp˚avirkning af skruerne i den vandrette flig<br />
Flytningen og fordelingen af reaktionerne fra ribberne giver kræfter F3 og momenter<br />
M2 og M3, som vist p˚a figur L.6.<br />
Størrelsen p˚a kraften F3 fra figur L.6 er 0,5 kN, og momenterne M2 hhv. M3 er<br />
88,3 kNmm hhv. 185,0 kNmm. Momenterne opløses i kraftpar, hvormed skrue 2 og<br />
3 f˚ar de største udtrækningsp˚avirkninger p˚a:<br />
F ud<br />
2 = F3 + M2 M3<br />
+<br />
4 · 60 mm 4 · 40 mm<br />
88,3 kNmm 185,0 kNmm<br />
= 0,5 kN + +<br />
4 · 60 mm 4 · 40 mm<br />
= 2,02 kN<br />
Da F ud<br />
d ≥ F ud<br />
2 er overholdt, kan skruerne klare belastningen ved udtrækning.
104 Dimensionering af samling mellem rem og tagkassette<br />
Figur L.6: Kræfter p˚a skruerne ved den vandrette flig med udtrækningsp˚avirkning.<br />
Beslagets bæreevne i den lodrette flig<br />
Beslagets lodrette flig skal dimensioneres for brud ved hulrand og blokforskydning<br />
pga. tværbelastningen. Hulrandsbæreevnen skal sikre, at laster via skruerne kan<br />
overføres til beslaget. Denne bæreevne findes ved (L.8), idet de optimale minimumsafstande<br />
mellem skruerne er overholdt (DS 412 1998).<br />
Fb,R = 2,5 · d · t · fud<br />
(L.8)<br />
Beslagene udføres i S235 med en karakteristisk trækstyrke p˚a 340 MPa (Teknisk St˚abi<br />
2004). Den regningsmæssige trækstyrke er:<br />
fud =<br />
340 MPa<br />
1,43<br />
= 238 MPa<br />
Idet skruernes diameter er d = 5,0 mm og beslagets tykkelse er t = 2,5 mm bliver<br />
hulrandsbæreevnen:<br />
Fb,R = 2,5 · 5,0 mm · 2,5 mm · 238 MPa = 7,4 kN<br />
Da hulrandsbæreevnen er større end den største resulterende kraft ved én skrue p˚a<br />
0,99 kN for tværbelastning, overholdes hulrandsbæreevnen for beslaget.
L.3 Dimensionering af beslag mellem rem og bjælke 105<br />
I forbindelse med lastp˚avirkningen er der ogs˚a mulighed for blokforskydning. Blokforskydningsbæreevne<br />
af beslaget bestemmes ud fra to brudfigurer samt den resulterende<br />
kraft, der er vist p˚a figur L.7.<br />
Figur L.7: To mulige brudfigurer ved blokforskydning af den lodrette flig.<br />
Blokforskydningsbæreevnen bestemmes ved (L.9) (Bonnerup et. al. 2004).<br />
hvor<br />
Fbl,R = Avinkelret,net · 0,9 · fud + Aparallel,net · fud<br />
√3<br />
Avinkelret,net er arealet af snittet p˚a brudfiguren — vinkelret p˚a den p˚aførte kraft<br />
Aparallel,net er arealet af snittet p˚a brudfiguren — parallelt med den p˚aførte kraft<br />
Brudfiguren tv. p˚a figur L.7 har en blokforskydningsbæreevne p˚a:<br />
Fbl,R = 167,48 mm 2 · 0,9 · 238 MPa + 77,78 mm 2 ·<br />
238 MPa<br />
√ 3<br />
= 46,6 kN<br />
(L.9)<br />
P˚a tilsvarende vis er blokforskydningsbæreevne for den anden brudfigur fundet til:<br />
Fbl,R = 35,9 kN<br />
Da den resulterende kraft blot er 3,02 kN, vil der ikke ske blokforskydning for det<br />
p˚agældende beslag.
106 Dimensionering af samling mellem rem og tagkassette<br />
Beslagets bæreevne i den vandrette flig<br />
En vertikal belastning af beslagets lodrette flig giver mulighed for, at der kan opst˚a<br />
flydeled i den vandrette flig, som vist p˚a figur L.8. I det ene tilfælde opst˚ar der<br />
flydeled ved skruerne tættest p˚a bukkelinien og i selve bukkelinien. Ved det andet<br />
tilfælde er der sket en udtrækning af skruerækken ved bukkelinien, hvormed flydeleddet<br />
kan forekomme ved den anden skruerække tættest p˚a beslagets endekant. I<br />
det tredje tilfælde sker der ogs˚a delvis udtrækning af de fire skruer, mens der ikke<br />
regnes med en brudlinie ved de to skruer. For at f˚a en kinematisk tilladelig brudfigur,<br />
sammentrykkes remmen i stedet ved den yderste del af beslaget, hvilket kan ses p˚a<br />
figur L.8.<br />
Figur L.8: Flydeled i beslaget for˚arsaget af en tværlast P p˚a den lodrette flig.<br />
De tre brudfigurer undersøges efter brudlinieteorien, idet brudlinierne og kraften P<br />
er placeret, som vist p˚a figur L.9. Den maksimale belastning, som beslaget bliver<br />
udsat for i dette tilfælde er 2,96 kN.<br />
Figur L.9: Brudlinier p˚a beslagets vandrette flig svarende til flydeleddene.
L.3 Dimensionering af beslag mellem rem og bjælke 107<br />
Den maksimale kraft P, som beslaget kan belastes med i tilfældet tv. p˚a figur L.9<br />
med brudlinie tættest p˚a bukkelinien findes ved:<br />
Ay = Ai<br />
⇓<br />
P · δ = 2Mg ·<br />
⇓<br />
P = 13,71 · Mg<br />
Grænsemomentet Mg er:<br />
Mg = σyd · t 2<br />
4<br />
δ<br />
· 60 mm<br />
8,75 mm<br />
=<br />
Dermed bliver bæreevnen P:<br />
P = 4,30 kN > 2,96 kN<br />
235 MPa<br />
1,17 · (2,5 mm) 2<br />
4<br />
= 314 Nmm/mm<br />
Da dette er gældende, vil der ikke opst˚a flydeled i beslaget med den last, der p˚aføres.<br />
Ved det andet tilfælde vil de fire skruer, der bliver p˚avirket til udtrækning, optage<br />
en del af kraften P svarende til 4 · F ud<br />
d = 8,68 kN. Derfor findes P til:<br />
Ay = Ai<br />
⇓<br />
P · δ − 8,68 · 10 3 N ·<br />
⇓<br />
P = 8,12 kN > 2,96 kN<br />
60 mm · δ<br />
68,75 mm = 2Mg<br />
δ<br />
· · 60,0 mm<br />
68,75 mm<br />
I det tredje tilfælde giver sammentrykningen af remmen et negativt bidrag til det<br />
ydre arbejde. I afsnit L.2 er fc,90,d beregnet til 1,92 MPa, hvormed:
108 Dimensionering af samling mellem rem og tagkassette<br />
Ay = Ai<br />
⇓<br />
P · δ − 8,68 · 10 3 60,0 mm · δ<br />
N ·<br />
68,75 mm<br />
δ<br />
= Mg · · 80,0 mm<br />
68,75 mm<br />
⇓<br />
P = 8,1 kN > 2,96 kN<br />
<br />
<br />
2 · 10 mm · δ<br />
+ 1,92 MPa · 10 mm · 80 mm · −<br />
3 · 68,75 mm<br />
Her er der set bort fra, at der ydes et mindre indre arbejde, ved bøjningen af de to<br />
skruer, som ikke udsættes for udtrækning.<br />
Dermed kan det ses, at de tre brudfigurer ikke fører til brud i beslaget, hvorfor<br />
samlingen kan overføre de p˚aførte belastninger.<br />
L.4 Undersøgelse af samling mellem plade og ribbe<br />
Som tidligere beskrevet laves samlingen mellem krydsfinerpladen og limtræsbjælken<br />
som en limet samling. I det kommende afsnit redegøres kort for forskellen mellem<br />
limede og sømmede samlinger.<br />
P˚a figur L.10 ses forskellen i deformationer og spændinger, alt efter om to elementer<br />
samles via lim, søm, eller hvis der ikke udføres en samling. I den første situation<br />
er elementerne samlet via lim, hvilket er en stiv samling. Hermed vil elementerne<br />
virke som ét element. Dette giver en spændingsfordeling, n˚ar elementerne belastes<br />
af en enkeltkraft P, som kan ses p˚a figuren. N˚ar de to elementer virker som et<br />
element, fordobles højden, hvormed inertimomentet forøges væsentligt. Hermed reduceres<br />
spændingerne og dermed ogs˚a den lodrette deformation.<br />
Den anden situation er elementerne lagt ovenp˚a hinanden uden, at de er blevet samlet.<br />
I s˚a fald vil elementerne virke som to seperate elementer, hvormed bjælkehøjden<br />
halveres. Dette giver større spændinger i elementerne, som følge af momentet, da<br />
inertimomentet reduceres betydeligt for hver af de to elementer, i forhold til hvis de<br />
var limet. Dette kan ogs˚a ses p˚a figur L.10. Her er det ogs˚a illustreret, at nedbøjningen<br />
bliver væsentligt større pga. de større spændinger i elementerne.<br />
P˚a figuren kan det ses, at bjælkerne er sømmet sammen i den tredje situation. Søm-
L.4 Undersøgelse af samling mellem plade og ribbe 109<br />
Figur L.10: Forskel i deformationer og spændinger alt efter om to elementer samles via<br />
lim, søm eller hvis der ikke udføres en samling.<br />
mene vil deformere, n˚ar elementerne forskydes i forhold til hinanden, hvormed de<br />
vil optage forskydningspændinger. Forskydningsspændingerne, som sømmene optager,<br />
er proportional med sømmenes deformation. Spændingerne i bjælkerne vil i s˚a<br />
fald reduceres, da sømmene optager en del af spændingerne, som ville forekomme i<br />
bjælkerne, hvis de ikke var samlet. Dette kan ses p˚a figur L.10. P˚a figuren kan det<br />
ogs˚a ses, at deformationen reduceres.<br />
Hermed kan det konkluderes, at de limede samlinger er at foretrække, hvis det kan<br />
lade sig gøre. Ude p˚a byggepladsen kan det dog være svært at samle elementer med<br />
lim, da det kræver, at elementerne er tørre. Herudover har limen en vis hærdningstid.<br />
Da tagkassetterne laves p˚a fabrik under tørre forhold, vil limede samlinger være at<br />
foretrække i dette tilfælde.
M<br />
Skitseprojektering af kælderdæk<br />
Det følgende bilag har til form˚al at bestemme hvilken af to kælderkonstruktioner,<br />
der er fordelagtig at vælge til videre detaildimensionering. Fremgangsm˚aden til dette<br />
vil være at opstille brudfigurer, hvorved de to kælderopstillinger kan sammenlignes<br />
styrke- og designmæssigt, s˚avel som i materialeforbruget.<br />
I kælderkonstruktionen placeres tværbjælker under de ovenliggende etagers skillevægge<br />
mellem lejlighederne. Bjælkerne ønskes understøttet ved bagmurene og af en<br />
søjle midt under hver bjælke. Det vælges at se nærmere p˚a den ovenfor beskrevne<br />
konstruktion samt en variation, hvor der indlægges en længdebjælke. Eftersom bjælker<br />
og plader insitustøbes, regnes pladernes rande som indspændte langs bjælkerne<br />
og simpelt understøttede langs bygningens kældermure.<br />
De to opstillinger indeholder plader med fire indspændingsvariationer. De fire plader<br />
med brudlinier kan ses p˚a figur M.1.<br />
Figur M.1: De to kælderopstillinger med brudfigurer og nummerering af pladerne.<br />
Det er vurderet, at to af pladerne bliver dimensionsgivende — de tilfælde hvor<br />
indspændningen er mindst — idet pladerne med mindst indspænding bidrager med<br />
et mindre indre arbejde og dermed kan optage en mindre last. I skitseprojektet<br />
dimensioneres for en jævn fordelt last over hele pladen.
112 Skitseprojektering af kælderdæk<br />
Det er oplagt, at de sm˚a plader fra opstillingen med længdebjælken kan optage<br />
de største laster i forhold til tykkelsen. Indlæggelsen af bjælken giver yderligere en<br />
brudfigur over to plader og gennem længdebjælken, som bidrager med koncentrerede<br />
momenter, hvor længdebjælken brydes. Denne brudfigur for opstillingen med<br />
længdebjælke kan ses p˚a figur M.2.<br />
Figur M.2: Brud over længdebjælke.<br />
Ved at forudsætte bredden af bjælken kan der gives et overslag p˚a det øgede grænsemoment<br />
over bredden som funktion af bjælkens højde. Opstilles et udtryk for<br />
bæreevnen i denne brudfigur som funktion af bjælkens højde, kan der gives et overslag<br />
p˚a bjælkens højde, n˚ar det ønskes, at brud gennem længdebjælken skal ske ved<br />
samme last som for brud i pladedelene hver for sig.<br />
For de to opstillinger estimeres en pladetykkelse og et betonforbrug. Endvidere vurderes<br />
forskellen i st˚alforbrug som grundlag for en sammenligning af de to opstillinger.<br />
Der skal s˚aledes ses nærmere p˚a tre brudfigurer — plade 1○, 2○ og 3○. De tre brudfigurer<br />
med indspændingsforhold kan ses p˚a figur M.3.<br />
Figur M.3: De tre plader med indspændingsforhold og brudlinier. Plade 1○ og 3○ er for<br />
opstillingen med længdebjælke, plade 2○ er for opstillingen uden længdebjælke.
113<br />
For plade 1○ og 2○ bestemmes brudliniernes placering jf. bilag Q. Den fundne brudfigur<br />
for plade 2○ antages at være tilsvarende brudfiguren for plade 3○. Endvidere<br />
forudsættes det, at plade 3○ skal have samme bæreevne som plade 1○, s˚aledes brud<br />
over længdebjælken er tilsvarende sandsynligt som brud i den lille plade — plade<br />
1○.<br />
Det indre arbejde for plade 1○ bliver jf. bilag Q:<br />
<br />
A 1○<br />
i = Ai(II) + Ai(IV) + Ai(V) + Ai(VI) + Ai(VII) + Ai(VIII) + Ai(IX)<br />
l b bl−bx1−bx2<br />
= mf · δ( + + 2b−2y 2x2 by−y2 + x1 y x1 b−y<br />
+ + + y x1 b−y x1<br />
+ x2<br />
y<br />
y x2 b−y<br />
+ + + x2 b−y x2 )<br />
Det ydre arbejde for pladen bliver jf. bilag Q:<br />
<br />
A 1○ y =<br />
p · δ · b<br />
(3l − x1 − x2)<br />
6<br />
I skitseprojektet forsimples optimeringen af brudfiguren, idet det antages, at brudlinier<br />
fra hjørner med ens indspændingsforhold vil løbe ud i en vinkel p˚a 45 ◦ .<br />
For plade 1○ betyder det, at y = x1 og x2 = b −y = b −x1, i forhold til den generelle<br />
betragtning i bilag Q.<br />
Derved kan udtrykket for indre og ydre arbejde reduceres til:<br />
<br />
A 1○<br />
i = mf · δ · lx1 − bx1 − 3bl − 2b 2<br />
2x1 2 − 2bx1<br />
<br />
A 1○ y =<br />
p · δ · b<br />
6<br />
(3l − b)<br />
Herved kan p isoleres for ligevægt mellem indre og ydre arbejde A 1○<br />
i = A 1○ y .<br />
3bl − lx1 + bx1 + 2b<br />
p(x1) = 3 · mf ·<br />
2<br />
b2x1 2 − 3blx1 2 − b3x1 + 3lb2x1 N˚ar b = 3,675 m og l = 6,00 m — jf. figur M.1 — er det muligt at bestemme en<br />
værdi for x1, jf. fremgangsm˚aden i bilag Q. Ud fra de bestemte værdier findes pladens<br />
brudmoment til:
114 Skitseprojektering af kælderdæk<br />
m 1○<br />
f<br />
= 0,6734 · p<br />
for p indsat i [ kN/m 2 ] og mf bestemt i [ kNm].<br />
P˚a tilsvarende vis kan brudmomentet for plade 2○ bestemmes. Det indre arbejde for<br />
plade 2○ bliver da jf. bilag Q:<br />
<br />
A 2○<br />
i = Ai(I) + Ai(V) + Ai(VI) + Ai(VII) + Ai(VIII) + Ai(IX)<br />
= mf · δ l bl−bx1−bx2 + 2y by−y2 + x1 y x1 b−y x2 y x2<br />
+ + + + + + y x1 b−y x1 y x2 b−y<br />
<br />
b−y<br />
+ x2<br />
Ud fra samme forudsætninger som brugt p˚a plade 1○ om brudliniernes forløb fra<br />
hjørner med ens indspændigndforhold betyder det, at x2 = x1 = y. Brudmomentet<br />
kan da, for b = 6,00 m og l = 7,35 m og ud fra samme fremgangsm˚ade som for plade<br />
1○, bestemmes til:<br />
m 2○<br />
f<br />
= 1,5938 · p<br />
Ved at benytte den fundne brudfigur fra plade 2○ og bæreevnen fra plade 1○ kan<br />
længdebjælkens højde findes.<br />
Der antages en bredde af bjælken p˚a bbj = 0,30 m, og at bjælkens underside armeres<br />
med fem Y20 armeringsjern med en karakteristisk trækstyrke p˚a 550 MPa.<br />
Dermed kan bjælkens bidrag til brudmomentet opstilles som funktion af afstanden<br />
fra trækresultanten til bjælkens overside — jf. figur M.4.<br />
∆M = As · σy · d<br />
Dette momentbidrag giver et tillæg til det indre arbejde p˚a:<br />
∆Ai = ∆M ·<br />
<br />
δ δ<br />
b · bbj<br />
+ · bbj = ∆M · δ ·<br />
y b − y<br />
by − y2 ∆Ai adderes til A 2○<br />
i , hvormed A 3○<br />
i findes. Ud fra ligevægt mellem indre og ydre<br />
arbejde kan et overslag p˚a bjælkens højde bestemmes.
M.1 Sammenligning 115<br />
Figur M.4: Bjælkens momentbidrag til pladens indre arbejde.<br />
Det er fundet, at afstanden fra trækresultanten til pladens overside skal være d =<br />
0,06737 ·p for at opn˚a samme styrke som de enkelte pladedele. Her er d fundet i [ m]<br />
for p indsat i [ kN/m 2 ].<br />
M.1 Sammenligning<br />
For at sammenligne de to konstruktioners materialeforbrug i forhold til belastningen,<br />
er det nødvendigt at lave et overslag p˚a pladernes tykkelse i de to opstillinger.<br />
Herefter kan størrelsen af kælderdækkets tværsnit i længderetningen bestemmes for<br />
begge opstillinger, hvorved betonforbrug og st˚alforbrug i de to tilfælde — med hhv.<br />
uden længdebjælke — kan sammenlignes.<br />
Et overslag p˚a pladernes tykkelse kan findes ud fra (M.1). Ved indsættelse af udtrykket<br />
for grænsemomentet findes da en pladetykkelse som funktion af belastningen<br />
(Teknisk St˚abi 2004).<br />
hvor<br />
t = <br />
800 · mf + 15 (M.1)<br />
t er overslaget p˚a pladens tykkelse [ mm]<br />
mf er grænsemomentet [ kNm]<br />
Dermed bliver tykkelsen for opstillingen med indsat længdebjælke følgende.
116 Skitseprojektering af kælderdæk<br />
t 1○ =<br />
<br />
800 · 0,6734 · p + 15 = 23,21 · √ p + 15<br />
P˚a samme m˚ade kan pladens tykkelse i opstillingen uden længdebjælke bestemmes,<br />
hvorved tabel M.1 for pladernes nødvendige tykkelse og bjælkens højde kan opstilles.<br />
For at f˚a reelle tal til udregning af tværsnittet indsættes en fiktiv last p˚a 1 kN/m 2 —<br />
resultaterne ses i tabel M.2. For at finde den samlede afstand fra bjælkens underside<br />
til oversiden af pladen tillægges en højde p˚a 30 mm, grundet et krævet dæklag p˚a<br />
20 mm — jf. bilag O — og armeringens radius p˚a 10 mm.<br />
Plade u. bjælke Plade m. bjælke Bjælke<br />
tykkelse 35,71 · √ p + 15 23,21 · √ p + 15 –<br />
højde – – 67,37 · p + 30<br />
Tabel M.1: Pladernes tykkelse og længdebjælkens højde som funktion af belastningen p<br />
[ mm].<br />
Plade u. bjælke Plade m. bjælke Bjælke<br />
tykkelse 50,71 38,21 –<br />
højde – – 97,37<br />
Tabel M.2: Pladernes tykkelse og længdebjælkens højde med fiktiv last p = 1 kN/m 2<br />
[ mm].<br />
Hermed kan betondækkets tværsnit over bygningens bredde findes med en kendt<br />
bredde af bygningen p˚a b = 7350 mm, ved at summere bjælkens og pladens arealer<br />
ved hjælp af (M.2) for opstillingen med indlagt længdebjælke og (M.3) for opstillingen<br />
uden bjælke. Der er forudsat brugt fem Y20 armeringsst˚al, hvilket giver et<br />
ekstra bidrag til armeringen for løsningen med længdebjælke.<br />
hvor<br />
Abeton,m = (b − bbj) · tpl,m + bbj · hbj − ∆As,bj<br />
Abeton,m er tværsnitsarealet af opstillingen med indlagt længdebjælke [ mm 2 ]<br />
∆As,bj er arealet af ekstra armeringsst˚al, der bruges i bjælken [ mm 2 ]<br />
(M.2)
M.2 Opsummering og valg 117<br />
bbj er bredden af bjælken [ mm]<br />
hbj er højden af bjælken [ mm]<br />
tpl,m er tykkelsen af pladen i opstillingen med indlagt længdebjælke [ mm]<br />
hvor<br />
Abeton,u = b · tpl,u<br />
Abeton,u er tværsnitsarealet af opstillingen uden længdebjælke [ mm 2 ]<br />
b er den indvendige bredde af bygningen [ mm]<br />
tpl,u er tykkelsen af pladen i opstillingen uden længdebjælke [ mm]<br />
Dermed bliver arealerne:<br />
Abeton,m =(7350 mm − 300 mm) · 38,21 mm<br />
+ 300 mm · 97,37 mm − 1570,8 mm 2<br />
=297,0 · 10 3 mm 2<br />
for opstillingen med længdebjælke og<br />
Abeton,u = 7350 mm · 50,71 mm = 372,7 · 10 3 mm 2<br />
for opstillingen uden længdebjælke.<br />
(M.3)<br />
Tværsnitsarealerne er listet i tabel M.3, hvorudfra en egentlig sammenligning af<br />
kælderopstillingerne kan foretages.
118 Skitseprojektering af kælderdæk<br />
Opstilling u. bjælke Opstilling m. bjælke<br />
Abeton [ m 2 ] 0,373 0,297<br />
∆As,bj [ m 2 ] – 1,57 · 10 −3<br />
mf [ kNm] 0,6734 1,5938<br />
Tabel M.3: Sammenligning af de to opstillinger for kælderkonstruktionen for en fiktiv<br />
last p = 1 kN/m 2 .<br />
M.2 Opsummering og valg<br />
Som det fremg˚ar af tabel M.3 er betonarealet ved opstillingen uden længdebjælke ca.<br />
25 % større end opstillingen med længdebjælke. Bjælken betyder et øget st˚alforbrug<br />
koncentreret i pladen. Det ses endvidere, at pladerne i opstillingen med længdebjælke<br />
skal dimensioneres for mindre end halvt s˚a stort et brudmoment som pladerne i<br />
opstillingen uden længdebjælke. Derudover har længdebjælken en afstivende virkning<br />
p˚a de to gavlkældervægge, der ved indlæggelse af længdebjælken skal optage<br />
et mindre moment fra jordtrykket.<br />
Ud fra ovenst˚aende betragtninger vurderes det, at opstillingen med længdebjælken<br />
vil være at foretrække ud fra et materialemæssigt og økonomisk synspunkt.
