You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Indholdsfortegnelse<br />
Indholdsfortegnelse<br />
A - Hovedkonstruktionen ............................. 3<br />
A.1 Laster ................................................................................................................ 5<br />
A.2 Betonetagedæk i skitseopbygning .................................................................. 31<br />
A.3 Lastfordeling og spændinger .......................................................................... 33<br />
A.4 Ændring af opbygning .................................................................................... 51<br />
A.5 Detailstabilitet - lastfordeling ......................................................................... 61<br />
A.6 Detailstabilitet - spændinger ........................................................................... 71<br />
A.7 Robusthed ....................................................................................................... 81<br />
B - Trappeskakt....................................... 93<br />
B.1 Dimensionering af væg................................................................................... 95<br />
B.2 Brand............................................................................................................. 105<br />
B.3 Samlinger...................................................................................................... 113<br />
C - Geoteknik .......................................... 119<br />
C.1 Boreprofiler og jordparametre ...................................................................... 121<br />
C.2 Differenssætninger........................................................................................ 125<br />
D - Kælder............................................. 129<br />
D.1 Skitseprojektering af nederste kældergulv.................................................... 131<br />
D.2 Anlægsmetode for kælder............................................................................. 141<br />
D.3 Detailprojektering af nederste kældergulv.................................................... 153<br />
E - Byggegrube ...................................... 197<br />
E.1 Grundvandssænkning.................................................................................... 199<br />
E.2 Skråningsstabilitet ved strømning................................................................. 203<br />
E.3 Dimensionering af spuns .............................................................................. 209<br />
F - Udførelse ........................................ 229<br />
F.1 Jordarbejde.................................................................................................... 231<br />
F.2 Blådrenge...................................................................................................... 249<br />
F.3 Levering af vægelementer ............................................................................ 251<br />
F.4 Forskalling .................................................................................................... 255<br />
F.5 Tårnkran........................................................................................................ 259<br />
F.6 Tilbudskalkulation for råhus......................................................................... 261<br />
F.7 Likviditetsundersøgelse ................................................................................ 265<br />
G - Geoteknisk rapport ............................ 271<br />
G.1 Geoteknisk rapport........................................................................................ 273<br />
1
Bilag A.1 – Laster<br />
A - HOVEDKONSTRUKTIO-<br />
NEN<br />
3
A.1 Laster<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
I dette bilag gennemgås de laster, der regnes for virkende på konstruktionen. Der er gennemgået<br />
egenlast, nyttelast, snelast og vindlast. Foruden kvasistatisk vindlast, regnes der dynamisk vindlast<br />
for bygningen, af læringsmæssige årsager.<br />
Der er i denne rapport anvendt følgende fortolkning af begreberne fri og bunden last:<br />
• Fri last påføres hele konstruktionselementet når denne virker til ugunst. Når fri last virker til<br />
gunst er denne last ikke påført.<br />
• Bunden last påføres hele konstruktionselementet uanset om den er til gunst eller ugunst.<br />
Det er ved endt dokumentation erkendt at den ovenstående fortolkning er en fejlfortolkning. Ifølge<br />
[DS 409:1998, p9] gælder følgende fortolkning, der dog ikke er anvendt i denne rapport:<br />
• Fri last skal påføres konstruktionselementet de steder den virker til ugunst. Dvs. at den fri<br />
last ikke skal påføres ligeligt over hele konstruktionselementet, hvis det er mere kritisk, at<br />
den kun påføres en del af konstruktionen.<br />
• Bunden last skal påføres hele konstruktionen ligeligt, hvis den virker til ugunst. Hvis den<br />
virker til gunst, skal der ikke påføres bunden last.<br />
A.1.1 Egenlast<br />
Egenlasten af bygningen bestemmes for de enkelte beregninger, idet partialkoeffecienten for egenlast<br />
findes af [DS 409:1998, p27], alt efter hvilken lastkombination der gør sig gældende for den<br />
enkelte beregning. Der er afgrænset fra, at regne på vandret masselast.<br />
A.1.2 Nyttelast<br />
Nyttelasten for bygningen, der kategoriseres som almindeligt kontorbyggeri, fastsættes ud fra [DS<br />
410:1998]. For kontorbyggeriet ses de relevante værdier i tabel 1 og for trapper og adgangsveje er<br />
værdierne opstillet i tabel 2.<br />
5
6<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
Tabel 1: Nyttelast og lastkombinationsfaktorer for kontorbyggeri.<br />
[DS 410:1998, p12]<br />
kN<br />
Lasttype Fladelast q ⎡ 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Punktlast [ ] kN Q<br />
Last 3 2<br />
Lastkombinationsfaktor Ψ 0,5 0<br />
Tabel 2: Nyttelast og lastkombinationsfaktorer for trapper og<br />
adgangsveje. [DS 410:1998, p13]<br />
kN<br />
Lasttype Fladelast q ⎡ 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Punktlast [ ] kN Q<br />
Last 3 3<br />
Lastkombinationsfaktor Ψ 0,5 0<br />
For tagterrasserne, tagområde 3 og 5, er nyttelasten lig de tilstødende lokalers nyttelast. [DS<br />
kN<br />
410:1998, p14]. Kælderen regnes for en fladelast på 5 2 , idet denne kategoriseres som arkivlokale i<br />
m<br />
kontorbyning [DS 410:1998, p13].<br />
Ved undersøgelse af fleretages bygninger regnes nyttelast på hver etage som én last, det vil sige at<br />
der regnes med en partialkoefficient på γf = 1,3 på én etage og γf = Ψ på de øvrige etager. [DS<br />
409:1998, p24].<br />
A.1.3 Snelast<br />
Forudsætninger<br />
Snelasten på bygningen bestemmes i henhold til [DS 410:1998], hvor det fremgår, at lasten bestemmes<br />
ved (A.1).<br />
hvor<br />
S er den karakteristiske snelast ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
c i er en formfaktor [-]<br />
C e er en beliggenhedsfaktor, der sættes til 1 [-]<br />
C t er en termisk faktor, der sættes til 1 [-]<br />
k s er sneens karakteristiske terrænværdi ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
[DS 410:1998, p79]<br />
Sneens karakteristiske terrænværdi bestemmes ved (A.2).<br />
hvor<br />
S = cC i eCtsk (A.1)<br />
sk = cårssk,0 (A.2)
Bilag A.1 – Laster<br />
c års er en årstidsfaktor, der sættes til 1, da det er en permanent bygning [-]<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
kN<br />
s k ,0 er en grundværdi for sneens terrænværdi 2<br />
m<br />
[DS 410:1998, p78]<br />
kN<br />
Grundværdien for sneens terrænværdi sættes i Danmark til Sk,0 = 0,9 2<br />
m . Eftersom formfaktoren i c<br />
afhænger af tagets udformning og eventuelle niveauforskelle, bestemmes c i i det efterfølgende for<br />
de forskellige tagniveauer. For det øverste tag sættes ci til 0,8, da taghældningen er<br />
o<br />
α ≤ 15 , jævnfør<br />
tabel V 7.3.1 [DS 410:1998]. På grund af KMD-bygningens opbygning inddeles denne i flere områder<br />
til bestemmelse af de tilhørende koefficienter. Taget er opdelt som illustreret på figur 1.<br />
11,274<br />
8,744 Øverste tag<br />
Område 3<br />
Område 2<br />
Område 5<br />
121,5<br />
Område 1<br />
11,85<br />
8,574<br />
Område 4<br />
Figur 1: Inddeling af bygningen til bestemmelse af lastkoefficienter på nedfaldsområder.<br />
Alle mål i m.<br />
For tage, hvor der er mulighed for ophobning af sne, bestemmes snelastens formfaktorer ved brug af<br />
koefficienterne givet i (1.3).<br />
μ1<br />
= 0,8<br />
μ2 = μs+ μw<br />
hvor<br />
μ s er sneophobning på grund af nedskridning [-]<br />
μ w er sneophobning på grund af vind [-]<br />
μ 1 formfaktor for snelasten uden sneophobning, se figur 2<br />
μ 2 formfaktor for snelasten ved sneophobning, se figur 2<br />
[EN1991-1-3:2002, p26]<br />
Formfaktorerne for snelasten, pga. niveauforskelle, er illustreret i figur 2.<br />
2,206<br />
3,558<br />
(A.3)<br />
7
8<br />
h<br />
α<br />
μ2<br />
μs<br />
μw<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
ls<br />
b1 2 b<br />
Figur 2: Koefficienter for snelasten på tage med nedskridningsrisiko.<br />
[EN1991-1-3:2002, p27]<br />
Koefficienten for ophobet snelast på grund af nedskridning sættes til nul når taghældningen α er<br />
mindre end 15 grader. [EN1991-1-3:2002, p26]<br />
Koefficienten for ophobet snelast på grund af vind bestemmes ved (A.4).<br />
b1 + b2 γ h<br />
μw<br />
= ≤<br />
2 ⋅ h sk<br />
hvor<br />
b 1 er længden af det øverste tag [m]<br />
b 2 er længden af det nederste tag [m]<br />
h er højdeforskellen mellem de to tagniveauer [m]<br />
γ er tyngden af sne, γ = 2 ⎡kN ⎤ 3 ⎣m⎦ k s er sneens karakteristiske terrænværdi ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
[EN1991-1-3:2002, p26]<br />
Desuden er der krævet at 0,8 ≤ μ ≤ 4 .<br />
w<br />
μ1<br />
(A.4)<br />
Koefficienterne μ s og μ w er ikke gældende for hele taget, men kun som vist på figur 2, hvor drive-<br />
længden bestemmes ved (A.5).<br />
ls= 2⋅<br />
h<br />
(A.5)<br />
hvor<br />
h er højdeforskellen mellem de to tagniveauer [m]<br />
l s er drivelængden [m]<br />
[EN1991-1-3:2002, p26]
Bilag A.1 – Laster<br />
Drivelængden skal i henhold overholde kravet 5 m ≤l≤ 15 m [EN 1991 1-3:2002, p27].<br />
Niveauforskellene for de enkelte delområder på KMD-bygningen er illustreret på figur 3.<br />
h − = 3,934m<br />
1 4<br />
tekniketage<br />
hovedbygning<br />
s<br />
h = 9,801m<br />
5<br />
auditorium<br />
Figur 3: Niveauforskellene for de enkelte tagområder på KMD-bygningen.<br />
h − = 16,265m<br />
Såfremt drivelængden er større end bredden af nedfaldsområdet interpoleres der retliniet mellem μ 1<br />
og μ 2 , hvilket er illustreret på figur 4 og interpolationen foretages ved (A.6).<br />
μ2 − μ1<br />
μb = ( 2 ⋅h−b2) ⋅ + μ1<br />
2 ⋅ h<br />
hvor<br />
μ b er den minimale koefficienten for nedfaldsområdet [-]<br />
μ 2 er den maksimale koefficient for nedfaldsområdet [-]<br />
μ 1 er koefficienten såfremt nedfaldsområdet er længere end l s [-]<br />
h er niveauforskellen mellem de to tagniveauer [m]<br />
b 2 er bredden af nedfaldsområdet [m]<br />
[EN1991-1-3:2002, p26]<br />
1 4<br />
(A.6)<br />
9
Beregningseksempel<br />
10<br />
h<br />
b1<br />
α<br />
μ2<br />
μs<br />
μw<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
Figur 4: Koefficienten for ophobet snelast når bredden af<br />
nedfaldsområdet er kortere end drivelængden.<br />
Beregningsgangen er her gennemgået for område 1, hvor koefficienten μ w er bestemt ved (A.4).<br />
kN<br />
8,744m + 2,206m 2 3 ⋅ 3,934m<br />
m<br />
μw<br />
= ≤<br />
kN<br />
2⋅ 3,934m 0,9 2<br />
m<br />
μ = 1, 39 ≤8,<br />
74<br />
Drivelængden af sneophobningen er ved indsættelse i (A.5)<br />
w<br />
s<br />
2 b<br />
ls<br />
ls<br />
= 2⋅3,934m l = 7,868m<br />
Det fremgår, at længden af tagfladen på nedfaldsområde 1 ikke er tilstrækkelig lang, hvorfor der<br />
interpoleres retliniet mellem μ 1 og μ 2 . Formlerne opstilles ud fra længderne i figur 2.<br />
Ved indsættelse i (A.6) fås<br />
1, 39 − 0,8<br />
μb<br />
= ( 2⋅3,934m−2,206m) ⋅ + 0,8<br />
2⋅3,934m μ = 1, 23<br />
b<br />
Den totale belastningskoefficient for den minimale belastning er ved indsættelse i (A.3) bestemt til<br />
μ<br />
μ<br />
2,min<br />
2,min<br />
= 0+ 1,23<br />
=<br />
1, 23<br />
μ1<br />
μb
Bilag A.1 – Laster<br />
Den totale belastningskoefficient for den maksimale belastning er ved indsættelse i (A.3) bestemt til<br />
μ<br />
μ<br />
2,max<br />
2,max<br />
= 0+ 1,39<br />
= 1, 39<br />
På samme måde bestemmes koefficienterne for de fire andre nedfaldsområder, 2 – 5. Resultatet er<br />
listet i tabel 3.<br />
Tabel 3: Koefficienter for snelasten på de forskellige tagområder med nedskridnings- og<br />
ophobningsrisiko.<br />
Nedfaldsområde<br />
Bredde 2 [m] b<br />
Drivelængde<br />
l s [m]<br />
1 [-] μ 2,max [-] μ 2,min [-] μ<br />
1 2,2 7,9 0,8 1,39 1,23<br />
2 3,6 7,9 0,8 1,56 1,22<br />
3 11,3 7,9 0,8 4 4<br />
4 8,6 7,9 0,8 4 4<br />
5 11,9 19,6 0,8 1,345 1,02<br />
Snelasten for alle tageelementerne bestemmes ved (A.1) til (A.6) og er opstillet i tabel 4.<br />
Tabel 4: Maksimal og minimal snelast for de enkelte områder.<br />
Nedfaldsområde Drivelængde l s [m] 2,min [-] μ 2,max [-]<br />
Maksimal snelast<br />
μ<br />
⎡ kN<br />
2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Minimal snelast<br />
⎡kN 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Øverste tag 0 0,8 0,8 0,72 0,72<br />
1 7,9 1,23 1,39 1,25 1,1<br />
2 7,9 1,22 1,56 1,41 1,1<br />
3 7,9 4 4 3,6 0,72<br />
4 7,9 4 4 3,6 0,72<br />
5 7,9 1,02 1,345 1,21 0,91<br />
Ved anvendelse af snelastens fordeling på nedfaldsområderne henvises til figur 2.<br />
A.1.4 Vindlast<br />
Dette afsnit omhandler det grundlæggende princip for beregningen af vindlast, når der tages hensyn<br />
til dynamisk respons.<br />
Der er beregnet, hvor stor forskel der er på betragtningen med vind som dynamisk respons frem for<br />
kvasistatisk respons for den aktuelle KMD's Domicil. Der lægges i det følgende vægt på forskellen<br />
mellem beregningen af den kvasistatiske og dynamiske vindlast.<br />
Formålet med gennemgangen er dels læringsmæssige årsager for at få et indblik i princippet ved<br />
beregning af dynamisk vindlast, og dels til fastlæggelse af vindlasten på bygningen, til brug ved den<br />
videre dimensionering. Gennemgangen bygger på formler og fremgangsmåde fra [DS 410:1998]. Da<br />
det er ønsket at begrænse omfanget af bilaget, er der ved bestemmelse af faktorer mv. i flere tilfælde<br />
blot henvist til en kilde, hvorfra faktoren er bestemt.<br />
11
12<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
Princip ved beregning af den dynamiske vindlast<br />
Den samlede vindlast er beskrevet ved (A.7).<br />
hvor<br />
F = q ⋅c ⋅c ⋅A<br />
q = q ⋅c ⋅c<br />
w max d f ref<br />
max<br />
d f<br />
FW er den karakteristiske samlede vindlast [N]<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
N<br />
qmax er det karakteristiske maksimale hastighedstryk 2<br />
m<br />
cd er konstruktionsfaktoren [-]<br />
cf er formfaktoren [-]<br />
Aref er referencearealet [m 2 ]<br />
A ref<br />
(A.7)<br />
q er den karakteristiske vindlast givet ved w F<br />
, såfremt der anvendes den samme kon-<br />
[DS 410:1998, p68]<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
N<br />
struktionsfaktor 2<br />
m<br />
I (A.7) er størrelserne qmax, cf og Aref ens for den kvasistatiske og den dynamiske beregning. Faktoren<br />
cd er forskellig og tager højde for det dynamiske bidrag. Formlen for konstruktionsfaktoren cd er ved<br />
den dynamiske beregning udtrykt ved (A.8).<br />
hvor<br />
1+ 2 ⋅kp ⋅Iv(<br />
zref<br />
)<br />
c = ⋅ k + k<br />
1+ 7 ⋅I<br />
( z )<br />
d b r<br />
v ref<br />
kp er peak-faktoren [-]<br />
Iv(zref) er turbulensintensiteten svarende til referencehøjden zref [-]<br />
kb er en faktor, som tager hensyn til det kvasistatiske respons [-]<br />
kr er en faktor, som tager hensyn til turbulens i resonans med konstruktionen [-]<br />
[DS 410:1998, p68]<br />
(A.8)<br />
Ved dynamisk beregning tillægges et bidrag til cd ved den ekstra faktor kr i (A.8), som er den eneste<br />
afvigelse fra en kvasistatisk beregning af cd.<br />
Faktorerne kb og kr kan grafisk fremstilles ved at betragte dem som energibidrag til den samlede<br />
vindlast fordelt over et frekvensområde. I figur 5 ses frekvensspektret, hvor baggrundsturbulensen<br />
giver et bidrag til den samlede vindlast. Baggrundsturbulensen er det eneste bidrag ved en kvasistatisk<br />
beregning, og det ses, at det største bidrag her sker ved de laveste frekvenser af vinden.<br />
I figur 6 ses bidraget til vindlasten fra det dynamiske respons af konstruktionen. Det ses, at der ved<br />
et specifikt frekvensområde forekommer en spids, som opstår når vindens frekvens skaber resonans i<br />
bygningen. Dette frekvensområde kaldes bygningens egenfrekvens.
Bidrag til last<br />
Frekvens<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
Bidrag til last<br />
Bygningens egenfrekvens<br />
Frekvens<br />
Figur 5: Principskitse af frekvensspektrum for bidrag Figur 6: Principskitse af bidrag til vindlast fra dyna-<br />
til vindlast fra kvasistatisk respons kb, markeret som det misk respons kr markeret som det skraverede område.<br />
skraverede område. Efter [Sørensen 2006]<br />
Efter [Sørensen 2006]<br />
I figur 7 ses det samlede bidrag til vindlasten ved en dynamisk beregning. Størrelsesforholdet mellem<br />
de to bidrag afhænger blandt andet af bygningens egenfrekvens, og typisk vil bidraget fra baggrundsturbulensen<br />
være væsentligt større end bidraget fra resonans. Enheden på ordinatakserne på<br />
figur 5 og figur 6 kan derfor ikke direkte sammenlignes.<br />
Bidrag til last<br />
Parametres indflydelse på kr<br />
Frekvens<br />
Figur 7: Principskitse af det samlede bidrag til vindlast<br />
fra kvasistatisk og dynamisk respons markeret som det<br />
skraverede område. Efter [Sørensen 2006]<br />
I det følgende gennemgås hvilke faktorer der har indflydelse på kr. For en nærmere beskrivelse af<br />
formeludtryk til bestemmelse af faktorerne henvises til [DS 410:1998]. Faktoren kb afhænger af<br />
bygningens geometri og placering, hvorimod faktoren kr kræver en række yderligere oplysninger<br />
omkring bygningens udformning, heriblandt bygningens egenfrekvens og materialesammensætning.<br />
Faktoren kr er defineret ved<br />
2<br />
π Rv( n1) ⋅ Ks( n1)<br />
kr( n)<br />
= ⋅<br />
2 δ ( n ) + δ ( n )<br />
s 1 a 1<br />
(A.9)<br />
13
hvor<br />
Rv er vindens spektrale tæthedsfunktion [-]<br />
Ks er en størrelsesreduktionsfunktion [-]<br />
δs er konstruktionens dæmpning [-]<br />
δa er den aerodynamiske dæmpning [-]<br />
n1 er egenfrekvensen [Hz]<br />
[DS 410:1998, p69]<br />
14<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
I (A.9) beskriver Rv og Ks drivkraften for resonansen i systemet, hvorimod faktorerne δs og δa beskri-<br />
ver dæmpningen i systemet og dermed modstanden mod resonans. Rv er en faktor, der tager hensyn<br />
til vindens frekvensfordeling, som fremstillet i figur 5 og afhænger af bygningens egenfrekvens,<br />
vindens middelhastighed og højden af bygningen. Ks er en faktor, der tager hensyn til samspillet<br />
mellem vindens turbulens og bygningens egensvingningsform. Den afhænger af egenfrekvensen,<br />
egensvingningsformen, vindens middelhastighed samt bygningens højde og bredde. [DS 410:1998,<br />
p70-71].<br />
δs er en faktor, der tager hensyn til konstruktionens dæmpning. Faktoren afhænger af egenfrekvensen,<br />
samt hvilket materiale bygningen primært er opbygget af. δa tager hensyn til den aerodynamiske<br />
dæmpning og afhænger af egenfrekvensen, bygningens tyngde og udformning samt vindens middelhastighed.<br />
[DS 410:1998, p73]<br />
Sammenhæng mellem bygningens egenfrekvens og højde<br />
I [DS 410:1998, p45] er der angivet en tilnærmet forskrift til bestemmelse af egenfrekvensen. Forskriften<br />
bygger på en række forsøgsresultater, som viser en god sammenhæng mellem bygningens<br />
højde og egenfrekvens som angivet i figur 8. Forskriften gælder for fleretagers stål- og betonbygninger.<br />
Højde af bygningen, h<br />
46<br />
n1<br />
=<br />
h<br />
Bygningens egenfrekvens, n1<br />
Figur 8: Sammenhængen mellem en fleretages<br />
bygnings højde og egenfrekvens, fastlagt ud fra de<br />
indlagte forsøgsresultater. [Sørensen 2006]
Bilag A.1 – Laster<br />
Jf. figur 8 ses det, at jo højere en bygning er, des mindre er egenfrekvensen. Da en lille egenfrekvens<br />
giver et større resonansbidrag kan det ud fra figur 8 konkluderes, at høje bygninger har et større<br />
bidrag til den samlede vindlast fra resonans end lave, forudsat at højden er den eneste parameter der<br />
varieres.<br />
Dynamisk vindlastberegning på facade af den aktuelle bygning<br />
For bygninger hvor resonansfaktoren kr ≤ 0,1,<br />
er det ikke påkrævet, at vindlasten regnes med dynamisk<br />
respons, hvilket reducerer beregningen væsentligt [DS 410:1998, p42]. Til en vurdering af<br />
bygningens resonansfaktor kan figur 9 anvendes.<br />
Figur 9: Diagram til overslag af k r. De fede kurver viser konstruktioner,<br />
hvor kr er lig med 0,1. Vindlasten kan regnes kvasistatisk<br />
for konstruktioner hvis højde og bredde svarer til<br />
punkter under den fede kurve. Krydset angiver den aktuelle<br />
bygning. [DS 410:1998, p45]<br />
For det aktuelle tilfælde med en højde på h = 30 m og en bredde på b = 141,3 m aflæses en værdi af<br />
kr på under 0,1. Det vælges dog af læringsmæssige årsager at beregne den dynamiske vindlast på<br />
trods af, at k r < 0,1 i denne beregning, jf. tabel 5.<br />
Kontorbygningen betragtes som en rektangulær kasse som vist på figur 10 med en højde svarende til<br />
det højeste punkt på bygningen. Der er dermed set bort fra det tilstødende auditorium, hvilket giver<br />
en bygning som angivet i figur 10. Det er valgt at forsimple bygningens geometri til en rektangulær<br />
kasse for at få systemet til at ligne et tilfælde, hvortil der findes løsninger til dynamisk vindlastberegning<br />
i [DS 410:1998]. Det vurderes, at denne forsimpling vil give en større dynamisk vindlast, da<br />
bygningen med tilbygning er stivere end uden tilbygning.<br />
15
16<br />
h<br />
d<br />
b<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
Vind på facade<br />
Figur 10: Geometriske mål af bygning<br />
til beregning af dynamisk vindlast.<br />
Der er ligeledes set bort fra nabobygningen på modsatte side af tørdokken, som den aktuelle bygning<br />
er forbundet med via gangbroer. Nabobygningen kan forventes at yde læ i et vist omfang, og det<br />
vurderes derfor at være til ugunst at se bort fra denne bygnings indvirkning på vindlast på den aktuelle<br />
bygning. Ved nabobygninger, der er væsentligt højere end den aktuelle bygning, kan der forekomme<br />
øget vindlast på den lave af bygningerne, men da nabobygningen er af samme højde vil det<br />
ikke være tilfældet i denne situation [prEN 1991-1-4 2004, p102]. Derfor vurderes det på den sikre<br />
side at se bort fra nabobygningen.<br />
De anvendte og beregnede parametre og antagelser til bestemmelse af den dynamiske vindlast ses i<br />
tabel 5. Beregningen er foretaget i et regneark, vedlagt på cd-rom som vindlast.xls.
Bilag A.1 – Laster<br />
Tabel 5: Størrelser til beregning af dynamisk vindlast.<br />
Værdi Kilde / Antagelser<br />
[ ] m<br />
s<br />
⎡ N<br />
2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
m<br />
Kvasistatiske parametre<br />
h [m] 30 Maksimal højde af bygning med tagbygning, jf. figur 10.<br />
b [m] 141,3 figur 10<br />
d [m] 14,5 Dybde uden auditorium, jf. figur 10<br />
Terrænkategori I Terrænkategori I grundet beliggenheden op til Limfjorden. [DS 410:1998, p36]<br />
cdir [-] 1 Vind fra vest langs Limfjorden [DS 410:1998, p33]<br />
vb 24 [DS 410:1998, p22-33]<br />
qb 360 [DS 410:1998, p32]<br />
kt [-] 0,17 [DS 410:1998, p35]<br />
z0 [m] 0,01 [DS 410:1998, p35]<br />
zmin [m] 2 [DS 410:1998, p35]<br />
z [m] 30<br />
Afstand fra terræn til det højeste punkt af bygningen [prEN 1991-1-4 2004,<br />
p35]<br />
cr [-] 1,36 [DS 410:1998, p35]<br />
ct [-] 1 Ingen væsentlige skråninger. [DS 410:1998, p38]<br />
vm 32,67 Ingen indflydelse fra nærliggende bygværker. [DS 410:1998, p34]<br />
[ ]<br />
s<br />
q N m ⎡ 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
666,92 [DS 410:1998, p34]<br />
Iv [-] 0,12 [DS 410:1998, p40]<br />
q ⎡ N max 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
1250 Peak-faktor kp = 3,5. [DS 410:1998, p42]<br />
cf [-] 1 Sammenlagt for facadens to sider [DS 410:1998, p47]<br />
Cd,stat 0,80 Med udregnet kp. [DS 410:1998, p43]<br />
Dynamiske parametre<br />
z ref [m] 18 Rektangulær bygning. [DS 410:1998, p67]<br />
c r(z ref) [-] 1,27 Udregnet for z ref. [DS 410:1998, p35]<br />
[ ] m<br />
v m(z ref) 30,58 Udregnet for z ref. [DS 410:1998, p34]<br />
s<br />
L(zref) [m] 119,28 Udregnet for zref. [DS 410:1998, p70]<br />
n1 [Hz] 1,53 Fleretages betonbygning. Under 3 Hz. [DS 410:1998, p45]<br />
fL [-] 5,98 [DS 410:1998, p70]<br />
Rv [-] 0,042 [DS 410:1998, p70]<br />
kb [-] 0,35 [DS 410:1998, p44]<br />
øy [-] 70,85 [DS 410:1998, p72]<br />
øz [-] 15,04 [DS 410:1998, p72]<br />
Gy [-] 0,28 Lineær egensvingningsform i bredden, jf figur 11. [DS 410:1998, p72]<br />
Gz [-] 0,38 Parabolsk egensvingningsform i højden, jf. figur 11. [DS 410:1998, p72]<br />
Ks [-] 0,013 [DS 410:1998, p72]<br />
a1 [s] 0,045 Betonbygning. [DS 410:1998, p73]<br />
b1 [-] 0,05 Betonbygning. [DS 410:1998, p73]<br />
δmin [-] 0,10 Betonbygning. [DS 410:1998, p73]<br />
δs [-] 0,12 [DS 410:1998, p73]<br />
kg<br />
μ ⎡ ref 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
3500<br />
Skønnet vægt per facadearealenhed i toppen af konstruktionen. [DS 410:1998,<br />
p73]<br />
δa [-] 0,0036 [DS 410:1998, p73]<br />
kr [-] 0,022 [DS 410:1998, p69]<br />
n0 [Hz] 0,104 Over 0,42 Hz og under n1. [DS 410:1998, p69]<br />
v [Hz] 0,39 [DS 410:1998, p69]<br />
kp [-] 3,48 [DS 410:1998, p69]<br />
17
18<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
I v(z ref) [-] 0,13 Udregnet for z ref. [DS 410:1998, p40]<br />
c d,dyn [-] 0,81 Med udregnet k p. [DS 410:1998, p68]<br />
N q ⎡ dyn 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
1011 [DS 410:1998, p68]<br />
Da bygningen er relativ smal i forhold til højden, er det antaget, at egensvingningsformen er fleksibel<br />
som angivet i figur 11.<br />
Facade Plan<br />
Rumlig<br />
Figur 11: Antaget egensvingningsform i tre snit til bestemmelse af G y, G z, jf. tabel 5.<br />
Parabolsk form i højden og lineær form i bredden.<br />
N<br />
Det ses af tabel 5, at den dynamiske vindlast på facaden sammenlagt er qdyn = 1011 2<br />
m<br />
z<br />
y<br />
x<br />
. Hvis der<br />
ikke regnes med et dynamisk bidrag til vindlasten og vindlasten udelukkende regnes kvasistatisk,<br />
bliver faktoren cd,stat = 0,80, jf. tabel 5. Da de resterende faktorer til beregning af vindlasten er ens<br />
for den kvasistatiske og den dynamiske beregning, betyder det, at den kvasistatiske del af vindlastberegningen<br />
har en andel af den samlede vindlast på<br />
c<br />
c<br />
c<br />
c<br />
dstat ,<br />
ddyn ,<br />
dstat ,<br />
ddyn ,<br />
=<br />
0,80<br />
0,81<br />
= 98,9 %<br />
Sammenhæng mellem bygningens højde, egenfrekvens og dynamisk vindlast<br />
For at foretage en nærmere analyse af sammenhængen mellem bygningens egenfrekvens og den<br />
dynamiske respons, er der i det følgende illustreret, hvordan resonansfaktoren og dermed den dynamiske<br />
respons afhænger af højden af den aktuelle bygning og dens egenfrekvens. Analysen er foretaget<br />
af læringsmæssige årsager for at give et indblik i hvordan ændringer af en parameter har indflydelse<br />
på dynamisk respons.
Bilag A.1 – Laster<br />
Ved at variere kontorbygningens højde og optegne kr som funktion af denne, fremkommer grafen i<br />
figur 12. Det ses, at så længe bygningen er under ca. 70 m høj, er det ikke påkrævet at regne med<br />
dynamisk respons.<br />
Resonansfaktor k r [-]<br />
0,5<br />
0,45<br />
0,4<br />
0,35<br />
0,3<br />
0,25<br />
0,2<br />
0,15<br />
0,1<br />
0,05<br />
For k r = 0,1<br />
Aktuel bygning<br />
0<br />
0 50 100 150 200<br />
Højde h [m]<br />
Figur 12: Sammenhæng mellem højde og resonansfaktor, for alle øvrige faktorer holdt fast ud<br />
fra den aktuelle bygning.<br />
Ved at optegne det dynamiske bidrag som funktion af højden ses, at der ved større højde end den<br />
aktuelle bygning vil være et væsentligt dynamisk bidrag til vindlasten, jf. figur 13.<br />
Dynamisk andel af samlet vindlast [%]<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
Aktuel bygning<br />
0<br />
0 50 100 150 200<br />
Højde h [m]<br />
Figur 13: Sammenhæng mellem højde og det dynamiske bidrag, hvor faktorer<br />
eksklusiv højden holdes fast ud fra den aktuelle bygning.<br />
På figur 14 er faktoren kr optegnet som funktion af egenfrekvensen. Det ses, at kr ved relativ høje<br />
egenfrekvenser går asymptotisk mod nul, og at der for en faldende egenfrekvens er en stigende værdi<br />
af kr.<br />
19
20<br />
Resonansfaktor k r [-]<br />
0,5<br />
0,45<br />
0,4<br />
0,35<br />
0,3<br />
0,25<br />
0,2<br />
0,15<br />
0,1<br />
0,05<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
A kt uel byg ning<br />
0<br />
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3<br />
Egenfrekvens n 1 [m]<br />
Figur 14: Sammenhæng mellem egenfrekvens og resonansfaktor, hvor egenfrekvensen<br />
er funktion af højden, jf. figur 8. Alle andre faktorer fastholdes ud fra<br />
den aktuelle bygning.<br />
Sammenhængene i figur 12, figur 13 og figur 14 er i god overensstemmelse med den grafiske frem-<br />
stilling af kb og kr på figur 5 og figur 6. Figur 5 viser, at vindens energi aer størst for lave frekvenser.<br />
Bidraget fra resonans med bygningen fremkommer ved den frekvens af vinden, der svarer til bygningens<br />
egenfrekvens, og bidraget er således et produkt af bygningens egenfrekvens og den energi,<br />
der er i vinden ved denne frekvens, jf. figur 6. Da der er mindre energi i vinden ved høje frekvenser,<br />
vil en høj egenfrekvens derfor give et lille resonansbidrag.<br />
Vindlast på gavl af den aktuelle bygning<br />
For vindlast på gavl påregnes der ikke et dynamisk resonansbidrag, da det antages, at stivheden af<br />
bygningen i denne retning er så stor, at der ikke opstår væsentlige svingninger og dermed resonansbidrag.<br />
Beregningen af vindlast på gavl er derfor udelukkende en kvasistatisk vindlastberegning.<br />
Ved kvasistatisk vindlast anvendes (A.7), hvor der benyttes en cd-værdi, der ikke medtager resonansfaktoren<br />
kr.<br />
Beregningen af nødvendige faktorer foregår på samme måde som den kvasistatiske del af tabel 5,<br />
hvor bredden og dybden er defineret som angivet på figur 15.
h<br />
Vind på<br />
gavl<br />
b<br />
d<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
Figur 15: Definitionsskitse af bredde,<br />
dybde og højde til beregning af vindlast<br />
på gavl.<br />
Ud fra det nye tilfælde bliver faktorerne som angivet i tabel 6. Det ses, at cd = 0,92.<br />
21
Tabel 6: Størrelser til beregning af vindlast på gavl.<br />
22<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
[ ] m<br />
s<br />
⎡ N<br />
2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
m<br />
Kvasistatiske parametre<br />
h [m] 30 Maksimal højde af bygning med tagbygning, jf. figur 15.<br />
b [m] 14,5 Bredde, jf. figur 15<br />
d [m] 141,3 Dybde, jf. figur 15<br />
Terrænkategori I<br />
Terrænkategori I grundet beliggenheden op til Limfjorden. [DS 410:1998,<br />
p36]<br />
cdir [-] 1 Vind fra vest langs Limfjorden [DS 410:1998, p33]<br />
vb 24 [DS 410:1998, p22-33]<br />
qb 360 [DS 410:1998, p32]<br />
kt [-] 0,17 [DS 410:1998, p35]<br />
z0 [m] 0,01 [DS 410:1998, p35]<br />
zmin [m] 2 [DS 410:1998, p35]<br />
z [m] 30<br />
Afstand fra terræn til det højeste punkt af bygningen [prEN 1991-1-4 2004,<br />
p35]<br />
cr [-] 1,36 [DS 410:1998, p35]<br />
ct [-] 1 Ingen væsentlige skråninger. [DS 410:1998, p38]<br />
vm 32,67 Ingen indflydelse fra nærliggende bygværker. [DS 410:1998, p34]<br />
[ ]<br />
s<br />
Værdi Kilde / Antagelser<br />
q N<br />
m ⎡ 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
666,92 [DS 410:1998, p34]<br />
Iv [-] 0,12 [DS 410:1998, p40]<br />
q ⎡ N<br />
max 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
1250 Peak-faktor kp = 3,5. [DS 410:1998, p42]<br />
cf [-] 1 Sammenlagt for de to gavle [DS 410:1998, p47]<br />
kb 0,703 [DS 410:1998, p44]<br />
cd,stat 0,92 For peak-faktor kp = 3,5. [DS 410:1998, p43]<br />
Formfaktorer for konstruktionen<br />
Formfaktorer, der bruges til beregning af vindlast på de forskellige flader af bygningen, er i dette<br />
afsnit fastlagt. Formfaktorerne skal for at give det totale vindtryk kombineres med de ovenfor beregnede<br />
vindlastfaktorer på facade og gavl for at give det endelige vindtryk som angivet i (A.7). Der er i<br />
den videre beregning for de enkelte dimensioneringstilfælde vurderet hvorvidt en yderligere forenkling<br />
af formfaktorerne kan gøres, for at lette dimensioneringen.<br />
Da bygningens geometri ikke er et af standardtilfældene i DS410 er den aktuelle bygnings formfaktorer<br />
fastlagt ud fra en sikkerhedsmæssig vurdering, der er på den sikre side i tilfælde af afvigelse fra<br />
standardtilfældet i [DS 410:1998]. Tagbygningen i niveau 7, er antaget værende en rektangulær kasse,<br />
jf. figur 16. Der er ved fastlæggelse af formfaktorer taget udgangspunkt i bygningens ydre geometri<br />
som angivet i afsnit 2.1 i hovedrapporten.
Aktuel tagbygning<br />
Tilnærmet tagbygning<br />
Figur 16: Illustrering af tilnærmelse af tagbygningen.<br />
Formfaktorer for ydervægge<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
Til bestemmelse af formfaktorer til ydervæggene beregnes den geometriske faktor e ved<br />
{ }<br />
e= min b,2⋅ h<br />
(A.10)<br />
hvor<br />
e er en faktor til bestemmelse af formfaktorens udbredelse, jf. figur 17 [m]<br />
b er bygningens bredde ved den nominelle vindretning, jf. figur 17 [m]<br />
h er bygningens højde [m]<br />
[DS 410:1998, p47]<br />
0,9<br />
0,5<br />
Vind: 0°<br />
0,7<br />
0,3<br />
b<br />
Figur 17: Definitionsskitse af e og b. Værdierne angiver størrelse<br />
af formfaktoreren mens pilene angiver deres retning.<br />
Ud fra (A.10) er formfaktorerne for ydervæggene fastlagt som angivet i figur 18 og figur 19, hvor<br />
der for bredden ved nominel vindretning 90° er regnet med b = 14,5 m svarende til bredden uden<br />
auditoriumstilbygning, jf. afsnit 2.1 i hovedrapporten. Værdierne af h, b og e er angivet i tabel 7.<br />
0,5<br />
0,9<br />
e<br />
23
24<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
Tabel 7: Bredde, højde samt udbreddelsesfaktor<br />
for formfaktorer på ydervægge.<br />
Nominel vindretning 0° 90°<br />
h [m] 30 30<br />
b [m] 141 14,5<br />
e [m] 60 14,5<br />
Det er overvejet hvorvidt suget på gavlene af auditoriet kunne sættes lig med suget på den bagerste<br />
facade, da hele auditoriet ligger i læ for vinden, og der dermed ikke er tale om ekstra undertryk<br />
grundet vindens retningsændring omkring et hjørne. For at nedsætte suget kræves der yderligere<br />
undersøgelser så som eksempelvis vindtunnelforsøg eller CFD-beregninger. Der er set bort fra vindlast<br />
på de to gangbroer.<br />
Der er af sikkerhedsmæssige hensyn valgt en maksimal værdi for suget på gavlene af auditoriet på<br />
figur 18 nederst, da tilfældet ikke kan overføres til et standardtilfælde. Formfaktorerne for tagbygningen<br />
er ikke vist. Disse faktorer er fastlagt på samme måde som den resterende bygning og med<br />
samme værdier for e.<br />
0,9<br />
0,9<br />
0,3<br />
0,9<br />
0,7<br />
Vind: 0°<br />
0,7<br />
0,3<br />
0,9<br />
0,9 0,9<br />
Figur 18: Formfaktorer for ydervægge af den aktuelle bygning ved de to tilfælde af nominel<br />
vindretning 0°.<br />
0,9<br />
0,9
0,7<br />
e = 14,5 m<br />
0,9<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
Vind: 90° 0,7 0,3<br />
0,9<br />
0,5<br />
0,5<br />
e = 14,5 m<br />
e = 14,5 m<br />
∗<br />
0,9<br />
0,5<br />
0,3 0,7<br />
0,5<br />
0,3<br />
0,5<br />
0,9 ∗<br />
e 14,5 m<br />
∗∗ =<br />
0,5<br />
0,7<br />
e = 14,5 m<br />
0,9<br />
0,9<br />
e = 14,5 m<br />
0,3<br />
Vind: 90°<br />
Figur 19: Formfaktorer for ydervægge ved nominel vindretning 90°.<br />
* Faktoren gælder kun til toppen af auditoriet hvorover faktoren sættes lig 0,5. ** Værdien er udregnet ud fra<br />
målene for hovedbygningen og ikke for målene af auditoriet. Dette er på den sikre side.<br />
Formfaktorer for tag<br />
Til beregning af formfaktorerne på taget af bygningen beregnes faktorerne x, y og z, jf. figur 20 for<br />
fladt tag ved<br />
Hvor<br />
e er som defineret i (A.10) [m]<br />
x, y og z er som defineret i figur 20 [m]<br />
[DS 410:1998]<br />
e<br />
x =<br />
10<br />
e<br />
y =<br />
4<br />
e<br />
z =<br />
2<br />
(A.11)<br />
25
26<br />
x<br />
y<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
F G<br />
F<br />
Figur 20: Definitionsskitse af x, y og z til inddeling af taget i<br />
vindlastområder.[DS 410:1998]<br />
Ud fra målene for h og b i tabel 7 og e givet ved (A.10) er x, y og z beregnet som angivet i tabel 8.<br />
b<br />
Tabel 8: x, y og z for formfaktorer<br />
på tag.<br />
H<br />
Nominel vindretning 0° 90°<br />
I<br />
x [m] 6 1,5<br />
y [m] 15 3,6<br />
z [m] 30 7,3<br />
Formfaktorerne for vindlast på taget er angivet i figur 21 og figur 22. Der er ved fastlæggelse af<br />
formfaktorerne set bort fra områder betegnet G, når disse er vurderet små og i stedet anvendt randområde<br />
F på hele området, da værdien af formfaktoren i område F er større end G og derfor er på<br />
den sikre side, jf. tabel 9. På figur 21 er der på taget i læsiden af bygningen anvendt formfaktor H,<br />
som er højere end formfaktoren for sug på ydervæggen.<br />
y<br />
z
6m<br />
x =<br />
6m<br />
x =<br />
F<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
H<br />
H H<br />
F G<br />
F<br />
y = 15 m<br />
H<br />
F<br />
y = 15 m<br />
y = 15 m<br />
F<br />
y = 15 m<br />
y = 15 m<br />
G<br />
Vind: 0°<br />
F G<br />
H H<br />
H<br />
H<br />
y = 15 m<br />
y = 15 m<br />
Figur 21: Formfaktorer for vindlast på taget ved nominel vindretning 0°.<br />
G<br />
6m<br />
x =<br />
F<br />
F<br />
y = 15 m<br />
F<br />
6m<br />
x =<br />
6m<br />
x =<br />
27
Vind: 90°<br />
28<br />
F H<br />
x = 1, 5 m<br />
z = 7,3 m<br />
z = 7,3 m<br />
x = 1, 5 m<br />
F H<br />
Bilag A.1 – Laster<br />
I<br />
I<br />
I<br />
F H<br />
x = 1, 5 m<br />
z = 7,3 m<br />
Figur 22: Formfaktorer for vindlast på taget ved nominel vindretning 90°.<br />
Værdierne af belastningsområderne er angivet i tabel 9.<br />
Indvendig vindlast<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
H<br />
F<br />
x = 1, 5 m<br />
z = 7,3 m<br />
Tabel 9: Værdi af formfaktorer for belastningsområder<br />
på tag. Negativ værdi angiver sug. [DS<br />
410:1998, p54]<br />
Belastningsområde F G H I<br />
Mindste værdi [-] -1,8 -1,3 -0,7 -0,5<br />
Største værdi [-] 0 0 0 0,2<br />
I<br />
z = 7,3 m<br />
x = 1, 5 m<br />
H<br />
F<br />
H<br />
F<br />
x = 1, 5 m<br />
z = 7,3 m<br />
I<br />
Vind: 90°<br />
Der kan foruden ydre vindlast også forekomme indvendig vindlast på kontorbygningen. Den indvendige<br />
vindlast beregnes ved (A.7), hvor der skal anvendes formfaktorer og værdier af qmax defineret<br />
specifikt for indvendig vindlast.
Bilag A.1 – Laster<br />
Der er ved beregning af den indvendige vindlast forudsat en bygning med skillevægge, etageadskillelser<br />
og uden dominerende åbninger. Herved bliver formfaktorernes største- og mindsteværdi for<br />
indvendig vindlast henholdsvis cpi = 0,2 og cpi = -0,3 [DS 410:1998, p56].<br />
For huse uden dominerende åbninger skal peakfaktoren sættes til kp = 1,5 til beregning af det karak-<br />
teristiske maksimale hastighedstryk qmax. Til beregning af qmax skal der ligeledes fastsættes en refe-<br />
rencehøjde z, der for indvendig vindlast i bygninger med etageadskillelser kan sættes lig højden til<br />
midten af den betragtede etage. For at lette den videre beregning er det valgt at sætte referencehøjden<br />
for samtlige etageadskillelser lig højden til midten af øverste etage hvilket giver z = 28 m. Denne<br />
referencehøjde er på den sikre side for de underliggende etager. Med kp og z svarende til indvendig<br />
vindlast og resterende nødvendige indgangsparametre som angivet i tabel 5 bliver qmax = 903<br />
N<br />
2<br />
m .<br />
29
Bilag A.2 – Betonetagedæk i skitseopbygning<br />
A.2 Betonetagedæk i<br />
skitseopbygning<br />
For at undersøge hvorvidt det er muligt at udføre den skitsemæssige opbygning af vægsystemet, som<br />
beskrevet i afsnit 2.4.1 i hovedrapporten, skal det kontrolleres, om en hensigtsmæssig opbygning af<br />
etagedækkene kan udføres. Etagedækkene udføres af førspændte huldæk. Ved at betragte figur 23<br />
ses det, at det er fordelagtigt at etagedækkene spænder på tværs af bygningens længderetning. Det er<br />
ligeledes forudsat i skitseprojekteringen. Den maksimale spændvidde nødvendig for denne løsning<br />
er 14 meter, som angivet på figur 23. Det forventes, at der udføres en separat løsning for auditoriet.<br />
Figur 23: Plantegning af vægsystem.<br />
Auditorium<br />
Da denne undersøgelse kun foregår på skitseplan, udføres der ingen beregninger, men der foretages<br />
en overslagsdimensionering ud fra funktionsprøvninger af dækelementerne, foretaget af betonelementleverandøren.<br />
Resultaterne fra sådanne funktionsprøvninger benyttes normalt til dækdimensionering.<br />
Ud fra sådanne prøver er optegnet designkurver, som illustreret på figur 24. De viste designkurver<br />
er optegnet alene på basis af brudbæreevnerne med en bæreevnereserve på ca. 15 %. [Betonelement-foreningen<br />
2006]<br />
31
32<br />
Regningsmæssig last<br />
⎡kN ⎤<br />
(excl. egenlast) ⎢ 2<br />
⎣m⎥ ⎦<br />
kN 3,9 2 som regningmæssig last<br />
m<br />
i bygninger benyttet til kontor<br />
og let erhverv.<br />
Bilag A.2 – Betonetagedæk i skitseopbygning<br />
Figur 24: Designkurver for forspændte huldæk. Den givne regningsmæssige last (excl. egenlast) og den nødvendige<br />
spændvidde er markeret. De stiplede linier angiver lastsituationer som ikke benyttes her. [Betonelement-foreningen<br />
2006].<br />
Som illustreret på figuren kan den nødvendige tykkelse af elementet bestemmes ud fra den regningsmæssige<br />
last og den ønskede spændvidde. De karakteristiske givne værdier for lastsituationer-<br />
kN<br />
ne er fundet af [DS 410:1998, p12] for kontor og let erhverv og angivet til 3 2 . Der benyttes en<br />
m<br />
partialkoefficient på 1,3, da der som udgangspunkt regnes med lastkombination 2.1. Af figur 24 ses,<br />
at det for det givne vægsystem vil være muligt at benytte et betondæk med en tykkelse på 320 mm.<br />
Den skitserede opbygning vil derfor kunne udføres med standardelementer.