N<br />
Laster p˚a kælderkonstruktion<br />
Kælderkonstruktionen dimensioneres for egen- og nyttelaster fra hele bygningen. De<br />
statiske systemer for bjælkeelementerne kan ses p˚a figur N.1. P˚a figuren kan det ogs˚a<br />
ses, hvilke laster de enkelte bjælker skal dimensioneres for.<br />
Bjælkerne er insitustøbte, men regnes hver for sig. Dette giver en overdimensionering,<br />
hvilket der ses bort fra. Alternativt kunne brudlinieteorien benyttes til at dimensionere<br />
dem. Bjælkerne kunne ogs˚a regnes fast indespændte ved bjælkeenderne, da<br />
bjælkerne, dækkene og søjlerne støbes sammen. Dette ville ogs˚a give anledning til<br />
mindre snitkræfter.<br />
Der regnes p˚a to forskellige tværbjælker, da søjlerne medfører, at to tværbjælker<br />
spænder over to fag, hvorimod de øvrige spænder over et fag.<br />
I det følgende betragtes de enkelte laster, hvorefter den regningsmæssige last beregnes<br />
for de enkelte elementer. De regningsmæssige laster for bjælkerne og søjlerne<br />
kan først findes, n˚ar reaktionerne for pladerne er fundet.<br />
N.1 Egenlast<br />
Til beregning af egenlasterne benyttes en specifik tyngde p˚a ρbeton = 24 kN/m 3 ,<br />
hvilket gælder for armeret beton (DS 410 1998).<br />
Plade ved stueetagen<br />
Pladernes egenlast bestemmes, idet tykkelsen er 100 mm:<br />
Gplade,k = t · ρbeton = 0,10 m · 24 kN/m 3 = 2,4 kN/m 2
120 Laster p˚a kælderkonstruktion<br />
Figur N.1: Statiske systemer for bjælkerne samt angivelse af lasterne, som virker herp˚a.<br />
Betegnelserne bliver nævnt senere i afsnittet [mm].<br />
Udover pladernes egenlast skal der tages højde for et slidlag og lette skillevægge, der<br />
er frie permanente laster. Egenlasterne fra slidlaget og de lette skillevægge Gslid+væg,k<br />
er 1,0 kN/m 2 , der virker som en ækvivalent fladelast p˚a hele pladen (DS 410 1998).<br />
Tværbjælker<br />
Tværbjælkerne som spænder over to fag har dimensioner h × b = 400 × 250 mm,<br />
mens tværbjælker, som spænder over ét fag, har dimensioner h ×b = 500 ×420 mm.<br />
Egenlasten er dermed:<br />
Tværbjælker over to fag:<br />
Gtvær,2,k = 0,40 m · 0,25 m · 24 kN/m 3 = 2,4 kN/m
N.1 Egenlast 121<br />
Tværbjælker over ét fag:<br />
Gtvær,1,k = 0,50 m · 0,42 m · 24 kN/m 3 = 5,0 kN/m<br />
Da tværbjælkerne er placeret under hver bærende skillevæg, vil der være en egenlast<br />
fra selve bygningen, der p˚avirker tværbjælkerne. Denne egenlast Gbygn,k bestemmes<br />
ved tre bærende skillevægge samt tilhørende etagedæk, hvilket kan ses p˚a figur N.2.<br />
Etagedækkene fordeles ligeligt til hver tværbjælke samt gavlene, s˚aledes hvert dæk<br />
har en bredde p˚a 6 m.<br />
Figur N.2: Bygningens elementer der regnes som last p˚a tværbjælkerne [mm].<br />
Ud fra disse betragtninger beregnes bygningens egenlast p˚a tværbjælkerne. Skillevæggene<br />
regnes 2,77 m og 3,03 m høje samt med en bredde p˚a 0,27 m. Etagedækkene<br />
p˚a første og anden sal regnes med en tykkelse p˚a 0,22 m.<br />
6000mm<br />
Gbygn,k = Gbsvæg,k + Getage,k<br />
= ((2 · 2,77 m + 3,03 m) · 0,27 m + 2 · 0,22 m · 6,00 m) · 24 kN/m 3<br />
= 118,9 kN/m<br />
Herudover virker ogs˚a nyttelasten fra de ovenliggende etager og reaktionerne fra<br />
pladen som last p˚a tværbjælken.<br />
Længdebjælker<br />
Længdebjælkerne er 250 × 400 mm, hvormed egenlasten er 2,4 kN/m.
122 Laster p˚a kælderkonstruktion<br />
Herudover virker reaktionerne fra pladerne som last p˚a længdebjælkerne.<br />
N.2 Nyttelast<br />
Norm for last p˚a konstruktioner foreskriver, at der p˚a etageadskillelser for beboelseslejligheder<br />
regnes med en en fladelast qny,k p˚a 2,0 kN/m 2 . Halvdelen af lasten regnes<br />
som bunden, mens den resterende last regnes som fri last. Lastkombinationsfaktoren<br />
for nyttelasten er ψ = 0,5 i brudgrænsetilstanden og 1,0 i anvendelsesgrænsetilstanden.<br />
N.3 Lastkombinationer<br />
Ved beregning i brudgrænsetilstanden benyttes lastkombination 2.1, hvor partialkoefficienten<br />
for egenlasterne er 1,0 og for nyttelasterne 1,3 (DS 409 1998).<br />
For pladerne bliver den bundne last:<br />
qplade,b,d = 1,0 · Gplade,k + 1,3 · 0,5 · qny,k<br />
= 1,0 · 2,4 kN/m 2 + 1,3 · 0,5 · 2,0 kN/m 2 = 3,7 kN/m 2<br />
Den frie last er fundet til:<br />
qplade,f,d = 1,0 · Gslid+væg,k + 1,3 · 0,5 · qny,k<br />
= 1,0 · 1,0 kN/m 2 + 1,3 · 0,5 · 2,0 kN/m 2 = 2,3 kN/m 2<br />
Den totale last p˚a pladerne er dermed:<br />
qplade,d = 3,7 kN/m 2 + 2,3 kN/m 2 = 6,0 kN/m 2<br />
P˚a tilsvarende vis er de totale laster for de øvrige elementer fundet. Her er reaktionerne<br />
fra pladerne dog ikke medregnet, hvilket gøres under dimensioneringen af de<br />
enkelte elementer. Værdierne kan ses i tabel N.1.
N.3 Lastkombinationer 123<br />
Element Betegnelse Regningsmæssig last<br />
Plade qplade,d 6,0 kN/m 2<br />
Tværbjælker over ét fag qtvær,1,d − Rpl,1 135,9 kN/m<br />
Tværbjælker over to fag qtvær,2,d − Rpl,2 133,3 kN/m<br />
Længdebjælker qlængde,d − Rpl,3 2,4 kN/m<br />
Tabel N.1: Regningsmæssige laster p˚a elementerne i kælderkonstruktionen.<br />
I anvendelsesgrænsetilstanden skal der tages hensyn til permanent last og nyttelast.<br />
Ved nyttelasten benyttes kun de bundne laster. Ved materialestyrkerne benyttes de<br />
karakteristiske værdier. Her er det fundet, at det kun er lasten p˚a pladen, som ændres,<br />
da kun halvdelen af nyttelasten benyttes p˚a de ovenliggende etager, samtidigt<br />
med at lastkombinationensfaktoren ændres fra 0,5 til 1,0.
O<br />
Materialeegenskaber for<br />
kælderkonstruktionen<br />
Kælderkonstruktionen insitustøbes p˚a byggepladsen, hvorfor det er nødvendigt at<br />
benytte samme betontype og styrke. Derfor skal alt armeringsarbejdet ligeledes udføres<br />
p˚a byggepladsen, hvorfor armeringsst˚alet ogs˚a skal have samme styrke, da det<br />
kan være vanskeligt at skelne mellem forskellige styrker.<br />
Det er valgt, at der skal benyttes beton 30, der har en karakteristisk trykstyrke<br />
fck p˚a 30 MPa og en karakteristisk trækstyrke fctk p˚a 1,7 MPa. Den maksimale tilslagsstørrelse<br />
dg vælges til 16 mm. Betonens brudtøjning ǫcu sættes til 3,5 0/00 (DS<br />
411 1999) (DS 411 1999).<br />
Armeringen udføres i ribbest˚al, der benyttes ved slapt armerede betonkonstruktioner.<br />
Ribbest˚alets styrkeklasse er B550, hvilket svarer til en karakteristisk trækstyrke<br />
p˚a 550 MPa. Den karakteristiske trykflydespænding fyck sættes lig med fyk, idet<br />
det forudsættes, at armeringen ikke er koldvalset og koldtrukket (DS 411 1999). P˚a<br />
tegninger angives styrkeklassen med betegnelsen Y.<br />
De regningsmæssige styrker fremkommer af de karakteristiske styrker ved division<br />
med en partialkoefficient γ. Da der regnes med normal sikkerheds- og kontrolklasse<br />
findes partialkoefficienterne for st˚al hhv. armeret beton til γs = 1,3 hhv. γc = 1,65<br />
(DS 411 1999). Dermed kan de regningsmæssige styrker findes, hvilke er listet op i<br />
tabel O.1.<br />
Armeringsst˚alets karakteristiske elasticitetsmodul sættes til Esk = 2,0 · 10 5 MPa.<br />
Betonens begyndelseselasticitetsmodul E0k sættes til 36 · 10 3 MPa (Jensen 2004).<br />
De regningsmæssige elasticitetsmoduler findes p˚a tilsvarende vis som ved de regningsmæssige<br />
styrke. De regningsmæssige elasticitetsmoduler er ligeledes vist i tabel<br />
O.1.<br />
Kælderkonstruktionen udføres s˚aledes, at betonkonstruktionerne er placeret i tørt<br />
miljø, hvor der ikke er risiko for korrosion af armeringen. Dette medfører, at der kan
126 Materialeegenskaber for kælderkonstruktionen<br />
Armering Beton<br />
Træk fyd = 423,1 fctd = 1,0<br />
Tryk fycd = fyd fcd = 18,2<br />
E-modul Esd = 1,5 · 10 5 E0d = 21,8 · 10 3<br />
Tabel O.1: Regningsmæssige styrkeværdier for kælderkonstruktionen [ MPa].<br />
regnes med passivt miljøklasse. For passiv miljøklasse er den foreskrevne tykkelse af<br />
dæklaget 10 mm + tolerancetillæg, hvor tolerancetillægget vælges til 10 mm, hvilket<br />
anbefales i Norm for betonkonstruktioner.
P<br />
Detailprojektering af plader<br />
Forud for dimensionering af pladerne i kælderkonstruktionen ønskes de p˚aførte laster<br />
omregnet til grænsemomenter i pladen, hvilke skal være mindre end pladens<br />
brudmoment. Dette gøres ud fra b˚ade en øvreværdiløsning — brudlinieteorien — og<br />
ud fra en nedreværdiløsning — den normsatte fremgangsmetode (DS 411 1999).<br />
Pladerne dimensioneres efterfølgende for de fundne brudmomenter. Endvidere bestemmes<br />
reaktioner langs pladens rande samt de p˚a pladen virkende hjørnekræfter.<br />
P.1 Øvreværdiløsning<br />
Det ønskes at bestemme pladens bæreevne efter brudlinieteorien, som bygger p˚a<br />
øvreværdiløsningen. Pladen er indspændt langs to rande og simpelt understøttet<br />
langs de to øvrige rande, tilsvarende plade 1○ fra bilag M. Pladen kan ogs˚a ses p˚a<br />
figur N.1. Der antages et brudmønster som i bilag Q. Herved bestemmes indre og<br />
ydre arbejde for brudmekanismen:<br />
<br />
Ai = Ai(II) + Ai(IV) + Ai(V) + Ai(VI) + Ai(VII) + Ai(VIII) + Ai(IX)<br />
<br />
Ay =<br />
= mf · δ · lx1 − bx1 − 3bl − 2b 2<br />
p · δ · b<br />
6<br />
2x1 2 − 2bx1<br />
(3l − x1 − x2)<br />
Ved at minimere løsningen jf. fremgangsm˚aden i bilag Q er variablerne for en plade<br />
med b = 3,675 m og l = 6,00 m fundet til:
128 Detailprojektering af plader<br />
x1 = 2,023 m<br />
x2 = 2,478 m<br />
y = 1,652 m<br />
Den endelige brudfigur, hvor brudliniernes placering er optimeret, bliver da som p˚a<br />
figur P.1.<br />
Figur P.1: Pladens optimerede brudfigur.<br />
En øvreværdiløsning for pladens grænsemoment [ kNm] er fundet til mf = 0,6821 ·p<br />
for en fladelast p [ kN/m 2 ].<br />
Laster og materialeparametre for pladerne er hhv. beregnet og beskrevet i bilag N.<br />
Dermed er lasterne for fri, bunden hhv. total last:<br />
qplade,b,d = 3,7 kN/m 2<br />
qplade,f,d = 2,3 kN/m 2<br />
qplade,d = 6 kN/m 2<br />
For lasten qplade,d bliver brudmomentet, hvorudfra der skal dimensioneres, mf =<br />
4,09 kNm, gældende i begge retninger.
P.2 Nedreværdiløsningen 129<br />
P.2 Nedreværdiløsningen<br />
Følgende løsning er baseret p˚a nedreværdimetoden og er bestemt i henhold til Norm<br />
for betonkonstruktioner og (Jensen 2004).<br />
Pladens dimensioner og indspændingsforhold kan ses p˚a figur P.2. Pladen er som<br />
bekrevet i skitseprojektet dobbelt indspændt, hvilket betyder, at der er bøjning om<br />
flere akser, hvorfor der er lagt hovedarmering i x- s˚avel som y-retningen.<br />
Figur P.2: Pladens dimensioner med p˚ategnede momenter.<br />
Indspændingsmomenterne langs pladens rande er bestemt ved indspændingsgraden<br />
i:<br />
M1 = i1 · Mx<br />
M2 = i2 · My<br />
M3 = i3 · Mx<br />
M4 = i4 · My<br />
Inden momenterne kan findes, skal indspændingsgraden i bestemmes ved (P.1).<br />
⎧<br />
⎪⎨<br />
i ≤<br />
⎪⎩<br />
0,5<br />
0,64<br />
0,36+ q plade,f,d<br />
q plade,b,d<br />
(P.1)
130 Detailprojektering af plader<br />
Ved indsættelse af den bundne og den frie last giver (P.1) en indspændingsgrad p˚a<br />
i = 0,65, hvorfor indspændingsgraden vælges til i = 0,5 for de indspændte rande.<br />
Da der ikke er indspændingsmoment ved de sider, der er simpelt understøttet, er<br />
momenterne M3 og M4 lig nul. De øvrige indspændingsmomenter:<br />
M1 = i · Mx = 0,5 · Mx<br />
M2 = i · My = 0,5 · My<br />
De maksimale momenter — Mx og My — der skal armeres for, kan med tilstrækkelig<br />
nøjagtighed regnes at forekomme i pladens midte, hvor x = 0 og y = 0. Dermed kan<br />
der opstilles ligninger for de maksimale momenter.<br />
De simple momenter i pladen — Mx0 og My0 — findes af (P.2) og (P.3).<br />
Mx0 = Mx + 0,5 · (M1 + M3)<br />
= Mx + 0,5 · (i1 + i3) · Mx<br />
= 1,25 · Mx<br />
My0 = My + 0,5 · (M2 + M4)<br />
= My + 0,5 · (i2 + i4) · My<br />
= 1,25 · My<br />
(P.2)<br />
(P.3)<br />
Ved at differentiere en momentfordeling, der opfylder pladens ligevægtsligning, og<br />
indsætte udtrykkene i samme ligevægtsligning, opn˚as et udtryk for pladens ligevægtsligning<br />
(P.4) (Jensen 2004).<br />
0,5 · qplade,d · lx · ly =<br />
<br />
1 + 4 · ly<br />
<br />
· Mx0 + 1 + 4 · lx<br />
<br />
· My0<br />
lx<br />
ly<br />
(P.4)<br />
Ved at indsætte (P.2) og (P.3) i (P.4) kan der findes en sammenhæng mellem Mx og<br />
My.
P.3 Dimensionering af plade 131<br />
⇓<br />
0,5 · 6 kN/(m · m) · 3,675 m · 6 m =<br />
+<br />
<br />
1 + 4 ·<br />
<br />
3,675 m<br />
· 1,25 · My<br />
6 m<br />
9,41 · Mx + 4,31 · My = 66,15 kNm/m<br />
<br />
1 + 4 ·<br />
<br />
6 m<br />
· 1,25 · Mx<br />
3,675 m<br />
Herefter vælges forholdet mellem Mx og My. Da nedbøjningerne er proportionale<br />
med kvadratet p˚a spændvidden, vælges forholdet til (Jensen 2004):<br />
Mx = My · l2 y<br />
l2 x<br />
(6 m)<br />
= My ·<br />
2<br />
(3,675 m) 2<br />
= My · 2,67<br />
Hermed kan (P.4) løses med hensyn til Mx og My:<br />
Mx = 6,00 kNm/m<br />
My = 2,25 kNm/m<br />
P.3 Dimensionering af plade<br />
Efter at have fundet de maksimale momenter i pladen kan dens endelige dimensioner<br />
fastsættes, og den nødvendige armering bestemmes. Da momenterne imidlertid er<br />
blevet udregnet ved to metoder, vil dimensioneringen blive foretaget for nedre- og<br />
øvreværdiløsningen, hvorefter resultaterne sammenlignes, og et endelig designprofil<br />
for pladen vælges. Momenterne, som pladen skal dimensioneres for, kan ses i tabel<br />
P.1.<br />
Nedenst˚aende dimensioneringseksempel er foretaget for nedreværdiløsningen.<br />
Ved dimensioneringen anbefaler Norm for betonkonstruktioner, at pladens tykkelse<br />
ikke er mindre end 80 mm eller 1 af den mindste spændvidde (DS 411 1999). Dermed<br />
40<br />
bliver den anbefalede mindste tykkelse:
132 Detailprojektering af plader<br />
tplade,min = 1<br />
40 · lx =<br />
Mx [kNm/m] My [kNm/m]<br />
Øvreværdiløsning 4,09 4,09<br />
Nedreværdiløsning 6,00 2,25<br />
Tabel P.1: Momenter i x- hhv. y-retningen.<br />
3,675 m<br />
40<br />
= 0,094 m<br />
Pladens tykkelse vælges derfor til tplade = 100 mm.<br />
Pladerne dimensioneres efter bøjning i brudtilstanden, hvor brud fremkommer, hvor<br />
armeringen flyder, og tøjningerne i betonen er tilstrækkelig store, til at betonen<br />
knuses. Det forudsættes i dimensioneringen, at plane tværsnit forbliver plane.<br />
Den egentlige arbejdslinie for beton er ubekvem at beregne efter, hvorfor der benyttes<br />
simplifikationer af denne. Der anvendes en trykzone med konstant tryk lig<br />
· x og 0 p˚a resten, som vist p˚a figur P.3.<br />
trykbrudstyrken fcd p˚a den øverste 4<br />
5<br />
Figur P.3: Tværsnit ved brud.<br />
Ligevægt mellem tryk og træk er opstillet i (P.5).<br />
4<br />
5 · x · b · fcd = As · fyd<br />
(P.5)<br />
Ligeledes kan momentet om armeringen, der er lig brudbæreevnen, udtrykkes ved<br />
(P.6).<br />
M =<br />
<br />
d − 4<br />
<br />
· x · b ·<br />
10 4<br />
· x · fcd<br />
(P.6)<br />
5
P.3 Dimensionering af plade 133<br />
Det viser sig hensigtsmæssigt at indføre begrebet armeringsgrad ω (P.7) og den<br />
dimensionsløse faktor µ (P.9) ved dimensionering af pladen.<br />
ω = As · fyd<br />
b · d · fcd<br />
Hermed kan (P.5) omskrives til (P.8).<br />
(P.7)<br />
x = 5<br />
· ω · d (P.8)<br />
4<br />
µ =<br />
<br />
1 − 1<br />
<br />
· ω · ω (P.9)<br />
2<br />
Ved indsættelse af (P.8) og (P.9) i (P.6) kan bæreevnen omskrives til (P.10).<br />
M = µ · b · d 2 · fcd<br />
(P.10)<br />
Der skønnes en armering, hvorudfra den nødvendige armeringsmængde skal beregnes.<br />
Herunder skal minimumskrav for armeringen samt pladens bæreevne i forhold<br />
til den givne last qplade,d = 6,0 kN/m kontrolleres.<br />
Armeringsstængerne vælges til at have en diameter Ds,skøn = 10 mm, og ud fra de i<br />
bilag N omtalte materialeparametre kan den effektive højde beregnes:<br />
dskøn = tpl − dæklag − 0,5 · Ds,skøn<br />
= 100 mm − 20 mm − 5 mm<br />
= 75 mm<br />
Herefter findes de dimensionsløse faktorer ved at løse (P.10) mht. µ og (P.9) mht.<br />
ω:<br />
µx,skøn = Mx<br />
=<br />
b · d 2 · fcd<br />
6,00 · 10 6 Nmm/m<br />
10 3 mm/m · (75 mm) 2 · 18,2 N/mm 2<br />
= 0,06
134 Detailprojektering af plader<br />
ωx,skøn =<br />
<br />
<br />
1 − 2 · µ = 1 − 1 − 2 · 0,06 = 0,063<br />
Ved indsættelse af (P.8) i (P.6), findes et udtryk for det nødvendige armeringsareal:<br />
Asx,skøn =<br />
ω · d · b · fc,d<br />
fy,d<br />
= 0,063 · 75 mm · 103 mm/m · 18,2 N/mm 2<br />
423,1 N/mm 2<br />
= 204,6 mm 2 /m<br />
P˚a samme m˚ade findes et armeringsareal for armeringen i y-retningen til Asy,skøn =<br />
76,08 mm 2 /m. Den endelige værdi for armeringen i x- og y-retningen kan ses herunder<br />
og er bestemt ved iteration for at f˚a opfyldt minimumskrav og bæreevne, som<br />
bliver beskrevet i det følgende. Ud fra det endelige resultat kan det ogs˚a ses, at<br />
armeringsarealet i y-retningen skal øges meget for at overholde minimumskravene.<br />
Asx = Y 8 pr. 225 mm = 223,4 mm 2 /m<br />
Asy = Y 8 pr. 250 mm = 201,1 mm 2 /m<br />
Først kontrolleres det, at maskevidden overholder gældende normkrav (DS 411 1999):<br />
⎧<br />
⎪⎨ 10 · hplade<br />
2 · 225 mm + 2 · 250 mm = 950 mm <<br />
⎪⎩<br />
1200 mm<br />
Det ses at maskevidden overholdt. Herefter kontrolleres det, at brudmomenterne i<br />
x- hhv. y-retningen er større end de aktuelle momenter Mx og My. Dette gøres ved<br />
(P.10) og (P.7).<br />
dx = 100 mm − 20 mm − 4 mm = 76 mm<br />
ωx = 223,4 mm2 /m · 423,1 N/mm2 103 = 0,068<br />
mm/m · 76 mm · 18,2 N/mm2
P.3 Dimensionering af plade 135<br />
MRx = 0,068 · (1 − 0,5 · 0,068) · 10 3 mm/m · (76 mm) 2 · 18,2 N/mm 2<br />
= 6,94 · 10 6 Nmm/m = 6,94 kNm/m<br />
dy = 100 mm − 20 mm − 8 mm − 4 mm = 68 mm<br />
ωy = 201,6 mm2 /m · 423,1 N/mm2 103 mm/m · 68 mm2 = 0,069<br />
· 18,2 N/mm2 MRy = 0,069 · (1 − 0,5 · 0,069) · 10 3 mm/m · (68 mm) 2 · 18,2 N/mm 2<br />
= 5,59 · 10 6 Nmm/m = 5,59 kNm/m<br />
Ved at samle resultaterne i tabel P.2 ses det, at brudmomenterne i b˚ade x- og yretningen<br />
er tilstrækkelige.<br />
M [kNm/m] MR [kNm/m] Udnyttelsesgrad [%]<br />
x-retning 6,00 6,94 86,44<br />
y-retning 2,25 5,59 40,28<br />
Tabel P.2: Forhold mellem grænsemoment og brudmoment.<br />
Det ses af tabel P.2, at udnyttelsesgraden i y-retningen ikke er højere end 40,28 %.<br />
Denne kan godt udnyttes mere, hvilket dog vil medføre, at minimumsarmeringen,<br />
der nu kan beregnes, ikke vil være opfyldt.<br />
Minimumsarmeringen, for beton med en karakteristisk trykstyrke p˚a 30 MPa, skal<br />
overholde en minimumsarmeringsgrad p˚a ωmin = 0,034 (DS 411 1999). Dette kontrolleres<br />
ved indspændingen, hvor oversidearmeringen og dermed armeringsgraden er<br />
minimum halvdelen af den mindste armeringsgrad i undersiden. Dette kan ogs˚a ses<br />
senere i afsnittet, hvor oversidearmeringen beregnes. Armeringsgraden for oversiden<br />
ω2 kan beregnes som følgende (Jensen 2004):<br />
ω2 = 0,5 · ωx = 0,034
136 Detailprojektering af plader<br />
Da ω2 ≥ ωmin, overholdes minimumsarmeringen.<br />
Herefter kontrolleres bæreevnen ved (P.4).<br />
0,5 · qplade,Rd · 3,675 m · 6 m =<br />
+<br />
<br />
1 + 4 ·<br />
<br />
1 + 4 ·<br />
<br />
3,675 m<br />
· 1,25 · 5,59 kNm/m<br />
6 m<br />
<br />