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
A.3 Lastfordeling og<br />
spændinger<br />
Til bestemmelse af lastfordelingen benyttes opdelingen af vægsystemet som vist på tegning T.1. I<br />
det følgende bestemmes lastfordelingen for opbygningen hvor elementerne har hovedakser parallelle<br />
med det globale koordinatsystem. Simplificeringerne der ligger til grund for dette er beskrevet i<br />
afsnit 2.4.1 i hovedrapporten. I det følgende gennemgås teorien bag metoden, hvormed nytte-, egenog<br />
vindlast fordeles på konstruktionen, samt hvordan spændingerne i elementerne findes. Dernæst<br />
præsenteres resultatet af beregningen.<br />
A.3.1 Fordeling af laster<br />
Førend vindlasten kan fordeles på de stabiliserende vægge, skal følgende data fastlægges:<br />
• Bygningens ydre geometri, fastlagt i afsnit 2.1 i hovedrapporten<br />
• Inertimoment om x- og y-aksen for de enkelte elementer, bestemt i afsnit A.3.2<br />
• Bygningens forskydningscenter, samt de enkelte elementers forskydningscenter, bestemt i<br />
afsnit A.3.2<br />
Bygningens ydre geometri har ud fra det udleverede tegningsmateriale en længde på 141,3 m, en<br />
højde på 30 m og en bredde på 14,5 m, jf. afsnit 2.1 i hovedrapporten. Inertimomentet for de enkelte<br />
elementer er udregnet i bilag A.3, og vist i tabel 11. Forskydningscentret for de enkelte elementer,<br />
samt bygningens forskydningscenter, er udregnet i bilag A.3.<br />
Fordeling af vindlast på de enkelte elementer<br />
En vigtig antagelse i fordelingen af vindlast er, at en lige væg kun har stivhed i eget plan når disse<br />
ikke antages sammenhængende, og at inertimomentet derfor sættes lig nul for påvirkning ud af planet.<br />
De samlede vindlaster på facade og gavl findes som linielaster per løbende meter lodret, som vist på<br />
figur 25, og disse fordeles efter elementernes relative stivheder om de to akser, i forhold til bygningens<br />
samlede stivhed, givet ved (A.12), der gælder for translation. Årsagen til, at lasterne fordeles<br />
efter inertimoment og ikke areal er, at alle vægge er høje i forhold til længde og bredde, svarende til<br />
en Bernoulli-Euler bjælke. [Betonelement-foreningen 2006]<br />
33
34<br />
q i, facade<br />
igavl ,<br />
z<br />
q<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
z<br />
x y<br />
y x<br />
Gavl Facade<br />
Figur 25: Skitse over facade- og gavllasterne virkende som lodret løbende<br />
linielaster.<br />
Lastfordelingen i det translatoriske tilfælde findes som<br />
hvor<br />
q = q ⋅<br />
i, facade facade<br />
q = q ⋅<br />
i, gavl gavl<br />
qi,facade er facadelasten på det i’te element per løbende meter lodret N<br />
m<br />
qi,gavl er gavllasten på det i’te element per løbende meter lodret N<br />
m<br />
I<br />
∑<br />
I<br />
∑<br />
iy ,<br />
I<br />
ix ,<br />
I<br />
iy ,<br />
ix ,<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
qfacade er den samlede vindlast på facaden per løbende meter lodret N<br />
m<br />
qgavl er den samlede vindlast på gavlen per løbende meter lodret N<br />
m<br />
Ii,x er det i’te elements inertimoment om egen x-akse [m 4 ]<br />
Ii,y er det i’te elements inertimoment om egen y-akse [m 4 ]<br />
[Bolonius 2002, p11]<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
(A.12)<br />
Da vindlastens angrebspunkt ikke nødvendigvis er sammenfaldende med bygningens forskydningscenter,<br />
som vist på figur 26, dannes der et vridende moment i bygningen, Mv.
qgavl<br />
y<br />
q<br />
y<br />
i<br />
y<br />
FC<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
xq<br />
xi<br />
q facade<br />
qiV<br />
, gavl<br />
qigavl<br />
,<br />
i'te<br />
element<br />
FCi<br />
qi,<br />
facade<br />
qiV<br />
, facade<br />
Figur 26: Principskitse med fortegnsregning. Lasterne q facade og q gavl er de resulterende linielaster hidrørende<br />
fra fladelasten på bygningen. FC angiver bygningens forskydningscenter.<br />
Det vridende moment fordeles på de enkelte elementer ud fra bygningens vridningsstivhed, givet ved<br />
(A.13), der gælder for ren vridning.<br />
∑ ∑<br />
V =<br />
2<br />
Iix , ⋅ xi+ 2<br />
Iiy , ⋅yi<br />
Mv= qfacade ⋅xq−qgavl ⋅yq<br />
Iix<br />
,<br />
qiV , facade = Mv⋅ ⋅xi<br />
V<br />
Iiy<br />
,<br />
qiV , gavl =−Mv⋅⋅yi V<br />
(A.13)<br />
hvor<br />
V er bygningens vridningsstivhed [m 6 ]<br />
xi er x-afstanden fra det i’te elements til bygningens forskydningscenter [m]<br />
yi er y-afstanden fra det i’te elements til bygningens forskydningscenter [m]<br />
Mv er vridningsmomentet per løbende meter lodret Nm ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
xq er x-afstanden fra bygningens forskydningscenter til vindens angrebspunkt [m]<br />
yq er y-afstanden fra bygningens forskydningscenter til vindens angrebspunkt [m]<br />
qiV,facade er facadelasten på det i’te element hidrørende fra Mv per løbende meter lodret N ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
qiV,gavl er gavllasten på det i’te element hidrørende fra Mv per løbende meter lodret N<br />
m<br />
[Bolonius 2002, p11]<br />
Ved at addere (A.12) og (A.13) fås den samlede last på det i’te element i x- og y-retningen, givet ved<br />
(A.14), der gælder for både translation og vridning.<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
x<br />
35
36<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
⎛ q facade M ⎞<br />
v<br />
qiy , = Iix , ⋅ ⎜ + ⋅x<br />
⎜ i⎟<br />
Iix , V ⎟<br />
⎝∑⎠ ⎛ qgavl M ⎞<br />
v<br />
qix , = Iiy , ⋅⎜ − ⋅y<br />
⎜ i⎟<br />
Iiy , V ⎟<br />
⎝∑⎠ hvor<br />
qi,y er lasten på det i’te element i y-retningen per løbende meter lodret N ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
qi,x er lasten på det i’te element i x-retningen per løbende meter lodret N ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
[Bolonius 2002, p11]<br />
(A.14)<br />
For vindlasten på facaden er der regnet med en samlet formfaktor på 1 på facaden, henholdsvis 0,7<br />
for luvside og 0,3 for læside, jf. bilag A.1. Der regnes i dette tilfælde med en formfaktor på -0,9 for<br />
gavlen, idet denne kun regnes virkende på den ene side af bygningen, da dette virker til størst ugunst<br />
for bygningens overordnede stabilitet. I denne skitseprojektering regnes vindlasten som en karakteri-<br />
kN<br />
stisk fladelast på 1,0 2 . Det benyttes lastkombination 2.1, jævnfør [DS 409:1998, p27]<br />
m<br />
Den samlede vindlast på de enkelte elementer er opstillet i tabel 11.<br />
Fordeling af lodret last på de enkelte elementer<br />
Den lodrette last hvert enkelt element optager, stammer fra egenvægten af disse samt lasten fra etageadskillelserne,<br />
som vurderes ud fra disses lastoplande. Lastoplandene er angivet på tegning T.1.<br />
Der ses bort fra vindlast på taget. Vurderingen er foretaget ud fra antagelsen om, at dækelementerne<br />
kun understøttes af elementer med en væsentlig udstrækning på tværs af længdearmeringen, jf. figur<br />
27, da det formodes at dækelementerne kun er længdearmeret. De vil derfor ikke have tilstrækkelig<br />
stivhed til at overføre laster til et element, der kun har en væsentlig udstrækning langs længdearmeringen.
Ringe stivhed overfor bøjning, pga.<br />
længdearmeringens orientering i forhold<br />
til understøtningen<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
Længdearmering<br />
God stivhed overfor bøjning, pga.<br />
længdearmeringens orientering i forhold<br />
til understøtningen<br />
Figur 27: Skitsering af understøtningstilfælde, tv. understøttet langs længdearmeringen<br />
og th. understøttet på tværs af længdearmeringen.<br />
Der er medtaget egenlast samt nyttelast i udregningen af lodret last. Kun den bundne nyttelast er<br />
medtaget. Den samlede lodrette last for hvert enkelt element er opstillet i tabel 11.<br />
A.3.2 Bestemmelse af forskydningscenter<br />
Som det ses af (A.13) er det nødvendigt at kende både det lokale og globale forskydningscenter. I<br />
det følgende beskrives hvorledes disse beregninger foretages.<br />
Forudsætninger<br />
Metoden til bestemmelse af det globale forskydningscenter, bygger på antagelsen om, at dækkene er<br />
uendeligt stive. Denne antagelse er kun rimelig i tilfælde af høje bygninger, hvor vægelementerne er<br />
relativt slappe i forhold til dækkene. Desuden forudsættes det, at de enkelte vægprofiler er vridningsslappe,<br />
og det kræves, at deres hovedinertiakser er parallelle med vægsystemets hovedretninger.<br />
Væggene regnes, som værende af samme højde og tykkelse, og med samme elasticitetsmodul. Med<br />
udgangspunkt i disse antagelser kan placeringen af forskydningscentret for bygningen beregnes af<br />
(A.15) og (A.16).<br />
hvor<br />
x<br />
y<br />
fc<br />
fc<br />
I ⋅ x<br />
=<br />
Iix<br />
∑<br />
∑<br />
I ⋅ y<br />
=<br />
I<br />
∑<br />
ix i, fc<br />
iy i, fc<br />
∑<br />
iy<br />
(A.15)<br />
(A.16)<br />
xfc er x-koordinaten for det globale forskydningscenter [m]<br />
yfc er y-koordinaten for det globale forskydningscenter [m]<br />
xi,fc er x-koordinaten for det lokale forskydningscenter af det i’te element, i globale koordinater<br />
[m]<br />
37
38<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
yi,fc er y-koordinaten for det lokale forskydningscenter af det i’te element, i globale koordinater<br />
[m]<br />
Iix er inertimomentet om den lokale x-akse af det i’te element om elementets tyngdepunkt<br />
[m 4 ]<br />
Iiy er inertimomentet om den lokale y-akse af det i’te element om elementets tyngdepunkt<br />
[m 4 ]<br />
[Borchersen og Larsen 1985, p8]<br />
De nødvendige størrelser og angivelsen af disse kan ses på principskitsen på figur 28.<br />
y fc<br />
I1x<br />
y1<br />
I1y<br />
( , )<br />
FC = TP = x y<br />
2<br />
x1<br />
2 2, fc 2, fc<br />
Lokale forskydningscentre beregnes ved ækvivalensmetoden. Metoden er illustreret ved følgende<br />
eksempel.<br />
Eksempel på bestemmelse af lokalt forskydningscenter<br />
Forskydningscentret for det på figur 29 viste profil ønskes bestemt. Forskydningscentret vil være<br />
placeret på eventuelle symmetrilinier, og det ses dermed af figur 29, at det kun er nødvendigt at benytte<br />
ækvivalensmetoden til bestemmelse af x-afstanden til forskydningscentret.<br />
I2x<br />
FC( xfc, yfc)<br />
y2<br />
I2<br />
y<br />
( fc, fc)<br />
FC x y<br />
TP2<br />
2 2, 2,<br />
Figur 28: De nødvendige størrelser for beregningen af forskydningscentret for et vægsystem med to<br />
vægge. De stiplede linier angiver elementernes tyngdepunktsakser.<br />
x2<br />
x fc
y<br />
h<br />
x<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
t<br />
Figur 29: Profil for hvilket forskydningscentret bestemmes.<br />
Metoden bygger på en ækvivalens for forskydningsspændingerne i profilet og kraften Q, placeret i<br />
forskydningscentret. Princippet er indtegnet på figur 30.<br />
fc<br />
Q<br />
y<br />
x<br />
x fc<br />
τ 3<br />
O<br />
Figur 30: Optegning af forskydningsspændinger og punktet O hvori der tages<br />
moment. Kraften Q virker i profilets forskydningscenter.<br />
Kræfterne hidrørende fra forskydningsspændingerne findes ved integration over arealet ved projektion<br />
af τ i den retning F ønskes beregnet.<br />
b<br />
t<br />
τ 2<br />
τ 4<br />
s<br />
x1<br />
x2<br />
τ1<br />
τ 5<br />
39
hvor<br />
40<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
Fτ er kraften hidrørende fra forskydningsspændingerne [kN]<br />
τ er forskydningsspændingerne i profilet ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
A er arealet [m 2 ]<br />
F = ∫ τ dA<br />
(A.17)<br />
τ<br />
Forskydningsspændingerne i profilet findes for hovedsystemet af et element af Grasshofs formel<br />
givet for y-retningen ved<br />
hvor<br />
A<br />
Q ⋅ S<br />
τ =<br />
I ⋅ t<br />
y x<br />
Sx er det statiske moment om tyngdepunktsaksen af snittet der betragtes [m 3 ]<br />
Qy er forskydningskraften [kN]<br />
Ix er inertimomentet om tyngdepunktsaksen [m 4 ]<br />
t er tykkelsen [m]<br />
[Williams og Todd 2000, p182]<br />
De statiske momenter for delprofilerne, optegnet på figur 30 findes ved<br />
x<br />
(A.18)<br />
Sx= ∫ y dA<br />
A<br />
(A.19)<br />
hvor<br />
y er afstanden fra elementets tyngdepunktsakse til delelementets tyngdepunkt [m]<br />
Det ses af figur 30, at τ1= τ5 og τ2= τ4. Da den resulterende kraft fra τ3 går i gennem punktet O, jævnfør<br />
figur 30, kan denne udelades. Det er derfor kun nødvendigt at bestemme det statiske moment for<br />
delelement 1 og 2. Det statiske moment for delelement 1 og 2 er opstillet i henholdsvis (A.20) og<br />
(A.21) ud fra figur 30.<br />
Inertimomentet af profilet indgår i (A.18) og ønskes derfor bestemt.<br />
Inertimomenter for de enkelte elementer<br />
⎛s+ x1<br />
⎞<br />
S1 = t⋅x1⋅⎜ 2<br />
⎟<br />
⎝ ⎠ (A.20)<br />
h−s h<br />
S2 = S1( x1 = 2 ) + t⋅x2 ⋅<br />
2<br />
(A.21)<br />
Til at finde inertimomenterne for de 45 elementer er der skrevet et program i MATLAB, vedlagt på<br />
cd-rom som inertimoment.m, der ved at opdele de enkelte elementer i rektangler, kan udregne inertimomentet<br />
for de enkelte elementer på følgende vis:<br />
Først opstilles geometrien for elementet som f.eks. i figur 31, og tyngdepunktets placering findes<br />
derefter ud fra (A.22).
hvor<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
TP<br />
TP<br />
x '<br />
y '<br />
S<br />
=<br />
A<br />
S<br />
=<br />
A<br />
TPx’ er tyngdepunktets placering langs x´-aksen [m]<br />
TPy’ er tyngdepunktets placering langs y´-aksen [m]<br />
Sx’ er det statiske moment om x´-aksen [m 3 ]<br />
Sy’ er det statiske moment om y´-aksen [m 3 ]<br />
A er det samlede tværsnitsareal af elementet [m 2 ]<br />
3<br />
h<br />
3<br />
y<br />
y '<br />
TP3<br />
b3<br />
x3<br />
TP2<br />
TP<br />
x'<br />
y '<br />
2<br />
y<br />
x1<br />
TP1<br />
2<br />
h<br />
1<br />
y<br />
b1<br />
x '<br />
1<br />
h<br />
Figur 31: Principskitse til udregning af inertimoment for<br />
et vilkårligt symmetrisk element bestående af rektangler.<br />
(A.22)<br />
Dernæst findes inertimomentet for det enkelte rektangler om x- og y-aksen ved først at finde inertimomentet<br />
om disses lokale x- og y-akser, og derefter addere Königs flytteled. Til sidst adderes inertimomenterne<br />
og flytteleddene rektanglerne imellem, og elementets inertimomenter udregnes ved<br />
(A.23).<br />
hvor<br />
n<br />
x = ∑<br />
n<br />
ix + ∑<br />
2<br />
i ⋅ i<br />
i= 1 i=<br />
1<br />
n<br />
y = ∑<br />
n<br />
iy + ∑<br />
2<br />
i ⋅ i<br />
i= 1 i=<br />
1<br />
3<br />
hi ⋅ bi<br />
ix =<br />
I I y A<br />
I I x A<br />
I<br />
12<br />
b ⋅ h<br />
Iiy<br />
=<br />
12<br />
A = h ⋅b<br />
3<br />
i i<br />
i i i<br />
Ix er elementets inertimoment om x-aksen [m 4 ]<br />
Iy er elementets inertimoment om y-aksen [m 4 ]<br />
Iix er det i’te rektangels inertimoment om egen x-akse [m 4 ]<br />
(A.23)<br />
41
42<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
Iiy er det i’te rektangels inertimoment om egen y-akse [m 4 ]<br />
xi er x-afstanden fra det i’te rektangels tyngdepunkt til elementets tyngdepunkt [m]<br />
yi er y-afstanden fra det i’te rektangels tyngdepunkt til elementets tyngdepunkt [m]<br />
Ai er det i’te rektangels areal [m 2 ]<br />
hi er det i’te rektangels højde (udbredelse i y-aksens retning) [m]<br />
bi er det i’te rektangels bredde (udbredelse i x-aksens retning) [m]<br />
[Williams og Todd 2000, p142]<br />
De statiske momenter indsættes i (A.18) og ved brug af (A.17) kan den resulterende kraft hidrørende<br />
forskydningsspændingerne tilnærmelsesvis findes for de to delelementer da der integreres op over<br />
centerlinieafstande.<br />
1 =<br />
h−s 2<br />
Q⋅S1 I 0 x ⋅t<br />
1<br />
2 =<br />
b Q⋅S2 0 Ix⋅t 2<br />
F t∫ dx<br />
(A.24)<br />
F t∫ dx<br />
(A.25)<br />
Da kræfterne fra forskydningsspændingerne nu er kendte kan ækvivalensen for moment om punkt O<br />
nu opskrives som<br />
da F1 = F5 og F2 = F4.<br />
h<br />
Q⋅ xfc = 2⋅F1⋅ b+ 2⋅F2<br />
⋅ (A.26)<br />
2<br />
Afstanden til forskydningscentret kan nu findes af (A.26). Af hensyn til omfanget af beregningerne,<br />
er dette udført i et CAS-program, og er vedlagt på cd-rom som ’bestemmelse af forskydningscenter.mw’<br />
Bestemmelse af globalt forskydningscenter<br />
Ved at benytte ækvivalensmetoden, kan de lokale forskydningscentre for T-profiler og U-profiler<br />
tilsvarende findes. Formeludtrykkene for bestemmelsen af deres forskydningscenter er givet af figur<br />
32 og figur 33.
x<br />
FC<br />
e<br />
t<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
TP<br />
a<br />
t<br />
x<br />
b<br />
2 2<br />
abt<br />
e =<br />
4I x<br />
Figur 32: Størrelser til bestemmelse af forskydningscenter for et Uprofil<br />
[Borchersen og Larsen 1985].<br />
h<br />
e<br />
b<br />
b2<br />
FC<br />
TP<br />
t<br />
t2<br />
t1<br />
tb<br />
e= b<br />
tb tb<br />
3<br />
1<br />
3 3<br />
1 + 2 2<br />
Figur 33: Størrelser til bestemmelse af forskydningscenter for<br />
et modificeret T-profil [Borchersen og Larsen 1985].<br />
Ved rektangulære vægelementer er forskydningscentret placeret i tyngdepunktet. Ved brug af (A.15)<br />
og (A.16) kan det globale forskydningscenter dermed findes, da bygningens vægge inddeles i elementer<br />
som vist i tegning T.1. Koordinaterne for de enkelte elementers forskydningscenter er vedlagt<br />
på cd-rom som ’oprindelig opbygning.xls’. Koordinaterne for det globale forskydningscenter er<br />
opstillet i tabel 10, og dets placering i bygningen kan ses på figur 34.<br />
43
44<br />
y<br />
x<br />
Figur 34: Placering af globalt forskydningscenter.<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
FC<br />
Tabel 10: Globalt forskydningscenter.<br />
Globalt forskydningscenter [m]<br />
x 84,9<br />
y 3,76<br />
A.3.3 Spændinger i bunden af elementer<br />
Spændingerne i det enkelte element er givet ved (A.27), idet trykspændinger regnes positive. Der er<br />
afgrænset fra at undersøge forskydningsspændinger i elementerne, og normalspændingerne nederst i<br />
elementerne er således fundet ved brug af Naviers formel, idet der regnes med moment om både x-<br />
og y-aksen. Der ses bort fra normalkraftexcentriciteter. Spændingerne undersøges nederst da det er<br />
her momentet er størst.<br />
Fortegnsregningen til udregning af spændinger er defineret som et højrehåndssystem som vist på<br />
figur 35, hvor momenter og laster regnes med den viste fortegnsregning.<br />
hvor<br />
N M M<br />
σ = − ⋅ + ⋅ (A.27)<br />
i ix ,<br />
iy ,<br />
i yi xi<br />
Ai Ii, x Ii,<br />
y<br />
⎡ N ⎤<br />
⎢m ⎥<br />
⎣ ⎦<br />
σi er normalspændingen i elementet 2<br />
Ni er den lodrette tryknormaltrykkraft i elementet [N]<br />
Ai er tværsnitsarealet af elementet [m 2 ]<br />
Mi,x er det ved bunden af elementet virkende moment omkring x-aksen, hidrørende fra qi,y<br />
[Nm]<br />
Mi,y er det ved bunden af elementet virkende moment omkring y-aksen, hidrørende fra qi,x<br />
[Nm]<br />
yi er y-afstanden fra elementets tyngdepunkt til der, hvor spændingen findes [m]<br />
xi er x-afstanden fra elementets tyngdepunkt til der, hvor spændingen findes [m]<br />
[Williams og Todd 2000, p139]
x<br />
z<br />
M ix ,<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
y<br />
y<br />
z<br />
M iy ,<br />
Figur 35: Definitionsskitse der viser fortegnsregningen til udregning af<br />
normalspændinger i elementerne hidrørende fra moment om x- og yaksen,<br />
på det i’te element.<br />
Spændingerne er undersøgt for hvert element i de yderste fire hjørner, benævnt NØ, SØ, SV og NV,<br />
som vist på figur 36.<br />
NØ<br />
De udregnede spændinger er angivet i tabel 11.<br />
Beregningseksempel af spændinger<br />
z<br />
y<br />
x<br />
NV SV<br />
SØ<br />
Figur 36: Principskitse, der viser de<br />
fire yderste hjørner i et element, for<br />
hvilke spændingen er undersøgt.<br />
Følgende vises et udregningseksempel for at finde spændingen i punktet SØ for element 7, vist på<br />
figur 37.<br />
x<br />
45
46<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
2330<br />
200<br />
Først opstilles tværsnitskonstanterne i (A.28).<br />
150<br />
558<br />
SØ<br />
Figur 37: Element 7.<br />
Sydøstlige hjørne for<br />
spændingerne beregnes<br />
er angivet.<br />
5 2<br />
A7<br />
= 4,59 ⋅10<br />
mm<br />
11 4<br />
I7,<br />
x = 2,92 ⋅10<br />
mm<br />
9 4<br />
I7,<br />
y = 3, 43 ⋅10mm<br />
y7,<br />
SØ = ( 2530 −1062)<br />
mm<br />
y7,<br />
SØ = 1468 mm<br />
x7,<br />
SØ = ( 150 −75)<br />
mm<br />
x = 75 mm<br />
7, SØ<br />
(A.28)<br />
Dernæst udregnes momentet om x- og y-akserne i (A.29). Lasterne, henholdsvis q7,x og q7,y, findes af<br />
(A.14) som henholdsvis -0,707 N<br />
mm<br />
cd-rom.<br />
M<br />
M<br />
M<br />
M<br />
N og -0,001 , jævnfør ’oprindelig opbygning.xls’ på den vedlagte<br />
mm<br />
N<br />
7, x<br />
mm<br />
7, x<br />
( 30.000 mm)<br />
6<br />
318,2 10 Nmm<br />
N<br />
7, y<br />
mm<br />
7, y<br />
=−0,707 ⋅<br />
=− ⋅<br />
= 0,001 ⋅<br />
6<br />
0,45 10 Nmm<br />
= ⋅<br />
2<br />
( 30.000 mm)<br />
2<br />
2<br />
2<br />
(A.29)<br />
Den samlede lodrette last udregnes i (A.30). Det skal her gøres opmærksom på at element 7 ikke<br />
belastes af etagedæk, men blot egenlast af væggen.