6 m<br />
· 1,25 · 6,94 kNm/m<br />
3,675 m<br />
Det findes, at qplade,Rd = 8,11 kN/m 2 > qplade,d = 6 kN/m 2 , hvormed konstruktionen<br />
kan optage de virkende laster.<br />
Det er gennem beregningerne forudsat, at pladen er normalarmeret. Dette skal nu<br />
kontrolleres, da ligevægtsligningen og dermed beregningerne er anderledes, hvis pladen<br />
er overarmeret. Overgangen mellem normal- og overarmeret — det balancerede<br />
tværsnit — er det tværsnit, hvor betonens brudtøjning og st˚alets flydetøjning opn˚as<br />
samtidigt. Denne balance kan udtrykkes ved geometriske betragtninger p˚a figur P.4<br />
og udtrykkes ved (P.11).<br />
hvor<br />
xbal = ǫcu<br />
ǫcu + ǫy<br />
Figur P.4: Tøjninger i det balancerede tværsnit<br />
· d (P.11)<br />
ǫy er flydetøjningen for st˚al fundet ved ǫy = fyk<br />
Esk<br />
= 2,750/00<br />
Det balancerede tværsnits armeringsgrad kan udtrykkes ved (P.12), hvor (P.11) er<br />
indsat i (P.8).<br />
ωbal = 4<br />
5 ·<br />
ǫcu<br />
ǫcu + ǫy<br />
(P.12)
P.3 Dimensionering af plade 137<br />
Dermed bliver ωbal = 0,448, og da de øvrige armeringsgrader er herunder, konkluderes<br />
det, at pladen er normalarmeret. Dette betyder, at armeringens tøjning er<br />
mellem flyde- og brudtøjningen, n˚ar betonen knuses. Hermed opn˚aes ogs˚a et varslet<br />
brud.<br />
De samme beregninger er foretaget for øvreværdiløsningen, hvorved en tabel for den<br />
nødvendige armering kan opstilles, og de to løsninger kan sammenlignes. Tabel P.3<br />
viser armeringen.<br />
x-retning y-retning<br />
Nedreværdiløsning Y8 pr. 225 mm Y8 pr. 250 mm<br />
Øvreværdiløsning Y8 pr. 250 mm Y8 pr. 250 mm<br />
Tabel P.3: Armering i pladerne.<br />
Det ses af tabel P.3, at øvreværdisætningen giver en løsning, hvor der skal bruges<br />
mindre armering. Dette stemmer overens med teorien, om at nedreværdiløsningen<br />
er p˚a den sikre side, og øvreværdiløsningen tilsvarende er p˚a den usikre side. Herved<br />
benyttes armeringen fundet ved nedreværdiløsningen.<br />
P.3.1 Armering i oversiden<br />
Ved understøtninger og mellemunderstøtninger vil der være træk i oversiden af pladen,<br />
hvorfor der ligeledes skal armeres herfor. Den nødvendige armering i oversiden<br />
foreskrives i normen at være halvdelen af armeringen i undersiden. Det er ligeledes<br />
foreskrevet, hvor langt fra understøtningerne oversidearmeringen kan ophøre. Figur<br />
P.5 viser de normsatte krav for afkortning af oversidearmering (DS 411 1999).<br />
Dermed bliver de foreskrevne armeringsarealer i oversiden for hhv. x- og y-retningen:<br />
Asx,overside = 0,5 · Asx<br />
= 0,5 · 223,4 mm 2 /m<br />
= 111,9 mm 2 /m<br />
Asy,overside = 0,5 · Asy<br />
= 0,5 · 201,1 mm 2 /m<br />
= 100,6 mm 2 /m
138 Detailprojektering af plader<br />
Figur P.5: Placering af armering i over- og undersiden af en plade.<br />
Ved et valg af Y6 armeringsstænger pr. 250 mm i x-retningen og 275mm i y-retningen,<br />
f˚as armeringsarealerne, der kan ses i tabel P.4.<br />
x-retning y-retning<br />
Armering Y6 pr. 250 mm Y6 pr. 275 mm<br />
Nødvendig areal 111,9 mm 2 /m 100,6 mm 2 /m<br />
Aktuel areal 113,1 mm 2 /m 102,8 mm 2 /m<br />
Tabel P.4: Armeringsvalg i oversiden af pladen.<br />
Det ses af tabellen, at armeringen dermed er tilstrækkelig. Herefter skal armeringslængden<br />
fra understøtningernes kant udregnes jf. figur P.5. Dermed bliver de nødvendige<br />
længder af armeringen fra simple endeunderstøtningers og mellemunderstøtningers<br />
kant som i tabel P.5<br />
x-retning y-retning<br />
Pladens længde 3,675 m 6,00 m<br />
Armeringslængde v. mellemunderstøtninger 0,76 m 1,23 m<br />
Armeringslængde v. simple endeunderstøtninger 0,<strong>54</strong> m 0,88 m<br />
Tabel P.5: Nødvendige armeringsafstande fra understøtningers kant i pladens overside.<br />
P.3.2 Pladens reaktioner<br />
Efter pladen er dimensioneret, kan reaktionerne langs pladens rande findes ved (P.13)<br />
og (P.14). Reaktionerne benyttes til at bestemme lastoverførslen fra pladerne til
P.3 Dimensionering af plade 139<br />
længde- og tværbjælkerne. Først beregnes reaktionerne ved den højest mulige last,<br />
herefter findes reaktionerne for den dimensionsgivende last (DS 411 1999).<br />
r1<br />
r3<br />
r2<br />
r4<br />
⎫<br />
⎪⎬<br />
⎪⎭<br />
⎫<br />
⎪⎬<br />
⎪⎭<br />
= 1<br />
2 · qplade,d · lx − 4 · My0 · lx<br />
l2 ±<br />
y<br />
M1 − M3<br />
lx<br />
= 1<br />
2 · qplade,d · ly − 4 · Mx0 · ly<br />
l2 ±<br />
x<br />
M2 − M4<br />
ly<br />
(P.13)<br />
(P.14)<br />
Reaktionerne ses p˚a figur P.2. Reaktionen r1 bestemmes ud fra r1,max, der er fundet<br />
ud fra brudlasten qplade,Rd:<br />
rmax,1 = 1<br />
2 · 8,11 kN/m2 3,675 m<br />
· 3,675 m − 4 · 6,98 kNm/m ·<br />
(6,00 m) 2<br />
+ 0 kNm/m − 3,47 kNm/m<br />
3,675 m<br />
=11,10 kN/m<br />
Ved at sætte brudlasten i forhold til den dimensionsgivende last findes en skaleringsfaktor<br />
mellem reaktionen ved brudlasten og reaktionen ved den dimensionsgivende<br />
last:<br />
hvormed<br />
pd<br />
pmax,d<br />
= 6 kN/m2<br />
= 0,74<br />
8,11 kN/m2 r1 = 11,10 kN/m · 0,74 = 8,22 kN/m<br />
Ligeledes findes reaktionen for de øvrige rande:
140 Detailprojektering af plader<br />
r1 = 8,22 kN/m<br />
r2 = 6,94 kN/m<br />
r3 = 9,61 kN/m<br />
r4 = 6,25 kN/m<br />
Da pladerne ikke er ens gennem hele bygningen, er det nødvendigt for den videre<br />
dimensionering af bjælker at finde reaktionerne for pladen, der er inspændt langs tre<br />
rande. Herved kan den samlede last p˚a hver enkelt bjælke bestemmes. Reaktionerne<br />
for denne plade findes analogt til:<br />
r1 = 7,96 kN/m<br />
r2 = 7,18 kN/m<br />
r3 = 9,29 kN/m<br />
r4 = 7,18 kN/m<br />
Hvor to pladekanter mødes i et hjørne, vil der, grundet det vridende moment i pladen,<br />
virke to enkeltkræfter, hvis sum kaldes en hjørnekraft. Denne sum kan udtrykkes ved<br />
(P.15).<br />
Fhj = 0,5 · (Mx0 + My0) (P.15)<br />
Hvormed de maksimale hjørnekræfter findes til:<br />
Fhj,max = 0,5 · (8,67 kNm/m + 6,98 kNm/m) = 7,83 kN<br />
Værdien skaleres analogt med reaktionerne for at finde de dimensionsgivende hjørnekræfter:<br />
Fhj = 7,83 kN · 0,74 = 5,79 kN<br />
Hermed kendes alle reaktioner og kræfter i systemet. For at verificere beregningerne<br />
kontrolleres det, at lasten er lig reaktionerne.
P.3 Dimensionering af plade 141<br />
Last = lx · ly · pd<br />
= 6,00 m · 3,675 m · 6,0 kN/m 2 = 132,3 kN<br />
Reaktioner = ly · (r1 + r3) + lx · (r2 + r4) − 4 · Fhj<br />
= 6,00 m · (8,22 kN/m + 9,61 kN/m)<br />
+ 3,675 m · (6,94 kN/m + 6,25 kN/m) − 4 · 5,79 kN<br />
= 132,3 kN<br />
Reaktionerne overføres til bjælkerne som linielast. P˚a de yderste tværbjælker angriber<br />
s˚aledes r2 fra pladen indspændt langs to rande og r4 fra pladen indspændt langs<br />
tre rande. Tværbjælken nærmest gavlen belastes s˚aledes med 14,12 kN/m. De øvrige<br />
tværbjælker belastes med r2 og r4, begge fra pladen indspændt langs tre rande.<br />
Dermed bliver lastoverførsel til de øvrige tværbjælker 14,36 kN/m.<br />
P˚a længdebjælken angriber over første og sidste fag en last p˚a 2·r3 fundet for pladen<br />
indspændt langs to rande. P˚a bjælkens resterende del angriver en last p˚a 2·r3 fundet<br />
for pladen indspændt langs tre rande. De to laststørrelser er fundet til 19,22 kN/m<br />
hhv. 18,58 kN/m. Da værdierne ikke varierer nævneværdigt, vælges det at p˚aføre<br />
længdebjælken en jævnt fordelt linielast over hele bjælkens længde p˚a 19,22 kN/m<br />
for at forsimple de efterfølgende beregninger af længdebjælken.
Q<br />
Optimering af brudlinier<br />
Følgende bilag beskriver metoden til optimering af brudlinieplacering ved pladeberegninger<br />
efter brudlinieteorien. Afslutningsvist vurderes relevansen af en s˚adan<br />
optimering.<br />
Pladernes bæreevne bestemmes gennem øvreværdisætningen. I de fleste tilfælde vil<br />
et gæt ud fra øvreværdisætningen give en bæreevne, som ligger p˚a den usikre side af<br />
den faktiske bæreevne, da løsningen er kinematisk tilladelig men ikke nødvendigvis<br />
statisk tilladelig.<br />
For at finde den korrekte brudfigur for pladen opstilles det indre og ydre arbejde<br />
som funktion af brudliniernes placering. Herved kan udtrykket differentieres og brudliniernes<br />
placering kan findes, s˚aledes bæreevnen bliver mindst mulig — alts˚a den<br />
korrekte placering af brudlinierne og dermed ogs˚a den i følge øvreværdisætningen<br />
korrekte bæreevne.<br />
Figur Q.1: Skitse af en plades ydre hhv. indre arbejde.<br />
P˚a figur Q.1 ses den plade, som er udgangspunkt for optimeringen. Først opstilles et<br />
udtryk for pladens ydre arbejde. Pladedelenes bidrag til det ydre arbejde er opskrevet<br />
i det følgende.
144 Optimering af brudlinier<br />
A 1○ y = p · δ<br />
3 · b · x1 =<br />
p · δ<br />
6 (2bx1)<br />
A 2○ y = p · δ<br />
2 · b · (l − x1 − x2) =<br />
A 3○ y = p · δ<br />
3 · b · x2 =<br />
p · δ<br />
6 (2bx2)<br />
p · δ<br />
6 (3bl − 3bx1 − 3bx2)<br />
Det ydre arbejde summeres, hvorved følgende udtryk kan opskrives.<br />
<br />
Ay = A 1○ y + A 2○ y + A 3○ y<br />
= p · δ<br />
= p · δ · b<br />
6 (2bx1 + 3bl − 3bx1 − 3bx2 + 2bx2)<br />
6<br />
(3l − x1 − x2)<br />
For pladens mulige brudlinier kan det indre arbejde opstilles — hver brudlinie for<br />
sig. Brudmomentet i eventuelle brudlinier langs pladens rande regnes som mf , da 2<br />
der antages en armering i oversiden af pladen, som er halv s˚a stor som armeringen<br />
i pladens underside.<br />
Ai(I) = mf<br />
2<br />
Ai(II) = mf<br />
2 ·<br />
δ<br />
·<br />
y · l = mf<br />
l<br />
· δ ·<br />
2y<br />
δ<br />
b − y · l = mf · δ ·<br />
l<br />
2b − 2y<br />
Ai(III) = mf δ<br />
b<br />
· · b = mf · δ ·<br />
2 x1 2x1<br />
Ai(IV) = mf δ<br />
b<br />
· · b = mf · δ ·<br />
2 x2 2x2<br />
<br />
δ δ<br />
Ai(V) = mf · + · (l − x1 − x2) = mf · δ ·<br />
y b − y<br />
bl − bx1 − bx2<br />
by − y2 <br />
Ai(VI) = mf · δ ·<br />
Ai(VII) = mf · δ ·<br />
x1<br />
y<br />
+ y<br />
x1<br />
<br />
x1 b − y<br />
+<br />
b − y x1
Q.1 Relevans af optimering 145<br />
Ai(VIII) = mf · δ ·<br />
Ai(IX) = mf · δ ·<br />
x2<br />
y<br />
<br />
y<br />
+<br />
x2<br />
<br />
x2 b − y<br />
+<br />
b − y x2<br />
Summen af det indre arbejde afhænger af pladens indspændingsforhold.<br />
<br />
Ud fra de opskrevne udtryk for indre hhv. ydre arbejde kan udtrykket Ai = Ay løses<br />
med hensyn til p. Dette udtryk kan differentieres med hensyn til de givne variabler<br />
— x1, x2 og y. For at finde minimum sættes de differentierede ligninger lig nul,<br />
hvorved ligningssystemet med tre ligninger (Q.1) og tre ubekendte kan løses.<br />
∂p(x1,x2,y)<br />
∂x1<br />
= 0<br />
∂p(x1,x2,y)<br />
∂x2<br />
= 0<br />
Derved kan pladens eksakte brudfigur bestemmes.<br />
Q.1 Relevans af optimering<br />
∂p(x1,x2,y)<br />
∂y<br />
= 0 (Q.1)<br />
Ved bestemmelse af pladers bæreevne efter brudlinieteorien spiller brudliniernes placering<br />
en rolle for det n˚aede resultat. I det følgende søges det, at vise den valgte<br />
brudfigurs indvirkning p˚a den fundne bæreevne.<br />
Der tages udgangspunkt i en plade med dimensionerne l = 6,000 m og b = 3,675 m,<br />
som er indspændt langs to rande — en skitse af pladen ses p˚a figur Q.2.<br />
Figur Q.2: Plade indspændt langs to rande, simpelt understøttet langs de to øvrige.
146 Optimering af brudlinier<br />
Pladens indre hhv. ydre arbejde kan opskrives ud fra figuren:<br />
<br />
Ai = Ai(II) + Ai(IV) + Ai(V) + Ai(VI) + Ai(VII + Ai(VIII) + Ai(IX)<br />
<br />
Ay =<br />
= mf · δ · lx1 − bx1 − 3bl − 2b 2<br />
p · δ · b<br />
6<br />
2x1 2 − 2bx1<br />
(3l − x1 − x2)<br />
Den optimerede og mest korrekte løsning, hvor bæreevnen bliver mindst mulig, er<br />
fundet ved x1 = 2,023 m, x2 = 2,478 m og y = 1,652 m. Det vælges nu at holde x1<br />
og x2 fast p˚a disse værdier og lade y variere. Figur Q.3 viser pladens bæreevne som<br />
funktion af afstanden y.<br />
20<br />
15<br />
p 10<br />
5<br />
0<br />
0.0<br />
0.5<br />
1.0<br />
1.5<br />
Figur Q.3: Pladens bæreevne som funktion af brudliniernes placering.<br />
Som det ses af figur Q.3, har brudliniernes placering kun ringe indflydelse p˚a den<br />
fundne bæreevne, n˚ar blot placeringen ikke vælges helt ude ved pladens rande. Det<br />
kan tilsvarende vises, at bæreevnen p varierer analogt, n˚ar x1 hhv. x2 varieres.<br />
Det optimerede resultat for ovennævnte plade er en bæreevne p˚a p = 1,4661 · mf.<br />
Bæreevnen for et gæt, om at brudlinierne fra hjørnerne løber ud i en vinkel p˚a 45 ◦ ,<br />
bliver p = 1,5002·mf. Det vil sige, at bæreevnen fundet ud fra kvalificeret gæt ligger<br />
2,3 % højere end den optimerede løsning. Det vælges derfor ofte at se bort fra en<br />
optimering af brudfiguren, da en endelig detaildimensionering udføres efter den af<br />
gældende norm fastsatte nedreværdiløsning.<br />
y<br />
2.0<br />
2.5<br />
3.0<br />
3.5
R<br />
Dimensionering af bjælker<br />
I det følgende dimensioneres bjælkerne i kælderkonstruktionen. Dette være sig tværbjælkerne<br />
over ét og to fag samt længdebjælkerne. Bjælkerne dimensioneres i brudgrænsetilstanden.<br />
Herudover dimensioneres tværbjælken, der understøttes af en søjle,<br />
i anvendelsesgrænsetilstanden.<br />
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle<br />
Tværbjælkens tværsnit er valgt til h×b = 400×250 mm. I dette afsnit beregnes først<br />
snitkræfterne i bjælken ud fra et valgt indspændingsmoment, hvorefter længde- og<br />
bøjlearmeringen dimensioneres. Afslutningsvis beregnes vederlagets størrelse samt<br />
kontakttryk ved understøtningerne.<br />
R.1.1 Snitkræfter<br />
I bilag N er der redegjort for lasterne p˚a tværbjælken og dennes statiske system.<br />
Den regningsmæssige linielast qtvær,2,d findes ved at addere reaktionerne fra pladen<br />
til linielasten p˚a 133,3 kN/m. Reaktionernes betegnelser kan ses p˚a figur R.1, og<br />
værdierne kan ses i tabel R.1.<br />
Figur R.1: Betegnelse af reaktioner fra pladen p˚a længde- og tværbjælkerne [mm].
148 Dimensionering af bjælker<br />
Reaktion Rpl [ kN/m]<br />
R1<br />
R2<br />
R3<br />
R4<br />
14,1<br />
14,4<br />
19,2<br />
19,2<br />
Tabel R.1: Reaktioner fra pladen.<br />
Ud fra tabel R.1 kan den regningsmæssige last p˚a tværbjælken over to fag beregnes<br />
til 147,7 kN/m. Afstanden mellem understøtningerne LAB og LBC er 3,705 m. Det<br />
statiske system med reaktioner kan ses p˚a figur R.2.<br />
Figur R.2: Tværbjælkens statiske system.<br />
Dette statiske system er bestemt ved at placere understøtningerne, som det ses p˚a<br />
figur R.3. Understøtningerne er placeret s˚a reaktionerne i bjælken kan overføres<br />
til kældervæggen. Vederlagets dybde i bagmuren betegnes xv og beregnes senere i<br />
bilaget.<br />
Figur R.3: Placering af understøtninger i forhold til kældermuren og længdebjælken<br />
[mm].<br />
Tværbjælken betragtes som en kontinuert bjælke med et indspændingsmoment Mi<br />
over understøtning B. Indspændingsmomentet svarer numerisk til minimum 1/3 og<br />
højest det dobbelte af det maksimale moment Mmax i de tilstødende fag (DS 411<br />
1999). Dette krav kan skrives som (R.1).
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle 149<br />
1<br />
3 Mmax < |Mi| < 2 · Mmax<br />
(R.1)<br />
I de følgende beregninger er indspændingsmomentet sat til halvdelen af det maksimale<br />
moment. Da bjælken ikke regnes horisontalt belastet, er der ingen normalkræfter<br />
i bjælken. Herudover er snitkraftfordelingen p˚a hver side af understøtning B ens,<br />
da LAB=LBC og belastningen qtvær,2,d virker kontinuert over hele bjælken. Hermed<br />
betragtes det statiske system, som kan ses p˚a figur R.4.<br />
Figur R.4: Det statiske system mellem understøtning A og B.<br />
For at finde Mmax og Mi laves først et overslag p˚a det ønskede indspændingsmoment.<br />
Her regnes der med, at det maksimale feltmoment findes midt mellem understøtning<br />
A og B, selvom Mmax vil være forskudt lidt mod understøtning A. Dette giver<br />
følgende relation.<br />
Mi ≈ 1<br />
2 · Mmax ≈ 1<br />
· Mmidt<br />
2<br />
Momentet i bjælkemidten kan bestemmes ved superposition, hvilket er illustreret p˚a<br />
figur R.5. Indspændingsmomentet vil give anledning til et retliniet negativt momentforløb<br />
over bjælken. Da der regnes med, at der dannes et flydeled over understøtning<br />
B, kan momentforløbet mellem understøtningerne regnes som for en simpelt understøttet<br />
bjælke, hvilket ogs˚a kan ses p˚a figuren. Ved at addere de to momentforløb<br />
findes den aktuelle momentkurve, som kan ses p˚a figur R.5.<br />
Mmidt kan nu beregnes:<br />
Mmidt = − 1<br />
2<br />
⇓<br />
· 1<br />
2 · Mmidt + 1<br />
8 · qtvær,2,d · L 2 AB<br />
Mmidt = 1<br />
10 · qtvær,d · L 2 AB = 1<br />
10 · 147,7 kN/m · (3,705 m)2 = 202,7 kNm
150 Dimensionering af bjælker<br />
Figur R.5: Skitsering af momentfordelingen over tværbjælken.<br />
hvormed Mi ≈ −1 2Mmax ≈ −1 2Mmidt = −1 · 202,7 kNm = −101,4 kNm.<br />
2<br />
Det undersøges nu, hvordan bjælken kan armeres over understøtning B, s˚a det negative<br />
brudmoment kommer tæt p˚a det ønskede indspændingsmoment.<br />
Bjælkens flangebredde kan til hver side af kroppen højest sættes til 8hf. hf er højden<br />
af flangen svarende til pladens tykkelse, dvs. 8hf=800 mm (DS 411 1999). Der vælges<br />
dog kun en flangebredde til hver side p˚a 400 mm, da det senere viser sig, at en større<br />
flangebredde ikke er nødvendig. Den samlede flangebredde b bliver hermed 1050 mm.<br />
Tværsnittet kan ses p˚a figur R.6.<br />
Figur R.6: Bjælketværsnit uden armering [mm].<br />
Nu kan det nødvendige armeringsareal As,i til optagelse af det negative moment<br />
bestemmes ved (R.2) (Jensen 2004):<br />
hvor<br />
As,i ≈ T<br />
fyd<br />
= Mi<br />
fyd · z =<br />
Mi<br />
fyd · 0,81 · h<br />
(R.2)
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle 151<br />
T er trækresultanten [ N]<br />
z er afstanden fra trykzonens resultant C til T, jf. figur R.7 [ mm]<br />
h er bjælkens højde [ mm]<br />
Afstandene og spændingsfordelingen i bjælken kan ogs˚a ses p˚a figur R.7.<br />
Figur R.7: Definition af afstande og spændingsfordeling ved positivt moment.<br />
Ved indsættelse i (R.2) f˚as:<br />
As,i ≈<br />
101,4 · 10 6 Nmm<br />
423,1 MPa · 0,81 · 500 mm<br />
= 591,8 mm2<br />
Der vælges tre armeringsstænger Y16, hvilket giver et armeringsareal p˚a 603,2 mm 2 .<br />
De tre armeringsstænger placeres, som det kan ses p˚a figur R.8. Her er alle minimumsafstande<br />
overholdt ud fra materialeparametrene, som er beskrevet i bilag O.<br />
Herudover er der regnet med en bøjlediameter p˚a 8 mm (DS 411 1999).<br />
Nu findes størrelsen x via ækvivalensbetingelsen vandret projektion, n˚ar normalkraften<br />
er nul. x angiver afstanden fra undersiden af bjælken til nullinien. Trykzonens<br />
størrelse regnes dog kun som 0,8 · x, hvormed:<br />
N = 0 = −0,8 · x · b · fcd + As · fyd<br />
⇓<br />
x = As · fyd<br />
0,8 · b · fyd<br />
= 603,2 mm2 · 423,1 MPa<br />
0,8 · 250 mm · 18,2 MPa<br />
= 70,1 mm<br />
Herefter beregnes armeringstøjningen ǫs via (R.3), for at kunne undersøge om bjælken<br />
er normalarmeret.
152 Dimensionering af bjælker<br />
Figur R.8: Placering af armeringsstængerne i oversiden af bjælken over understøtning<br />
B [mm].<br />
ǫs = ǫcu ·<br />
d − x<br />
x<br />
P˚a figur R.8 kan d aflæses til 464 mm, hvormed:<br />
ǫs = 0,0035 ·<br />
464 mm − 70,1 mm<br />
70,1 mm<br />
= 19,7 0/00<br />
(R.3)<br />
Hermed sker der flydning i armeringen, da ǫs > ǫy,d = 2,75 0/00, hvilket der ogs˚a er<br />
forudsat. Brudtøjningen for armeringsst˚al ligger mellem 100 0/00 og 150 0/00, hvormed<br />
der ikke indtræffer brud i armeringen (Teknisk St˚abi 2004).<br />
Herefter kan det negative brudmoment over B, med den valgte armering beregnes<br />
via (R.4), hvor der er taget moment om trykzonens resultant C.<br />
|Mu,B| = As · fyd · (d − 0,4 · x) (R.4)<br />
ved indsættelse f˚as<br />
|Mu,B| = 603,2 mm 2 · 423,1 MPa · (464 mm − 0,4 · 70,1 mm) · 10 −6<br />
= 111,3 kNm<br />
Hermed vælges et indspændingsmoment p˚a 111,3 kNm, hvorefter snitkræfter og reaktioner<br />
kan bestemmes, s˚a den øvrige armering kan findes. Først tages moment om<br />
B + :
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle 153<br />
− RAV · LAB − Mi + 1<br />
2 · qtvær,2,d · L 2 AB = 0<br />
⇓<br />
RAV =<br />
1<br />
−111,3 kNm + · 147,7 kN/m · (3,705 m)2<br />
2<br />
3,705<br />
Da RAV = RCV kan RBV nu findes ved lodret ligevægt ↑ + :<br />
RAV + RBV + RCV − qtvær,2,d · (LAB + LBC) = 0<br />
⇓<br />
= 243,6 kN<br />
RBV = 147,7 kN/m · (3,705 m + 3,705 m) − 2 · 243,6 kN = 607,3 kN<br />
Det antages, at det maksimale moment findes, hvor forskydningskraften er nul, hvormed<br />
denne værdi af x kan findes. x regnes, som det kan ses p˚a figur R.9, hvor<br />
snitkræfterne ogs˚a er indtegnet.<br />
Figur R.9: Bestemmelse af snitkræfter i tværbjælken.<br />
RAV − qtvær,2,d · x1 + V = 0<br />
⇓<br />
x1 =<br />
243,6 kN<br />
147,7 kN/m<br />
= 1,65 m<br />
Herefter findes det maksimale moment.<br />
Mmax = RAV · x1 − qtvær,2,d · x 2 1 · 1<br />
2<br />
= 243,6 kN · 1,65 m − 147,7 kN/m · (1,65 m) 2 · 1<br />
2<br />
= 200,9 kNm
1<strong>54</strong> Dimensionering af bjælker<br />
Det kan nu ses, at kravet som fremg˚ar af (R.1) er overholdt, da<br />
67,0 kNm < 111,3 kNm < 401,8 kNm<br />
Følgende ligninger opstilles til beregning af forskydningskraften V og momentet M<br />
mellem understøtning A og B.<br />
M = 243,6 kN · x − 147,7 kN/m · x 2 · 1<br />
2<br />
(R.5)<br />
V = 147,7 kN/m · x − 243,6 kN (R.6)<br />
Momentkurven kan ses p˚a figur R.12 og betegnes M.<br />
R.1.2 Længdearmering<br />
Efter Mmax er fundet, kan den nødvendige armering i bjælken findes, hvor der er<br />
maksimalt moment. P˚a figur R.10 kan det ses, at der er to armeringsstænger i<br />
oversiden af bjælken, hvor der er maksimalt moment. Trykarmeringen beholdes af<br />
praktiske hensyn, s˚a bøjlearmeringen kan blive viklet rundt om den. Trykarmeringen<br />
medtages ikke i beregningerne, da de kun vil have en beskeden betydning, n˚ar<br />
bjælken er normalarmeret. Afstanden mellem tryk- og trækresultanten vil øges lidt<br />
(Jensen 2004). Beregningerne laves derfor, som det er gjort for armeringen over<br />
understøtning B.<br />
Det nødvendige armeringsareal As,i findes til 1172,4 mm 2 ved Mmax. Ud fra dette<br />
vælges tre armeringsstænger Y18 og to armeringsstænger Y16, hvilket giver et<br />
armeringsareal p˚a 1165,5 mm 2 . Dette er mindre end det nødvendige armeringsareal,<br />
men da dette kun er en overslagsberegning accepteres dette, hvis kravene for<br />
tøjningen er overholdt. Armeringens placering kan ses p˚a figur R.10, hvor forskydningsarmeringen<br />
ogs˚a er indtegnet. Af praktiske hensyn, kan det overvejes at bruge<br />
fem armeringsstænger Y18, s˚a armeringsstængerne ikke forveksles p˚a byggepladsen.<br />
Dette ses der dog bort fra i de kommende beregninger.<br />
Ved vandret ligevægt f˚as, at x = 32,3 mm. Herefter beregnes trækarmeringens tyngdepunkt<br />
fra undersiden af bjælken η, hvorefter tøjningen i stængerne kan beregnes.<br />
η = 2 · (8 mm)2 · π · 72 mm + 3 · (9 mm) 2 · π · 37 mm<br />
3 · (9 mm) 2 · π + 2 · (8 mm) 2 · π<br />
= 49,1 mm
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle 155<br />
Figur R.10: Placering af længdearmering ved Mmax. Snittet kan ses p˚a figur R.12 som<br />
snit A [mm].<br />
ǫs = 0,0035 ·<br />
500 mm − 49,1 mm − 32,3 mm<br />
32,3 mm<br />
= 45,4 0/00<br />
Det ses, at den fundne værdi er over flydetøjningen og under brudtøjningen, hvormed<br />
den aktuelle tøjning er acceptabel. Afslutningsvis beregnes brudmomentet til<br />
216,0 kNm, hvormed bøjningsbæreevnen ved understøtning B og ved Mmax er tilstrækkelig.<br />
For at udnytte længdearmeringen bedre afkortes de to øverste armeringsstænger Y16<br />
i undersiden af bjælken, hvilket kan ses p˚a figur R.12. Dette resulterer i tværsnittet,<br />
som kan ses p˚a figur R.11. Brudmomentet ønskes ogs˚a bestemt for dette tværsnit.<br />
Resultatet kan ses i tabel R.2.<br />
Figur R.11: Tværsnit uden de to øverste armeringsstænger i undersiden af bjælken og<br />
med tre armeringsstænger i oversiden af bjælken. Snittet kan ses p˚a figur R.12 som snit<br />
B [mm].
156 Dimensionering af bjælker<br />
Antal stænger Y18 3<br />
As[ mm 2 ] 763,4<br />
d[ mm] 463,0<br />
x[ mm] 21,1<br />
ǫs[ 0/00] 73,3<br />
MRd[ kNm] 146,8<br />
Tabel R.2: Resultater med tre armeringsstænger i undersiden af bjælken.<br />
Længdearmeringen i oversiden kan ligeledes afkortes til to armeringsstænger Y16.<br />
Her opn˚as et andet negativt brudmoment, hvilket kan ses i tabel R.3.<br />
Antal stænger Y16 2<br />
As[ mm 2 ] 402,1<br />
d[ mm] 464,0<br />
x[ mm] 46,7<br />
ǫs[ 0/00] 31,3<br />
MRd[ kNm] 75,8<br />
Tabel R.3: Resultater med to armeringsstænger i oversiden.<br />
Stederne, hvor armeringen kan afkortes, aflæses p˚a figur R.12. Her er den forskudte<br />
momentkurve og brudmomenterne ved de forskellige armeringer af tværsnittet<br />
indtegnet. Den forskudte momentkurve laves, da forskydningskraften giver et tillæg<br />
til trækkraften. Den forskudte momentkurve kan findes ud fra den aktuelle mo-<br />
mentkurve ved at forskyde den 1<br />
2<br />
· z · cot θ i den retning, hvor momentet øges. θ<br />
angiver betontrykkets vinkel med længdeaksen. Ved at sætte cot θ til 2,0, hvilket<br />
er den højest tilladte værdi, n˚ar længdearmeringen afkortes, undg˚as uacceptable<br />
forskydningsrevner i anvendelsesgrænsetilstanden (DS 411 1999). z varierer for de<br />
forskellige tværsnit, men alligevel benyttes kun én værdi for z over hele bjælken.<br />
Denne værdi findes ved Mmax, hvormed følgende værdier benyttes til beregning af<br />
z (Jensen 2004):<br />
z = h − η − 0,4 · x = 500 mm − 49,1 mm − 0,4 · 32,3 mm = 438,0 mm<br />
Hermed forskydes momentkurven 438,0 mm, hvilket kan ses p˚a figur R.12. Den<br />
forskudte momentkurve betegnes Ms,f.<br />
Stederne, hvor armeringen kan afkortes, findes ud fra forankringslængden lb og den<br />
forskudte momentkurve. Forankringslængden beregnes via (R.7).
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle 157<br />
hvor<br />
⎧<br />
⎪⎨<br />
lb =<br />
⎪⎩<br />
Figur R.12: Momentkurver og valg af længdearmeringen [mm].<br />
0,09 · Ø · fy,k<br />
ξ · fc,t,k<br />
30 · Ø<br />
ξ<br />
Ø er armeringens diameter [mm]<br />
ξ er forankringsfaktoren, som for ny tentorst˚al er 0,8<br />
Ved indsættelse for armeringsstængerne Y16 f˚as følgende:<br />
(R.7)
158 Dimensionering af bjælker<br />
⎧<br />
0,09 · 16 mm · 550 MPa<br />
⎪⎨<br />
= 582 mm<br />
0,8 · 1,7 MPa<br />
lb =<br />
30 ·16 mm<br />
⎪⎩ = 600 mm<br />
0,8<br />
Hermed er forankringslængden 600 mm. Ved optegning forbindes den fulde udnyttelse<br />
af armeringsjernene retliniet over forankringslængden, hvormed de skr˚a stykker<br />
p˚a figur R.12 fremkommer. For at bjælken har en tilstrækkelig bæreevne, skal den<br />
forskudte momentkurve Ms,f være dækket af armeringskurven Mu, hvilket ogs˚a er<br />
opn˚aet, hvormed længdearmeringen i bjælken er dimensioneret korrekt.<br />
R.1.3 Forskydningsarmering<br />
Ved beregning af forskydningsarmeringen skal det eftervises, at det skr˚a betontryk<br />
σc er mindre end den plastiske betonstyrke, hvorefter den nødvendige bøjlearmering<br />
kan beregnes.<br />
Ved kontrol af betontrykket skal forholdet i (R.8) være overholdt.<br />
hvor<br />
σc = τs,d ·<br />
<br />
cot θ + 1<br />
<br />
≤ νv · fc,d<br />
cot θ<br />
τs,d er forskydningsspændingen [MPa]<br />
(R.8)<br />
νv er en faktor som afhænger af betonens styrke og m˚aden, hvormed betonen p˚avirkes.<br />
Ved forskydningsp˚avirkning og med en karakteristisk betonstyrke p˚a<br />
30 MPa er νv = 0,55 (Jensen 2004)<br />
Forskydningsspændingen findes via (R.9).<br />
τ = − V<br />
b · z<br />
(R.9)<br />
Det skr˚a betontryk kontrolleres, hvor der er maksimal forskydning, hvilket er ved<br />
understøtning B. Her er V = 303,6 kN. z varierer for de forskellige tværsnit, men
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle 159<br />
for at forsimple beregningerne og stadig regne p˚a den sikre side, benyttes den mindste<br />
værdi for z, hvilken er fundet til 438 mm, hvor bjælken er mest armeret. Den<br />
maksimale forskydningsspænding kan nu beregnes:<br />
τmax = − 303,6 · 103 N<br />
250 mm · 438 mm<br />
= −2,77 MPa<br />
Forskydningsspændingernes variation mellem understøtning A og B kan ses p˚a figur<br />
R.13. Ved indsættelse i (R.8) benyttes den numeriske værdi af det maksimale<br />
betontryk, hvormed:<br />
2,77 MPa ·<br />
⇓<br />
<br />
2,0 + 1<br />
<br />
2,0<br />
6,9 MPa ≤ 10,0 MPa<br />
≤ 0,55 · 18,2 MPa<br />
Hermed er det skr˚a betontryk acceptabelt.<br />
Efterfølgende findes arealet af bøjlearmeringen As,t til 101 mm 2 ud fra bøjlernes<br />
diameter, som er p˚a 8 mm. Minimumsarmeringen at,min findes via (R.10).<br />
⎧<br />
⎪⎨ 0,7 · h<br />
at,min =<br />
⎪⎩ 5 · As,t · fy,k<br />
b · fc,t,k<br />
Ved indsættelse f˚as:<br />
⎧<br />
⎪⎨ 0,7 · 500 mm = 350 mm<br />
at,min =<br />
⎪⎩ 5 · 101 mm2 · 550 MPa<br />
= 6<strong>54</strong> mm<br />
250 mm · 1,7 MPa<br />
(R.10)<br />
Den mindste bøjleafstand vælges derfor til 350 mm. Forskydningsspændingen beregnes<br />
nu via (R.11).
160 Dimensionering af bjælker<br />
hvormed<br />
τ = As,t · fyd<br />
at · b<br />
τ = 101 mm2 · 423,1 MPa<br />
350 mm · 250 MPa<br />
· cot θ (R.11)<br />
· 2,0 = 0,98 MPa<br />
Da minimumsarmeringen ikke er tilstrækkelig over hele bjælken, opdeles omr˚adet,<br />
hvor minimumsarmeringen ikke er tilstrækkelig, i strækninger l = z · cotθ. For hver<br />
strækning dimensioneres bøjlearmeringen ud fra den mindste forskydningsspænding.<br />
z-værdien, der benyttes, er ved Mmax, hvormed delstrækningerne beregnes som:<br />
l = 438 mm · 2,0 = 876 mm<br />
Herefter beregnes skæringspunkterne mellem den aktuelle forskydningsspændingskurve<br />
og spændingen svarende til minimumsarmeringen. Dette gøres ved at indsætte<br />
(R.6) i (R.9).<br />
0,98 MPa = − 147,7 N/mm · x − 243,6 · 103 N<br />
250 mm · 438 mm<br />
⇓<br />
−0,98 MPa · 250 mm · 438 mm + 243,6 N<br />
x =<br />
147,7 N/mm<br />
= 923 mm<br />
147,7 N/mm · x − 243,6 N · 103<br />
− 0,98 MPa = −<br />
250 mm · 438 mm<br />
⇓<br />
0,98 MPa · 250 mm · 438 mm + 243,6 N<br />
x = = 2376 mm<br />
147,7 N/mm<br />
Ved understøtning A er delstrækningens længde tæt p˚a skæringspunktet mellem<br />
spændingen svarende til minimumsarmeringen og den aktuelle spænding. Der kunne
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle 161<br />
vælges en anden bøjleafstand for de sidste 57 mm, men af praktiske hensyn vælges<br />
en bøjleafstand, som svarer til spændingen en strækning fra understøtning A. Her<br />
er forskydningsspændingen 1,04 MPa, hvilket ud fra (R.11) giver:<br />
at = As,t · fyd<br />
τ · b<br />
· cot θ =<br />
101 MPa · 423,1 MPa<br />
1,04 MPa · 250 mm<br />
· 2,0 = 329 mm<br />
Af praktiske hensyn vælges en bøjleafstand p˚a 325 mm, som giver en spænding p˚a<br />
1,05 MPa, og da denne værdi er tæt p˚a minimumsarmeringen, benyttes de 325 mm<br />
ogs˚a i stedet for minimumsarmeringen. Dette kan ses p˚a figur R.13.<br />
Den nye x-værdi svarende til -1,05 MPa er 2428 mm. Ved at addere strækningen p˚a<br />
876 mm, skal der findes en anden bøjleafstand fra x = 3304 mm til understøtning<br />
B. Ved x = 3304 mm er τ = 2,23 MPa, hvilket giver en bøjleaftand p˚a 153 mm.<br />
Her vælges dog en bøjleafstand p˚a 150 mm, hvilket giver en tilladt spænding p˚a<br />
2,28 MPa. Spændingsfordelingen og bøjleafstandene er indtegnet p˚a figur R.13.<br />
Figur R.13: Forskydningsspændinger og bøjleaftande gennem tværbjælken over to fag<br />
[mm].
162 Dimensionering af bjælker<br />
R.1.4 Vederlag<br />
Ved understøtning A og B skal det undersøges, om der sker knusning af betonen.<br />
Understøtningen ved A er placeret 30 mm inde p˚a vederlaget og da kontakttrykket<br />
forudsættes at virke symmetrisk om understøtningen, er kontaktfladen AA =<br />
15000 mm 2 , hvilket giver følgende kontakttryk.<br />
σA,c = RAV<br />
AA<br />
= 243,6 · 103 N<br />
= 16,2 MPa<br />
15000 mm2 Da dette er mindre end betonens trykstyrke, sker der ikke knusning ved de to endeunderstøtninger.<br />
Ved B understøttes bjælken af søjlen med dimensionerne 250 ×<br />
250 mm, hvilket giver et kontakttryk p˚a 9,7 MPa.<br />
Ved understøtning A og B skal der ogs˚a regnes med en forankringslængde, da forskydningskraften<br />
giver et bidrag til trækkraften i armeringen, hvilket kan ses af<br />
(R.12) (Jensen 2004).<br />
hvor<br />
T = M<br />
z<br />
1<br />
+ V · (cotθ − cotα) (R.12)<br />
2<br />
α er vinklen mellem bøjlearmeringen og længdeaksen, hvilken er 90 ◦<br />
Ved understøtning A bliver trækkraften 243,6 kN, da momentet er nul. Den reducerede<br />
forankringslængde lr regnes ud fra den aktuelle spænding σs og armeringens<br />
flydespændingen ved (R.13).<br />
lr = l σs<br />
· Ø ·<br />
Ø fyd<br />
σs findes til:<br />
σs = V<br />
As<br />
= 243,6 · 103 N<br />
= 209,0 MPa<br />
1165,5 mm2 (R.13)
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle 163<br />
For armeringsstænger Y18 i beton 30 er l<br />
Ø<br />
lr = 37,5 · 18 mm ·<br />
209,0 MPa<br />
423,1 MPa<br />
= 333 mm<br />
= 37,5, hvormed<br />
Det ønskes, at vederlaget bliver s˚a lille som muligt. Norm for betonkonstruktioner<br />
foreskriver, at forankringslængden kan reduceres med 25 %, hvis bøjlearmeringen<br />
tredobles, hvormed forankringslængden kan reduceres til 230mm. Afstanden xv, som<br />
ses p˚a figur R.3, kan findes til:<br />
xv = 230 mm + 30 mm + 20 mm = 280 mm<br />
De 30 mm skyldes understøtningens placering, mens de sidste 20 mm kommer fra det<br />
ønskede dæklag. Grundet tredoblingen af bøjlearmeringen bliver afstanden mellem<br />
bøjlerne hermed 100 mm efter understøtningen. Resultaterne i det foreg˚aende afsnit<br />
kan ogs˚a ses p˚a tegning C104-14 og C104-17.<br />
R.1.5 Anvendelsesgrænsetilstand<br />
I anvendelsesgrænsetilstanden regnes den regningsmæssige linielast qtvær,2,a,d ved at<br />
addere reaktionerne fra pladen til linielasten p˚a 133,3 kN/m — belastningen fra<br />
ovenliggende etager jf. bilag N. Pladens reaktioner i anvendelsesgrænsetilstanden<br />
kan ses i tabel R.4. Ud fra denne betragtning findes den regningsmæssge linielast til<br />
qtvær,2,a,d = 143,8 kN/m.<br />
Reaktion Rpl,k [ kN/m]<br />
R1<br />
R2<br />
R3<br />
R4<br />
10,35<br />
14,1<br />
10,52<br />
14,1<br />
Tabel R.4: Reaktioner fra pladen.<br />
Bjælkens nedbøjning findes via αρ-metoden, hvor langtidsnedbøjningen bestemmes.<br />
Her regnes p˚a et revnet bjælketværsnit med trykarmering jf. figur R.14. Nedbøjningen<br />
regnes ved en forsimpling, hvor et fag betragtes som én understøttet bjælke.
164 Dimensionering af bjælker<br />
Dette giver et større maksimalt moment og hermed ogs˚a nedbøjning, hvormed nedbøjningen<br />
regnes p˚a den sikre side.<br />
Nedbøjningen bestemmes ved at løse (R.14), der er bjælkens differentialligning for<br />
en simpelt understøttet bjælke. Dette er en simplificeret og upræcis løsning, da<br />
brudmomentet varierer gennem bjælken grundet afkortningen af længdearmeringen.<br />
Herudover findes nedbøjningen via elastiske beregninger, tiltrods for at der benyttes<br />
plastiske beregninger ved dimensionering af bjælken.<br />
d2u M<br />
= −κ = −<br />
dx2 E · I<br />
(R.14) kan omskrives til (R.15) (Jensen 2004).<br />
hvor<br />
umax = 1<br />
· ασc,max · l<br />
10 x · Es<br />
2<br />
(R.14)<br />
(R.15)<br />
α er en forholdsfaktor mellem materialernes elasticitetsmoduler — for fck = 30 MPa<br />
er α = 17 (DS 411 1999)<br />
σc er betonspændingen [ MPa]<br />
x er trykzonens afstand m˚alt fra oversiden af bjælken [ mm]<br />
Es er armeringens elasticitetsmodul [ MPa]<br />
l er længden af bjælken [ mm]<br />
For at finde nedbøjningen beregnes betonspændingen σc,max ved (R.16).<br />
hvor<br />
σc,max = Mmax<br />
ϕb · bf · d 2<br />
ϕb er en dimensionsløs indført størrelse<br />
(R.16)
R.1 Tværbjælke understøttet af søjle 165<br />
Figur R.14: Bjælketværsnit samt skitsering af virkende tøjninger og spændinger.<br />
Det maksimale moment for den simpelt understøttede bjælke findes til 246,7 kNm:<br />
I (R.16) indg˚ar ydermere ϕb der bestemmes ved (R.17).<br />
ϕb = 1 1<br />
· β(1 −<br />
2 3 · β) + α · ρ0(1 − δ<br />
β )<br />
(R.17)<br />
β findes ved vandret projektion og med indførslen af nedenst˚aende sammenhænge:<br />
ρ = Asn<br />
bf · d<br />
ρ0 = Aso<br />
bf · d<br />
δ = d0<br />
d<br />
β = x<br />
d<br />
Vandret projektion giver:
166 Dimensionering af bjælker<br />
Asn · σsn = Aso · σso + 1<br />
2 · σc · x · bf<br />
⇓<br />
⎛<br />
<br />
⎞<br />
2(ρ0<br />
β = α(ρ + ρ0) ⎝<br />
· δ + ρ)<br />
1 + − 1⎠<br />
α(ρ0 + ρ) 2<br />
(R.18)<br />
Ved indsættelse af værdierne i tabel R.5 f˚as β = 0,24. Herefter kan ϕb findes til<br />
0,12 ved indsættelse af β i (R.17). Ved sammenhængen mellem β, d og x findes<br />
x = 109 mm. Dette overstiger flangen bredde, hvilket accepteres, s˚a længe flangens<br />
bredde ikke overstiges med mere end 25 % (Jensen 2004). Grunden til at x bliver<br />
større ved disse beregninger, skyldes at der i brudgrænsetilstanden er regnet med<br />
en rektangulær spændingsfordeling i trykzonen — dog kun over 0,8 · x — hvorimod<br />
der er i disse beregninger regnes med en trekantet spændingsfordeling.<br />
Asn [ mm 2 ] Aso [ mm 2 ] bf [ mm] d [ mm] d0 [ mm]<br />
1165 402 1050 450,9 36<br />
Tabel R.5: Værdier til beregning af ϕb og dermed maksimal betonspænding.<br />
Betonspændingen beregnes herefter ved (R.16) til σc,max = 9,6 MPa. Nu kan nedbøjningen<br />
bestemmes ved (R.15):<br />
umaks = 1 σc<br />
· α · l<br />
10 x · Es<br />
2<br />
= 1 239,5 · 10<br />
· 17<br />
10 6 Nmm<br />
266,0 mm · 2 · 105 MPa<br />
= 10,2 mm<br />
· (3650 mm)2<br />
Der findes ikke specifikke krav til maksimal nedbøjning, da dette vil afhænge af<br />
flere forskellige faktorer — hvor en helhedsvurdering for hver enkelt konstruktion<br />
er nødvendig. Derimod benyttes en vejledende værdi for maksimal nedbøjning, der<br />
ønskes overholdt (DS 412 1998):<br />
l 3,65 mm<br />
=<br />
400 400<br />
= 9,1 mm<br />
Hermed er den aktuelle nedbøjning lidt for stor, hvilket dog accepteres, da kravet<br />
er vejledende.