N<br />
N<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
5 2 kN −9<br />
3<br />
m<br />
7 3<br />
m<br />
3<br />
mm<br />
7<br />
= 4,595 ⋅10 mm<br />
= 345 kN<br />
⋅30.000 mm ⋅25⋅10 Til sidst udregnes spændingen i SØ for element 7 ved brug af (A.27).<br />
σ<br />
σ<br />
3<br />
345⋅10N 6<br />
−318,2 ⋅10 Nmm<br />
6<br />
0,45⋅10Nmm 7, SØ<br />
5 2 11 4 9 4<br />
7, SØ<br />
=<br />
4,59 ⋅10 mm<br />
= 2,36 MPa<br />
−<br />
2,92 ⋅10 mm<br />
⋅ 1468 mm +<br />
3,43 ⋅10mm<br />
⋅75<br />
mm<br />
(A.30)<br />
Udregning af laster, spændinger m.m. er opstillet på tabelform i Excel, jf. tabel 11, og vedlagt på cdrom<br />
som ’oprindelig opbygning.xls’. Den lodrette last beregnes ud fra vægelementernes geometri,<br />
som angivet på tegning T.1, hvor der benyttes en højde på 30 m. Lasten fra etagedæk er fundet ud fra<br />
de indtegnede lastoplande, ligeledes på tegning T.1.<br />
47
48<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
Tabel 11: Fordeling af laster på de bærende elementer, samt undersøgelse af spændinger i elementernes<br />
fire ydre hjørner. Trykspændinger regnes positive, mens trækspændinger regnes negative. De negative<br />
trækspændinger er markeret i tabellen. Beregningerne er foretaget for lastkombination 2.1.<br />
Inertimoment om x-akse<br />
Inertimoment om y-akse<br />
Last i y-retningen per lbm.<br />
lodret<br />
Element [m 4 ] [m 4 kN ] [ ]<br />
Last i x-retningen per lbm.<br />
lodret<br />
kN<br />
m [ m ]<br />
Lodret last<br />
Spænding SØ<br />
Spænding NØ<br />
Spænding SV<br />
Spænding NV<br />
[kN] [Mpa] [Mpa] [Mpa] [Mpa]<br />
1 5,96 0,00 14,4 0,0 1065 4,61 4,61 -3,11 -3,11<br />
2 0,00 0,39 0,0 0,1 1897 4,25 3,78 4,25 3,78<br />
3 0,00 0,44 0,0 0,1 2421 5,15 4,67 5,15 4,67<br />
4 2,06 0,00 5,0 0,0 979 3,12 3,12 -1,62 -1,62<br />
5 0,00 4,87 0,0 1,6 3517 3,14 2,16 3,14 2,16<br />
6 0,00 1,92 0,0 0,6 1574 1,55 0,92 1,55 0,92<br />
7 0,29 0,00 0,7 0,0 345 2,36 2,34 -0,81 -0,89<br />
8 0,00 0,22 0,0 0,1 1042 2,86 2,48 2,86 2,48<br />
9 0,00 0,04 0,0 0,0 1150 4,56 4,37 4,56 4,37<br />
10 4,63 1,85 11,2 0,6 3050 2,83 2,21 -0,07 -0,12<br />
11 0,00 0,44 0,0 0,1 2098 4,50 4,01 4,50 4,01<br />
12 0,00 0,74 0,0 0,2 1340 2,59 2,01 2,59 2,01<br />
13 0,00 0,32 0,0 0,1 2017 3,95 3,55 3,95 3,55<br />
14 1,99 0,00 4,8 0,0 968 3,09 3,09 -1,59 -1,59<br />
15 0,00 0,44 0,0 0,1 2290 4,89 4,40 4,89 4,40<br />
16 6,07 2,19 14,7 0,7 3771 4,45 3,69 -0,28 -1,04<br />
17 0,00 0,20 0,0 0,1 1593 3,63 3,29 3,63 3,29<br />
18 4,33 2,69 10,5 0,9 2789 3,20 2,31 -0,16 -0,21<br />
19 0,00 0,25 0,0 0,1 1803 3,84 3,47 3,84 3,47<br />
20 0,00 0,02 0,0 0,0 342 2,08 1,91 2,08 1,91<br />
21 0,00 0,44 0,0 0,1 1896 4,09 3,60 4,09 3,60<br />
22 0,00 0,02 0,0 0,0 1120 6,07 5,89 6,07 5,89<br />
23 1,79 0,00 4,3 0,0 934 3,01 3,01 -1,51 -1,51<br />
24 0,00 0,39 0,0 0,1 2528 4,64 4,22 4,64 4,22<br />
25 1,54 0,00 3,7 0,0 888 2,90 2,90 -1,40 -1,40<br />
26 0,06 0,00 0,1 0,0 297 1,47 1,47 0,03 0,03<br />
27 0,00 0,89 0,0 0,3 2775 2,81 2,81 2,81 2,81<br />
28 9,20 3,38 22,3 1,1 4593 4,29 3,53 -0,44 -1,20<br />
29 0,00 0,26 0,0 0,1 593 1,64 1,24 1,64 1,24<br />
30 0,09 0,00 0,2 0,0 219 1,81 1,81 -0,31 -0,31<br />
31 0,00 4,26 0,0 1,4 2122 2,14 1,20 2,14 1,20<br />
32 0,00 1,92 0,0 0,6 1568 1,55 0,92 1,55 0,92<br />
33 35,4 26,4 85,6 8,7 5668 5,87 5,05 -2,60 -3,42<br />
34 1,88 1,03 4,5 0,3 1720 3,43 3,13 -0,64 -0,94<br />
35 2,06 0,00 5,0 0,0 979 3,11 3,11 -1,61 -1,61<br />
36 0,00 0,04 0,0 0,0 1159 5,42 5,20 5,42 5,20<br />
37 0,00 0,36 0,0 0,1 1857 3,78 3,35 3,78 3,35<br />
38 7,61 1,70 18,4 0,6 4301 4,36 3,75 -0,40 -1,01<br />
39 0,00 0,43 0,0 0,1 1599 2,92 2,48 2,92 2,48<br />
40 0,00 0,54 0,0 0,2 1888 3,84 3,32 3,84 3,32<br />
41 2,06 0,00 5,0 0,0 979 3,11 3,11 -1,61 -1,61<br />
42 0,00 0,34 0,0 0,1 1898 4,43 3,98 4,43 3,98<br />
43 0,58 0,00 1,4 0,0 489 2,52 2,52 -1,02 -1,02<br />
44 0,05 0,00 0,1 0,0 174 1,59 1,59 -0,09 -0,09<br />
45 0,02 0,00 0,0 0,0 124 1,35 1,35 0,15 0,15
y<br />
z<br />
x<br />
Bilag A.3 – Lastfordeling og spændinger<br />
Figur 38: Skitse af lastsituationen for hvilken spændingerne i tabel<br />
11 er udregnet.<br />
Som det ses i tabel 11, er der 18 forskellige elementer, hvori der forekommer trækspændinger i bunden<br />
for den valgte angrebsretning for vinden, vist på figur 38. Dette ønskes reduceret grundet betons<br />
ringe trækstyrke. Dette undersøges i bilag A.4.<br />
49
Bilag A.4 – Ændring af opbygning<br />
A.4 Ændring af opbygning<br />
A.4.1 Forudsætninger<br />
Som vist i bilag A.3, forekommer der trækspændinger i visse vægelementer. Da det forventes, at de<br />
stabiliserende vægge opbygges af beton, og at opspænding af elementer af praktiske årsager bør<br />
undgås, undersøges hvorvidt det er muligt at ændre vægsystemet så trækspændinger så vidt muligt<br />
ikke overstiger betonens trækstyrke. Betegnelsen længden beskriver et elements udstrækning på<br />
tværs af bygningen.<br />
Spændinger i vægelementerne findes af Naviers formel<br />
hvor<br />
N M M<br />
σ = − ⋅ + ⋅ (A.31)<br />
i ix ,<br />
iy ,<br />
i yi xi<br />
Ai Ii, x Ii,<br />
y<br />
⎡ N ⎤<br />
⎢m ⎥<br />
⎣ ⎦<br />
σi er normalspændingen i elementet 2<br />
Ni er den lodrette normaltrykkraft i elementet [N]<br />
Ai er tværsnitsarealet af elementet [m 2 ]<br />
Mi,x er det på elementet virkende moment omkring x-aksen [Nm]<br />
Mi,y er det på elementet virkende moment omkring y-aksen [Nm]<br />
yi er y-afstanden fra elementets tyngdepunkt til der, hvor spændingen findes [m]<br />
xi er x-afstanden fra elementets tyngdepunkt til der, hvor spændingen findes [m]<br />
Momenterne i (A.31) findes ud fra lastpåvirkninger i x- og y-retningen, hidrørende fra vindlasten, og<br />
et bidrag fra det vridende moment. Vindlasten fordeles jf. bilag A.3 ud fra elementernes inertimomenter,<br />
og bidraget fra vridningsmomentet findes ud fra elementernes vridningsstivheder. Det ses i<br />
bilag A.3, at lasten på de enkelte elementer afhænger af disses geometri, og deres placering i vægsystemet<br />
i forhold til det globale forskydningscenter.<br />
Et forskydningscenter, der ligger centralt i bygningen, og dermed tæt på vindens angrebspunkter, vil<br />
formindske det vridende moment i bygningen, og vil derfor ikke bidrage yderligere til lasten på de<br />
enkelte elementer. Det vurderes derfor, at det er ønskværdigt at sikre en mere central placering af<br />
forskydningscentret, for at undgå yderelementer med markant højere spænding. For at sikre en central<br />
placering af forskydningscentret må de enkelte elementer i vægsystemet placeres jævnt i bygningen<br />
med hensyntagen til disses inertimomenter, jævnfør bilag A.3. Dette vil betyde, at en større<br />
del af vægsystemets elementer må ændres når der arbejdes med den nuværende opbygning, jævnfør<br />
tegning T.1.<br />
51
52<br />
Bilag A.4 – Ændring af opbygning<br />
For at undgå at ændre på en større del af vægsystemets opbygning, kan det vælges udelukkende at se<br />
på de elementer, hvor der i den nuværende situation er trækspændinger, og ændre disse så trækspændingerne<br />
minimeres. Det kan gøres ved at ændre inertimomenterne, så trækspændingerne fra<br />
momentet helt kan modvirkes af trykket fra den lodrette normaltrykkraft, jf. (A.31). For at vurdere<br />
hvilken løsning der skal benyttes, undersøges det hvor stort et bidrag af lasten på de enkelte elementer,<br />
der stammer fra henholdsvise den translatoriske og vridende påvirkning. Det vælges udelukkende<br />
at se på lastkombination med vindlast på facaden, da det er i denne retning at størrelsen af trækspændinger<br />
er dominerende. Der regnes i lastkombination 2.1, som også gjort i bilag A.3. Elementer,<br />
der optager last fra facaden, er opført i tabel 12.<br />
Tabel 12: Spændinger i vægsystemets elementer og lastandel direkte fra vindlast og fra vridningsmoment.<br />
Den samlede last indekseres til 100. Der betragtes udelukkende elementer der optager last<br />
fra facaden. Elementnummering ses af tegning T.1.<br />
Elementnr.<br />
Last<br />
facade<br />
⎡kN ⎤<br />
⎢ m ⎥<br />
⎣ ⎦<br />
Andel af last<br />
direkte fra vind<br />
⎡kN ⎤<br />
⎢ m ⎥<br />
⎣ ⎦<br />
Andel af last<br />
fra vridningsmoment<br />
⎡kN ⎤<br />
⎢ m ⎥<br />
⎣ ⎦<br />
SØ<br />
[MPa]<br />
NØ<br />
[MPa]<br />
SV<br />
[MPa]<br />
NV<br />
[MPa]<br />
1 14,4 99,92 0,08 4,61 4,61 -3,11 -3,11<br />
4 5,0 99,93 0,07 3,12 3,12 -1,62 -1,62<br />
7 0,7 99,94 0,06 2,36 2,34 -0,81 -0,89<br />
10 11,2 99,94 0,06 2,83 2,21 -0,07 -0,12<br />
14 4,8 99,95 0,05 3,09 3,09 -1,59 -1,59<br />
16 14,7 99,97 0,03 4,45 3,69 -0,28 -1,04<br />
18 10,5 99,98 0,02 3,20 2,31 -0,16 -0,21<br />
23 4,3 99,99 0,01 3,01 3,01 -1,51 -1,51<br />
25 3,7 100,00 0,00 2,90 2,90 -1,40 -1,40<br />
26 0,1 100,00 0,00 1,47 1,47 0,03 0,03<br />
28 22,3 100,01 -0,01 4,29 3,53 -0,44 -1,20<br />
30 0,2 100,02 -0,02 1,81 1,81 -0,31 -0,31<br />
33 85,6 100,02 -0,02 5,87 5,05 -2,60 -3,42<br />
34 4,5 100,02 -0,02 3,43 3,13 -0,64 -0,94<br />
35 5,0 100,02 -0,02 3,11 3,11 -1,61 -1,61<br />
38 18,4 100,04 -0,04 4,36 3,75 -0,40 -1,01<br />
41 5,0 100,05 -0,05 3,11 3,11 -1,61 -1,61<br />
43 1,4 100,06 -0,06 2,52 2,52 -1,02 -1,02<br />
44 0,1 100,06 -0,06 1,59 1,59 -0,09 -0,09<br />
Ved at sammenholde værdierne i tabel 12 med tegning T.1 ses det, hvorledes bidraget fra vridningsmomentet<br />
forøges med afstanden til det globale forskydningscenter. Det ses dog ligeledes, at<br />
dette bidrag er ubetydeligt. Det vurderes derfor, at det som udgangspunkt ikke vil være fordelagtigt<br />
at forsøge at opnå en mere central placering af forskydningscentret. Derimod vælges det at ændre på<br />
geometrien, og dermed inertimomenterne i (A.31). Dette vil dog få indirekte indflydelse på forskydningscentrets<br />
placering.
Bilag A.4 – Ændring af opbygning<br />
A.4.2 Trækspændinger i delelementer<br />
Da vægsystemets er kompliceret vælges det som udgangspunkt at undersøge enkelte elementer, for<br />
på den måde at klarlægge hvilke konsekvenser det har at ændre elementernes geometri. Det ses i<br />
’ændring af opbygning.xls’ på den vedlagte cd-rom, at det er i hhv. element 1, en rektangulær væg,<br />
og i element 33, elevatorskakten, jævnfør figur 39, at de største trækspændinger opstår. Med udgangspunkt<br />
i resultatet af disse undersøgelser vurderes det hvilken samlet løsning, der er fordelagtig.<br />
Figur 39: Element 1 og element 33 der undersøges.<br />
Rektangulær væg<br />
Beregningerne af den rektangulære væg, element 1, er foretaget i et CAS-program og er vedlagt på<br />
cd-rom som ’bæreevne af væg.mw’. Beregningsmæssigt forenkles væggen ved at antage, at inertimomentet<br />
om den svage akse er uden betydning. Derved stammer trækspændingerne i væggen udelukkende<br />
fra momentpåvirkningen om den stærke akse og formel (A.31) kan omskrives til<br />
N M<br />
σ = − ⋅ y<br />
(A.32)<br />
i ix ,<br />
i<br />
Ai Ii,<br />
x<br />
i<br />
Som beskrevet i bilag A.3 fordeles lasterne efter elementernes inertimomenter. Det kan derfor som<br />
udgangspunkt ikke forventes, at et større inertimoment betyder en formindsket spænding, da den<br />
påførte last vokser tilsvarende. Normaltrykkraften som i (A.32) vil være modstanden mod de momentpåførte<br />
trækspændinger vil afhænge af elementets egenvægt og påført last fra andre konstruktionselementer.<br />
Der tages ikke højde for at normalkraften vil påføre et moment hvis denne virker excentrisk.<br />
De rektangulære vægge, hvori trækspændinger opstår af en sådan størrelse at de regnes<br />
betydelige, er elementnumre 1, 4, 14, 23, 25, 30, 35 og 43, jævnfør tabel 12. Det viser sig, at ingen<br />
af disse elementer optager lodret last fra andre konstruktionselementer, jævnfør afsnit 2.4.1 i hovedrapporten,<br />
og normaltrykkraften altså er udelukkende er fra elementernes egenvægt. En ændring af<br />
geometrien regnes derfor ikke at have betydning for det lastopland, som eventuelt kunne have bidraget<br />
til normaltrykkraften.<br />
Lasten, der påføres elementet, regnes jævnfør bilag A.3 som<br />
hvor<br />
q = q ⋅<br />
i, facade facade<br />
I<br />
ix ,<br />
∑ Iix<br />
,<br />
(A.33)<br />
53
54<br />
Bilag A.4 – Ændring af opbygning<br />
qi,facade er facadelasten på det i’te element per løbende meter lodret N<br />
m<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
qfacade er den samlede vindlast på facaden per løbende meter lodret N<br />
m<br />
Ii,x er det i’te elements inertimoment om egen x-akse [m 4 ]<br />
[Bolonius 2002, p11]<br />
Eftersom denne undersøgelse har til formål at undersøge konsekvensen af ændringen af elementets<br />
inertimoment, indføres dette i (A.32)som en variabel, mens alle andre elementer fastholdes i størrelse.<br />
Beregning af momentet varierer nu ved ændring af inertimomentet som angivet i (A.33) og arealet<br />
vil ligeledes være en variabel som funktion af den ændrede geometri. Det vælges ikke at medregne<br />
vridningsbidraget. Geometrien har udseende som vist på figur 40.<br />
x<br />
h<br />
b<br />
Figur 40: Geometriske størrelser<br />
for rektangulær væg set<br />
oppefra.<br />
Inertimomentet for en rektangulær væg findes ved<br />
hvor<br />
1<br />
I x = bh<br />
12<br />
Ix er inertimomentet om x-aksen [mm 4 ]<br />
b er bredden af elementet [mm]<br />
h er længden af elementet [mm]<br />
Eftersom længden indgår i tredje potens fokuseres der udelukkende på at variere længden af elementet.<br />
Ved at indføre h som variabel kan trækspændingerne som funktion af elementets længde optegnes<br />
for element 1 som vist på figur 41.<br />
3<br />
x<br />
⎡⎣ ⎤⎦
Spændinger [MPa]<br />
Figur 41: Spændinger som funktion af længden h.<br />
Bilag A.4 – Ændring af opbygning<br />
Elementet har som udgangspunkt en længde på 7098 mm. Denne kan maksimalt forøges til bygningens<br />
bredde på 14.500 mm, jf. afsnit 2.1 i hovedrapporten. Det ses af figuren, at det for element 1<br />
ikke er muligt at forøge længden i en sådan størrelsesorden, at trækspændingerne kan reduceres, da<br />
det først er ved længder større end 13.500 mm at det er muligt at reducere spændingerne ved at forøge<br />
længden. Ved at forøge inertimomentet for det ene element vil lastpåvirkningen på de andre<br />
vægelementer, minimeres.<br />
Elevatorskakt<br />
Længde af element<br />
Ved elevatorskakten, optegnet på figur 42, vil lastoplandet variere når geometrien ændres. Da elevatorskakten<br />
i dens nuværende placering ikke kan forøges i højde uden at påvirke andre konstruktionsdele,<br />
jævnfør tegning T.1, vælges det, i figur 43, at se bort fra bidraget fra lastoplandet. Dette bidrag<br />
vil dog være gunstigt når trækspændingerne ønskes minimeret. For elevatorskakten tages der højde<br />
for, at der forekommer moment om begge akser. Af hensyn til beregningernes omfang benyttes ligeledes<br />
et CAS-program til denne beregning. Beregningen er vedlagt på cd-rom som element33.mw.<br />
55
56<br />
Spændinger [MPa]<br />
h<br />
Bilag A.4 – Ændring af opbygning<br />
Figur 42: Udformning af elevatorskakt, element<br />
33, jævnfør tegning T.1.<br />
Længde af element [mm]<br />
Figur 43: Spændinger som funktion af længden h for elevatorskakten. Træk regnes negativt.<br />
Af figur 43 ses, at, som for den rektangulære væg, ikke er muligt at få reduceret trækspændingerne<br />
markant. Som udgangspunkt er elevatorskakten 7488 mm lang, men som det kan ses på tegning T.1,<br />
er det med elevatorskaktens nuværende placering ikke muligt at forøge længden. Dette element vil,<br />
grundet dets geometri hurtigt forøge inertimomentet, og vil derfor bære en stor del af facadelasten,<br />
og dermed reducere trækspændingerne i andre elementer. Ved udelukkende at se på den facadelast,<br />
elementet optager, ses det, hvor stor en del af den samlede last der optages i elementet, forudsat at<br />
dets bæreevne er tilstrækkelig. Dette er optegnet på figur 44.
Andel af facadelasten optaget i elevatorskakt [-]<br />
Bilag A.4 – Ændring af opbygning<br />
Længde [mm]<br />
Figur 44: Andel af facadelast optaget i elevatorskat, som funktion af<br />
længden h.<br />
Ved at sammenholde figur 43 og figur 44 ses det, at ved at lade elevatorskakten optage over 75 % af<br />
lasten, forudsat at bæreevnen er opfyldt, vil der stadig være væsentlige trækspændinger i skakten,<br />
selvom længden er øget væsentligt. En sådan forøgelse vil betyde at en række vægelementer skal<br />
flyttes, eller at elevatorskakten skal have en ny placering, jævnfør tegning T.1. Fordelen ved at lade<br />
elevatorskakten optage så stor en del af vindlasten vil være den gavnlige virkning dette har på vægsystemets<br />
andre elementer, som vil få reduceret deres lastpåvirkning og dermed deres trækspændinger.<br />
A.4.3 Ændring af opbygning<br />
Med udgangspunkt i resultaterne fra undersøgelsen af de to elementer, vurderes det, at den mest<br />
hensigtsmæssige løsning vil være at distribuere lasten mellem flere elementer, samtidig med at deres<br />
inertimoment øges. Denne løsning må dog foretages med hensyntagen til bygningens overordnede<br />
opbygning. Derfor vurderes det ud fra den nuværende opbygning, jævnfør tegning T.1, hvorledes<br />
bygningen kan ændres på en konstruktionsmæssig fornuftig måde. Det må ud fra afsnit A.4.2 konkluderes,<br />
at det ikke er muligt at fjerne alle trækspændinger i bygningen, da det vil kræve uforholdsmæssigt<br />
store ændringer i geometrien. Derfor vælges det, udover en samlet forøgelse af inertimomenterne,<br />
at enkelte elementer, som f.eks. elevatorskakten, må optage en større del af lasten, da<br />
ændringen af denne geometri ikke får markant indflydelse på dets trækspændinger, sammenholdt<br />
med den store indflydelse det får på lastoptagelsen, som illustreret på figur 43 og figur 44. Her må<br />
trækspændingerne så optages ved brug af opspændte elementer.<br />
57
Ændringer<br />
58<br />
Bilag A.4 – Ændring af opbygning<br />
De overordnede ændringer der udføres for at minimere trækspændinger er:<br />
• Elevatorskakt flyttes så længdeforøgelse er mulig.<br />
• Korridor i bygningens sydlige del placeres centralt, så længdeforøgelse af de ovenfor liggende<br />
elementer kan indføres.<br />
De nye værdier for lastsituationen på facaden, som stadig regnes dominerende i forbindelse med<br />
trækspændingerne, ses af tabel 13. Der er undersøgt for vind på både østvendt og vestvendt facade,<br />
for hvilke resultaterne er meget ens. I tabel 13 er angivet laster og spændinger for vind på vestvendt<br />
facade. Elementernes placering kan ses i tegning T.2. Her er elementernes lastopland ligeledes indtegnet.<br />
Tabel 13: Spændinger i elementer der optager facadelast i den ændrede<br />
opbygning.<br />
Elementnr.<br />
Last<br />
facade<br />
kN [ m ]<br />
SØ<br />
[MPa]<br />
NØ<br />
[MPa]<br />
SV<br />
[MPa]<br />
NV<br />
[MPa]<br />
1 40,220 3,53 3,53 -2,03 -2,03<br />
4 1,824 1,62 1,62 -0,12 -0,12<br />
7 0,259 2,36 2,34 0,20 0,13<br />
10 4,100 1,90 1,40 -0,07 -0,12<br />
14 1,762 1,61 1,61 -0,11 -0,11<br />
16 5,374 2,65 2,04 0,92 0,30<br />
18 3,833 2,30 1,58 -0,16 -0,21<br />
23 1,585 1,58 1,58 -0,08 -0,08<br />
24 58,211 3,57 2,90 -0,45 -1,12<br />
25 1,593 2,28 2,03 0,76 0,52<br />
27 20,794 3,14 2,51 0,55 -0,08<br />
29 0,995 1,64 1,64 -0,14 -0,14<br />
32 1,919 1,80 1,80 -0,30 -0,30<br />
33 6,076 2,04 2,04 -0,54 -0,54<br />
36 17,138 2,99 2,50 0,41 -0,09<br />
39 6,076 2,04 2,04 -0,54 -0,54<br />
40 0,000 3,91 3,55 3,91 3,55<br />
41 40,193 3,53 3,53 -2,03 -2,03<br />
Bygningen før og efter ændringen af opbygningen kan ses på figur 45.
Bilag A.4 – Ændring af opbygning<br />
Figur 45: Bygningen før og efter ændring. Nederst ses den nye opbygning, hvor ændringerne i forhold til den<br />
oprindelige opbygning er markeret.<br />
Ændringerne i trækspændinger for den nye opbygning, sammenholdt med den oprindelige, kan ses<br />
af tabel 14.<br />
Tabel 14: Ændringer i trækspændinger.<br />
Elementer med<br />
trækspænding<br />
Elementer hvor<br />
opspænding er nødvendig,<br />
trækspænding<br />
>1,6 MPa<br />
Oprindelig opbygning 18 6<br />
Ny opbygning 13 3<br />
59
Bilag A.5 – Detailstabilitet - lastfordeling<br />
A.5 Detailstabilitet -<br />
lastfordeling<br />
I bilag A.3 er beregningerne foretaget ved en række profilsimplificeringer, som gør, at disses hovedakser<br />
var sammenfaldende med det indlagte globale koordinatsystem. I det følgende vælges det at<br />
beregne lastfordelingen og spændingerne ved at regne profilerne uden simplificeringer, hvilke resulterer<br />
i, at profilernes hovedakser ikke altid er parallelle med x- og y-aksen. I det følgende vil fremgangsmåden<br />
for beregningen af hver enkelt profil, illustreres ved et beregningseksempel. Der regnes<br />
på profilet optegnet på figur 47. Dette svarer til element 16+17, jf. figur 46.<br />
Figur 46: Placering af element 16+17 i den ændrede opbygning.<br />
4200<br />
300<br />
3228<br />
5542<br />
Figur 47: Profil, der ligger til grund for beregningseksemplet.<br />
Alle mål i mm.<br />
150<br />
150<br />
61
62<br />
Bilag A.5 – Detailstabilitet - lastfordeling<br />
A.5.1 Beregning af hovedakser<br />
I det følgende beregnes hovedaksernes placering. Definitionerne for beregningerne er optegnet på<br />
figur 48.<br />
h<br />
B<br />
t1<br />
2<br />
y<br />
( tp, tp )<br />
TP x y<br />
b1<br />
A<br />
C<br />
ϕ<br />
b2<br />
Figur 48: Profil,der ligger til grund for beregningseksemplet. Rotationen i forhold til det<br />
globale koordinatsystem benævnes φ. Elementet inddeles i tre delelementer, A, B og C. 1 og<br />
2 angiver hovedakser, mens x og y angiver det globale koordinatsystem.<br />
Fremgangsmåde<br />
Rotationsvinkelen φ beregnes som<br />
hvor<br />
φ er rotationsvinkelen [grader]<br />
tan 2<br />
( ϕ )<br />
1<br />
x<br />
−2I<br />
xy<br />
=<br />
I − I<br />
x y<br />
Ixy er centrifugalinertimomentet om tyngdepunktet [mm 4 ]<br />
Ix er inertimomentet om x-aksen om tyngdepunktet [mm 4 ]<br />
Iy er inertimomentet om y-aksen om tyngdepunktet [mm 4 ]<br />
[Thelanderson 1987, p26]<br />
Hovedinertimomenter I1 og I2 findes som<br />
t<br />
t<br />
(A.34)
hvor<br />
Bilag A.5 – Detailstabilitet - lastfordeling<br />
( ) ( ) 2<br />
I ⎫ 1 1<br />
= I + I ± I − I + 4I<br />
I ⎭<br />
1 2<br />
⎬ x y x y xy<br />
2 2 2<br />
I1 er hovedinertimomentet om 1-aksen [mm 4 ]<br />
I2 er hovedinertimomentet om 2-aksen [mm 4 ]<br />
[Thelanderson 1987, pp26-27]<br />
Inertimomentet om x-aksen er defineret ved<br />
2<br />
I x = ∫ ydA<br />
A<br />
Hvor<br />
y er y-koordinaten for elementet der betragtes [mm]<br />
dA er arealet af delelementet [mm 2 ]<br />
Inertimomentet om y-aksen er defineret ved<br />
2<br />
I y = ∫ xdA<br />
A<br />
hvor<br />
x er x-koordinaten for elementet der betragtes [mm]<br />
Centrifugalinertimomentet defineres ved<br />
[Thelanderson 1987, p23]<br />
I xy = ∫ xydA<br />
A<br />
(A.35)<br />
Da inertimomenterne ønskes beregnet om profilets hovedakse, tillægges et bidrag, fundet af Königs<br />
formel, som beskrevet i bilag A.3.<br />
I König<br />
2<br />
= ∫ η dA<br />
A<br />
hvor<br />
η er afstanden fra hele elementets tyngdepunkt til delelementets tyngdepunkt [mm]<br />
Til bestemmelse af tyngdepunktet benyttes det statiske moment, som per definition er 0 om tyngdepunktsaksen.<br />
hvor<br />
S = ydA<br />
x<br />
y<br />
∫<br />
∫<br />
A<br />
S = xdA<br />
Sx er det statiske moment om x-aksen af det område der betragtes [mm 3 ]<br />
Sy er det statiske moment om y-aksen af det område der betragtes [mm 3 ]<br />
A<br />
(A.36)<br />
63
Beregninger<br />
64<br />
Bilag A.5 – Detailstabilitet - lastfordeling<br />
I det følgende er det valgt udelukkende at opskrive formeludtrykkene ved brug af symbolerne i figur<br />
48 af hensyn til beregningernes omfang. Værdierne kan findes af figur 47. Det vælges at benytte<br />
standardløsninger for inertimomenterne.<br />
Placeringen af tyngdepunktet findes ved brug af (A.36), og størrelserne angivet på figur 49.<br />
A<br />
y<br />
B<br />
y<br />
C<br />
y<br />
B<br />
xB<br />
Figur 49: Størrelser til bestemmelse af tyngdepunkt.<br />
y og x-afstanden til tyngdepunktet findes dermed som:<br />
xtp<br />
xA<br />
ytp<br />
xC<br />
TP<br />
A<br />
C
( )<br />
( )<br />
Bilag A.5 – Detailstabilitet - lastfordeling<br />
y ⋅ A + A + A = A ⋅ y + A ⋅ y + A ⋅ y<br />
tp A B C A A B B C C<br />
⎛⎛ t1⎞ ⎛ t1 ⎞ ⎞ ⎛ t1⎞ t ⎛ t1⎞<br />
⎛ t ⎞ ⎛h+ t⎞<br />
ytp ⋅ ⎜⎜b2 + t b1 t ( h t) t1 b 2 t b1 t h ( h t) t1<br />
2<br />
⎟ + ⎜ +<br />
2<br />
⎟ + − ⎟= ⎜ + ⋅ + + ⋅ + + − ⋅ ⇒<br />
2<br />
⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟<br />
2<br />
⎜<br />
2<br />
⎟<br />
⎝⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ 2⎠ ⎝ 2 ⎠<br />
y = 1893,5 mm<br />
tp<br />
x ⋅ A + A + A = A ⋅ x + A ⋅ x + A ⋅x<br />
tp A B C A A B B C C<br />
⎛⎛ t1⎞ ⎛ t1<br />
⎞ ⎞ ⎛ t1⎞ ⎛b2 + t1 ⎞ ⎛ t1⎞ ⎛b1 + t1⎞ t1<br />
xtp ⋅ ⎜⎜b2 + t + b1<br />
+<br />
2<br />
⎟ ⎜ t ( h t) t1 b 2 t b1 t ( h t) t1<br />
⎝ ⎠ 2<br />
⎟ + − ⎟=<br />
⎜ +<br />
2<br />
⎟ ⋅ ⎜ + + ⋅ + − ⋅ ⇒<br />
2<br />
⎟ ⎜<br />
2<br />
⎟ ⎜<br />
2<br />
⎟<br />
⎝ ⎝ ⎠ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 2<br />
x = 1341,8 mm<br />
hvor<br />
Ai er delelementets areal [mm 2 ]<br />
tp<br />
xi er afstanden fra x-aksen til delelementets tyngdepunkt [mm]<br />
yi er afstanden fra y-aksen til delelementets tyngdepunkt [mm]<br />
Det er nu muligt at beregne inertimomenterne. For alle elementer tillægges et flytningsbidrag da<br />
ingen af delementerne er sammenfaldende med det globale tyngdepunkt. Inertimomentet om x-aksen<br />
kan udtrykkes som<br />
1 ⎛ t1 ⎞ 3 1 ⎛ t1⎞<br />
3 1<br />
Ix= b2 t b1 t t1 h t<br />
12<br />
⎜ +<br />
2<br />
⎟ + + + −<br />
12<br />
⎜<br />
2<br />
⎟<br />
⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 12<br />
( )<br />
2 2 2<br />
t1 ⎛ t ⎞ t1<br />
⎛ t ⎞ ⎛h+ t ⎞<br />
1 tp 2 tp ( ) 1<br />
tp<br />
⎛ ⎞<br />
+ ⎜b +<br />
2<br />
⎟t⎜h+ − y<br />
⎝ ⎠ ⎝ 2<br />
12 4<br />
= 7,47 ⋅10<br />
mm<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎛<br />
+ ⎜b ⎝<br />
⎞<br />
+ t⎜y 2<br />
⎟<br />
⎠ ⎝<br />
− ⎟<br />
2⎠ + h−t t ⎜<br />
⎝ 2<br />
− y ⎟<br />
⎠<br />
Inertimomentet om y-aksen findes tilsvarende.<br />
3 3<br />
1 ⎛ t1 ⎞ 1 ⎛ t1<br />
⎞ 1<br />
Iy= t b1 t b2 t1 h t<br />
12<br />
⎜ +<br />
2<br />
⎟ + + + −<br />
12<br />
⎜<br />
2<br />
⎟<br />
⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 12<br />
I<br />
y<br />
( )<br />
t<br />
2<br />
1 t<br />
2 2<br />
1<br />
t ⎛ 1 b1 + ⎞ 2 t ⎛ 1 b2<br />
+ ⎞<br />
2 t1<br />
1 ⎜ tp ⎟ 2 ⎜ tp ⎟ ( ) 1 tp<br />
⎛ ⎞<br />
+ ⎜b +<br />
2<br />
⎟t ⎝ ⎠<br />
⎜<br />
⎝ 2<br />
− x<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎛<br />
+ ⎜b ⎝<br />
⎞<br />
+ t<br />
2<br />
⎟<br />
⎠<br />
⎜<br />
⎝ 2<br />
− x<br />
⎟<br />
⎠<br />
+<br />
⎛<br />
h−t t ⎜x ⎝<br />
⎞<br />
−<br />
2<br />
⎟<br />
⎠<br />
12 4<br />
= 6,53⋅10 mm<br />
Centrifugalinertimomentet kan skrives som<br />
t1t1 ⎛ t1 ⎞ ⎛ t ⎞⎛ b2 + ⎞ 2 ⎛ t1<br />
⎞ ⎛ t ⎞⎛<br />
b1<br />
+ ⎞ 2<br />
Ixy= ⎜b2 + tp tp 1<br />
tp tp<br />
2<br />
⎟t⎜y − ⎟⎜x − ⎟+ b t y h x<br />
2 2<br />
⎜ +<br />
2<br />
⎟ ⎜ − − ⎟⎜<br />
− ⎟<br />
⎝ ⎠ ⎝ ⎠<br />
⎜ ⎟ 2 ⎜ 2 ⎟<br />
⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝<br />
⎠<br />
⎛ t1 ⎞⎛ h+ t⎞<br />
+ ( h−t) t1⎜xtp − ytp<br />
2<br />
⎟⎜ − ⎟<br />
⎝ ⎠⎝<br />
2 ⎠<br />
12 4<br />
I =−2,32 ⋅10<br />
mm<br />
xy<br />
Rotationsvinkelen kan så findes ved indsættelse i (A.34).<br />
3<br />
3<br />
65
66<br />
Bilag A.5 – Detailstabilitet - lastfordeling<br />
12 4<br />
( )<br />
2⋅ −2,32⋅10 mm<br />
tan ( 2ϕ<br />
) = ⇒<br />
12 4 12 4<br />
7,47 ⋅10mm−6,53⋅10 mm<br />
<br />
ϕ = 39,3<br />
Hovedinertimomenterne kan dermed findes ved (A.35).<br />
A.5.2 Lastfordeling<br />
( ) ( ) 2<br />
I<br />
I<br />
I<br />
⎫ 1<br />
= I + I<br />
1<br />
± I − I + 4I<br />
I ⎭<br />
1<br />
⎬<br />
2 ⎭ 2<br />
x y<br />
2<br />
x y<br />
2<br />
xy<br />
12 4<br />
1 ⎫ 9,37 ⋅10<br />
mm<br />
⎬ =<br />
12 4<br />
2 4,64 ⋅10<br />
mm<br />
I det følgende beskrives fremgangsmåden til bestemmelse af lastfordelingen for vægsystemet hvor<br />
der tages hensyn til elementer hvis hovedakser er roteret i forhold til det globale koordinatsystem.<br />
s<br />
fc<br />
2<br />
s<br />
F<br />
y<br />
x<br />
Globale forskydningscentre<br />
( x , y )<br />
F F<br />
n<br />
F<br />
Dækskiven efter flytning<br />
* * ( x , y )<br />
F F<br />
Lokale forskydningscentre<br />
x , y<br />
ϕ<br />
( x fc, y fc)<br />
n<br />
fc<br />
* * ( )<br />
fc fc<br />
Figur 50: Optegning af dækskiven før og efter flytning, med et indlagt element. * angiver<br />
placering efter flytning. n og f udtrykker koordinater i det lokale 1-2 koordinatsystem, for<br />
et element, der er drejet vinkelen φ i forhold til det globale koordinatsystem. 1 og 2 angiver<br />
elementets hovedakser.<br />
I det følgende indføres inertimomentet som elementstivheden. Dette kan gøres da alle elementer<br />
regnes at have samme højde og elasticitetsmodul. Det gør at enhederne på nogle parametre ikke<br />
umiddelbart virker gennemskuelige.<br />
Vinkelen som dækskiven drejer kan findes som<br />
hvor<br />
M v θ =<br />
V<br />
1<br />
θ
θ er dækskivens rotationssvinkel ⎡ N ⎤ 6 ⎣ mm ⎦<br />
Bilag A.5 – Detailstabilitet - lastfordeling<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
V er bygningens vridningsstivhed i det lokale koordinatsystem [mm 6 ]<br />
Mv er det vridende moment per løbende meter lodret Nmm<br />
mm<br />
[Bolonius 2002, p11]<br />
Vridningsstivheden og det vridende moment kan for et system hvor hovedakserne ikke er roteret<br />
bestemmes af<br />
hvor<br />
2<br />
∑ ix , ( f F) ∑ iy , ( f F)<br />
V = I ⋅ y − y + I ⋅ x −x<br />
M = q ⋅x −q ⋅y<br />
v facade q gavl q<br />
xi er x-afstanden fra det i’te elements til bygningens forskydningscenter [mm]<br />
yi er y-afstanden fra det i’te elements til bygningens forskydningscenter [mm]<br />
xq er x-afstanden fra bygningens forskydningscenter til vindens angrebspunkt [m]<br />
yq er y-afstanden fra bygningens forskydningscenter til vindens angrebspunkt [m]<br />
qiV,facade er facadelasten på det i’te element hidrørende fra Mv per løbende meter N ⎡⎣m⎤⎦ qiV,gavl er gavllasten på det i’te element hidrørende fra Mv per løbende meter N<br />
m<br />
[Bolonius 2002, p11]<br />
Dækskivens flytning i xy-koordinatsystemet kan nu skrives som<br />
( )<br />
( )<br />
uxy = uF, xy −<br />
vxy = vF, xy +<br />
yf− yFθ<br />
xf−xFθ (A.37)<br />
hvor<br />
uxy er de relative flytninger af vægskiven i x-retningen ⎡ N ⎤ 5 ⎣ mm ⎦<br />
vxy er de relative flytninger af vægskiven i y-retningen ⎡ N ⎤ 5 ⎣ mm ⎦<br />
uF,xy er flytninger af vægsystemets forskydningscentrum i x-retningen i det globale koordinatsystem<br />
⎡ N ⎤ 5 ⎣mm ⎦<br />
vF,xy er flytningerne af vægsystemets forskydningscentrum y-retningen i globale koordinater<br />
⎡ N ⎤ 5 ⎣mm ⎦<br />
sf er 2-koordinaten for det lokale forskydningscenter [mm]<br />
sF er 2-koordinaten for det globale forskydningscenter [mm]<br />
nf er 1-koordinaten for det lokale forskydningscenter [mm]<br />
nF er 1-koordinaten for det globale forskydningscenter [mm]<br />
[Borchersen og Larsen 1985, p19]<br />
Følgende sammenhæng mellem de to koordinatsystemer kan opstilles for flytninger og afstande som<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
67
68<br />
Bilag A.5 – Detailstabilitet - lastfordeling<br />
uFns , = uFxy , ⋅ cosϕ + vFxy<br />
, ⋅cosϕ<br />
v = v ⋅cosϕ −u ⋅cosϕ<br />
Fns , Fxy , Fxy ,<br />
( ) ( )<br />
( ) ( )<br />
n − n = x − x cosϕ + y − y cosϕ<br />
f F f F f F<br />
s − s = y − y cosϕ − x −x<br />
cosϕ<br />
f F f F f F<br />
Dækskivens flytning kan nu beskrives i ns-koordinatsystemet som<br />
[Borchersen og Larsen 1985, p19]<br />
( )<br />
( )<br />
u = u − s −s<br />
ns F , ns f F<br />
v = v + n −n<br />
ns F , ns f F<br />
θ<br />
θ<br />
(A.38)<br />
For lasterne virkende på de enkelte elementer må den fysiske betingelse i (A.39) være gældende. Da<br />
inertimomenterne er indført som stivheden, som beskrevet i starten af dette bilag, vil størrelsen kun<br />
udtrykke en forholdsmæssig størrelse.<br />
hvor<br />
Q = I ⋅u<br />
Q = I ⋅v<br />
in , in , ins ,<br />
is , is , ins ,<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
N<br />
Qi,n er kraften i n-retningen for det i´te element mm<br />
⎡ ⎤<br />
Qi,s<br />
N<br />
er kraften i s-retningen for det i´te element ⎣ mm ⎦<br />
Ii,n er hovedinertimomentet for elementet om n-aksen [mm 4 ]<br />
Ii,s er hovedinertimomentet for elementet om s-aksen [mm 4 ]<br />
[Borchersen og Larsen 1985, p20]<br />
Ligevægtsligningerne kan dermed opskrives som<br />
hvor<br />
∑<br />
∑<br />
N<br />
Px er kraften i x-retningen ⎡⎣mm ⎤⎦<br />
N<br />
Py er kraften i y-retningen ⎡⎣mm ⎤⎦<br />
[Borchersen og Larsen 1985, p20]<br />
Px= Qin , ⋅cosϕi −Qis , ⋅sinϕi<br />
P = Q ⋅ sinϕ + Q ⋅cosϕ<br />
y in , i is , i<br />
(A.39)<br />
(A.40)<br />
Ved indsætning af de opstillede ligninger i ligevægtsligningerne i (A.40), kan forskydningscentret<br />
for vægsystemet findes. Af hensyn til beregningernes omfang vises kun resultatet af udledningerne.<br />
A1B2 + B1A3 xF<br />
=<br />
D<br />
A2B1 + B2A3 yF<br />
=<br />
D
hvor konstanterne er givet ved<br />
Bilag A.5 – Detailstabilitet - lastfordeling<br />
2<br />
∑ incos ϕi 2<br />
issin ϕi<br />
2<br />
∑ iscos ϕi 2<br />
insin ϕi<br />
∑(<br />
is is) sinϕicosϕi ∑ ( 2 2 ) ( )<br />
∑ ( 2 2 ) ( )<br />
A = I + I<br />
A = I + I<br />
1 , ,<br />
2 , ,<br />
A = I −I ⋅<br />
3 , ,<br />
B = y I cos ϕ + I sin ϕ −x I −I sinϕ ⋅cosϕ<br />
1 fc i, n i i, s i fc i, n i, s i i<br />
B = x I cos ϕ + I sin ϕ − y I −I sinϕ ⋅cosϕ<br />
2 fc i, n i i, s i fc i, n i, s i i<br />
= 1 2 −<br />
2<br />
3<br />
D AA A<br />
Flytningerne af forskydningscentret som benyttet i (A.37) kan ligeledes udtrykkes ved førnævnte<br />
konstanter.<br />
u<br />
v<br />
F, xy<br />
Fxy ,<br />
P A − P A<br />
=<br />
D<br />
P A − P A<br />
=<br />
D<br />
x 2 y 3<br />
y 1 x 3<br />
Det ses, at alle størrelser kan udtrykkes ved elementernes inertimomenter, og placeringen af elementernes<br />
forskydningscentre i forhold til det globale forskydningscenter. For at finde lastfordelingen<br />
for de enkelte elementer, samles den fysiske betingelse i (A.39) med flytningsstørrelsen opstillet i<br />
(A.38). De to variable i denne ligning vil være elementets stivhed og koordinaterne for dennes forskydningscenter.<br />
Kræfterne virkende i det enkelte element i dets hovedakser kan dermed opskrives<br />
som<br />
( ( ) θ )<br />
( ( ) θ )<br />
Q = I ⋅ u − s −s<br />
in , in , Fns , f F<br />
Q = I ⋅ v − n −n<br />
[Borchersen og Larsen 1985, p22]<br />
is , is , Fns , f F<br />
Det er nu muligt at finde lastfordelingen for vægsystemet. Dette er opstillet i et regneark, vedlagt på<br />
cd-rom som detailstabilitet.xls.<br />
69
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
A.6 Detailstabilitet -<br />
spændinger<br />
Der ses nu nærmere på element 16+17, som blev behandlet i bilag A.5, illustreret på figur 51, der<br />
delvist omslutter en trappeskakt i bygningen.<br />
Der er for elementet undersøgt følgende:<br />
Figur 51: Element 16+17 med anførte hovedakser<br />
1 og 2. Alle mål i mm.<br />
• Normalspændinger i vandret snit over fundament<br />
• Forskydningsspændinger i vandret snit over fundament<br />
• Trækbrud og glidning<br />
Der er i afsnittet regnet for lastkombination 2.2, da den permanente last fra konstruktionsdele virker<br />
til gunst og vurderes at have afgørende betydning for konstruktionen, f.eks. ved væltning. Den permanente<br />
last vurderes værende til gunst, idet en øget tryknormalkræft vil medføre reduktion af trækspændinger<br />
i elementet.<br />
Partialkoeffecienterne er dermed som følger, idet vindlasten regnes dominerende:<br />
• Nyttelast γf,n = 1,3 for én etage og γf,n = ψn = 0,5 for resten af etagerne<br />
• Egenlast γf,e = 0,8<br />
• Vindlast γf,v = 1,5<br />
71
72<br />
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
kN<br />
Da bygningen kategoriseres som kontor og let erhverv, regnes der med en nyttelast på 3 2 , hvoraf<br />
m<br />
halvdelen regnes bunden, og halvdelen regnes fri, jf. bilag A.1.<br />
Beregning af normalspændinger<br />
Normalspændingerne beregnes i bunden af profilet. De vandrette laster på profilet, P1 og P2, findes<br />
ved metoden beskrevet i bilag A.5. Der er undersøgt for vindlast på hhv. øst- og vestvendt facade,<br />
samt sug på nord- eller sydvendt gavl. Lasterne er opstillet i tabel 15. Der er kun regnet for vind på<br />
facader og sug på gavle, idet det er vurderet at disser er de dimensionsgivende laster.<br />
Tabel 15: Vindlast på element 16+17 for fire vindlasttilfælde. Lasterne P1 og P2<br />
angriber i elementets forskydningscenter, og regnes positive i aksernes retning.<br />
kN [ m ] P2<br />
Vind på facade Sug på Gavl P1 Vindlast 1 Vest Syd 4,12 -2,43<br />
Vindlast 2 Vest Nord 1,68 -4,02<br />
Vindlast 3 Øst Syd -1,68 4,02<br />
Vindlast 4 Øst Nord -4,12 2,43<br />
Den lodrette last er bestemt ud fra et lastopland, som vist på figur 52, idet lastoplandet er afgrænset<br />
ved fuger imellem dækelementerne, samt at dækelementerne er regnet simpelt understøttet på alle<br />
nord-syd gående vægge. Lastoplande er afgrænset i bygningens længderetning ved fugerne imellem<br />
dækelementer.<br />
Figur 52: Element 16+17 med tilhørende lastoplande.<br />
Dækelementer spænder på tværs af flangerne i elementet.<br />
Lastoplande er vurderet ud fra tegning T.2.<br />
Den samlede lodrette last på element 16+17 er givet ved<br />
kN [ m ]
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
( 6 7 )<br />
N = A ⋅γ ⋅h⋅ γ + A ⋅ q ⋅ γ + ⋅q ⋅ ψ + ⋅q ⋅ γ<br />
(A.41)<br />
e b f , e l n f , n n n e, b f , e<br />
hvor<br />
N er tryknormalkræften i elementet [kN]<br />
Ae er tværsnitsarealet af elementet [m 2 ]<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