R.2 Tværbjælke uden søjle 167<br />
R.2 Tværbjælke uden søjle<br />
Tværbjælkens dimensioner er valgt til at være h × b = 500 × 420 mm. Beregningsprincippet<br />
er som for tværbjælken over to fag, dog uden at der forekommer tryk i<br />
oversiden, hvorfor resultaterne i det følgende afsnit hovedsageligt vises i tabeller.<br />
R.2.1 Længdearmering<br />
I bilag N er der redegjort for lasterne p˚a denne tværbjælke, og den regningsmæssige<br />
linielast qtvær,1,d findes igen ved addition af reaktionerne fra pladen til den virkende<br />
linielast. Ud fra bilag N og tabel R.1 er denne fundet til 150,0 kN/m.<br />
P˚a figur R.15 ses tværbjælkens statiske system — afstanden mellem understøtningerne<br />
er LAB = 7,43 m. Understøtningerne er placeret 40 mm inde p˚a vederlaget,<br />
hvormed bjælkelængden er ændret i forhold til tværbjælken over to fag, s˚a bjælkens<br />
reaktioner kan overføres til kældervæggene.<br />
Figur R.15: Tværbjælkens statiske system.<br />
Det nødvendige armeringsareal As bestemmes ved (R.2), hvormed det maksimale<br />
moment skal beregnes. For en simpelt understøttet bjælke optræder dette ved<br />
bjælkens midte og er her Mmax = 1035 kNm. Hermed findes As = 5033 mm 2 .<br />
For at opfylde det krævede armeringsareal indlægges to lag armeringsstænger med<br />
fire stk. Y30 i hvert lag. Af praktisk hensyn mht. montering af forskydningsarmering<br />
indlægges to Y16 armeringsstænger i bjælkens overside. Armeringsstængerne<br />
er placeret som vist p˚a figur R.16 — minimumsafstande er overholdt jf. gældende<br />
normkrav (DS 411 1999).<br />
Armeringstøjningen og brudmomentet ved maksimal armering ønskes overholdt og<br />
er beregnet til 26,8 0/00 hhv. 1143 kNm ved (R.3) hhv. (R.4). I tabel R.6 ses bestemte<br />
indgangsparametre til de foretagede beregninger.
168 Dimensionering af bjælker<br />
Figur R.16: Placering af armeringsjern ved Mmax [mm].<br />
Armeringstøjning Brudmoment<br />
Flangebredde [ mm] x [ mm] η [ mm] As [ mm 2 ]<br />
2040 80,3 90 5655<br />
Tabel R.6: Resultater til beregning af armeringstøjning og brudmoment.<br />
Hermed kan det konkluderes, at der sker flydning i armeringen samtidig med, at den<br />
gældende brudtøjning er overholdt (Teknisk St˚abi 2004). Derudover er det vist, at<br />
bøjningsbæreevnen ved Mmax er tilstrækkelig.<br />
For at udnytte længdearmeringen i undersiden af bjælken p˚a bedst mulig vis afkortes<br />
denne til seks armeringsjern. Armeringsjernene afkortes ud fra det gældende brudmoment,<br />
forankringslængden og den forskudte momentkurve. Her er forankringslængden<br />
lb = 1125 mm, og den aktuelle momentkurve er forskudt z = 477,9 mm.<br />
Dette resulterer i et nyt snit, der betegnes snit B, udover det ovenfor gennemg˚aede<br />
snit A. Resultaterne fra det nye snit ses i tabel R.7. Egentlig vil der være mulighed<br />
for at afkorte armeringen yderligere, men af praktiske hensyn er dette undladt,<br />
da det kun vil dreje sig om ca. 300 mm i hver ende. P˚a figur R.17 ses, hvordan<br />
længdearmeringen afkortes samt de ovenfor omtalte snit.<br />
Da den forskudte momentkurve Ms,f er dækket af armeringskurven Mu, har tværbjælken<br />
dermed en tilstrækkelig bæreevne mht. længdearmering.
R.2 Tværbjælke uden søjle 169<br />
Antal stænger Y30 6<br />
As[ mm 2 ] 4241,0<br />
d[ mm] 520,0<br />
x[ mm] 60,3<br />
ǫs[ 0/00] 38,1<br />
MU,b[ kNm] 889,8<br />
R.2.2 Forskydningsarmering<br />
Tabel R.7: Resultater for snit B.<br />
Først kontrolleres betontrykket i bjælken, hvor (R.8) skal være overholdt. Den maksimale<br />
forskydningsspænding beregnes via (R.9) til τmax = 2,73 MPa, idet den maksimale<br />
forskydningskraft er -557,3 kN — fundet ved bjælkens understøtning A. Herved<br />
f˚as:<br />
6,8 MPa ≤ 10,0 MPa<br />
Hvormed det skr˚a betontryk er acceptabelt.<br />
Forskydningskræfter, forskydningsspændinger, brudspændinger og bøjleafstande er<br />
beregnet jf. tabel R.8. Forskydningskræfter er bestemt ved at indlægge et snit efter<br />
understøtning A med x g˚aende mod højre, og derefter benytte ligevægtsligningen<br />
ved lodret projektion. De resterende parametre er bestemt ved (R.9) og (R.11), idet<br />
bjælken er inddelt i omr˚ader, hvor armeringen ikke er tilstrækkelig p˚a l = 972 mm.<br />
Herved kan bæreevnen af armeringen afbildes med den aktuelle forskydningsspænding<br />
i bjælken, hvilket ses p˚a figur R.18.<br />
Det er af praktiske˚arsager valgt at ændre længderne, som er gældende for den dertil<br />
beregnede bøjleafstand. Herved opn˚as, at opførelsesarbejdet simplificeres dog med<br />
den bekostning, at forskydningsarmeringen enkelte steder er overdimensioneret.<br />
R.2.3 Vederlag<br />
Afslutningsvist er forholdene ved bjælkens understøtninger undersøgt mht. knusning<br />
af betonen samt nødvendig forankringslængde. I tabel R.9 ses indgangsparametre<br />
for beregning af kontakttrykket mellem bjælken og understøtningen, der er fundet<br />
til σA,c = 16,6 MPa. Hermed indses det, at der ikke sker knusning af betonen ved<br />
understøtningerne, da kontakttrykket ikke overstiger betonens trykstyrke fcd.
170 Dimensionering af bjælker<br />
Figur R.17: Momentkurver og valg af længdearmering [mm].<br />
Beregnet størrelse Endelig valgt størelse<br />
V [ kN] τs,d [ MPa] at,1 [ mm] at,2 [ mm] τmin,d [ MPa]<br />
Minimumsarmering − 0,52 389 380 0,53<br />
x = 2043 mm −252,2 1,24 164,1 160 1,27<br />
x = 1062 mm −398 1,95 104,4 100 2,03<br />
x = 90 mm −<strong>54</strong>3,8 2,66 76,5 75 2,71<br />
Tabel R.8: Resultater vedrørende forskydningsarmering.<br />
I tabel R.10 ses resultaterne til beregning af den nødvendige forankringslængde ved<br />
understøtningerne.<br />
Hermed bliver xv = 302 mm.<br />
R.3 Længdebjælke<br />
Længdebjælkens dimensioner er valgt til at være h ×b = 400 ×250 mm. Beregningsprincippet<br />
er som for de øvrige bjælker, hvorfor resultaterne hovedsageligt vises i<br />
tabeller.
R.3 Længdebjælke 171<br />
Figur R.18: Forskydningsspændinger og bøjleaftande gennem tværbjælken over ét fag<br />
[mm].<br />
AA [ mm 2 ] RA[ N]<br />
33600 557,3 · 10 3<br />
Tabel R.9: Resultater til beregning af kontakttryk mellem tværbjælke og understøtning.<br />
R.3.1 Længdearmering<br />
I bilag N er der redegjort for lasterne p˚a længdebjælken, og den regningsmæssige<br />
linielast qlængde,d findes til 21,6 kN/m.<br />
P˚a figur R.19 ses længdebjælkens statiske system. Understøtningerne er placeret<br />
30 mm inde p˚a vederlaget.<br />
P˚a figur R.20 ses momentkurven for konstruktionen efter et valgt indspændingsmoment<br />
p˚a 166,0 kNm. Dette opn˚as ved at placere tre armeringsstænger Y20 i oversiden<br />
af bjælken. Resultaterne for de tre armeringsstænger i oversiden og de to armeringsstænger,<br />
der benyttes i dele af bjælken, kan ses i tabel R.11.<br />
Der er valgt tre forskellige placeringer af armeringen i undersiden af bjælken, hvilket<br />
kan ses p˚a figur R.20. Her f˚as resultaterne, som kan ses i tabel R.12.
172 Dimensionering af bjælker<br />
T [ N] As [ mm 2 ] σs [ MPa] lr [ mm]<br />
557,3 · 10 3 98,6 16,6 262,2<br />
Tabel R.10: Resultater for beregning af nødvendig forankringslængde ved<br />
understøtningerne.<br />
Figur R.19: Længdebjælkens statiske system [mm].<br />
For at udnytte længdearmeringen bedst afkortes armeringsjernene, s˚a længderne bliver<br />
s˚a praktiske som muligt, hvilket ogs˚a kan ses p˚a figur R.20. Her er der brugt en<br />
forankringslængden p˚a 750 mm for Y 20 og 600 mm for Y 16. Den aktuelle momentkurve<br />
er forskudt med 419 mm.<br />
Da den forskudte momentkurve Ms,f er dækket af armeringskurven Mu, har længdebjælken<br />
dermed en tilstrækkelig bæreevne mht. længdearmering.<br />
R.3.2 Forskydningsarmering<br />
Den maksimale forskydningsspænding beregnes via (R.9) til τmax = 1,37 MPa, idet<br />
den maksimale forskydningskraft er 143,7 kN — fundet ved understøtning B. Herved<br />
f˚as:<br />
Antal stænger Y20 3 2<br />
As[ mm 2 ] 942,5 628,3<br />
d[ mm] 460,0 460,0<br />
x[ mm] 106,0 73,0<br />
ǫs[ 0/00] 11,2 18,6<br />
Mu,b[ kNm] 166,0 114,5<br />
Tabel R.11: Resultater for armeringen i oversiden af bjælken.
R.3 Længdebjælke 173<br />
Antal stænger Y20 6 3 3<br />
Antal stænger Y16 0 2 0<br />
As[ mm 2 ] 1820,8 1296,7 942,5<br />
d[ mm] 440,0 448,6 460<br />
x[ mm] 52,2 37,2 25,8<br />
ǫs[ 0/00] 26 38,7 58,9<br />
MU,b[ kNm] 334,3 246,7 179,3<br />
Tabel R.12: Resultater for armeringen i undersiden af bjælken.<br />
Figur R.20: Momentkurver og valg af længdearmeringen [mm].<br />
3,43 MPa ≤ 10,0 MPa<br />
Hvormed det skr˚a betontryk er acceptabelt.<br />
Forskydningsspændingerne over bjælken kan ses p˚a figur R.21. Den mindste bøjleafstand<br />
er beregnet til 350 mm, hvilket giver en tilladt spænding p˚a 0,98 MPa. P˚a<br />
figuren kan det ses, at bøjleafstanden er mindsket til 275 mm ved understøtning<br />
B, hvilket giver en tilladt spænding p˚a 1,24 MPa. Strækningen med denne bøjleafstand<br />
er valgt til en praktisk mulig afstand og ud fra kravet om, at der ikke m˚a<br />
være nogle delstrækninger, hvis mindste spænding overstiger den tilladte spænding.<br />
Delstrækningerne l er beregnet til 838 mm.
174 Dimensionering af bjælker<br />
Figur R.21: Forskydningsspændinger over bjælken samt valg af bøjlearmering [mm].<br />
R.3.3 Vederlag<br />
Afslutningsvist er forholdene ved bjælkens understøtninger undersøgt mht. knusning<br />
af betonen samt nødvendig forankringslængde. Den maksimale kontaktspænding er<br />
fundet til 7,7 MPa. Hermed indses det, at der ikke sker knusning af betonen ved<br />
understøtningerne, da kontakttrykket ikke overstiger betonens trykstyrke fcd.<br />
Den nødvendige forankringslængde er fundet til 246 mm, ved at tredoble bøjlearmeringen<br />
ved kældermurene, hvilket giver en bøjleafstand p˚a 100 mm. Det samlede<br />
vederlag bliver ialt 296 mm.
S<br />
Dimensionering af søjle<br />
I dette bilag dimensioneres de to søjler, der skal bære længdebjælken, som beskrevet<br />
i afsnit 10.4 og vist p˚a figur 10.2. Søjlerne har en længde l p˚a 2,5 m og er kvadratisk<br />
opbygget med sidelængder p˚a 250 × 250 mm.<br />
I henhold til Norm for betonkonstruktioner kan armerede søjler ved husbygning,<br />
der er insitustøbt i ét med bjælker eller plader, beregnes som centralt belastede,<br />
hvis søjlens normalkraft forøges med en faktor, der tager hensyn til excentrisk last.<br />
Da søjlerne belastes af en gennemg˚aende bjælke, benyttes en faktor p˚a 1,25 (DS<br />
411 1999).<br />
Søjlen belastes med en punktlast p˚a 880,6 kN, der er fundet ved at addere den<br />
bestemte reaktion ved understøtning B jf. afsnit R.1.1 og R.3. Dette betyder, at<br />
søjlerne skal overføre en last p˚a:<br />
Nsd = 880,6 kN · 1,25 = 1100,8 kN<br />
Søjlerne regnes simpelt understøttet, som vist p˚a figur S.1, hvor et tværsnit af søjlerne<br />
ogs˚a er vist. Dermed er den fri søjlelængde ls lig med søjlens længde l.<br />
Søjlernes tværsnitskonstanter kan ses i tabel S.1.<br />
ls[ mm] Ac[ mm 2 ] i[ mm]<br />
2,5 · 10 3 6,25 · 10 4 72,2<br />
Tabel S.1: Tværsnitskonstanter for betonsøjlerne.<br />
Den regningsmæssige værdi af den kritiske betontrykspænding σcrd for en armeret,<br />
centralt belastet søjle bestemmes af (S.1) (DS 411 1999).
176 Dimensionering af søjle<br />
hvor<br />
σcrd =<br />
Figur S.1: Søjlernes statiske system samt deres tværsnit [ mm].<br />
fcd<br />
1 + fcd<br />
π2 · λ2<br />
·E0crd<br />
fcd<br />
π2 ·E0crd er en faktor, der er bestemt til 1,1 · 10−4 for beton 30 (DS 411 1999)<br />
(S.1)<br />
λ er forholdet mellem den frie søjlelængde ls og tværsnittets inertiradius i i udbøjningsretningen<br />
Ved indsættelse af værdier i (S.1) f˚as den kritiske betontrykspænding til:<br />
σcrd =<br />
18,18 N/mm2 1 + 1,1 · 10−4 · (<br />
2500 mm<br />
72,2 mm<br />
)2 = 16,06 MPa<br />
Den regningsmæssige værdi af søjlens kritiske normalkraft Ncrd bestemmes ved (S.2),<br />
idet der ikke benyttes overlapningsstød.
hvor<br />
⎧<br />
⎪⎨<br />
Ncrd ≤ σcrd · Ac + fycd · As<br />
⎪⎩ 2 · σcrd · Ac<br />
As er armeringsarealet<br />
σcrd · Ac · (1 + α · ρ)<br />
ρ er armeringsforholdet As<br />
Ac<br />
177<br />
(S.2)<br />
α er forholdet mellem de regningsmæssige elasticitetkoefficienter for betonen og armeringen.<br />
I dette tilfælde er α = 17 for beton 30 (DS 411 1999)<br />
I Norm for betonkonstruktioner er minimumskravet til søjlernes længdearmering, at den<br />
mindst skal udgøre 0,75% af det nødvendige betontværsnit. Derfor skal længdearmeringsarealet<br />
mindst være:<br />
As,min = 0,75 · 10 −2 · Nsd<br />
σcrd<br />
= 0,75 · 10 −2 · 1100,8 · 103 N<br />
= 523,9 mm2<br />
15,76 N/mm2 For at afgøre om dette krav er overholdt bestemmes det nødvendige armeringsareal As<br />
ved (S.2), idet lasten Nsd sættes lig den kritiske normalkraft for søjlen Ncrd:<br />
⎧<br />
⎪⎨ 16,06 N/mm<br />
1100,8 kN ≤<br />
⎪⎩<br />
2 · 6,25 · 104 mm2 · (1 + 17 ·<br />
16,06 N/mm2 · 6,25 · 104 mm2 + 423,1 N/mm2 · As ⇒ As ≥ 229,4 mm2 2 · 16,06 N/mm2 · 6,25 · 104 mm2 = 2007,5 kN<br />
As<br />
6,25·104 mm2) ⇒ As ≥ 355,5 mm2 Dermed skal der anvendes et armeringsareal As p˚a mindst 523,9 mm 2 , hvilket svarer til<br />
minimumskravet (DS 411 1999). Ud fra det beregnede armeringsareal kan der findes en<br />
diameter p˚a længdearmeringen. Det er valgt, at der skal bruges fire stk. længdearmering,<br />
hvilket fremg˚ar af figur S.1. Den nødvendige diameter p˚a længdearmeringen bliver dermed:<br />
dlængdearm =<br />
<br />
As<br />
π =<br />
<br />
523,9 mm2 π<br />
= 12,9 mm<br />
Den nærmeste standard diameter for armeringsst˚al er 14 mm. Placeringen af længdearmeringen<br />
er vist p˚a figur S.1.
178 Dimensionering af søjle<br />
Bøjlearmering<br />
Søjlernes længdearmering skal ifølge Norm for betonkonstruktioner fastholdes mod udknækning<br />
vha. bøjler. Bøjlearmeringen skal have en karakteristisk flydekraft Fbøjle,k p˚a<br />
mindst 8,0 kN, idet længdearmeringens diameter er over 12 mm. Derudover m˚a afstanden<br />
mellem bøjlerne ikke overstige 15 ·dlængdearm eller 350 mm (Jensen 2004). Da den mindste<br />
afstand mellem bøjlerne dermed m˚a være 210 mm, er det nødvendigt med bøjler fordelt<br />
med en afstand p˚a 200 mm i søjlens længderetning.<br />
Der benyttes ribbest˚al med en karakteristisk trykstyrke p˚a fy,k = 550 MPa samt en diameter<br />
p˚a 6 mm. Den karakteristiske flydekraft for bøjlearmeringen er dermed:<br />
Fbøjle,k = As,bøjle · fy,k = π<br />
4 · (6 mm)2 · 550 N/mm 2 = 15,6 kN<br />
Med denne flydekraft overholdes ligeledes kravet for den karakteristiske flydekraft for bøjlearmering<br />
p˚a mindst 8,0 kN.<br />
Søjlernes længde- og tværsnit kan findes p˚a tegning C104-14, C104-17 og C104-21.
T<br />
Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
N˚ar der skal opføres en konstruktion, er det nødvendigt at undersøge jordens styrke-,<br />
strømnings- og deformationsegenskaber. Dette gøres for at undersøge jordens bæreevne og<br />
for at kunne undg˚a sætninger i jorden, der kan føre til deformationer i konstruktionen.<br />
Relevante parametre bestemmes ud fra to boringer fra omr˚adet, hvor der er lavet forsøg<br />
p˚a den opgravede jord.<br />
Først bestemmes jordens friktionsvinkel ud fra tre laboratorieforsøg, hvor sand fra boring<br />
1, prøve 1.1 er benyttet — jf. figur U.1. Det er vurderet at denne sands egenskaber ogs˚a<br />
er gældende for sandet fra boring 2, prøve 2.1 — jf. figur U.2. Jordens uensformighedstal,<br />
relative densitet og relative lejringstæthed er bestemt med henblik p˚a at bestemme jordens<br />
friktionsvinkel, der er en styrkeparameter. Ved bestemmelse af friktionsvinklen gives<br />
mulighed for bestemmelse af jordens bæreevne.<br />
Dernæst bestemmes jordens deformations- og strømningsegenskaber ved konsolideringsforsøg<br />
p˚a relevante jordlag. Herved gives der mulighed for at bestemme sætninger i jorden,<br />
idet der p˚aføres belastning evt. via en opført konstruktion.<br />
Der laves et boreprofil, der beskriver variationen af forskellige parametre gennem jordens<br />
lag. Denne giver en meget detaljeret beskrivelse, der vil kræve meget arbejde at dimensionere<br />
ud fra. Derfor laves til sidst et designprofil, hvor alle relevante forsøgsresultater<br />
simplificeres mhp. at lette de nødvendige beregninger. Der foretages adskillige vurderinger<br />
og antagelser, s˚a dimensioneringen simplificeres. For de jordlag hvorp˚a der ikke er udført<br />
forsøg, er der foretaget en estimering af de forskellige parametre.<br />
De følgende afsnit bygger p˚a (Lund 1981), (Dansk Geoteknisk Forening 1999), (DGF’s<br />
laboratoriekomité 2001), (Harremöes et. al. 1984a), (Harremöes et. al. 1984b) og (DS<br />
415 1984).<br />
T.1 Geotekniske klassifikationsforsøg<br />
Der er udført tre forsøg for at kunne bestemme jordens friktionsvinkel. Disse bliver beskrevet<br />
herunder hver for sig. De tilhørende forsøgsresultater og beregninger findes efter
180 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
forsøgsbeskrivelsen. De tre forsøg leder slutteligt op til bestemmelse af jordens friktionsvinkel.<br />
T.1.1 Sigteanalyse<br />
For at bestemme en jordprøves vægtmæssige kornfordeling kan der udføres grov- og finsigtning<br />
efterfulgt af en hydrometeranalyse, der munder ud i en kornkurve. For den undersøgte<br />
jordprøve har det kun været nødvendigt at lave en finsigtning for at kunne lave en<br />
fuldstændig kornkurve. Her karakteriseres kornenes diameter som den fineste maskevidde,<br />
kornet kan passere.<br />
Ved udførelse af finsigtningen udtages en kendt mængde tørstof — 100 g og benævnes<br />
A — der har været i varmeskab ved 105 ◦ C. Der sigtes p˚a 8; 4; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,125<br />
og 0,075 mm sigter. Sigterne placeres ovenp˚a hinanden i en rystemaskine med de fineste<br />
sigter i bunden og de groveste i toppen. Herefter hældes jordprøven ud over den øverste<br />
sigte, og der sættes l˚ag over toppen. Herved mistes der ikke materiale under rystningen,<br />
som derefter p˚abegyndes. Rystelserne gennemføres over en periode p˚a ca. ti minutter,<br />
hvorefter alt materiale p˚a hver sigte hældes i hver sin sk˚al med kendt vægt. P˚a figur T.1<br />
ses forsøgsopstillingen.<br />
Figur T.1: Forsøgsopstilling for finsigtningen.<br />
Alle fyldte sk˚ale vejes og forsøgsresultaterne noteres, hvorved vægten af sigterest samt<br />
gennemfald p˚a sigterne kan bestemmes.<br />
I tabel T.1 ses alle forsøgsresultater. Heraf ses ogs˚a, at finsigtningen har været tilstrækkelig,<br />
da de maksimale kornstørrelser er omkring 0,250 mm, og sigteresten i bunden, som bruges<br />
til yderligere forsøg, kun udgør 2,04 % af den samlede prøve.<br />
Ud fra ovenst˚aende resultater kan der laves en kornkurve, hvor kornenes vægtmæssige<br />
fordeling beskrives. Gennemfaldet p˚a hver enkelt sigte i procent af den samlede tørvægt
T.1 Geotekniske klassifikationsforsøg 181<br />
Sigte Maksimal last Sk˚al + sigterest Sk˚al Sigterest Gennemfald Gennemfald<br />
[mm] [g] [g] [g] [ g] [g] [% af A]<br />
8,00 750 3,48 3,48 0 99,97 99,97<br />
4,00 400 3,73 3,73 0 99,97 99,97<br />
2,00 200 3,09 3,09 0 99,97 99,97<br />
1,00 100 3,89 3,89 0 99,97 99,97<br />
0,500 75 3,72 3,72 0 99,97 99,97<br />
0,425 75 3,79 3,78 0,01 99,96 99,96<br />
0,250 50 5,59 3,73 1,86 98,1 98,1<br />
0,125 40 59,68 3,80 55,88 42,22 42,22<br />
0,075 25 43,65 3,47 40,18 2,04 2,04<br />
Bund 5,77 3,73 2,04<br />
Tabel T.1: Forsøgsresultater fra finsigtningen.<br />
afsættes i et enkeltlogaritmisk koordinatsystem som funktion af sigtedimensionen. Sigtedimensionerne<br />
afsættes ud ad den vandrette akse, og gennemfaldsprocenten — dermed<br />
kornstørrelsen — afsættes langs den lodrette akse. P˚a figur T.2 ses den optegnede kornkurve.<br />
Gennemfaldsprocent i forhold til den samlede tørvægt<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
0,01 0,1 1 10<br />
Kornstørrelse [mm]<br />
Figur T.2: Kornkurve lavet ud fra finsigtning.<br />
Den store hældning samt en ”skarp udglatning”i toppen betyder lille spredning i kornstørrelse<br />
og dermed en enskornet jord. Ud fra kornstørrelserne er det bestemt til at være en fin<br />
sand, der er karakteriseret ved kornstørrelser i intervallet 0,06–0,02 mm. P˚a baggrund af<br />
kornkurven bestemmes uensformighedstallet U ved (T.1). Denne er et talmæssigt udtryk<br />
for jordprøvens gradering og sortering.
182 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
hvor<br />
U = d60<br />
d10<br />
= 0,16 mm<br />
0,081 mm<br />
= 1,98<br />
d60 er 60%-fraktilen — bestemt ud fra figur T.2<br />
d10 er 10%-fraktilen — bestemt ud fra figur T.2<br />
(T.1)<br />
Idet uensformighedstallet giver et udtryk for kornkurvens hældning, f˚as et udtryk for ensartetheden<br />
af kornstørrelserne i jordprøven. Da det gælder at U < 2,5 er jorden velsorteret<br />
(Harremöes et. al. 1984a).<br />
Der har ikke været betydelige fejlkilder, som har p˚avirket forsøget. Dette var ogs˚a forventet,<br />
da der kun blev lavet finsigtning med en lille udtaget prøve. Normalt skyldes afvigelser, at<br />
der kan tilføres eller mistes jordkorn under forsøget. Der tilføres vægt, hvis ikke sigterne<br />
rengøres ordentligt. Derudover reduceres tørvægten, hvis ikke sigteresterne fjernes med<br />
forsigtighed fra sigtene. Afslutningsvist skal der gælde at jordprøven er helt tør, da der<br />
ellers kan opst˚a sammenhængelighed mellem de mindste korn.<br />
T.1.2 Relativ densitet<br />
Den relative densitet ds angiver forholdet mellem korndensitet og vanddensitet, hvilket kan<br />
skrives som (T.2). Denne parameter beregnes for videre at kunne bestemme den relative<br />
lejringstæthed.<br />
hvor<br />
ds = ρs<br />
ρ 4◦<br />
w<br />
= Ws<br />
vs · ρ 4◦<br />
w<br />
ρs er kornmaterialets densitet [ g/ml]<br />
ρ 4◦<br />
w er destilleret vands densitet ved 4 ◦ C [ g/ml]<br />
Ws er vægten af tørstof [ g]<br />
vs er rumfanget af tørstof [ cm 3 ]<br />
(T.2)
T.1 Geotekniske klassifikationsforsøg 183<br />
For jordarter uden organisk indhold ligger ds i intervallet 2,65 – 2,85. For særlige jordarter<br />
indeholdende tunge eller lette mineraler ligger værdien uden for ovenst˚aende interval. Der<br />
forventes derfor bestemt en værdi indenfor ovenst˚aende interval, da jordarten — jf. figur<br />
T.2 — er en fin sand. Derudover indeholder jorden ikke organisk materiale.<br />
Fremgangsm˚aden afhænger af, om den relative densitet skal bestemmes for kohæsionsjord<br />
eller friktionsjord. Den udleverede jordprøve er vurderet som værende en fin sand, hvilket<br />
er en friktionsjord. Under hele forsøget noteres nummer p˚a anvendte redskaber, tidspunkter<br />
p˚a forskellige hændelser i forløbet og vægt af prøven i forskellige tilstande. Alle resultater<br />
er anført i tabel T.2, og forsøgsopstillingen ses p˚a figur T.3.<br />
Figur T.3: Forsøgsopstilling for relativ densitet.<br />
For den udleverede jordprøve er fremgangsm˚aden at udtage ca. 150 g tørstof, der hældes i<br />
et pyknometer. Dernæst fyldes destilleret vand i, til pyknometeret er ca. halvfyldt. Herved<br />
undg˚as, at der ikke koges materiale ud af pyknometeret, n˚ar det senere anbringes i vakuumekssikkator.<br />
Her anbringes yderligere en konisk kolbe og en sprøjteflaske, der ogs˚a er<br />
halvfyldt med destilleret vand. Herved fjernes indesluttet luft i de tre beholdere, hvilket<br />
udnyttes i senere beregninger, der bygger p˚a luftfri vægt.<br />
Efter ca. 60 min. tages de tre beholdere ud og afkøles ca. 24 timer, s˚a temperaturen i pyknometeret<br />
er lig rumtemperaturen. N˚ar denne temperatur er n˚aet, fyldes pyknometeret med<br />
luftfrit destilleret vand fra den koniske kolbe, og en prop anbringes i pyknometeret. Pyknometeret<br />
aftørres, hvorefter samlet vægt af pyknometer og fyld W1 samt temperaturen t<br />
i pyknometeret noteres.
184 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
N˚ar alt er noteret, hældes pyknometerets indhold over i et bægerglas med kendt vægt,<br />
Wbgr,glas, og den samlede vægt noteres. For at alle korn kommer med, skylles pyknometeret<br />
med luftfrit destilleret vand. Bægerglasset sættes i varmeskab ved 105 ◦ C i ca. 24 timer,<br />
s˚a vandet fordamper. Herefter noteres den samlede vægt, s˚a vægten af tørstof Ws kan<br />
bestemmes.<br />
Wpyk + Ws + Wvand W1 710,13 g<br />
Temperatur t 20,0 ◦ C<br />
Wpyk+vand W2 616,12 g<br />
Tørstof Ws 150 g<br />
Vands densitet ved 20 ◦ C ρ t w 0,9982 g/ml<br />
Tabel T.2: Forsøgsresultater fra relativ densitet.<br />
Ud fra de m˚alte resultater kan jordens relative densitet bestemmes. Først skal rumfanget<br />
af tørstof, Vs, bestemmes, hvilket gøres ved (T.3).<br />
hvor<br />
Vs = Ws + W2 − W1<br />
ρ t w<br />
W1 er den samlede vægt af pyknometer, jord og vand [ g]<br />
(T.3)<br />
W2 er den samlede vægt af pyknometer og vand, kalibreret s˚a den gælder ved forskellige<br />
temperaturer [ g]<br />
ρ t w er vands densitet ved en given temperatur [ g/ml]<br />
(T.3) og (T.2) sammenskrives til (T.4).<br />
ds =<br />
=<br />
Ws<br />
Ws+W2−W1<br />
ρ t w<br />
· ρ 4◦<br />
w<br />
Ws · ρ t w<br />
(Ws + W2 − W1) · ρ 4◦<br />
w<br />
N˚ar ds skal bestemmes, indsættes værdier fra tabel T.2 i (T.4), hvilket giver følgende:<br />
ds =<br />
150 g · 0,9982 g/ml<br />
(150 g + 616,12 g − 710,13 g) · 1 g/ml<br />
= 2,67<br />
(T.4)
T.1 Geotekniske klassifikationsforsøg 185<br />
Den beregnede værdi er p˚avirket af en række usikkerheder, som i dette forsøg hovedsageligt<br />
ang˚ar afm˚alinger. Da ds bestemmes p˚a baggrund af en vægtforskel, der udgør en<br />
meget lille del af de enkelte vægte, er det vigtigt med stor præcision omkring vejning og<br />
temperaturm˚aling. Der kunne være benyttet et digitalt termometer til temperaturm˚alingen,<br />
hvilket kunne resultere i en mere præcis m˚aling. Det benyttede termometer gav stor<br />
usikkerhed, idet der blev aflæst med en afvigelse p˚a ca. ±0,3 ◦ C.<br />
Ved at have bestemt den relative densitet gives der mulighed for at bestemme jordartens<br />
lejringstæthed.<br />
T.1.3 Løs og fast lejring<br />
For friktionsjordarter karakteriseres sand og grus ved begrebet relativ lejringstæthed, ID.<br />
Denne størrelse ligger i intervallet 0–1 og bestemmes ved to metoder afhængig af kornstørrelse:<br />
dmax < 5,0 mm lille cylinder: areal 10 cm 2 , højde 7 cm<br />
5 mm < dmax < 16 mm stor cylinder: areal 38,48 cm 2 , højde 14,4 cm<br />
Fra tabel T.1 ses, at der p˚a 5 mm sigten var 99,97% gennemfald, hvormed det konkluderes,<br />
at der skal udføres forsøg med en lille cylinder. Her bør der udtages en repræsentativ delprøve<br />
p˚a ca. 300 g tørstof, der hældes gennem en 5 mm sigte. Det gennemfaldne materiale<br />
anvendes til forsøget. I dette tilfælde blev dette ikke gjort, da der fra sigteanalysen blev<br />
fundet, at jorden ikke indeholder store korn, som skal sorteres fra. Der blev derfor blot<br />
udtaget en nødvendig repræsentativ delprøve.<br />
For at bestemme den relative lejringstæthed skal der udføres to delforsøg. Herved bestemmes<br />
jordens poretal for hhv. løseste og fasteste lejring. Den generelle formel til bestemmelse<br />
af ID findes ved (T.5).<br />
hvor<br />
ID = emax − einsitu<br />
emax − emin<br />
emax er jordens poretal for den løseste lejring<br />
einsitu er jorden naturlige poretal<br />
emin er jordens poretal for den fasteste lejring<br />
Først bestemmes emin og emax.Den benyttede forsøgsopstilling ses p˚a figur T.4.<br />
(T.5)
186 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
Løs lejring<br />
Figur T.4: Instrumenter til bestemmelse af løs og fast lejring.<br />
For at bestemme emax benyttes en tragt og en cylinder med kendt vægt. Tragten anbringes<br />
i bunden af cylinderen, der skal være placeret p˚a en vandret overflade. Herefter fyldes<br />
forsigtigt med materiale, der hældes ned ad tragtens sider for at undg˚a fast lejring i<br />
tragten. Det er vigtigt at fylde en god del materiale i tragten, s˚a cylinderen fyldes, idet<br />
tragten fjernes.<br />
N˚ar der er fyldt op med tilstrækkeligt materiale, føres tragten langsomt op over en periode<br />
p˚a ca. et minut. Overfladen afrettes med en st˚allineal, hvor der startes fra midten og<br />
trækkes ud mod siderne for at undg˚a sammentrykkelse af jordkorn i cylinderen. For at<br />
undg˚a spild ved den afsluttende vejning bankes let i bordet, s˚a materialet f˚ar en fastere<br />
lejring. Afslutningsvist placeres cylinderen p˚a en vægt, hvorved vægten af tørstof Ws kan<br />
bestemmes ved subtraktion af cylinderens vægt.<br />
Forsøget gentages i alt tre gange, hvor der udtages nyt materiale hver gang. Alle forsøgsresultater<br />
noteres, hvilket ses af tabel T.3.<br />
Ud fra forsøgsresultaterne kan poretallet bestemmes ved (T.6). Der er efterfølgende indsat<br />
værdier fra det første forsøg for at vise fremgangsm˚aden.
T.1 Geotekniske klassifikationsforsøg 187<br />
hvor<br />
emax = ds · ρw · V<br />
Ws<br />
Prøve 1 2 3<br />
Areal [ cm 2 ] 10 10 10<br />
Højde [ cm] 7 7 7<br />
V [ cm 3 ] 70 70 70<br />
WCyl. + Ws [ g] 342,61 341,99 342,10<br />
WCyl. [ g] 242,35 242,35 242,35<br />
Ws [ g] 100,26 99,64 99,75<br />
emax [-] 0,861 0,873 0,871<br />
Tabel T.3: Forsøgsresultater fra løs lejring.<br />
− 1<br />
= 2,67 · 0,9986 g/cm3 · 70 cm3 100,26 g<br />
= 0,861<br />
− 1<br />
ds er den relative densitet, bestemt ved forsøg — jf. afsnit T.1.2<br />
ρw er vands densitet, her ved temperaturen 18 ◦ C m˚alt i laboratoriet [ g/cm 3 ]<br />
V er volumen af den del af cylinderen, som er fyldt med tørstof [cm 3 ]<br />
(T.6)<br />
En værdi for poretallet ved de resterende forsøg beregnes p˚a samme vis. For at udligne<br />
eventuelle fejlagtige afvigelser bestemmes emax som gennemsnittet af de tre værdier til<br />
0,868.<br />
Fast lejring<br />
N˚ar den fasteste lejring, emin, skal bestemmes, kan tidligere benyttet materiale genbruges.<br />
Den samme cylinder fyldes med materiale i fem lag med nogenlunde ens portioner. Efter<br />
hvert lag er fyldt i, indstampes med et antal slag som anført herunder.<br />
Efter indstampning af sidste lag skal cylinderen være næsten fuld, s˚a afstanden fra cylindertop<br />
til det indstampede materiales overside er ca. 0,5 cm. Afslutningsvist vejes den<br />
fyldte cylinder, hvilket giver mulighed for at bestemme mængden af tørstof i cylinderen.<br />
Forsøget udføres to gange, og alle forsøgsresultater noteres løbende. Disse er anført i tabel<br />
T.4.
188 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
1. lag 5 slag<br />
2. lag 10 slag<br />
3. lag 20 slag<br />
4. lag 40 slag<br />
5. lag 80 slag<br />
Prøve 1 2<br />
Areal [ cm 2 ] 10 10<br />
Højde [ cm] 6,09 6,455<br />
V [ cm 3 ] 60,9 64,55<br />
WCyl. + Ws [ g] 342,09 349,07<br />
WCyl. [ g] 239,34 239,34<br />
Ws [ g] 102,75 109,73<br />
emin [-] 0,580 0,568<br />
Tabel T.4: Forsøgsresultater fra fast lejring.<br />
Som det ses af tabellen, er poretallet bestemt for begge forsøg, ud fra (T.6) hvor værdier fra<br />
tabel T.4 indsættes. Poretallet for den fasteste lejring, emin, bestemmes som gennemsnittet<br />
af de to fundne værdier til 0,574.<br />
For at kunne bestemme den relative lejringstæthed ved (T.5) mangles kun en værdi for<br />
det naturlige poretal, der kan formelbestemmes. I dette tilfælde er einsitu bestemt forud<br />
for disse forsøg til 0,6. Med de fundne værdier kan den relative lejringstæthed bestemmes<br />
ved (T.5).<br />
0,868 − 0,6<br />
ID =<br />
0,868 − 0,574<br />
= 0,91<br />
Ud fra ovenst˚aende ses, at den undersøgte jord er ret fast lejret, da den fasteste lejring p˚a<br />
0,574 kun er 4,3 % lavere end den naturlige lejring. Den relative lejringstæthed bliver derfor<br />
forholdsvis høj, hvilket resulterer i en større friktionsvinkel. Resultatet kan dog variere, da<br />
der har været en række fejlkilder.<br />
• St˚allinealen blev ikke ført fra midten og ud mod siderne, men fra den ene side til<br />
den anden. Dette har medført, at jord blev presset ned i den ene side, hvormed Ws<br />
er forøget ved bestemmelse af emax.<br />
• Efter ifyldning af lag ved bestemmelse af emin, blev overfladen ikke udjævnet med en<br />
lineal. Det betyder, at lejringen ikke har været fuldstændig ensartet, med en mindre
T.1 Geotekniske klassifikationsforsøg 189<br />
fast lejring de steder, hvor der har været mindst materiale i lagene.<br />
• Den forudbestemte værdi for einsitu p˚a 0,6 er ikke en beregnet værdi, men blot<br />
skønnet ud fra en boreprøve. For at være mere præcis kunne denne værdi beregnes<br />
i stedet.<br />
Ud fra forsøgene gives anledning til bestemmelse af jordens friktionsvinkel.<br />
T.1.4 Bestemmelse af jordens friktionsvinkel<br />
For friktionsjorde er den primære styrkeparameter friktionsvinklen, der afhænger af jordens<br />
uensformighedstal og relative lejringstæthed. Friktionsvinklen indg˚ar i endelige bæreevneformler<br />
og er derfor nødvendig at bestemme. Dette gøres ved (T.7), som er gældende for<br />
ret skarpe korn. Dette betyder, at for jordarter af en anden type korn, skal det endelige<br />
resultat korrigeres.<br />
ϕtr = 30 ◦ − 3<br />
U<br />
4<br />
+ (14 − ) · ID<br />
(T.7)<br />
U<br />
Friktionsvinklen bestemmes nu ved (T.7).<br />
ϕtr = 30 ◦ − 3 4<br />
+ (14 − ) · 0,91<br />
1,98 1,98<br />
= 39,4 ◦<br />
(T.8)<br />
Det er vurderet, at den undersøgte jordprøve best˚ar af en lige blanding af afrundede og<br />
skarpe korn. For jordarter best˚aende af afrundede korn fratrækkes 3 ◦ fra den bestemte<br />
friktionsvinkel. Ud fra denne betragtning er det bestemt, at jordens friktionsvinkel findes<br />
ved et fradrag p˚a 1,5 ◦ fra ovenst˚aende værdi.<br />
ϕtr = 39,4 ◦ − 1,5 ◦<br />
= 37,9 ◦<br />
Jordens friktonsvinkel er alts˚a bestemt til 37,9 ◦ .
190 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
T.2 Konsolideringsforsøg<br />
Der er lavet konsolideringsforsøg p˚a gytjen hhv. leren fra prøvenummer 2.3 hhv. 2.5, jf.<br />
figur U.2. Hensigten er at f˚a bestemt yderligere deformations- og strømningsparametre<br />
samt en sammenhæng mellem tid/tøjning og effektiv spænding/tøjning. Forsøget er dog<br />
begrænset ved kun at være gældende for det éndimensionale tilfælde. P˚a figur T.5 ses den<br />
benyttede forsøgsopstilling.<br />
Figur T.5: Skitseret opstilling af konsolideringsforsøg.<br />
For begge forsøg anvendes et forsøgsapparat udviklet af Moust Jacobsen, og prøvestørrelsen<br />
h × d er lig 30 × 60 mm. Derudover er drænvejen for dette forsøgsapparat fastsat som den<br />
ækvivalente drænvej HD = 0,7 · d.<br />
Efter prøven er placeret i cylinderen, udføres forsøget ved trinvis forøgelse af den lodrette<br />
effektive spænding. For hvert belastningstrin registreres sammenhørende værdier af deformation<br />
og tid p˚a en computer. Denne f˚ar input fra to deformationsm˚alere, der er fastgjort<br />
i det nedre trykhoved. Herved m˚ales trykhovedets bevægelse, n˚ar den lodrette effektive<br />
spænding øges.<br />
For hvert belastningstrin tegnes en tidskurve, hvor tøjningen afbildes som funktion af tiden.<br />
En skitsering af en tidskurve kan ses p˚a figur T.6. P˚a denne samt kommende skitseringer<br />
vises, hvordan omtalte værdier aflæses.<br />
Da tøjningen varierer retliniet med √ t under de første 70 % af konsolideringsprocessen,<br />
og krybningen er en logaritmisk funktion, afsættes første del af tidskurven som funktion<br />
af √ t og sidste del som funktion af log(t). Ved denne opsætning findes, at tidskurven<br />
kan tilnærmes ved to rette linier, forudsat at skæringen ligger i overgangen mellem √ t<br />
og log(t). Her sker overgangen mellem den primære- og sekundære konsolidering. Ud fra<br />
tidskurven aflæses følgende værdier.
T.2 Konsolideringsforsøg 191<br />
Figur T.6: Skitsering af en tidskurve.<br />
Konsolideringens starttøjning : ǫ0 [ %]<br />
Konsolideringstiden : tc [ min]<br />
Tøjning ved 100 % konsolidering : ǫ100 [ %]<br />
Krybningsdekadehældningen : ǫs [–]<br />
Krybetøjningen : ǫk [ %]<br />
Konsolideringskoefficienten : ck [ m 2 /s]<br />
Konsolideringskoefficienten er den eneste parameter, der ikke findes ved aflæsning p˚a tidskurven.<br />
Denne giver et udtryk for jordens gennemstrømmelighed. Konsolideringskoefficienten<br />
bestemmes ved (T.9).<br />
hvor<br />
ck = π<br />
4 · H2 D<br />
tc<br />
= k · K<br />
γw<br />
tc er konsolideringstiden [ s]<br />
γw er vands rumvægt [ kN/m 3 ]<br />
k er den hydrauliske ledningsevne [ m/s]<br />
K er Konsolideringsmodulen [ N/m 2 ]<br />
(T.9)
192 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
(T.9) skal korrigeres fra at være gældende ved 20 ◦ C i laboratoriet til at være gældende<br />
for vands temperatur i naturen p˚a 10 ◦ C. Da k er omvendt proportional med vands viskositet,<br />
gælder dermed en temperaturafhængighed for begge parametre. Sammenhængen er<br />
s˚aledes, at k reduceres med 30 %, hvilket er gældende p˚a samme m˚ade for ck.<br />
I (T.9) indg˚ar K, der for hvert belastningstrin bestemmes ved (T.10).<br />
hvor<br />
K = ∆σ<br />
ǫ100 − ǫ0<br />
∆σ er tilvæksten i effektive spændinger under ét belastningstrin [ MPa]<br />
ǫ100 er konsolideringstøjningen [ %]<br />
ǫi er initialtøjningen [ %]<br />
(T.10)<br />
Denne værdi af K benyttes kun til bestemmelse af k for hvert belastningstrin. Vedrørende<br />
sætningsbestemmelser, hvor K indg˚ar, findes værdien analytisk ved (T.11). I tilfælde, hvor<br />
de indg˚aende parametre ikke kendes, estimeres en værdi.<br />
hvor<br />
K = 4000<br />
w<br />
· cv<br />
(T.11)<br />
w er jordens vandindhold [ %] – jf. figur U.2<br />
cv er den m˚alte vingestyrke [ kN/m 2 ] – jf. figur U.2<br />
N˚ar alle resultater fra tidskurverne ved hvert belastningstrin er fundet, optegnes først<br />
arbejdskurven, hvor sammenhørende værdier af log(σ) og ǫ100 afbildes. P˚a denne kan variationen<br />
af hhv. ck og k med spændingsniveauet ogs˚a inddrages. Ud fra arbejdskurven<br />
bestemmes dekadehældningen Q, der beskriver tilvækst i konsolideringstøjning pr. dekade<br />
for spændinger over forbelastningsspændingen. P˚a figur T.7 ses en skitsering af arbejdskurven.<br />
Dernæst afbildes variationen af krybningsdekadehældningen med den effektive spænding.<br />
Dette giver mulighed for at bestemme forbelastningsspændingen σpc. Denne beskriver den<br />
maksimale spænding, som materialet har været udsat for — opn˚aet ved konsolidering hhv.
T.2 Konsolideringsforsøg 193<br />
Figur T.7: Skitsering af en arbejdskurve og variation ck.<br />
krybning. Ved grafisk bestemmelse findes σpc indenfor det belastningstrin, der optræder<br />
før ǫs har opn˚aet maksimal værdi. Denne type kurve er skitseret p˚a figur T.8.<br />
For normal/lettere hhv. stærkt forkonsolideret materiale bestemmes deformationsegenskaberne<br />
ved dekadehældningen Q hhv. konsolideringsmodulen K. Da jordens tilstand mht.<br />
konsolidering ikke kan fastlægges før den fremtidige belastningssituation kendes, er det<br />
nødvendigt at bestemme b˚ade Q og K for begge forsøg.<br />
Figur T.8: Skitsering af variationen af ǫs med log(σ).