kN<br />
γb er den specifikke tyngde af vægelementerne 3<br />
m<br />
h er højden af elementet [m]<br />
γf,e er partialkoeffecienten på egenlasten [-]<br />
Al er arealet af lastoplandet [m 2 ]<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
kN<br />
qn er nyttelasten 2<br />
m<br />
γf,n er partialkoeffecienten på nyttelasten [-]<br />
ψn er lastkombinationsfaktoren for nyttelasten [-]<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
kN<br />
qe,b er egenvægten af dækelementerne 2<br />
m<br />
Den lodrette last kan i lastkombination 2.2 findes ved (A.41), idet kun den bundne nyttelast medregnes,<br />
da nyttelasten virker til gunst, og tværsnitsarealet af elementet er fundet til 2,58 m 2<br />
( ( )<br />
)<br />
2 kN 2 kN kN<br />
N = 2,58 m ⋅253 ⋅30m⋅ 0,8 + 47,57 m ⋅ 1,5 2 ⋅ 1,3 + 6 ⋅ 0,5 + 7 ⋅4,1 2 ⋅0,8<br />
m m m<br />
N = 2947 kN<br />
Momenterne, hidrørende fra vindlast, om hovedakserne er givet ved<br />
hvor<br />
M<br />
M<br />
1, v<br />
2, v<br />
−P2⋅h =<br />
2<br />
2<br />
P1 ⋅ h<br />
=<br />
2<br />
M1,v er momentet om 1-aksen hidrørende fra vindlast [kNm]<br />
M2,v er momentet om 2-aksen hidrørende fra vindlast [kNm]<br />
P1<br />
kN<br />
er vindlasten i 1-aksens retning ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
kN<br />
P2 er vindlasten i 2-aksens retning m<br />
h er højden af væggen [m]<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
2<br />
(A.42)<br />
Momenterne for de fire vindlastkombinationer i tabel 15 er således fundet ved (A.42) og opstillet i<br />
tabel 16.<br />
73
74<br />
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
Tabel 16: Momenter hidrørende fra vindlast<br />
ved de fire vindlasttilfælde.<br />
M 1,v [kNm] M 2,v [kNm]<br />
Vindlast 1 1090 -1850<br />
Vindlast 2 1810 -756<br />
Vindlast 3 -1810 756<br />
Vindlast 4 -1090 1850<br />
Da de lodrette laster hidrørende fra etagedæk ikke virker i elementets tyngdepunkt, men i punkterne<br />
A, B og C, vist på figur 52, skaber disse ligeledes momenter om hovedakserne. På figur 53 er disse<br />
lasters excentriciteter skitseret.<br />
e<br />
2, A<br />
e<br />
( 1905,1392)<br />
1, A<br />
( −877, − 1772)<br />
( 1305, −2236)<br />
Figur 53: Element 16+17 med lastoplandenes excentrisk<br />
virkende resulterende laster. Punkterne er angivet i et koordinater<br />
efter hovedakserne, og excentriciteterne e2,A og e1,A er<br />
angivet som eksempel.<br />
Lasterne virkende i punkterne A, B og C er fundet ved (A.41), idet både fri og bunden nyttelast medtages.<br />
Egenlasten er ikke medtaget, da den samlet set virker i tyngdepunktet, og derfor ikke skaber<br />
noget momentbidrag.<br />
( 2 ( )<br />
2 )<br />
2<br />
N A = 7,84 m ⋅<br />
= 281,1 kN<br />
kN 3 ⋅ 1,3 + 6 ⋅ 0,5<br />
m<br />
kN + 4,1 ⋅7⋅0,8 m<br />
2<br />
NB<br />
= 21,52m ⋅<br />
= 771,7 kN<br />
kN 3 ⋅ 1,3+ 6⋅ 0,5<br />
m<br />
kN + 4,1 ⋅7⋅0,8 m<br />
NC<br />
2<br />
= 18,21m ⋅<br />
=<br />
653,0 kN<br />
kN 3 ⋅ 1,3+ 6⋅ 0,5<br />
m<br />
kN + 4,1 ⋅7⋅0,8 m<br />
( 2 ( )<br />
2 )<br />
( 2 ( )<br />
2 )
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
Momenterne om hovedakserne hidrørende fra last på etagedæk er givet ved (A.43), idet der regnes<br />
med et højrehåndssystem<br />
hvor<br />
1<br />
1, l = ∑ −<br />
3<br />
i ⋅ i,2<br />
1<br />
2, l = ∑<br />
3<br />
i ⋅ i,1<br />
M N e<br />
M N e<br />
M1,l er momentet om 1-aksen hidrørende fra exentrisk virkende lodret last [kNm]<br />
M2,l er momentet om 2-aksen hidrørende fra exentrisk virkende lodret last [kNm]<br />
Ni er normalkræften virkende i punkt i, jf. figur 53 [kN]<br />
ei,2 er excentriciteten om 1-aksen fra den i punk i virkende lodrette last, jf. figur 53 [m]<br />
ei,1 er excentriciteten om 2-aksen fra den i punk i virkende lodrette last, jf. figur 53 [m]<br />
Der indsættes i (A.43):<br />
M<br />
M<br />
1, l<br />
2, l<br />
( ) ( )<br />
=−281.1 kN ⋅1,392 m −771,7 kN ⋅ −1,772 m −653,0 kN ⋅ −2,236<br />
m<br />
= 2436 kNm<br />
= 281.1 kN ⋅ 1,905 m + 771,7 kN ⋅( − 0,877 m) + 653,0 kN ⋅(<br />
1,305 m)<br />
= 711 kNm<br />
(A.43)<br />
Ved at superponere momenterne hidrørende fra vindlast, og momenterne hidrørende fra excentrisk<br />
lodret last, er de resulterende momenter opstillet i tabel 17.<br />
Tabel 17: Resulterende momenter om hovedakserne ved superponering<br />
af moment hidrørende excentrisk last fra etagedæk,<br />
samt momenter hidrørende vindlast.<br />
M 1 [kNm] M 2 [kNm]<br />
Vindlast 1 3528 -1143<br />
Vindlast 2 4246 -45<br />
Vindlast 3 626 1467<br />
Vindlast 4 1344 2565<br />
Da både normalkræft og momenter nu er kendt, kan normalspændingerne findes ved Naviers formel<br />
hvor<br />
N M M<br />
σ = − ⋅ x + ⋅ x<br />
(A.44)<br />
A I I<br />
e<br />
1 2<br />
2 1<br />
11 22<br />
x2 er afstanden fra 1-aksen angivet med fortegn [m]<br />
x1 er afstanden fra 2-aksen angivet med fortegn [m]<br />
I11 er inertimomentet om 1-aksen [m 4 ]<br />
I22 er inertimomentet om 2-aksen [m 4 ]<br />
[Willams og Todd 2000, p139]<br />
Det vælges at undersøge spændingerne i fem punkter, skitseret på figur 54.<br />
75
76<br />
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
Figur 54: Punkter i elementet hvor spændingerne<br />
undersøges.<br />
Ved brug af (A.44) er spændingerne fundet i de fem punkter for de fire vindlasttilfælde, og opstillet i<br />
tabel 18.<br />
Tabel 18: Spænding i udvalgte punkter for de fire vindlasttilfælde.<br />
Trækspændinger er markerede. Alle spændinger<br />
er angivet i MPa.<br />
p.1 p.2 p.3 p.4 p.5<br />
Vindlast 1 0,18 0,02 1,97 2,24 2,17<br />
Vindlast 2 0,87 -0,08 1,48 3,07 3,02<br />
Vindlast 3 2,08 1,10 0,46 2,10 2,12<br />
Vindlast 4 2,77 1,01 -0,04 2,93 2,97<br />
Som det ses findes der kun trækspændinger i ét punkt i to lasttilfælde, men da disse trækspændinger<br />
er ubetydeligt små, er der ikke brug for opspænding af elementet. Spændingsfordelingen for de fire<br />
vindlasttilfælde er skitseret på figur 55.
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
Figur 55: Skitsering af normalspændingsfordeling i element 16+17 for de<br />
fire forskellige vindlasttilfælde. Trækspændinger er regnet negative.<br />
Beregning af forskydningsspændinger<br />
Til beregnings af forskydningsspændinger anvendes Grasshofs formel, givet ved<br />
S ⋅V S ⋅V<br />
k Ω1 2 Ω2<br />
1<br />
τ zs = +<br />
I11 ⋅tk I22⋅tk hvor<br />
k<br />
τ zs er forskydningsspændingen i snittet k, ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
SΩ 1 er det statiske moment af det bortsnittede område Ω om 1-aksen [m 3 ]<br />
SΩ 2 er det statiske moment af det bortsnittede område Ω om 2-aksen [m 3 ]<br />
V1 er forskydningskraften i snittet i 1-aksens retning [kN]<br />
V2 er forskydningskraften i snittet i 2-aksens retning [kN]<br />
tk er bredden af snittet k [m]<br />
[Thelandersson 1987, p31]<br />
(A.45)<br />
77
78<br />
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
Forskydningskræfterne i vandret snit over fundamentet er givet som den summerede vandret virkende<br />
kræft på hele højden af elementet.<br />
Til at opstille de statiske momenter som funktion af kurvelængden s, der måles langs centerlinien af<br />
elementet, betragtes figur 56. Kurvelængden s opdeles i 3 delintervaller langs de tre vægge, og afstanden<br />
langs hver beskrives som a1, a2 og a3.<br />
a3<br />
a2<br />
2<br />
( −2119, −578)<br />
3<br />
( 535,2677)<br />
1<br />
o<br />
θ = 39, 2<br />
( 3048,629)<br />
( 2180, −4082)<br />
Figur 56: Skitse til udregning af statisk moment. Alle mål er i mm.<br />
Således kan det statiske moment om 1- og 2-aksen opskrives for de tre vægge som funktion af hhv.<br />
a1, a2 og a3 som følger<br />
a1
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
( θ )<br />
⎛ a1<br />
⋅ sin ⎞<br />
SΩ1,1 ( a1) = a1⋅t1⋅ ⎜629 + ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
⎛ a1<br />
⋅ cos(<br />
θ ) ⎞<br />
SΩ2,1 ( a1) = a1⋅t1⋅⎜3048 − ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
( θ )<br />
⎛ a2<br />
⋅ cos<br />
SΩ1,2 ( a2) = a2⋅t2⋅⎜2677 −<br />
⎝ 2<br />
⎞<br />
⎟+<br />
SΩ1,1<br />
⎠<br />
3242<br />
⎛ a2<br />
⋅sin<br />
( θ ) ⎞<br />
SΩ2,2 ( a2) = a2⋅t2⋅⎜535 − ⎟+<br />
SΩ2,1<br />
( 3242)<br />
⎝ 2 ⎠<br />
( θ )<br />
( )<br />
⎛ a3<br />
⋅sin<br />
⎞<br />
SΩ1,3 ( a3) = a3⋅t3⋅⎜−578 − ⎟+<br />
SΩ1,2<br />
( 4200)<br />
⎝ 2 ⎠<br />
⎛ a3<br />
⋅ cos(<br />
θ ) ⎞<br />
SΩ1,3 ( a3)<br />
= a3⋅t3⋅⎜− 2119 + ⎟+<br />
SΩ2,2(<br />
4200)<br />
⎝ 2 ⎠<br />
hvor<br />
SΩ i, j er det statiske moment om i-aksen af den bortsnittede del af den j’te væg [mm 3 ]<br />
aj er afstanden der snittes i, i den j’te væg, jævnfør figur 56 [mm]<br />
tj er tykkelsen af den j’te væg [mm]<br />
(A.46)<br />
Ved at bruge (A.46) i (A.45) og anvende de for elementet gældende tykkelser, er forskydningsspændingerne<br />
udregnet langs centerlinien i profilet. Dette er udregnet i et regneark, vedlagt på cd-rom<br />
som detailstabilitet.xls, så forskydningsspændingerne kan findes for alle fire vindlasttilfælde, og et<br />
eksempel på forskydningsspændingsfordelingen ved vindlasttilfælde 1 er vist på figur 57.<br />
Figur 57: Skitse af forskydningsspændingsfordeling i element<br />
ved vindlasttilfælde 1, vind på østvendt facade og sug<br />
på sydlig gavl.<br />
De fundne forskydningsspændinger benyttes til at eftervise at udvalgte samlinger har tilstrækkelig<br />
styrke i bilag B.3.<br />
79
Trækbrud i beton og Glidning<br />
80<br />
Bilag A.6 – Detailstabilitet - spændinger<br />
Der foretages nogle simple betragtninger for at undersøge, om der kan forekomme problemer med<br />
trækbrud i, eller glidning af element 16+17.<br />
For at vurdere risikoen for trækbrud i beton, ses der på normalspændingerne ved bunden af elementet,<br />
givet i tabel 18, og skitseret på figur 55. Det ses, at der for to vindlasttilfælde findes ganske små<br />
arealer der vil komme i træk, men da disse spændinger er langt mindre end betonens trækstyrke,<br />
vurderes det at være acceptabelt. Overordnet set er størstedelen af elementet i tryk til alle tider, og<br />
der vil derfor ikke være problemer med trækbrud.<br />
For at undgå problemer med glidning af elementet, skal følgende kriterium være opfyldt<br />
[Jensen et al. 2005, p194]<br />
0,5 ⋅Nd ≥ Vd<br />
(A.47)<br />
Den regningsmæssige forskydningskræft findes som resultanten af forskydningskræfterne virkende i<br />
1- og 2-aksernes retning. Der undersøges for vindlasttilfældet med den største resulterende forskydningskraft.<br />
d<br />
( ) ( )<br />
2 2<br />
1 2<br />
V = P ⋅ h + P ⋅h<br />
kN kN<br />
( 4,12 30 m) ( 2,43 30 m)<br />
2 2<br />
m m<br />
=<br />
= 144 kN<br />
⋅ + − ⋅<br />
Normaltrykkraften blev fundet ved (A.41) til 2947 kN, og (A.47) ses da opfyldt idet 1474 kN >> 144<br />
kN. Der vil altså ikke forekomme problemer med glidning i profilet.<br />
Udregningen af laster, normal- og forskydningsspændinger er opstillet i et Excelark, og dette er vedlagt<br />
på cd-rom som detailstabilitet.xls.
Bilag A.7 – Robusthed<br />
A.7 Robusthed<br />
Som beskrevet i afsnit 1.5 i hovedrapporten, sikres stabiliteten af bygningen ved anordninger der<br />
skaber en passende sammenhæng af konstruktionsdelene. Disse anordninger er randarmering, fugearmering<br />
og ved at sikre en tilstrækkelig samlingsstyrke mellem vægge og dækelementer. De udspecificerede<br />
krav er angivet i afsnit 1.5 i hovedrapporten.<br />
For at foretage beregningerne betragtes dækskiven i denne sammenhæng som en selvstændig bygningsdel.<br />
Til beregningen vælges det at opstille en bjælkeanalogi for dækskiven, hvor de stabiliserende<br />
vægge fungerer som understøtninger. Reaktionen i understøtningerne findes som den andel af<br />
vindlasten som væggene optager, udregnet i bilag A.5. Der regnes på den ændrede opbygning som<br />
fundet i afsnit 1.4.1 i hovedrapporten. Der er afgrænset fra at se på reaktioner i stabiliserende vægge,<br />
der går på tværs af dækelementerne, selvom disse vil bidrage til momentkurven. Dækskivens bjælkeanalogi<br />
kan ses på figur 58.<br />
Der er ved undersøgelsen af robushed regnet for lastkombination 2.1, jf. bilag A.1.<br />
7,5<br />
x<br />
16,8<br />
1,1<br />
7,2<br />
22,0<br />
15,7<br />
6,5<br />
kN 6,15 m<br />
245,2<br />
85,3<br />
4,1 7,9<br />
Figur 58: Modellering af etagedæk som bjælke med horisontale reaktioner fra bærende<br />
vægge, fundet i bilag A.5. Vindlast og reaktioner er fundet, idet der regnes med<br />
en etagehøjde på 4,1 m. Alle kræfter er angivet i kN.<br />
De to simple understøtninger på figuren er ligeledes to vægge, hvis reaktioner udregnes som for en<br />
statisk bestemt, simpelt understøttet bjælke således, at der opnås ligevægt. Der er således ikke valgt<br />
at anvende de i bilag A.5 fundne laster for de to ydermure, da dette vil give et system der ikke er i<br />
ligevægt, fordi der ses bort fra laster på vægge, der går på tværs af dækelementerne.<br />
24,9<br />
70,3<br />
24,9<br />
81
82<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
Med udgangspunkt i det statiske system på figur 58, kan snitkraftkurverne for dækskiven optegnes<br />
som illustreret på figur 59.<br />
[ kNm]<br />
6000<br />
4000<br />
2000<br />
1<br />
25<br />
46.9<br />
50 75 100 125<br />
0<br />
141<br />
2<br />
2000<br />
2000<br />
4000<br />
6000<br />
[ kN]<br />
300<br />
200<br />
100<br />
4868<br />
1<br />
70.3<br />
2<br />
25 50 75 100 125 141<br />
100<br />
100<br />
-95.1<br />
-132<br />
200<br />
200<br />
300<br />
230<br />
Figur 59: Snitkraftkurverne for etagedækket, fundet i Staad.Pro. Øverst er vist momentkurven og nederst forskydnignskræftkurven.<br />
x-aksen angiver afstanden fra venstre i figur 58 i meter.<br />
Det maksimalt forekommende moment i etagedækket er Mmax = 4868 kNm, og den maksimalt forekommende<br />
forskydningskraft er Vmax = 230 kN, jf. figur 59.<br />
En planskitse af konstruktionens opbygning ses på figur 60. I områder hvor skiven er homogen, dvs.<br />
i områder hvor der ikke er åbninger, kan denne designes for moment og forskydning på sædvanlig<br />
måde ud fra en bjælkeanalogi. I områder med skakthuller, som i området markeret på figur 60, benyttes<br />
en stringermodel. Ved denne metode inddeles skiven i en række felter som antages at have<br />
konstant forskydningsspænding. Imellem disse felter lægges et stringersystem, som kan udføres med<br />
et simpelt stangsystem. Stringerne betragtes derved som idealiserede træk- og trykstænger.<br />
Figur 60: Plantegning af konstruktionen, med indtegnede dækelementer med en bredde på 1200 mm. Området<br />
hvor stringermodellen benyttes er markeret, idet der er valgt et område med en trappeskakt, markeret med et<br />
kryds.<br />
6000<br />
4000<br />
2000<br />
4000<br />
6000<br />
300<br />
200<br />
100<br />
300
A.7.1 Homogen dækskive<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
I det følgende betragtes dækket som en homogen dækskive, og der ses dermed bort fra skakthuller.<br />
Randarmering<br />
Ved dimensionering af randarmeringen omkring etagedækket er der i høj sikkerhedsklasse to krav,<br />
der skal overholdes:<br />
I hver etageadskillelse etableres gennemgående trækforbindelser, som er i stand til at optage en karakteristisk<br />
last på 30 kN/m i hver retning.<br />
Langs omkredsen af hver etageadskillelse anordnes en randarmering, som er i stand til at optage en<br />
karakteristisk last på 80 kN. Randarmeringen skal være forankret til etagedækket med U-bøjler eller<br />
lignende.<br />
[DS 411:1999, p28]<br />
Desuden skal randarmeringen fungere som trækarmering i etagedækket, der betragtes om en bjælke,<br />
som vist på figur 61.<br />
Dækelementer<br />
Trykzone<br />
Træk i randarmering<br />
Figur 61: Etagedækket betragtet som bjælke, med træk i randarmering<br />
Der er således tre krav til trækket i randarmeringen, der skal overholdes:<br />
hvor<br />
S<br />
⎧ ⋅ ⋅<br />
⎪<br />
2 2<br />
⎪<br />
kN kN<br />
30 m h 30 m 14 m<br />
= = 210 kN<br />
d ≥ ⎨<br />
⎪⎪ M max<br />
= =<br />
⎪⎩<br />
80 kN<br />
4868 kNm<br />
386 kN<br />
0.9 ⋅h0,9⋅14 m<br />
Sd er randarmeringens regningsmæssige trækstyrke [kN]<br />
Det ses, at randarmeringen skal kunne modstå en trækkraft på 386 kN. Idet der anvendes B550 ribbestål<br />
til armeringen, findes flydespændingen til fyd = 385 MPa, ved høj sikkerhedsklasse og normal<br />
kontrolklasse. Det minimale armeringsareal, As, findes hermed som:<br />
0,9h<br />
h<br />
83
84<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
386.000 N<br />
As ≥ = 1003 mm<br />
385 MPa<br />
Det vælges at anvende 5Y16 til randarmering, med et armeringsareal på 1005 mm 3 .<br />
Den regningsmæssige trækstyrke i randarmeringen findes.<br />
Fugearmering<br />
S = ⋅ =<br />
d<br />
2<br />
1005 mm 385 MPa 387 kN<br />
Det skal sikres, at fugearmeringen er tilstrækkelig til at overføre forskydningskræfterne i etagedækket.<br />
Det minimale fugearmeringsareal findes ved (A.48).<br />
hvor<br />
Vmax ⋅ b<br />
At<br />
≥<br />
h ⋅ f<br />
At er fugearmeringsarealet [mm 2 ]<br />
int yd<br />
3<br />
230.000 N ⋅1,2⋅10mm 2<br />
=57 mm<br />
3<br />
At<br />
≥<br />
0,91410 ⋅ ⋅ mm385MPa ⋅<br />
Vmax er den maksimalt forekommende forskydningskraft [N]<br />
b er afstanden fra centerfuge til centerfuge [mm]<br />
hint er den effektive højde af betondækket, givet ved 0,9·h [mm]<br />
[Betonelement-foreningen 2006]<br />
2<br />
(A.48)<br />
Desuden skal kravet om 30 kN/m ligeledes overholdes for fugearmeringen, hvilket giver et minimalt<br />
fugearmeringsareal som i (A.49).<br />
kN kN<br />
30 m ⋅b30m ⋅1,2m<br />
2<br />
94 mm<br />
At<br />
≥ = = (A.49)<br />
f 385 MPa<br />
yd<br />
I de fleste tilfælde er dækelementernes længdearmering tilstrækkelig til også at fungere som skivens<br />
forskydningsarmering. Der skal så blot sørges for U-bøjleforankringer ved fugeender. [Betonelement-foreningen<br />
2006]<br />
Det vælges at anvende én Y10 U-bøjle som fugearmering, med et fugearmeringsareal, At, givet ved<br />
( ) 2<br />
10 mm<br />
At = 2⋅ ⋅ π = 157mm<br />
4<br />
Forskydningsarmeringen skal kunne overføre hele lasten, og den del af stringerarmeringen der kan<br />
regnes effektiv findes ud fra figur 62, hvorefter fugearmeringsarealet findes.<br />
2
[Betonelement-foreningen 2006]<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
Figur 62: Forskydningsstyrke i længdefuger [Betonelement-foreningen<br />