194 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
T.2.1 Konsolideringsforsøg p˚a gytje<br />
Der er lavet konsolideringsforsøg med syv belastningstrin, hvor belastningen har varieret<br />
fra 0–280 kN/m 2 . Der er lavet beregningsgennemgang for belastningstrin seks og syv, men<br />
dette vises blot for trin syv. Resultater for de foreg˚aende belastningstrin anføres i tabeller.<br />
Fra forsøget benyttes udleverede informationer fra forsøgene, der benyttes ved kommende<br />
beregninger. For belastningstrin seks og syv er tøjning, tid samt start- og slutspændinger<br />
opgivet.<br />
P˚a baggrund af disse forsøgsresultater optegnes tidskurver, jf. figur U.4 hhv. U.5. Ud fra<br />
tidskurven aflæses en række værdier, der for begge belastningstrin er anført i tabel T.5.<br />
Belastningstrin ǫ0 tc ǫ100 ǫs ǫk<br />
[ %] [ min] [ %] [–] %<br />
6 24,15 440 34,1 3,5 5,6<br />
7 39,9 400 44,7 2,79 2,35<br />
Tabel T.5: Aflæste værdier p˚a tidskurven for belastningstrin seks og syv.<br />
Først bestemmes konsolideringskoefficienten ved (T.9). Her inddrages reduktionsfaktoren<br />
p˚a 30 % grundet temperaturafhængighed.<br />
ck = 0,7 · π<br />
4 ·<br />
(0,7 · 0,06 m) 2<br />
(400 min · 60 s/min)<br />
= 4,04 · 10 −8 m 2 /s<br />
Herefter beregnes konsolideringsmodulen K ved (T.10). Denne beskriver hældningen af en<br />
tilnærmet ret linie for primærkonsolideringen.<br />
K7 = (280,0 kN/m2 − 141,2 kN/m 2 ) · 10 −3 MPa/kN/m 2<br />
0,445 − 0,399<br />
= 3,02 MN/m 2<br />
Med konsolideringsmodulen bestemt, gives der mulighed for at bestemme jordens hydrauliske<br />
ledningsevne k. Denne giver udtryk for jordens gennemstrømmelighed. Størrelsen bestemmes<br />
ved at isolere k i (T.9). Idet den fundne værdi for ck indsættes, er der hermed<br />
taget højde for temperaturafhængigheden af k.
T.2 Konsolideringsforsøg 195<br />
k = ck · γw<br />
K<br />
= 4,04 · 10−8 m 2 /s · 10 kN/m 3<br />
3,02 MN/m 2<br />
= 1,34 · 10 −10 m/s<br />
Der er lavet lignende beregningsgennemgang for belastningstrin 1-6 som eksemplificeret<br />
ovenfor. I tabel T.6 ses resultater fra de syv belastningstrin.<br />
Belastningstrin ǫc σefter ck,10 k10 ǫs ǫk<br />
[ %] [ kN/m 2 ] [ 10 −8 m 2 /s] [ 10 −10 m/s] [ %] [ %]<br />
1 0,6 2,5 - - 0,4 -<br />
2 2,5 11 65 140 0,8 -<br />
3 5,5 20 16 55 1,5 1,1<br />
4 12 38 5 19 3,5 4,6<br />
5 23,5 71,8 4 14 3,5 0,5<br />
6 34,1 141,2 3,68 5,48 3,5 5,6<br />
7 44,7 280 4,04 1,34 2,79 2,35<br />
Tabel T.6: Beregnede resultater fra de syv belastningstrin udført p˚a gytjen.<br />
Efter alle resultater er bestemt, tegnes arbejdskurven for gytjen. Udover arbejdskurven<br />
afbildes ogs˚a variation af konsolideringstøjning, permeabilitetskoefficient, konsolideringskoefficient<br />
og totale krybningstøjninger. P˚a figur T.9 ses de omtalte kurver.<br />
Arbejdskurven krummer ved lav belastning, hvilket skyldes prøvetildannelse. Jordens dekadehældning<br />
bestemmes ud fra stamkurvens hældning over én dekade. Hældningen af<br />
stamkurven er bestemt ved at tilføje en tendenslinie for punkterne omkring stamkurven,<br />
jf. figur T.9. Ud fra denne er dekadehældningen bestemt.<br />
Q = 16,292 · ln(1000) − 16,292 · ln(100)<br />
= 37,5 %<br />
N˚ar krybningsdekadehældningen afbildes som funktion af de effektive spændinger, kan forbelastningsspændingen<br />
σpc bestemmes ved grafisk aflæsning. P˚a figur T.10 ses variationen<br />
af ǫs med log(σ).<br />
Af figur T.10 ses, at σpc kan ligge i intervallet 20–38 kN/m 2 . Ved inddragelse af forbelastningsspændingen<br />
i kommende beregninger vil det blive vurderet, hvilken værdi der giver<br />
et resultat p˚a den sikre side.
196 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
Konsolideringstøjning [%]<br />
0<br />
5<br />
10<br />
15<br />
20<br />
25<br />
30<br />
35<br />
40<br />
45<br />
50<br />
Effektiv spænding [kPa]<br />
1 10 100 1000<br />
Arbejdskurve Konsolideringskoefficienten Hydraulisk ledningsevne Totale krybningstøjninger<br />
Q = 16,292Ln(x)<br />
Figur T.9: Arbejdskurve for gytjen og variation af andre parametre.<br />
Værdien af K, der benyttes vedrørende sætningsbestemmelser, bestemmes ved (T.11). Ses<br />
der nærmere p˚a de indg˚aende parametre, indses det at konsolideringsmodulen varierer i<br />
gytjelaget — jf. figur U.2. Der vælges en minimumværdi for at være p˚a den sikre side, idet<br />
sammenhængen mht. sætninger er ǫ = ∆σ<br />
K .<br />
K2.3 = 4000<br />
· 41 kN/m2<br />
366,3<br />
= 448 kN/m 2<br />
De relevante deformations- og strømningsparametre fra konsolideringsforsøget anføres det<br />
endelige designprofil. Derudover er de anført i tabel T.7.<br />
Q K σpc ck,10<br />
[ %] [ kN/m 2 ] [ kN/m 2 ] [ 10 −8 m 2 /s]<br />
37,5 448 20–38 4,04<br />
Tabel T.7: Deformations- og strømningsparametre for konsolideringsforsøget p˚a gytje.
T.2 Konsolideringsforsøg 197<br />
Krybningsdekadehældning [%]<br />
4<br />
3,5<br />
3<br />
2,5<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
0<br />
1 10 100 1000<br />
Effektiv spænding [kPa]<br />
Figur T.10: Variation af krybningsdekadehældning med logaritmen til effektiv<br />
spænding.<br />
T.2.2 Konsolideringsforsøg p˚a ler<br />
Der er lavet et tilsvarende forsøg p˚a leren fra projektlokaliteten. Forsøget har været inddelt<br />
i ni belastningstrin med en belastningsvariation p˚a 0-1100kN/m 2 .<br />
Det er valgt at vise de væsentlige resultater frem for at gentage beregningsgangen. P˚a figur<br />
U.6 ses lerens arbejdskurve, variation af ck med σ og dernæst variation af ǫs med σ. Ud<br />
fra disse grafer er Q, ck,10 og σpc bestemt ved samme medtode som for gytjeforsøget.<br />
Konsolideringsmodulen er bestemt ved (T.11). I dette lag er det p˚a baggrund af informationerne<br />
fra figur U.2 vurderet at K varierer. Der bestemmes derfor ligesom for gytjelaget<br />
en minimumværdi.<br />
K = 4000<br />
· 90 kN/m2<br />
30<br />
= 1,2 · 10 4 kN/m 2<br />
Resultater fra konsolideringsforsøget p˚a leren ses i tabel T.8. Hermed er relevante deformationsog<br />
strømningsparametre bestemt for leren.
198 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
Q K σpc ck,10<br />
[ %] [ 10 4 kN/m 2 ] [ kN/m 2 ] [ 10 −8 m 2 /s]<br />
7,4 1,2 150-280 1,9<br />
Tabel T.8: Deformations- og strømningsparametre for konsolideringsforsøget p˚a ler.<br />
T.3 Boreprofil<br />
N˚ar der skal dimensioneres fundament under en bygning, laves som udgangspunkt et boreprofil,<br />
der giver informationer om de underliggende jordlag. Denne baseres p˚a borejournaler,<br />
jf. figur U.1 og U.2. Boreprofilet omfatter jordens lagdeling, rumvægt, vandindhold,<br />
poretal, forskydningsstyrke og grundvandsspejlets beliggenhed. Disse værdier kan bestemmes<br />
ved forsøg, men flere af dem skønnes dog ofte i praksis — afhængigt af byggeprojektets<br />
omfang. I dette tilfælde vises, hvordan vingestyrken cv bestemmes, hvorimod de resterende<br />
parametre kan findes p˚a figur U.1 og U.2.<br />
Jordens vingestyrke i intakt hhv. omrørt tilstand, cv hhv. c r v, bestemmes ved formel (T.12).<br />
hvor<br />
cv = K1 · P + K2 · P 2<br />
P er en aflæst værdi p˚a forsøgsudstyrets vægtm˚aler [ kg]<br />
K1 er en konstant, der afhænger af, hvilken vinge der benyttes [kN/(m 2 · kg)]<br />
K2 er en konstant, der afhænger af, hvilken vinge der benyttes [kN/(m 2 · kg 2 )]<br />
(T.12)<br />
Her er værdierne for K1 og K2 varierende for forskellige vingetyper. Til de to forsøg er der<br />
benyttet vingetype A og B. I tabel T.9 ses værdier for K1 og K2.<br />
Type K1 K2<br />
[ kN/(m 2 · kg)] [ kN/(m 2 · kg 2 )]<br />
HVA 14,624 −0,0558<br />
HVB 4,743 −0,01812<br />
Tabel T.9: K-værdier for vingetype A og B.<br />
Herunder ses et eksempel p˚a beregning af vingestyrken for den første m˚aling i boring 1<br />
ved (T.12). Alle resultater er anført i figur U.1 og U.2.
T.4 Designprofil 199<br />
cv = 14,624 kN/(m 2 · kg) · 25 kg + −0,0558 kN/(m 2 · kg 2 ) · (25 kg) 2<br />
= 331 kN/m 2<br />
Alle informationer for boring 1 hhv. 2 plottes p˚a et boreprofil, der ses p˚a figur U.7 hhv. U.8<br />
og U.9. Der vil dog ikke blive dimensioneret ud fra værdier p˚a boreprofilet, da dette beskriver<br />
en variation gennem lagene. Derimod laves et designprofil, der danner udgangspunkt<br />
for dimensioneringen af fundamenter.<br />
T.4 Designprofil<br />
Designprofilet er en fortolkning af boreprofilet og laves for at simplificere efterfølgende<br />
beregninger. I et jordlag kan flere parametre variere med dybden, hvilket medfører flere<br />
forhold at tage højde for, hvis ikke dette forsimples. Under udfærdigelse af designprofilet<br />
tages der derfor stilling til betydningen af denne variation, hvilket resulterer i en forenklet<br />
model. Variationen kan løses ved at bruge gennemsnitsværdier, lade parameteren variere<br />
med dybden eller at lave yderligere lagdeling med gennemsnitsværdier. Det er bestemt at<br />
benytte gennemsnitsværdier for alle lag, da variationen ikke er betydelig i nogle tilfælde.<br />
Derudover er der inddraget resultater fra de udførte forsøg.<br />
For sandlagene skal der estimeres en værdi for konsolideringsmodulen K. Denne estimering<br />
bygger p˚a erfaringsværdier, der viser at for intakte sandaflejringer gælder at K > 3,0 ·<br />
10 4 kN/m 2 . Ligesom for øvrige lag vælges igen den mindste værdi for at være p˚a den sikre<br />
side. Alts˚a estimeres K for sandlagene til 3,0 · 10 4 kN/m 2 .<br />
For morænelerlagene skal der bestemmes en værdi for K, hvilket gøres ved (T.11). I formlen<br />
benyttes værdier for w og cv, som fremg˚ar af figur U.1 og U.2.<br />
P˚a designprofilet anføres den udrænede forskydningsstyrke cu. For lerarter gælder med<br />
undtagelse af sprækket ler at cu = cv. For yoldialeren og moræneleren benyttes derfor<br />
resultater fra figur U.1 og U.2 direkte i designprofilet. For ler med højt organisk indhold<br />
eller for gytje bestemmes cu ved (T.13).<br />
hvor<br />
cu = k · cv<br />
1,2<br />
=<br />
· cv<br />
1 + 0,01 · IP<br />
(T.13)<br />
k er en reduceringsfaktor afhængig af jordens plasticitetsindekt. For danske jordarter varierer<br />
k normalt i intervallet 0,8–1,0
200 Geoteknisk undersøgelsesrapport<br />
Da gytjens plasticitetsindeks ikke er bestemt, er det valgt at sætte k = 0,8 for at være p˚a<br />
den sikre side. cv er i dette lag bestemt som en middelværdi.<br />
cu = 0,8 · 43 kN/m 2<br />
= 34 kN/m 2<br />
De to designprofiler ses p˚a figur U.10 og U.11.
U<br />
Informationer til undersøgelsesrapporten<br />
Følgende bilag indeholder tabeller og figurer for undersøgelsesrapporten.<br />
Prøve nr. Rumvægt, γ Vandindhold, w Poretal, in situ<br />
[ kN/m 3 ] [%] [-]<br />
1.1 19 28 -<br />
1.2 20 - 0,6<br />
1.3 20,5 25 -<br />
1.4 21,5 13 -<br />
1.5 20 30 -<br />
Tabel U.1: Bestemte parametre for boring 1.<br />
Prøve nr. Rumvægt, γ Vandindhold, w Poretal, in situ<br />
[ kN/m 3 ] [%] [-]<br />
2.1 20 - 0,6<br />
2.2 14 107 -<br />
2.3 13 366,3 -<br />
2.4 13 200 -<br />
2.5 19 30 -<br />
2.6 19 30 -<br />
2.7 24 12 -<br />
Tabel U.2: Bestemte parametre for boring 2.
202 Informationer til undersøgelsesrapporten<br />
Figur U.1: Borejournal for boring 1.
Figur U.2: Borejournal for boring 2.<br />
203
204 Informationer til undersøgelsesrapporten<br />
Figur U.3: Borejournal for boring 2.
Figur U.4: Optegnet tidskurve for belastningstrin 6.<br />
205
206 Informationer til undersøgelsesrapporten<br />
Figur U.5: Optegnet tidskurve for belastningstrin 7.
Figur U.6: Grafer for konsolideringsforsøg p˚a ler.<br />
207
208 Informationer til undersøgelsesrapporten<br />
Figur U.7: Boreprofil for boring 1.
Figur U.8: Boreprofil for boring 2.<br />
209
210 Informationer til undersøgelsesrapporten<br />
Figur U.9: Boreprofil for boring 2.
-0,8<br />
-2,4<br />
-3,8<br />
-4,8<br />
-5,6<br />
-6,9<br />
Figur U.10: Designprofil for boring 1.<br />
JOF<br />
LGR<br />
GVS (4/3)<br />
GVS (1/7)<br />
LGR<br />
LGR<br />
LGR<br />
211
212 Informationer til undersøgelsesrapporten<br />
- 0,8<br />
- 2,2<br />
- 3,8<br />
- 5,2<br />
- 6,9<br />
- 9,0<br />
Figur U.11: Designprofil for boring 2.<br />
JOF<br />
LGR<br />
GVS (4/3)<br />
GVS (1/7)<br />
LGR<br />
LGR<br />
LGR<br />
STOP
V<br />
Direkte fundering<br />
I dette afsnit dimensioneres et stribefundament hhv. punktfundament p˚a aflejringerne fra<br />
boring 1 hhv. 2, der blev behandlet i afsnit T.3. Underkanten af fundamentet er 3,8 m under<br />
terræn, da der skal anlægges kælder under bygningen. Stribefundamentet skal bære den<br />
højsidede facadevæg og bagmur samt laster fra tag og kældervæg. Punktfundamentet skal<br />
bære en af søjlerne i kælderkonstruktionen samt den ovenliggende belastning fra bygningen<br />
p˚a søjlen.<br />
I brudgrænsetilstanden skal det eftervises, at der er tilstrækkelig sikkerhed mod bæreevnebrud<br />
ved, at den regningsmæssige bæreevne Rd er større end den regningsmæssige lodrette<br />
last Vd p˚a fundamentet, svarende til (V.1). Partialkoefficienterne p˚a den lodrette last findes<br />
i Norm for sikkerhed p˚a konstruktioner (DS 409 1998), og der benyttes partialkoefficienter<br />
p˚a jordens styrkeparametre efter Norm for fundering (DS 415 1998).<br />
Rd ≥ Vd<br />
(V.1)<br />
Derudover skal det eftervises i brudgrænsetilstanden, at der ikke forekommer brud ved<br />
glidning af fundamentet. I dette tilfælde skal (V.2) være opfyldt.<br />
hvor<br />
Hd ≤ Sd + Ed<br />
Hd er en regningsmæssig vandret last<br />
Sd er en regningsmæssig forskydningsmodstand mellem fundamentet og jorden<br />
(V.2)<br />
Ed er differensen mellem stabiliserende og drivende regningsmæssige jordtryk p˚a fundamentets<br />
sider
214 Direkte fundering<br />
I anvendelsesgrænsetilstanden skal det eftervises, at belastningen p˚a fundamentet ikke fører<br />
til sætninger, der er større end 20 −40 mm for almindelige husbygningskonstruktioner (DS<br />
415 1998).<br />
V.1 Laster p˚a fundamenter<br />
I det følgende vil lasterne, der virker p˚a de to fundamenter, blive bestemt. Ved beregning<br />
af den sætningsgivende last anvendes den permanente last fra bygningen samt den bundne<br />
last p˚a etageadskillelserne. Naturlasterne medtages ikke, da varigheden, hvormed disse<br />
laster p˚avirker bygningen, ikke har nogen betydning set i forhold til selve konsolideringstiden.<br />
V.1.1 Lodrette laster p˚a punktfundamentet<br />
Den regningsmæssige last for punktfundamentet findes ved lasten p˚a søjlen, der er fundet<br />
i bilag S til Nsd = 880,6 kN, samt egenlasten fra søjlen, kældergulvet og fundamentet.<br />
Derudover forekommer der ogs˚a en nyttelast p˚a kældergulvet p˚a qny,kælder = 3,0 kN/m 2<br />
(DS 410 1998). Punktfundamentets sidelængder og højde er fundet ved iteration til 1,1 m<br />
og 0,6 m, hvilket bliver eftervist i afsnit V.2.<br />
Søjlen er kvadratisk og har en sidelængde p˚a 250 mm og en højde p˚a 2,7 m. Søjlen er udført<br />
i armeret beton med en rumvægt p˚a 24 kN/m 3 , hvormed søjlens egenlast bliver:<br />
Gsøjle = 24 kN/m 3 · (0,25 m) 2 · 2,7 m = 4,1 kN<br />
Det forventes, at kældergulvet hviler direkte p˚a et bæredygtigt jordlag samt fundamenterne.<br />
Derfor belastes fundamenterne kun p˚a dets overflade areal. Den del af kældergulvets<br />
egenlast findes, idet rumvægte og tykkelser fremg˚ar af figur V.1:<br />
Gkældergulv = (0,01 m · 20 kN/m 3 + 0,10 m · 24 kN/m 3 + 0,075 m · 0,4 kN/m 3 )<br />
· ((1,1 m) 2 − (0,25 m) 2 ) = 3,0 kN<br />
Nyttelasten p˚a punktfundamentet:<br />
Vny,kælder = 3,0 kN/m 2 · 0,9 m 2 = 3,4 kN
V.1 Laster p˚a fundamenter 215<br />
Figur V.1: Tykkelser og rumvægte fra kældergulvet, idet b˚ade det bæredygtig lag og<br />
fundamentet bærer gulvet. Derudover ses de underliggende jordlag med designparametre.<br />
Egenlast af punktfundamentet er:<br />
Gfunda = (1,1 m) 2 · 0,6 m · 24 kN/m 3 = 17,4 kN<br />
Den samlede last p˚a punktfundamentet bliver dermed:<br />
Vpunkt,d = Nsd + Gsøjle + Gfunda + Gkældergulv + Vny,kælder = 908,5 kN<br />
Den sætningsgivende last fremkommer af bygningens egenlast samt den bundne nyttelast,<br />
idet der regnes med en vedvarende last. Disse laster skal reduceres for den bortgravede jord,<br />
som findes ved fundamentets plane areal multipliceret med de ovenliggende lags tykkelser<br />
og rumvægte:<br />
Fbortgravet = (1,1 m) 2 · (15 kN/m 3 · 0,8 m + 19 kN/m 3 · 3,0 m) = 83,5 kN<br />
I anvendelsesgrænsetilstanden er lasten p˚a søjlen fundet til Nsk = 805,1 kN. Den sætningsgivende<br />
last er dermed:
216 Direkte fundering<br />
Vpunkt,sætn = Nsk + Gsøjle + Gfunda + Gkældergulv − Fbortgravet = 746,1 kN<br />
V.1.2 Lodrette laster p˚a stribefundamentet<br />
P˚a stribefundamentet virker egenlaster fra taget, facaden og kældervæggen. I CalFem er<br />
egenlasten fra taget fundet til 2,86 kN pr. 0,6 m, der omregnes til en linielast p˚a Gtag =<br />
4,8 kN/m. Denne virker i bagmurens centerlinie.<br />
Den højsidede facade har en højde p˚a 9,5 m, der best˚ar af en formur af tegl, isolering og<br />
en bagmur af betonelementer.<br />
Egenlasterne virkende p˚a stribefundamentet kan ses i tabel V.1.<br />
Element Betegnelse Rumvægt Bredde Højde Linielast<br />
[ kN/m 3 ] [ m] [ m] [ kN/m]<br />
Formur (tegl) Gtegl 20,0 0,108 9,50 20,5<br />
Isolering Giso 1,5 0,120 9,50 1,7<br />
Bagmur (betonelement) Gelement 24,0 0,120 9,50 27,4<br />
Kældervæg (beton) Gkældervæg 24,0 0,290 3,50 24,4<br />
Tag Gtag 4,8<br />
Tabel V.1: Egenlaster p˚a stribefundamentet.<br />
Tværbjælkerne, der bærer de bærende skillevægge, tildels etagedækkene samt nyttelasten,<br />
giver ogs˚a en last p˚a stribefundamentet. Denne er fundet maksimal i tilfældet, hvor reaktioner<br />
ved tværbjælken over ét fag bestemmes. Her giver den virkende linielast p˚a 150 kN/m<br />
en reaktion og dermed virkende belastning p˚a stribefundamentet p˚a 555,8 kN jf. afsnit<br />
R.2. Denne last deles ligeledes ud som en linielast, idet afstanden mellem tværbjælkerne<br />
er 6,0 m. Dette giver en linielast Ftvær p˚a 92,6 kN/m. Dertil kommer en belastning for den<br />
del af etagedækken i stueplanen, der hviler p˚a kældervæggen. Denne last er 8,2 kN/m.<br />
Stribefundamentets bredde er fundet gennem iteration til 2,3 m, hvilket eftervises i afsnit<br />
V.3. Egenlasten er dermed:<br />
Gstribefunda = 24 kN/m 3 · 2,3 m · 0,6 m = 33,1 kN/m<br />
Kældergulvet er vist p˚a figur V.2.<br />
Egenlasten af gulvet, der hviler p˚a den ene side af stribefundamentet, er:
V.1 Laster p˚a fundamenter 217<br />
Figur V.2: Tykkelser og rumvægte fra kældergulvet, idet b˚ade det bæredygtig lag og<br />
fundamentet bærer gulvet. Derudover ses de underliggende jordlag med designparametre.<br />
Gkældergulv = (0,01 m · 20 kN/m 3 + 0,10 m · 24 kN/m 3 + 0,075 m · 0,4 kN/m 3 )<br />
· 2,3 m − 0,365 m<br />
= 2,5 kN/m<br />
2<br />
Den resulterende lodrette last p˚a stribefundamentet er dermed:<br />
Vstribe,d = Gstribefunda + Gkældervæg + Gelement + Giso + Gtegl + Gtag<br />
+ Gkældergulv + Ftvær = 214,8 kN/m<br />
Store dele af belastningen virker i forbindelse med bagmuren, hvorfor det er nødvendigt<br />
at bestemme den excentricitet, hvormed den resulterende kraft virker. Excentriciteten<br />
er bestemt ved at tage moment om centerlinien for fundamentet, hvilket resulterer i en<br />
afstand eB p˚a 67 mm mod bagmuren.<br />
Den sætningsgivende last i anvendelsesgrænsetilstanden findes, idet lasten Ftvær fra tværbjælkerne<br />
er 88,3 kN/m:
218 Direkte fundering<br />
Vstribe,sætn = Gstribefunda + Gkældervæg + Gelement + Giso + Gtegl + Gtag<br />
+ Gkældergulv + Ftvær = 202,7 kN/m<br />
V.1.3 Vindlast p˚a stribefundamentet<br />
Vindlasten p˚avirker stribefundamentet med en vandret last. Vindlastens karakteristiske<br />
maksimale hastighedstryk qmax blev fundet i afsnit H.2 til 0,64 kN/m 2 . Vinden regnes<br />
kommende vinkelret ind p˚a gavlen, idet dette vil give den største formfaktor for facaden.<br />
Formfaktor p˚a facaden er bestemt i afsnit H.2 til 0,9.<br />
Dermed kan vindlasten findes, idet den regnes som en linielast:<br />
Fvind = qmax · 0,9 · 9,5 m = 5,47 kN/m<br />
Vindlasten fører til et moment ved fundamenterne, der opløses i et kraftpar. Værdierne af<br />
dette kraftpar er neglecible i forhold til bygningens egenlast, hvorfor dette ikke medregnes.<br />
Ved sammenligning af Fvind med den resulterende lodrette last kan det ses, at denne er<br />
meget større end vindlasten. Dette betyder, at uligheden ved (V.2) overholdes, hvormed<br />
der ikke regnes med glidningsbrud senere i afsnittet.<br />
V.2 Punktfundament ved boring 1<br />
Punktfundamentet ved boring 1 udføres, som det er vist p˚a figur V.3. Fundamentspladen<br />
er kvadratisk med en sidelængde B p˚a 1,1 m, hvilket er fundet i Matlab.<br />
V.2.1 Brudgrænsetilstand<br />
Den generelle bæreevneformel forudsætter et homogent jordlag under fundamentet, hvor<br />
den nedre laggrænse ligger i stor dybde under fundamentets underkant (Harremöes et.<br />
al. 1984b). Dette opfyldes ikke ved boring 1, hvor fundamentets bredde er større end<br />
det øverste sandlag. Derfor undersøges det i det følgende, hvorvidt bruddet sker i sandeller<br />
morænelerlaget. I denne forbindelse regnes bæreevnen s˚aledes, at enten sand- eller<br />
morænelerlaget er placeret helt oppe ved fundamentets underkant.<br />
Da sand er en friktionsjord, skal den drænede bæreevne bestemmes herfor. Moræneleret<br />
er derimod en kohæsionsjord, hvorfor den udrænede bæreevne bestemmes.