2006].<br />
Vmax<br />
230 kN kN<br />
= = 16,4 ⇒ m<br />
h 14 m<br />
2 ⋅A ⋅ f<br />
s<br />
h<br />
yd<br />
kN = 4,5 ⇒ m<br />
kN 4,5 m ⋅14<br />
m 2<br />
82 mm<br />
As<br />
= =<br />
2⋅385MPa Ved gavlen skal desuden adderes et bidrag for sug, der virker med en formfaktor på 0,9 jf. bilag A.1,<br />
hvorved dette bidrag findes som<br />
hvor<br />
A<br />
h⋅w 14 m ⋅0,9⋅1,5⋅10⋅4,1 m<br />
101 mm<br />
3 N<br />
' gd<br />
s =<br />
2⋅ f yd<br />
=<br />
2<br />
m<br />
2⋅385MPa =<br />
2<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
N<br />
wgd er den regningsmæssige vindlast virkende på gavlen 2<br />
m<br />
[Betonelement-foreningen 2006]<br />
Det ses at disse armeringsarealer er overholdt, da<br />
( )<br />
1005 mm > 82 + 101 mm ∧ 157 mm > 82 mm<br />
2 2 2 2<br />
Ydermere kan det ses at der for randarmering i gavlen kan bruges 2Y12, da dette giver et armeringsareal<br />
på 226 mm 2 , der altså er over de krævede 183 mm 2 .<br />
85
Forankring<br />
86<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
For at sikre en tilstrækkelig forankring og stødlængde af rand- og fugearmeringen, skal følgende<br />
kriterier i (A.50) være opfyldt.<br />
hvor<br />
lb er forankringslængden [mm]<br />
lb ⋅ fc,<br />
tk 0,09 0,09 ⋅φ⋅ f<br />
≥ ⇒ lb<br />
≥<br />
φ ⋅ fyk ζ fc,<br />
tk ⋅ζ<br />
lb<br />
30 30 ⋅φ<br />
≥ ⇒ lb<br />
≥<br />
φ ζ ζ<br />
fc,tk er betonens karakteristiske trækstyrke [MPa]<br />
φ er armeringsdiameteren [mm]<br />
fyk er armeringens karakteristiske trækstyrke [MPa]<br />
ζ er armeringens forankringsfaktor [-]<br />
[DS 411:1999, p58]<br />
yk<br />
(A.50)<br />
For ribbestål er forankringsfaktoren normalt 0,8 – 0,9, så der anvendes, på den sikre side, en forankringsfaktor<br />
på 0,8 i de følgende beregninger. Da bygningen, over kælderniveau, opføres i moderat<br />
miljøklasse, anvendes en beton med en karakteristisk trykstyrke på 25 MPa, hvilket giver en karakteristisk<br />
trækstyrke på 1,6 MPa.<br />
Fuge- og randarmeringens minimale forankrings- og stødlængder bestemmes ved (A.50):<br />
l<br />
brand ,<br />
l<br />
b, fuge<br />
⎧0,09<br />
⋅16 mm ⋅550<br />
MPa<br />
⎪ = 619 mm<br />
⎪ 1, 6 MPa ⋅ 0,8<br />
≥ ⎨<br />
⎪ 30 ⋅16<br />
mm<br />
= 600 mm<br />
⎪⎩ 0,8<br />
⎧0,09<br />
⋅10mm⋅550 MPa<br />
⎪ = 387 mm<br />
⎪ 1, 6 MPa ⋅ 0,8<br />
≥ ⎨<br />
⎪ 30 ⋅10<br />
mm<br />
= 375 mm<br />
⎪⎩ 0,8<br />
Der foreskrives for Y16 armeringsjern en minimumsstødlængde på 1,1 m, og en minimumsforankring<br />
i længdefugen på 1,5 m. Ydermere foreskrives det, at der for en Y16 fugearmering anvendes 9<br />
bjl. R5 pr. stød. [Betonelement-foreningen 2006]<br />
Trækarmering i top og bund af vægge<br />
Der skal, ved konstruktioner i høj sikkerhedsklasse, anordnes armering i top og bund af vægge der<br />
indgår i det konstruktive system. Følgende krav gør sig gældende:<br />
Parallelt med bærende vægge anordnes i hver etageadskillelse trækforbindelser, som kan optage en<br />
karakteristisk last på 150 kN. Trækforbindelserne skal være anordnet således, at hver enkelt væg kan
Bilag A.7 – Robusthed<br />
fungere som en bjælke, der er udkraget over et tænkt lokalbrud i den underliggende etage. [DS<br />
411:1999, p28]<br />
Denne armering skal udføres, så væggen kan fungere som en udkraget bjælke, som vist på figur 63,<br />
hvor lodret last føres til understøtningen gennem tryk i væggen, og træk i armeringen foroven.<br />
Etagekrydsfuge<br />
Vægdel over lokalbrud<br />
( a )<br />
( b)<br />
Figur 63: Udkraget væg over lokalbrud. (a) Statisk virkemåde. (b) Forankring<br />
af armering til væg. Skitseret efter [Jensen et al. 2005]<br />
Denne armering sikres ved at lægge armeringsjern med et armeringsareal som følger:<br />
150.000 N<br />
A s = = 390 mm<br />
385 MPa<br />
Der vælges at bruge 2Y16 med et samlet armeringsareal på 402 mm 2 .<br />
A.7.2 Stringermodel<br />
Delsektionen hvorpå stringermetoden benyttes kan ses på figur 60. Sektionen er inddelt i felter som<br />
vist på figur 64.<br />
2<br />
87
88<br />
4, 25<br />
9,72<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
1 2 3<br />
O<br />
10,8 8, 4<br />
I<br />
II III<br />
F1 2 F 3 F<br />
Figur 64: Optegning af stringermodel. Kræfterne F1 og F2 stammer fra lastoptagelserne<br />
i elementerne i stringer 1 og 2. F3 er den hertil hørende reaktion. Alle mål i<br />
meter.<br />
Forskydningskræfterne langs delfelterne I, II og III kan findes ved ligevægtsbetragtninger på hver<br />
enkelt felt. I nogle tilfælde kan det blive nødvendigt at skønne forskydningsspændingerne i en naborand,<br />
da stringermetoden kan resultere i et antal ubekendte der ikke umiddelbart kan bestemmes. For<br />
dette tilfælde viser det sig muligt at bestemme forskydningskræfterne udelukkende ved ligevægtsbetragtninger.<br />
De ydre kræfter bestemmes ved lodret ligevægt, og momentligevægt. F1 og F2 findes som den last-<br />
andel elementet i stringeren optager, jævnfør ’ændring af opbygning.xls’, vedlagt på cd-rom, som<br />
henholdsvis F1 = 164,9 kN og F2 = 7,5 kN. F3 bestemmes ved lodret ligevægt:<br />
+<br />
↑ 0 = F1 + F2 + F3<br />
⇒ F =−172,4<br />
kN<br />
3<br />
De ydre kræfter virkende i stringer a og c bestemmes af momentligevægt om punktet O, angivet på<br />
figur 64. De ydre kræfter i stringer a og c er lige store men modsatrettede for at sikre vandret ligevægt.<br />
( )<br />
0= F2 ⋅ 10,8m+ F3⋅19,2m −H ⋅ 9,72+ 4,25 m<br />
H =−231,14<br />
kN<br />
Med de ydre kræfter bestemt kan stringerkræfterne bestemmes, ligeledes ved ligevægtsbetragtninger.<br />
Der benyttes fortegnsdefinition som illustreret på figur 65.<br />
H<br />
−H<br />
c<br />
b<br />
a
τ<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
τ<br />
τ<br />
Figur 65: Fortegnsdefinition<br />
for forskydningsspændinger.<br />
Forskydningsspændingerne er regnet konstant hele vejen rundt om et delfelt ligesom spændingen er<br />
regnet som en spænding per meter i bredden, da tykkelsen er den samme for alle delfelter.<br />
Ved at opstille stringermodellen, vist øverst på figur 66, og betragte vandret ligevægt af stringer c,<br />
findes forskydningsspændingen τ I i område I ved<br />
I<br />
0= τ ⋅ 10,8m+ 231,14kN<br />
⇒<br />
I −231,2<br />
kN<br />
τ =<br />
10,8 m<br />
I kN<br />
τ =−21,40<br />
Ved at betragte lodret ligevægt af stringer 1, bestemmes τ II for område II ved<br />
kN<br />
m<br />
m<br />
I II<br />
0 = τ ⋅ 4,25 m + τ ⋅ 9,72 m + 164,9 kN ⇒<br />
kN<br />
II 21,40 m ⋅4,25m−164,9kN τ =<br />
9,72 m<br />
II<br />
τ =−7,60<br />
Ved at betragte lodret ligevægt af stringer 3, bestemmes τ III for område III ved<br />
III<br />
0= τ ⋅ 9,72m+ 172,4kN<br />
⇒<br />
III −172,4<br />
kN<br />
τ =<br />
9,72 m<br />
III kN<br />
τ =−17,7<br />
m<br />
Med de bestemte forskydningsspændinger, er det nu muligt at finde stringerkræfterne. Stringerkræfter<br />
og tilhørende spændingsfordelinger er opstillet i figur 66, idet der anvendes opdelingen i figur 64<br />
og fortegnsdefinitionen i figur 65.<br />
τ<br />
89
0<br />
0<br />
0<br />
90<br />
91,03 90,95<br />
90,95<br />
164,9 F =<br />
1<br />
−<br />
−<br />
0<br />
91,03<br />
91,03<br />
164,9<br />
73,87<br />
10,8 m 8, 4 m<br />
231,14<br />
I<br />
τ =−21,40<br />
231,14<br />
82,12<br />
II<br />
τ =−7,60<br />
82,12<br />
kN<br />
m<br />
kN<br />
m<br />
−<br />
+<br />
+<br />
90,95<br />
73,87<br />
91,03 90,95<br />
149,02 149,02<br />
2<br />
172, 4<br />
82,12 82,12<br />
231,14<br />
149,02<br />
82,12<br />
0<br />
F = 7,5<br />
−<br />
+<br />
90,95<br />
91,03<br />
+<br />
7,5<br />
149,02<br />
82,12<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
H = 231,14<br />
+<br />
149,02<br />
III<br />
τ =−17,74<br />
149,02<br />
+<br />
kN<br />
m<br />
172, 4<br />
172,4 F =<br />
3<br />
0<br />
+<br />
0<br />
H = 231,14<br />
Figur 66: Øverst er stringermodellen opstillet, og stringerkræfterne fundet ved ligevægtsbetragtning. Nederst<br />
er vist normalkræfter i stringerne. Alle kræfter er angivet i kN. Tryk regnes negativt. Grundet afrundinger på<br />
mellemregninger er der ikke fuldstændig ligevægt i stringer 1.<br />
Den største forskydningsspænding findes i område I. Den nødvendige fugearmering findes som:<br />
231,14<br />
172, 4<br />
4,25 m<br />
9,72 m
I<br />
b ⋅τ<br />
At<br />
=<br />
f<br />
t<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
yd<br />
1, 2 m ⋅ 21, 4<br />
At<br />
=<br />
385 MPa<br />
2<br />
A = 66,7 mm<br />
U-bøjlerne i Y10, der benyttes til fugearmering er således tilstrækkelig.<br />
Af modellen ses det at stringer 3 skal kunne optage hele forskydningskraften F3 på 172,4 kN. Den<br />
nødvendige armering findes som:<br />
A<br />
t<br />
A<br />
t<br />
A<br />
t<br />
F3<br />
=<br />
f<br />
yd<br />
kN<br />
m<br />
172,4 kN<br />
=<br />
385 MPa<br />
2<br />
= 447,8 mm<br />
(A.51)<br />
For at sikre at kraften F3 kan optages, indlægges der 3Y14 i stringer 3 med et armeringsareal på 462<br />
mm 2 .<br />
Stringer 2 skal, i krydset med stringer b, optage 91 kN. Det nødvendige armeringsareal findes så<br />
som:<br />
A<br />
A<br />
A<br />
s<br />
s<br />
s<br />
S<br />
=<br />
f<br />
b<br />
2<br />
yd<br />
91 kN<br />
=<br />
385MPa<br />
2<br />
= 236,4 mm<br />
Der indlægges 2 Y14, med et armeringsareal på 308 mm 2 i fugen, i stringer 2.<br />
Stringer b skal, i krydset med stringer 2, optage 149 kN. Det nødvendige armeringsareal findes som:<br />
2<br />
Sb<br />
As<br />
=<br />
f<br />
A<br />
A<br />
s<br />
s<br />
yd<br />
149 kN<br />
=<br />
385MPa<br />
2<br />
= 387 mm<br />
For at optage de tværgående forskydningskræfter, der opstår som følge af forskydningsspændingerne<br />
i stringer 2, benyttes figur 62. For den øverste del af skiven findes forskydningsspændingerne ved τ I<br />
som:<br />
91
92<br />
V<br />
h<br />
I<br />
2 ⋅As ⋅ fyd<br />
h<br />
A<br />
A<br />
I<br />
s<br />
I<br />
s<br />
Bilag A.7 – Robusthed<br />
I<br />
= τ = 21,4 ⇒<br />
= 5,5 ⇒<br />
kN<br />
m<br />
kN<br />
m<br />
kN 5,5 m ⋅ 4, 25 m<br />
=<br />
2⋅385MPa 2<br />
= 30,4 mm<br />
For den nederste del af skiven findes spændingerne som differensen mellem τ III og τ II .<br />
V<br />
h<br />
III −II<br />
2 ⋅As ⋅ fyd<br />
h<br />
A<br />
A<br />
III −II<br />
s<br />
III −II<br />
s<br />
III II<br />
= τ − τ = 10,1 ⇒<br />
= 2,6 ⇒<br />
kN<br />
m<br />
kN 2,6 m ⋅ 9,72 m<br />
=<br />
2⋅385MPa 2<br />
= 32,8 mm<br />
Det samlede armeringsareal beregnes som summen af de tre bidrag til 449,4 mm 2 . Der indlægges<br />
3Y14 i fugen i stringer b med et armeringsareal på 462 mm 2 .<br />
Armeringsplanen er vist i afsnit 1.5.2 i hovedrapporten.<br />
kN<br />
m
Bilag A.7 – Robusthed<br />
B - TRAPPESKAKT<br />
93
Bilag B.1 – Dimensionering af væg<br />
B.1 Dimensionering af væg<br />
I dette bilag beregnes bæreevnen af elementet vist på figur 67. Der benyttes som udgangspunkt de<br />
vejledende værdier fra de udleverede tegninger.<br />
4200<br />
3228<br />
5696<br />
Figur 67: Profil der ligger til grund for beregningseksemplet. Alle mål i mm.<br />
B.1.1 Bestemmelse af laster<br />
Lasterne der påvirker elementet kan ses på figur 68. Eksemplet gennemregnes i lastkombination 2.3,<br />
da det er vurderet, at den permanente last er stor i forhold til den variable last ved fågangspåvirkning.<br />
Der indføres lastkombinationsfaktorer på dækkene, som beskrevet i bilag A.1.<br />
95
96<br />
4,1 m<br />
1<br />
2<br />
Dæk A Dæk B<br />
1<br />
Bilag B.1 – Dimensionering af væg<br />
2<br />
27,11 m<br />
2<br />
12,62 m<br />
Egenvægt og snelast på tag:<br />
1,15⋅4,1 = 243,3 kN<br />
⋅ ( 27,11+ 12,62) m + 1,0 ⋅1,41 ⋅ ( 27,11+ 12,62) m<br />
kN 2 kN<br />
2<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Egenvægt og nyttelast af dæk:<br />
1,15⋅4,1 ⋅ ( 27,11+ 12,62) m + 0,5 ⋅3,0⋅ ( 27,11+ 12,62) m<br />
= 246,9 kN<br />
kN 2 kN<br />
2<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Egenvægt af væg:<br />
kN 1,15⋅253⋅0,15 m ⋅4,1 m ⋅5,696m<br />
m<br />
=100,7 kN<br />
Egenvægt og nyttelast af dæk A:<br />
1,15 ⋅4,1 =168,5 kN<br />
⋅ 27,11 m + 0,5 ⋅3,0⋅27,11 m<br />
kN 2 kN<br />
2<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Egenvægt of nyttelast af dæk B:<br />
1,15⋅4,1 =78,4 kN<br />
⋅ 12,62 m + 0,5 ⋅3,0⋅12,62 m<br />
kN 2 kN<br />
2<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Figur 68: Opbygning af vægsystem til bestemmelse af laster. Væggen der beregnes er markeret.<br />
Lasterne findes i Lastkombination 2.3, jf. bilag A.1. Alle overliggende vægge regnes at<br />
have en tykkelse på 150 mm.<br />
Ved bestemmelse af væggens bæreevne benyttes metode III i [DS 411:1999], da væggen regnes<br />
uarmeret og excentrisk belastet som følge af udførelsesunøjagtigheder, udbøjning og momentpåvirkninger.<br />
Der kan benyttes følgende normvejledning til bestemmelse af disses excentriciteter.<br />
For uarmerede søjler og vægge i husbygning bør excentriciteter fra udførelsesunøjagtigheder ikke<br />
regnes mindre end følgende værdier:<br />
Excentriciteten af normalkraften som følge af forsætning af væggens midterplaner fra etage til<br />
etage kan sættes til 0,05h, dog mindst 10 mm, hvor h er vægtykkelsen, medmindre den ugunstige<br />
kombination af fremstillings- og montagetolerancer er farligere.<br />
Excentriciteten fra væggens afvigelse fra den plane form kan sættes til l/500, dog mindst 5<br />
mm, hvor l er væggens fri søjlelængde. Afvigelsen forudsættes at have samme form som væggens<br />
udbøjning ved den kritiske last.<br />
Ved beregning af excentriciteter i vægge og søjler i elementbyggeri bør laster fra plader og<br />
bjælker, medmindre anden trykfordeling påvises, regnes at angribe i det tredjedelspunkt af<br />
kontaktfladen der medfører størst excentricitet.<br />
[DS 411:1999, pp56-57]<br />
Etagekrydset over den pågældende væg er vist på figur 69. Der er angivet de vejledende normværdier<br />
for excentriciteterne.<br />
2
Bilag B.1 – Dimensionering af væg<br />
N3<br />
h<br />
0,05h<br />
Dæk A Dæk B<br />
N1 2 N<br />
1<br />
3 v<br />
2<br />
3<br />
v<br />
v<br />
Figur 69: Etagekryds med angivne excentriske belastninger fra dæk<br />
og overliggende væg. v er vederlagsdybden.<br />
Af figur 68 kan lasterne optegnet på figur 69 findes til<br />
N1<br />
= 168,5 kN<br />
N2<br />
= 78,4 kN<br />
N3<br />
= 243,4 kN + 5⋅ 246,9 kN + 100,7 kN<br />
N = 1981,4 kN<br />
3<br />
( )<br />
B.1.2 Bestemmelse af excentriciteter<br />
Den samlede excentricitet fra disse tre laster giver excentriciteten i toppen af væggen. Excentriciteten<br />
findes ved vægtning. Det vurderes, at det tilfælde der giver den største excentricitet findes ved at<br />
lade N3 og N1 virker excentrisk på samme side, som vist på figur 69, og lasterne regnes jf. [DS<br />
411:1999, p57] placeret i det tredjedelspunkt, der resulterer i den største excentricitet. Vederlagsstør-<br />
97
98<br />
Bilag B.1 – Dimensionering af væg<br />
relserne for dæk A og dæk B findes som erfaringsmæssige værdier fra [Betonelement 2006] til 75<br />
mm. Da de overliggende vægge regnes at have en tykkelse på 150 mm, bliver excentriciteten af disse<br />
10 mm [DS 411:1999, p56]. Vægbæreevnen beregnes for en vægtykkelse på 200 mm. Excentriciteterne<br />
findes dermed af figur 70.<br />
N3<br />
10 mm<br />
Dæk A Dæk B<br />
N1 2 N<br />
75<br />
200<br />
50<br />
Figur 70: Excentriciteter i etagekrydset, jf. [DS 411:1999].<br />
Den resulterende excentricitet, etop, er givet ved<br />
hvor<br />
e<br />
top<br />
75<br />
Ne + Ne −Ne<br />
=<br />
N + N + N<br />
1 1 3 3 2 2<br />
1 2 3<br />
etop er excentriciteten på toppen af væggen [mm]<br />
Den resulterende excentricitet udregnes ved (B.1):<br />
(B.1)
e<br />
e<br />
top<br />
top<br />
Bilag B.1 – Dimensionering af væg<br />
168,5 kN ⋅ 75 mm + 1981,4 kN ⋅10mm-78,4 kN ⋅50<br />
mm<br />
=<br />
168,5 kN + 78, 4 kN + 1981, 4 kN<br />
= 13 mm<br />
Excentriciteten fra moment beregnes af normalspændingerne beregnet i bilag A.6. Der er i disse<br />
beregninger taget højde for lastoplandenes excentriske virkning. Normalspændingsfordelinger er<br />
optegnet på figur 71.<br />
200 mm<br />
5696 mm<br />
væg<br />
2,95 MPa<br />
1, 74 MPa 2,97 MPa<br />
Figur 71: Normalspændingsfordeling for elementet, ved snit over fundament.<br />
Excentriciteten findes som<br />
hvor<br />
M er momentet [Nmm]<br />
N er normalkraften [N]<br />
e er excentriciteten [mm]<br />
M<br />
e = (B.2)<br />
N<br />
Excentriciteten i elementets længdeakse findes ud fra figur 71, ved at opdele denne i henholdsvis<br />
normalkraft- og momentbidrag.<br />
200 mm<br />
2,36 MPa<br />
0,82 MPa<br />
5696 mm<br />
Figur 72: Spændingsfordeling for elementet opdelt i normalkraft- og momentbidrag.<br />
væg<br />
0,82 MPa<br />
Normalkraften findes som middelværdien af spændingen, vist på figur 72, multipliceret med arealet.<br />
N = 2,36 MPa ⋅5696mm⋅200 mm<br />
N = 2682,8 kN<br />
Momentet findes ved ækvivalens om elementets midte, idet kun spændingsfordelingen jf. momentbidraget<br />
medregnes.<br />
99
Excentriciteten findes af (B.2).<br />
100<br />
Bilag B.1 – Dimensionering af væg<br />
⎛ 5696 mm 1 ⎞ 2 5696 mm<br />
M = 2⋅⎜0,82MPa⋅ ⋅ ⋅200mm⎟⋅ ⋅<br />
⎝ 2 2 ⎠ 3 2<br />
6<br />
M = 887 ⋅10<br />
Nmm<br />
6<br />
887 ⋅10<br />
Nmm<br />
3<br />
e =<br />
2682,8 ⋅10<br />
N<br />
e = 331 mm<br />
Der virker ligeledes et moment om elementets svage akse, som det kan ses af spændingsvariationen i<br />
bredden af væggen, på figur 71. Excentriciteten af denne vil være minimal, eftersom momentet vil<br />
antage en meget lille værdi, som det kan ses af spændingsfordelingen. Da denne excentricitet vil<br />
modvirke den resulterende excentricitet fundet i (B.1) medtages denne ikke.<br />
Af [DS 411:1999] angives det, at der også skal tages højde for væggens afvigelse fra den plane form.<br />
Denne findes om førnævnt som l/500, dog mindst 5 mm. Væggens fri søjlelængde sættes til hele<br />
højden, og excentriciteten findes til<br />
hvor<br />
e<br />
e<br />
4<br />
4<br />
4100 mm<br />
=<br />
500<br />
= 8, 2 mm<br />
e4 er excentriciteten fra væggens afvigelse fra den plane form [mm]<br />
Bæreevnen kontrolleres for det størst forekommende moment i væggens midterste tredjedel. Her kan<br />
excentriciteten med tilstrækkelig nøjagtighed sættes til<br />
hvor<br />
et er den samlede excentricitet [mm]<br />