V.2 Punktfundament ved boring 1 219<br />
Grundvandsspejlets betydning<br />
Figur V.3: Tværsnit af punktfundamentet [ mm].<br />
Koten for grundvandsspejlet ændrer sig gennem˚aret, hvilket gør det nødvendigt at vurdere<br />
dets betydning i forbindelse med bæreevnen for funderingen af bygningen.<br />
Det laveste niveau for grundvandsspejlet ligger lige under fundamentets underkant jf. boring<br />
1, hvorfor γ-leddet jf. den generelle bæreevneformel erstattes med den reducerede<br />
rumvægt. Hvis grundvandsspejlet stiger, skal fundamentets egenlast reduceres for opdrift,<br />
samtidig med at γ-leddet forbliver den reducerede rumvægt. Derudover ændres q-leddet,<br />
idet der benyttes den vandmættede rumvægt. Ændringen af q-leddet antages ubetydlig set<br />
forhold til lasten, der reduceres for opdrift.<br />
Af denne grund vil der i det følgende kun blive dimensioneret for et grundvandsspejl ved<br />
fundamentets underkant, da dette er den mest kritiske situation.<br />
Drænet bæreevne<br />
Den lodrette effektive drænede bæreevne b bestemmes ved (V.3).<br />
hvor<br />
b = Rd<br />
A = 0,5 · B · γ · Nγ · sγ · iγ + q · Nq · dq · sq · iq<br />
A er fundamentets effektive areal<br />
(V.3)
220 Direkte fundering<br />
B er fundamentets effektive bredde<br />
γ er den effektive rumvægt<br />
Nγ, Nq er bæreevnefaktorer<br />
sγ, sq er formfaktorer, der tager højde for forholdet mellem fundamentets længde og bredde<br />
iγ, iq er hældningsfaktorer, der inddrages hvis belastningen ikke er lodret<br />
q er det effektive lodrette overlejringstryk ved fundamentets underkant<br />
dq er en dybdefaktor<br />
Da belastningen af punktfundamentet er centralt og lodret, svarer den effektive bredde til<br />
den aktuelle bredde. Dybdefaktoren dq sættes til 1,0, da det ikke altid kan sikres, at jorden<br />
ved siden af fundamentet forbliver intakt (Harremöes et. al. 1984b).<br />
Den effektive rumvægt γ findes ved (V.4).<br />
hvor<br />
γ = γ ′ + hg<br />
B · (γd − γ ′ ) (V.4)<br />
γ ′ er jordens reducerede rumvægt<br />
hg er afstanden fra fundamentets underkant til grundvandsspejlet<br />
γd er jordens tørre rumvægt<br />
Da grundvandsspejlet er sammenliggende med fundamentets underkant, er afstanden hg =<br />
0. Dermed findes den effektive rumvægt ved (V.5).<br />
hvor<br />
γ = γ ′ = γm − γw<br />
γm er jordens vandmættede rumvægt, der i dette tilfælde er 20,5 kN/m 3<br />
γw er vands rumvægt, der er 10 kN/m 3<br />
(V.5)
V.2 Punktfundament ved boring 1 221<br />
Dermed er den effektive rumvægt γ lig med 10,5 kN/m 3 .<br />
For at finde bæreevnefaktorerne er det nødvendigt at finde den regningsmæssige plane<br />
friktionsvinkel for sandet. I afsnit T.1.4 er den karakteristiske triaksiale friktionsvinkel ϕtr,k<br />
bestemt til 37,9 ◦ . Den karakteristiske plane friktionsvinkel ϕpl,k findes ved multiplikation<br />
med 1,1 jf. (DS 415 1998), hvormed den er:<br />
ϕpl,k = 1,1 · 37,9 ◦ = 41,7 ◦<br />
Den regningsmæssige plane friktionsvinkel er jf (DS 415 1998) ved normal sikkerheds- og<br />
funderingsklasse:<br />
ϕpl,d = arctan( tan(ϕpl,k)<br />
) = 36,6<br />
1,2<br />
◦<br />
Bæreevnefaktorerne bestemmes ved (V.6) og (V.7), jf (DS 415 1998).<br />
Nq = e π·tan(ϕpl,d) · 1 + sin(ϕpl,d)<br />
1 − sin(ϕpl,d)<br />
(V.6)<br />
Nγ = 1<br />
4 · ((Nq − 1) · cos(ϕpl,d)) 3<br />
2 (V.7)<br />
Ved indsættelse af den regningsmæssige plane friktionsvinkel er bæreevnefaktorerne bestemt<br />
til:<br />
Nq = e π·tan(36,6◦ ) 1 + sin(36,6<br />
· ◦ )<br />
1 − sin(36,6◦ = 40,7<br />
)<br />
Nγ = 1<br />
4 · ((40,7 − 1) · cos(36,6◦ )) 3<br />
2 = 44,9<br />
Formfaktorerne sγ og sq findes ved hhv. (V.8) og (V.9).<br />
sγ = 1 − 0,4 · B<br />
L<br />
(V.8)
222 Direkte fundering<br />
sq = 1 + 0,2 · B<br />
L<br />
(V.9)<br />
Da punktfundamentet er kvadratisk, er formfaktorerne sγ og sq lig hhv. 0,6 og 1,2. Hældningsfaktorerne<br />
iγ og iq sættes begge til 1,0, idet resulterende last p˚a punktfundamentet<br />
er lodret.<br />
Det effektive lodrette overlejringstryk bestemmes p˚a grundlag af de p˚a figur V.3 viste<br />
rumvægte og tykkelser for de ovenliggende lag fra fundamentets underkant til:<br />
q = 0,01 m · 20 kN/m 3 + 0,10 m · 24 kN/m 3 + 0,075 m · 0,4 kN/m 3<br />
+ 0,20 m · 20 kN/m 3 + 0,40 m · 19 kN/m 3 = 14,2 kN/m 2<br />
Dermed er sandets effektive drænede bæreevne ifølge (V.3):<br />
b = 0,5 · 1,1 m · 10,5 kN/m 3 · 44,9 · 0,6 · 1,0 + 14,2 kN/m 2 · 40,7 · 1,0 · 1,2 · 1,0<br />
= 849,1 kN/m 2<br />
Ved at multiplicere b med fundamentets effektive areal A kan den effektive reaktion Rd<br />
findes. Denne skal være større eller lig med den regningsmæssige last fra fundamentet:<br />
Rd = b · A = 849,1 kN/m 2 · (1,1 m) 2 = 1027,4 kN ≥ Vpunkt,d = 908,5 kN<br />
Dermed er bæreevnen i den drænede tilstand overholdt med en udnyttelsesgrad p˚a 88,4%.<br />
Udrænet bæreevne<br />
Den lodrette udrænede bæreevne b bestemmes ved (V.10).<br />
hvor<br />
b = Rd<br />
A = cud · N 0 c · s 0 c · i 0 c + q (V.10)<br />
cud er den regningsmæssige udrænede forskydningsstyrke
V.2 Punktfundament ved boring 1 223<br />
N 0 c er en bæreevnefaktor<br />
s 0 c er en formfaktor, der tager højde for forholdet mellem fundamentets længde og bredde<br />
i 0 c er en hældningsfaktor, der inddrages hvis belastningen ikke er lodret<br />
q er det totale overlejringstryk<br />
I dette tilfælde er s 0 c = 1,2, i 0 c = 1,0 og N 0 c = π + 2 jf. (DS 415 1998).<br />
Den karakteristiske udrænede forskydningsstyrke cuk for moræneleret blev bestemt i bilag<br />
T.4 til 331 kN/m 2 . Den regningsmæssige udrænede forskydningsstyrke bestemmes jf (DS<br />
415 1998) ved normal sikkerheds- og funderingsklasse til:<br />
cud = cuk<br />
1,8<br />
= 331 kN/m2<br />
1,8<br />
= 183,9 kN/m 2<br />
Det totale overlejringstryk er lig med det effektive overlejringstryk for den drænede bæreevne,<br />
hvorfor q = 14,2 kN/m 2<br />
Dermed er bæreevnen for moræneleret givet ved (V.10):<br />
b = 183,9 kN/m 2 · (π + 2) · 1,2 · 1,0 + 14,2 kN/m 2 = 1148,8 kN/m 2<br />
Dette giver en reaktion Rd p˚a:<br />
Rd = 1148,8 kN/m 2 · (1,1 m) 2 = 1390,0 kN ≥ Vpunkt,d = 908,5 kN<br />
Dette giver en udnyttelsesgrad p˚a 65,4%. Dermed kan det ses, at den mindste bæreevne<br />
er fundet for sandet, hvorfor et brud i den drænede tilstand er den kritiske. Det er dog<br />
fundet, at begge lag kan belastes med den p˚agældende last, uden at der sker brud.<br />
V.2.2 Anvendelsesgrænsetilstand<br />
Sætningerne beregnes i anvendelsesgrænsetilstanden, hvor det er fundet, at belastningen<br />
Vpunkt,sætn er 746,1 kN. Det forudsættes, at fundamentet udføres som en stiv plade, idet<br />
belastningen fra søjlen skal fordeles til hele fundamentspladen. I beregningerne benyttes<br />
middelværdien for belastningen Pm, der er:
224 Direkte fundering<br />
P ∗ m = Vpunkt,sætn<br />
B 2<br />
= 746,1 kN<br />
= 616,6 kN/m2<br />
(1,1 m) 2<br />
Tykkelserne p˚a de sætningsgivende lag er mindre end den dobbelte fundamentsbredde,<br />
hvorfor der er tale om tynde lerlag. Ved tynde lerlag er initialsætninger neglicible, hvorfor<br />
poretrykket udelukkende overføres til de effektive lodrette spændinger. I dette tilfælde<br />
svarer de totale sætninger δt til de konventionelle sætninger δkonv (Harremöes et. al. 1984a).<br />
De sætningsgivende jordlag under fundamentets underkant opdeles i fire lag med varierende<br />
tykkelse, idet lagmidten z antages at respræsentere hele laget. Da sætningerne regnes ved<br />
numerisk integration, vil beregningerne være mere præcise jo flere lag, jorden inddeles i.<br />
Lagenes konsolideringsmoduler er bestemt i afsnit T.4. Jordlagenes størrelser, lagmidter<br />
og konsolideringsmoduler kan ses i tabel V.2. Morænelerlaget er repræsenteret ved lag 1<br />
og 2, og kridtlaget er repræsenteret ved lag 3 og 4. Sandlagets sætninger antages at være<br />
betydningsløse i forhold til lerlag.<br />
Lag ∆H z z/D ∆σ1, Pm = 1 ∆σ1, P ∗ m K ǫ δkonv<br />
[ m] [ m] [ kN/m 2 ] [ kN/m 2 ] [ kN/m 2 ] [ 0/00] [ mm]<br />
1 0,4 1,20 0,97 0,26 160,32 30 · 10 3 5,34 2,14<br />
2 0,4 1,60 1,29 0,18 110,99 30 · 10 3 3,70 1,48<br />
3 0,6 2,10 1,69 0,12 73,99 24 · 10 3 3,08 1,85<br />
4 0,7 2,75 2,22 0,07 43,16 24 · 10 3 1,80 1,26<br />
Tabel V.2: Sætningsberegning for punktfundamentet ved boring 1, jf figur U.10.<br />
Da fundamentspladen er kvadratisk, er det nødvendigt at ækvivalere denne med en cirkulær<br />
plade, idet influensdiagrammet, der ses p˚a figur V.4, forudsætter en cirkulær plade<br />
(Harremöes et. al. 1984a). Diameteren D i den ækvivalerede cirkel er:<br />
D =<br />
<br />
4<br />
π · b2 <br />
4<br />
=<br />
π · (1,1 m)2 = 1,24 m<br />
Forholdet mellem dybden til lagmidten z og den ækvivalerede diameter D indsættes i tabel<br />
V.2. Dette forhold benyttes til at aflæse tillægsspændingerne ∆σ1 i influensdiagrammet,<br />
idet middelbelastning Pm sættes til 1. ∆σ1 betegner de lodrette tillægsspændinger.<br />
De aflæste tillægsspændinger ∆σ1 multipliceres med den fundne middelværdi for belastningen<br />
Pm, hvormed det er muligt at finde tøjningerne ved (V.11).<br />
ǫ = ∆σ1<br />
K<br />
(V.11)
V.2 Punktfundament ved boring 1 225<br />
Figur V.4: Influensdiagrammet for bestemmelse af tillægsspændinger ved<br />
punktfundamentet (Harremöes et. al. 1984a).<br />
For lag 1 findes tøjningen ved (V.11), idet oplysningerne fra tabel V.2 er benyttes:<br />
ǫ =<br />
160,32 kN/m2<br />
30 · 103 = 5,340/00<br />
kN/m2 Lagenes sætninger findes ved (V.12).<br />
δkonv = ∆H · ǫ (V.12)<br />
For lag 1 bliver sætningen:<br />
δkonv = 0,4 m · 5,34 0/00 = 2,14 mm
226 Direkte fundering<br />
Lagenes sætninger kan ligeledes ses i tabel V.2. Den totale sætning for punktfundamentet<br />
findes ved summen af lagenes sætninger:<br />
δt = δkonv = 6,73 mm<br />
Da den totale sætning δt overholder normkravet p˚a maksimalt 20 − 40 mm, er bæreevneog<br />
sætningskriterierne opfyldt for punktfundamentet (DS 415 1998).<br />
V.3 Stribefundament ved boring 2<br />
Et tværsnit af stribefundamentet er vist p˚a figur V.5, idet fundamentets bredde er fundet<br />
i Matlab til 2,3 m. Denne bredde er optimeret ud fra fundamentets sætninger, da de viser<br />
sig dimensionsgivende.<br />
Figur V.5: Tværsnit af stribefundamentet [ mm].
V.3 Stribefundament ved boring 2 227<br />
V.3.1 Brudgrænsetilstand<br />
Stribefundamentet placeres udelukkende p˚a gytje, hvorfor bæreevnen skal findes som den<br />
udrænede bæreevne. Da fundamentet er placeret p˚a et gytjelag med betydelig lavere udrænet<br />
forskydningsstyrke cu,k end de øvrige lag, vil bruddet sandsynligvis ske i gyjtelaget.<br />
Bruddet kan evt. forløbe, som det er vist p˚a figur V.6.<br />
Figur V.6: Mulig brudfigur ved gytjelaget.<br />
Beregningsgangen for bestemmelse af gytjelagets bæreevne er tilsvarende beregningerne<br />
for den udrænede bæreevne ved punktfundamentet, idet bæreevnen findes ved (V.13).<br />
b = Rd<br />
B = (π + 2) · cu,d · s 0 c · i 0 c + q (V.13)<br />
Grundvandsspejlets betydning er den samme som ved førnævnte boring, hvorfor der kun<br />
regnes med grundvandsspejlet lige under stribefundamentet.<br />
Da fundamentet belastes med en excentrisk last, skal fundamentsbredden B omregnes til<br />
en effektiv bredde B. Tidligere blev det fundet, at excentriciteten er eB = 67 mm, hvilket<br />
giver en effektiv bredde jf. (Harremöes et. al. 1984b) p˚a:<br />
B = B − 2 · eB = 2,3 m − 2 · 67 · 10 −3 m = 2,17 m<br />
Den regningsmæssige udrænede forskydningsstyrke for gytjen er (DS 415 1998):
228 Direkte fundering<br />
cu,d =<br />
34,0 kN/m2<br />
1,8<br />
= 18,89 kN/m 2<br />
Formfaktoren s 0 c findes, idet længden af stribefundamentet er 36,0 m:<br />
s 0 c = 1 − 0,4 · B<br />
L<br />
2,17 m<br />
= 1 − 0,4 · ≈ 1,0<br />
36,0 m<br />
Hældningsfaktoren i 0 c findes ved (V.14) (DS 415 1998).<br />
i 0 c = 0,5 + 0,5 ·<br />
<br />
1 − Hd<br />
A · cu,d<br />
(V.14)<br />
Da det effektive areal i (V.14) bliver betydelig større end den vandrette last Hd, er hældningensfaktoren<br />
i 0 c lig med 1,0.<br />
Det effektive overlejringstryk er den samme som ved punktfundamentet, da lagene ved<br />
siden af fundamentet er de samme. Derfor er q = 14,2 kN/m 2 .<br />
Den effektive bæreevne for gytjelaget er:<br />
b = (π + 2) · 18,89 kN/m 2 · 1,0 · 1,0 + 14,2 kN/m 2 = 111,3 kN/m 2<br />
Dette giver en reaktion Rd p˚a:<br />
Rd = b · B = 111,3 kN/m 2 · 2,17 m = 241,5 kN/m ≥ Vstribe,d = 214,8 kN/m<br />
Dermed er bæreevnen tilstrækkelig, idet udnyttelsesgraden er 88,9%.<br />
V.3.2 Anvendelsesgrænsetilstand<br />
Stribefundamentets sætninger ved boring 2 er ligeledes tynde lerlag, hvorfor den totale<br />
sætning δt er lig med de konventionelle sætninger δkonv. De tre lag under fundamentet<br />
opdeles i seks lag med varierende tykkelser, hvilket kan ses p˚a figur V.8. Disse kan ses i
V.3 Stribefundament ved boring 2 229<br />
Lag Jordtype ∆H z z/B σpc ∆σ1, Pm = 1 ∆σ1, Pm<br />
[ m] [ m] [ kN/m 2 ] [ kN/m 2 ] [ kN/m 2 ]<br />
1 Gytje 0,6 0,30 0,13 20-38 0,98 86,4<br />
2 Gytje 0,8 1,00 0,43 20-38 0,85 74,9<br />
3 Ler 0,8 1,80 0,78 150-280 0,64 56,4<br />
4 Ler 0,9 2,65 1,15 150-280 0,49 43,2<br />
5 Moræneler 1,0 3,60 1,56 0,38 33,5<br />
6 Moræneler 1,1 4,65 2,02 0,30 26,4<br />
Tabel V.3: Sætningsberegning for stribefundamentet ved boring 2.<br />
tabel V.3. I tabellen kan forbelastningsspændingerne σpc for gytje- og lerlaget ogs˚a ses, jf.<br />
afsnit U.11. Forbelastningsspændingerne for moræneleret er ikke bestemt, men det antages,<br />
at moræneler belastes langs en genbelastningsgren pga. belastningshistorien.<br />
Tillægsspændingerne ∆σ1 bestemmes med influenslinier, idet stribefundamentet udføres<br />
som en slap plade. Influensdiagrammet kan ses p˚a figur V.7. Middelbelastningen er:<br />
Pm = Vstribe,sætn<br />
B<br />
= 202,7 kN/m<br />
2,3 m<br />
= 88,1 kN/m 2<br />
Dermed kan tillægsspændingerne bestemmes, hvilke er vist i tabel V.3.<br />
Da gytjelaget er stærkt sætningsgivende, skal det bestemmes, hvorvidt spændingerne enten<br />
forløber p˚a genbelastnings- eller stamkurven. For at afgøre dette skal tillægs-spændingerne<br />
∆σ1 fra bygningen sammenlignes med gytjens forbelastningsspænding σpc. I tabel V.3 kan<br />
det ses, at tillægsspændingerne ved gytjen overstiger forbelastningsspændingerne, hvorfor<br />
tøjningerne skal bestemmes vha. dekadehældningen Q for stamkurven.<br />
Tøjningerne for gytjen bestemmes ved (V.15). De øvrige lags tøjninger udregnes ved<br />
(V.11).<br />
hvor<br />
ǫ = Q · log(1 + ∆σ1<br />
) (V.15)<br />
σinsitu<br />
σinsitu er jordens effektive insituspændinger, inden yderligere belastning p˚aføres<br />
For at lerlaget kan regnes forkonsolideret skal de effektive spændinger overholde (V.16).
230 Direkte fundering<br />
Figur V.7: Influensdiagrammet for bestemmelse af tillægsspændinger ved<br />
stribefundamentet (Harremöes et. al. 1984a).<br />
σpc > σinsitu + ∆σ1<br />
(V.16)<br />
Spændingsfordelingen før belastningen kan ses p˚a figur V.8. Den totalle spænding σ er lig<br />
med u + σ.<br />
Ud fra spændingsfordelingen er de effektive insitu spændinger σinsitu bestemt, hvilke er vist<br />
i tabel V.4. Dekadehældningerne og konsolideringsmodullerne for lagene, der er bestemt i<br />
bilag T.2, er ligeledes vist i tabel V.4.<br />
Den totale sætning er dermed:<br />
δt = δkonv = 33,4 mm
V.3 Stribefundament ved boring 2 231<br />
Figur V.8: Spændingsfordelingen gennem lagene inden belastning med bygningen.<br />
Lag Q K σinsitu ǫ δkonv<br />
[ %] [ kN/m 2 ] [ kN/m 2 ] [ 0/00] [ mm]<br />
1 37,5 448 69,9 34,45 20,67<br />
2 37,5 448 72,0 6,45 5,16<br />
3 7,4 1,2 · 10 4 76,8 4,70 3,76<br />
4 7,4 1,2 · 10 4 84,5 3,60 3,24<br />
5 1,1 · 10 5 95,5 0,30 0,30<br />
6 1,1 · 10 5 110,2 0,24 0,26<br />
Tabel V.4: Sætningsberegning for stribefundamentet ved boring 2.<br />
Den totale sætning og bæreevnen er dermed overholdt i forhold til normkravene, der er<br />
beskrevet i afsnit 12.1, hvormed stribefundamentet er dimensioneret.<br />
V.3.3 Differenssætninger<br />
For at undg˚a skader p˚a konstruktionen ved forskellige sætninger af fundamenterne skal der<br />
kontrolleres for differenssætninger. Differenssætninger er forholdet mellem to fundamenters<br />
sætninger, hvilket ikke bør overstige 1/500 (DS 411 1999).<br />
I det aktuelle tilfælde er afstanden mellem fundamenterne ca. 3,0 m, hvorfor de fundne<br />
sætninger giver en differenssætning p˚a 1/110, hvilket er større end tilladt. Forebyggelse af<br />
dette er beskrevet i afsnit 12.5.