[Jensen et. al. 2005, p173]<br />
Den samlede excentricitet findes dermed til<br />
t<br />
2<br />
et = etop + e<br />
3<br />
2<br />
e t = ⋅ 13 mm + 8,2 mm<br />
3<br />
e = 17mm<br />
B.1.3 Bestemmelse af bæreevne<br />
Bæreevnen bestemmes af metode III i [DS 411:1999]. Bæreevnen beregnes af formlen<br />
4
hvor<br />
Ncrd er bæreevnen af væggen [N]<br />
Ac er det effektive tværsnitsareal [mm 2 ]<br />
Bilag B.1 – Dimensionering af væg<br />
⎛ e ⎞<br />
1 2<br />
N<br />
⎜ − ⎟<br />
crd<br />
h<br />
=<br />
⎝ ⎠<br />
Af c cd<br />
l<br />
1 12 10<br />
⎝h⎠ 2<br />
−4<br />
⎛ ⎞<br />
+ ⋅ ⎜ ⎟<br />
fcd er den regningsmæssige betontrykstyrke [MPa]<br />
h er den mindste sidelinie [mm]<br />
p er en eksponent, der bestemmes af (B.4) [-]<br />
l er væggens fri søjlelængde [mm]<br />
Eksponenten p kan sættes til<br />
[DS 411:1999, p56]<br />
p<br />
(B.3)<br />
l<br />
p = 1+ (B.4)<br />
25h<br />
Der benyttes beton med en karakteristisk trykstyrke på 25 MPa. De stabiliserende vægge regnes i høj<br />
sikkerhedsklasse, normal kontrolklasse og passiv miljøklasse. Den regningsmæssige betontrykstyrke,<br />
fcd, findes jf. [DS 411:1999, p29] dermed til 9,09 MPa.<br />
Det effektive tværsnitsareal findes ved at tage højde for excentriciteten i elementets længderetning,<br />
fundet af (B.2), og vist på figur 73. Den effektive længde, leff, er givet ved<br />
hvor<br />
leff er den effektive længde [mm]<br />
lvæg er længden af væggen [mm]<br />
Den effektive længde udregnes ved (B.5):<br />
l<br />
l<br />
eff<br />
eff<br />
l = l − 2e<br />
(B.5)<br />
eff væg<br />
= 5696 mm - 2 ⋅331<br />
mm<br />
=<br />
5034 mm<br />
101
Det effektive areal, Ac, er givet ved<br />
[Betonelement-foreningen 2006]<br />
Det effektive areal udregnes ved (B.6):<br />
Der indsættes nu i (B.3)<br />
102<br />
N<br />
N<br />
crd<br />
crd<br />
2e<br />
Bilag B.1 – Dimensionering af væg<br />
væg<br />
e<br />
leff<br />
Figur 73: Skitsering af den effektive<br />
længde for en excentrisk<br />
virkende lodret last.<br />
c<br />
Ac = leff ⋅ b<br />
(B.6)<br />
A c = 5034 mm ⋅200<br />
mm<br />
3 2<br />
A = 1007 ⋅10<br />
mm<br />
4100 mm<br />
1+ 25⋅200 mm<br />
⎛ 17 mm ⎞<br />
⎜1−2 ⎟<br />
⎝ 200 mm<br />
=<br />
⎠<br />
⋅ ⋅<br />
3 2<br />
1007 10 mm 9,09 MPa<br />
2<br />
−4<br />
⎛4100 mm ⎞<br />
+ ⋅ ⎜ ⎟<br />
1 12 10<br />
= 4334 kN<br />
⎝ 200 mm ⎠<br />
Den fri søjlelængde, l, sættes lig højden af væggen, idet denne regnes simpelt understøttet.<br />
Lasten på væggen findes som summen af overliggende last og egenlasten af væggen. Der medregnes<br />
kun halvdelen af væggens egenvægt, da det er bæreevnen i den midterste tredjedel af væggen der<br />
betragtes, og dette skønnes stadig at være på den sikre side.<br />
hvor<br />
Pd = N1 + N2 + N3 + Gvæg<br />
1<br />
Pd<br />
= 168,5 kN + 78,4 kN + 1981,4 kN + ⋅ 1,15⋅0,2m⋅5,696m⋅4,1 m ⋅25<br />
2<br />
P = 2295 kN<br />
d<br />
Pd er den regningsmæssige last på væggen [kN]<br />
Gvæg er væggens egenlast med partialkoefficient 1,15 [kN]<br />
kN<br />
( 3 )<br />
m
Bilag B.1 – Dimensionering af væg<br />
Det ses at bæreevnen er opfyldt. Det ses at bæreevnen er markant større end lasten, og at det derfor<br />
umiddelbart vil være muligt at reducere bredden på 200 mm, men det vælges af hensyn til vederlagsdybden<br />
på 75 mm per etagedæk, at denne bredde vil sikre den bedste udførelsesmæssige løsning,<br />
idet der skal være plads til forankring væggene imellem.<br />
103
B.2 Brand<br />
Bilag B.2 – Brand<br />
I dette bilag eftervises bæreevnen af en væg i bygningen, ved brandpåvirkning. Væggen er den<br />
samme væg, som er dimensioneret i bilag B.1, og indgår i profil 16+17, jf tegning T.2. Væggen ses<br />
på figur 74. For at bæreevnen mod brand er opfyldt, skal tykkelsen af væggen forøges til 225 mm fra<br />
200 mm, som der er regnet med i den resterende del af dette projekt.<br />
225 mm<br />
Figur 74: Profil der ligger til grund for beregningseksemplet.<br />
Tykkelsen af væggen er forøget i forhold til det øvrige<br />
projekt.<br />
Ifølge afsnit 2.6 i hovedrapporten adskiller den bærende væg to brandsektioner, hvorfor den karakteriseres<br />
som REI 120 A2-s1,d0. I det følgende eftervises, at væggens bæreevne er tilstrækkelig efter<br />
120 minutters brand.<br />
Væggen dimensioneres for en standardbrand, som er et parametrisk brandforløb for brandlast af<br />
typen cellulose. [DS 410:1998, p93],<br />
Laster<br />
Konstruktioner dimensioneres mod brand i lastkombination 3.3. I denne lastkombination anvendes<br />
udelukkende lastkombinationsfaktorerne på variable laster, samt γf =1,0 på egenlasten, som angivet i<br />
tabel 19. Der regnes med vindlast, da væggen er en del af hovedkonstruktionen for optagelse af<br />
vandret last [DS 409:1998, p26]. Lastkombinationsfaktoren for vind er i lastkombination 3.3. ψ =<br />
0,25 [DS 410:1998, p30].<br />
105
106<br />
Bilag B.2 – Brand<br />
Der tages højde for de af branden forårsagede deformationer, og den 2. ordenseffekt som de medvirker<br />
til.<br />
Tabel 19: Lastkombinationsfaktorer for lastkombination<br />
3.3. [DS 409:1998, p27] [DS 410:1998]<br />
Last Partialkoefficient γf Egenlast 1,0<br />
Nyttelast ψ = 0,5<br />
Vindlast ψ = 0,25<br />
Snelast ψ = 0,5<br />
Med de i tabel 19 viste lastkombinationsfaktor findes belastningen på væggen som det er vist i bilag<br />
B.1.<br />
Der regnes med den største spænding i væggen, svarende til en last på 368 kN . Den største excentri-<br />
m<br />
citet er 17 mm, der regnes virkende væk fra branden, som vist på figur 75.<br />
Temperaturforløb<br />
Brandpåvirket rand<br />
e = 17 mm<br />
w = 225 mm<br />
S = 368<br />
kN<br />
d, fi<br />
m<br />
Figur 75: Belastningssituation ved en<br />
brands begyndelse.<br />
Væggen regnes ensidigt påvirket af brand, da væggens sider befinder sig i to forskellige brandsektioner<br />
[DS 410:1998, p92]. Dermed negligeres hjørneeffekter ved væggens ender, hvilket er vurderet<br />
acceptabelt. Temperaturfordelingen i tværsnittet findes som angivet i (B.7). Udtrykket er baseret på<br />
løsning af varmeledningsligningen for et standardbrandforløb.<br />
( ) ( )<br />
−1,9⋅kt () ⋅x<br />
π ( () )<br />
θ x, t = 312⋅log 8⋅ t + 1 ⋅e ⋅sin −k t 2 ⋅ x<br />
(B.7)<br />
hvor<br />
k(t) er =<br />
π ⋅ρ⋅cp [-]<br />
750 ⋅λ⋅t θ er temperaturen [°C]<br />
x er afstanden fra overfladen [m]
t er tiden [min]<br />
λ er varmeledningsevnen for beton W ⎡⎣ mC ⎤⎦<br />
kg<br />
ρ er densiteten for beton ⎡ ⎤ 3 ⎣ m ⎦<br />
Bilag B.2 – Brand<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
J<br />
cp er den specifikke varmekapacitet for beton kg C<br />
[DS 411:1999, p91]<br />
W<br />
Varmeledningsevnen, der er temperaturafhængig, kan sættes til en konstant værdi på λ = 0,75 ,<br />
og den specifikke varmekapacitet sættes til<br />
kg<br />
3<br />
m<br />
c = 1000 [DS 411:1999, p91]. Densiteten sættes til<br />
p<br />
ρ = 2500 . Dermed kan temperaturprofilet optegnes for t = 120 minutter, som vist i figur 75.<br />
Temperatur θ [°C]<br />
1000<br />
900<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
J<br />
kg C<br />
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225<br />
Afstand fra brandpåvirket rand x [mm]<br />
Figur 76: Temperaturprofil i væggen efter 120 minutters påvirkning af standardbrand.<br />
Styrkereduktion<br />
Betons trykstyrke aftager med stigende temperatur. Den væsentligste årsag hertil er kemiske omdannelser<br />
af cementpastaen. Styrkens afhængighed af temperaturen beregnes ved hjælp af styrkereduktionsfaktoren<br />
ξc, vist på figur 77.<br />
mC<br />
107
108<br />
Bilag B.2 – Brand<br />
Figur 77: Reduktionsfaktor for betons enaksede trykstyrke under opvarmning.<br />
[DS 411:1999, p86]<br />
Bestemmelse af skadeszone<br />
Da temperaturprofilet i væggen og reduktionsfaktoren for trykstyrken er kendte, kan reduktionsfaktorens<br />
afhængighed af afstanden fra den brandpåvirkede rand optegnes. Dette er gjort i figur 78.<br />
Figuren er kun optegnet for afstande op til 100 mm, da betonen regnes at bevare sin fulde styrke op<br />
til en temperatur på 200 °C.<br />
Temperatur θ [ºC]<br />
1000<br />
900<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
Temperatur<br />
Reduktionsfaktor<br />
0 20 40 60 80 100<br />
Afstand fra brandpåvirket rand x [mm]<br />
Figur 78: Reduktionsfaktoren og temperaturen som funktion af afstanden fra den brandpåvirkede rand.<br />
Middelværdien af betonens trykstyrkereduktion findes som<br />
1,00<br />
0,90<br />
0,80<br />
0,70<br />
0,60<br />
0,50<br />
0,40<br />
0,30<br />
0,20<br />
0,10<br />
0,00<br />
Reduktionsfaktor ξ c [-]
hvor<br />
Bilag B.2 – Brand<br />
ξc er styrkereduktionsfaktoren [-]<br />
w er tværsnitstykkelsen [mm]<br />
x er afstanden fra den brandpåvirkede rand [mm]<br />
[DS 411:1999, p96]<br />
1 w<br />
ξcmiddel , = ξ( θ(<br />
x) ) dx<br />
w ∫ (B.8)<br />
0<br />
Middelværdien findes ved numerisk integration over tværsnittet og indsættelse i (B.8).<br />
ξ<br />
ξ<br />
cmiddel ,<br />
cmiddel ,<br />
1<br />
= ⋅205<br />
mm<br />
225 mm<br />
= 0,91<br />
Størrelsen af en skadeszone, hvor bæreevnen er lig nul, kan nu findes. Da udbøjning og instabilitet er<br />
afgørende for væggens bæreevne i en brandsituation, kan skadeszonen findes som<br />
1,3<br />
⎛ ⎛ ξ ⎞<br />
cmiddel , ⎞<br />
a = w⋅⎜1−⎜<br />
⎟ ⎟<br />
⎜ ⎜ξc( θM<br />
) ⎟<br />
⎝ ⎠ ⎟<br />
⎝ ⎠<br />
hvor<br />
a er størrelsen af skadeszonen [mm]<br />
θ M er temperaturen på den kolde side af væggen [°C]<br />
[DS 411:1999, p98]<br />
Der indsættes i (B.9).<br />
Reduceret tværsnit<br />
1,3<br />
⎛ ⎞<br />
⎛0,91 ⎞<br />
a = 225 mm ⋅⎜1− ⎜ ⎜ ⎟ ⎟<br />
1 ⎟<br />
⎝ ⎝ ⎠ ⎠<br />
a = 26 mm<br />
Den reducerede tværsnitstykkelse findes dermed som<br />
hvor<br />
w = w− a<br />
wr er den reducerede tværsnitstykkelse [mm]<br />
r<br />
r<br />
wr<br />
= 225 mm −26mm<br />
w = 199 mm<br />
(B.9)<br />
For det reducerede tværsnit regnes der med styrkereduktionsfaktoren for den kolde side af væggen,<br />
ξ = 1, således at den regningsmæssige fordeling af styrkereduktionsfaktoren er som vist på figur 79.<br />
109
Reduktionsfaktor ξ c [-]<br />
110<br />
1,20<br />
1,00<br />
0,80<br />
0,60<br />
0,40<br />
0,20<br />
Regningsmæssig fordeling<br />
Bilag B.2 – Brand<br />
Virkelig fordeling<br />
0,00<br />
0 Skadeszone a 20 40 60 80 100<br />
Afstand fra brandpåvirket rand x [mm]<br />
Figur 79: Regningsmæssig fordeling af reduktionsfaktor.<br />
På grund af den reducerede tværsnitstykkelse, reduceres excentriciteten tilsvarende.<br />
a<br />
er= e−<br />
2<br />
(B.10)<br />
hvor<br />
er er den reducerede excentricitet [mm]<br />
26 mm<br />
er<br />
= 17 mm −<br />
2<br />
e = 4mm<br />
r<br />
At den reducerede tværsnitstykkelse mindsker excentriciteten skyldes, at udbøjningen som følge af<br />
branden vil give en excentricitet, der virker modsat ændringen i tværsnitstykkelse, og til større<br />
ugunst. Denne udbøjning beregnes i det følgende.<br />
Termisk excentricitet<br />
På grund af temperaturforskellen mellem væggens varme og kolde side, vil væggen bøje ind mod<br />
branden, hvilket resulterer i en excentricitet, der findes som<br />
( θrkant krkant θrkant<br />
krkant<br />
)<br />
−5<br />
1 1,1 ⋅10 etermisk = ⋅<br />
8<br />
, 2 ⋅ ,<br />
wr<br />
2 − , 1 ⋅ , 1 2<br />
l<br />
(B.11)<br />
hvor<br />
etermisk er tillægsexcentriciteten som følge af branden [mm]<br />
kr,kant1 er = 1-2,35σr,kant1/fck ≥ 0 [-]<br />
kr,kant2 er = 1-2,35σr,kant2/fck ≥ 0 [-]<br />
θr,kant1 er temperaturen i den mest trykkede kant af det reducerede tværsnit [°C]<br />
σr,kant1 er trykspændingen i den mest trykkede kant før instabilitetsberegningen [MPa]<br />
θr,kant2 er temperaturen i den mindst trykkede kant af det reducerede tværsnit [°C]
Bilag B.2 – Brand<br />
σr,kant2 er trykspændingen i den mindst trykkede kant før instabilitetsberegningen [MPa]<br />
l er søjlelængden [mm]<br />
[DS 411:1999, p97]<br />
Spændingerne i kanterne af tværsnittet findes ved hjælp af Naviers formel med modstandsmomentet<br />
indsat.<br />
hvor<br />
σ<br />
σ<br />
⎫⎪ S 6 ⋅S ⋅e<br />
= ±<br />
rkant , 1 d, fi d, fi r<br />
⎬<br />
2<br />
rkant , 2 wr wr<br />
⎪⎭<br />
N<br />
Sd,fi er den lodrette, regningsmæssige belastning ved lastkombination 3.3, brand mm<br />
Der indsættes i (B.12).<br />
σ<br />
σ<br />
σ<br />
σ<br />
N N<br />
rkant , 1 mm mm<br />
rkant , 2<br />
rkant , 1<br />
rkant , 2<br />
⎫⎪ 368 6 ⋅368 ⋅4mm<br />
⎬ = ±<br />
2<br />
⎪⎭ 199 mm ( 199 mm)<br />
⎫⎪ ⎧2,07<br />
MPa<br />
⎬= ⎨<br />
⎪⎭ ⎩1,63<br />
MPa<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
(B.12)<br />
Temperaturen i den mest og mindst trykkede kant aflæses i figur 76 for dybder henholdsvis 225 mm<br />
og 26 mm til<br />
θ<br />
θ<br />
rkant , 1<br />
rkant , 2<br />
Den termiske excentricitet findes dermed ved (B.11).<br />
e<br />
e<br />
termisk<br />
termisk<br />
= 20 C<br />
= 525 C<br />
( 1,63 MPa ( ) <br />
2,07 MPa<br />
( ) )<br />
( 4100)<br />
−5<br />
1,1⋅10525 C ⋅ 1−2,35 ⋅ 25 MPa −20C⋅ 1−2,35⋅ 25 MPa 2<br />
1<br />
= ⋅<br />
8 199mm<br />
= 50 mm<br />
Den resulterede excentricitet findes som<br />
hvor<br />
eres er den resulterende excentricitet [mm]<br />
Der indsættes i (B.13).<br />
e<br />
e<br />
res<br />
res<br />
eres = er+ etermisk<br />
(B.13)<br />
= 4mm+ 50mm<br />
=<br />
54 mm<br />
111
Bæreevne<br />
112<br />
Bilag B.2 – Brand<br />
Belastningssituationen efter 120 minutters brand er dermed som vist på figur 80.<br />
e = 54 mm<br />
res<br />
Brandpåvirket rand<br />
Skadeszone<br />
2 1<br />
w = 199 mm<br />
r<br />
S = 368<br />
kN<br />
d, fi<br />
m<br />
Figur 80: Belastningssituation efter 120<br />
minutters brand. Numre på rande refererer<br />
til (B.11)<br />
Den regningsmæssige bæreevne for denne væg findes ved brug af metode III i [DS 411:1999], som<br />
kN<br />
vist i bilag B.1 til N = 775 , idet der anvendes karakteristiske materialestyrker. Væggens bæ-<br />
Rd , fi<br />
m<br />
reevne er overholdt for brandpåvirkning i 120 minutter, da<br />
N ≥ S<br />
Rd , fi d , fi<br />
kN ≥<br />
m<br />
kN<br />
m<br />
775 368
Bilag B.3 – Samlinger<br />
B.3 Samlinger<br />
Ved samlinger mellem elementerne i konstruktionen skal det sikres, at kræfterne kan overføres, uden<br />
at der sker brud. Der eftervises i dette bilag bæreevnen af to samlinger, henholdsvis en samling mellem<br />
to vægelementer og en samling i et etagekryds.<br />
200 mm<br />
Forskydningssamlinger<br />
Væg 2<br />
Hårnålebøjler<br />
Væg 3<br />
Forskydningssamlinger<br />
Væg 1<br />
Plan, profil 16+17<br />
5696 mm<br />
200 mm<br />
A<br />
A<br />
Etagekryds<br />
200 mm<br />
5.<br />
4.<br />
3.<br />
2.<br />
1.<br />
Stue<br />
Kælder<br />
4,1 m 4,1 m 4,1 m 4,1 m 4,1 m<br />
4,1 m<br />
3, 6 m<br />
Snit A-A: Tværsnit, væg 1:<br />
Figur 81: Profil 16+17, hvor vægsamlingerne er undersøgt for forskydningsbæreevne. Den undersøgte<br />
etagekrydssamling er angivet til højre. Vægtykkelser for væg 2 og 3 er antaget ens med den beregnede<br />
tykkelse af væg 1 i bilag B.1.<br />
B.3.1 Lodret vægsamling<br />
For samlingen mellem to vægelementer sikres en tilstrækkelig forskydningsbæreevne, således at<br />
profilet kan regnes som et sammenhængende profil, som antaget i stabilitetsanalysen af bygningen.<br />
Det undersøgte profil 16+17 ses på figur 81, hvilket er en del af hovedsystemet. Det eftervises i dette<br />
afsnit, at en minimumsarmering med fire hårnålebøjler med størrelse Y8 i hvert element sikrer en<br />
tilstrækkelig forskydningsbæreevne.<br />
113
114<br />
Bilag B.3 – Samlinger<br />
Til beregning af forskydningsbæreevnen i samlingen anvendes udtrykket<br />
hvor<br />
τ = k ⋅ τ + μ⋅( ρ⋅ f ⋅ sin( α)+ σ ) + ρ⋅ f ⋅ cos( α)≤0,5⋅v<br />
⋅ f (B.14)<br />
Rd T cd yd nd yd v cd<br />
τRd er den regningsmæssige forskydningsbæreevne [MPa]<br />
kT er en faktor afhængig af overfladetypen af samlingen [-]<br />
τcd er 0,25⋅ fctd<br />
svarende til den laveste betonstyrke der indgår [MPa]<br />
fctd er den regningsmæssige betontrækstyrke [MPa]<br />
µ er friktionskoefficienten [-]<br />
As<br />
ρ er armeringsforholdet<br />
A [-]<br />
j<br />
As er tværsnitsarealet af den armering gennem støbeskellet som deltager i forskydningsoptagelsen<br />
[mm 2 ]<br />
Aj er støbeskellets areal [mm 2 ]<br />
fyd er den regningsmæssige flydespænding af armeringen [MPa]<br />
α er vinklen af forskydningsarmeringen i forhold til støbeskellets længderetning [deg]<br />
σnd er normalkomposanten af den spænding, der virker på støbeskellet svarende til den<br />
regningsmæssige last. Positiv som tryk [MPa]<br />
vv er en effektivitetsfaktor [-]<br />
fcd er den regningsmæssige betontrykstyrke af den laveste betonstyrke der indgår [MPa]<br />
[DS 411:1999, p44]<br />
De anvendte styrker for fugebetonen vælges som minimum at have samme styrke som elementerne<br />
på 25 MPa. Dette betyder, at den anvendte betonstyrke i (B.14), i høj sikkerhedsklasse og normal<br />
materiale- og kontrolklasse bliver fcd = 9,1 MPa og fctd = 0,58 MPa, jf. [DS 411:1999, p29]. Dermed<br />
fås τ = 0,25 ⋅ f = 0,15 MPa . Der anvendes B550 armering med en regningsmæssig styrke på fyd<br />
cd ctd<br />
= 385 MPa, idet der henføres til høj sikkerhedsklasse.<br />
Ved elementsamlinger anvendes oftest fortandede samlinger, hvorfor dette også vælges ved denne<br />
samling. Der er ved samlingen ingen normalkomposant, der virker på støbeskellet fra lasten, og<br />
dermed er σnd = 0. Støbeskellet regnes effektivt sammenholdt af armeringen og for fortandede samlinger<br />
gælder derfor kT = 2 ⋅ ηk<br />
og µ = 0,9, hvor ηk er fortandingsgraden, der med tilstrækkelig nøjagtighed<br />
kan sættes til ηk = 0,25 [DS 411:1999, p45] [Jensen et al. 2005, p240].<br />
For at støbeskellet skal kunne regnes effektivt holdt sammen af armeringen, skal armeringsforholdet<br />
mindst være<br />
hvor<br />
ρmin er minimumsarmeringsforholdet [-]<br />
[Jensen et al. 2005, p237]<br />
ρ<br />
min<br />
0,02 ⋅ fcd<br />
−σnd<br />
= (B.15)<br />
f<br />
Ved indsættelse i (B.15) med de aktuelle værdier svarer dette til et minimumsarmeringsforhold på<br />
yd
ρ<br />
ρ<br />
min<br />
min<br />
Bilag B.3 – Samlinger<br />
0,02 ⋅9,1 MPa −0<br />
=<br />
385 MPa<br />
−3<br />
= 0,47 ⋅10<br />
Som armering vælges at bruge hårnålebøjler som angivet på figur 81. Hårnålebøjlerne placeres vinkelret<br />
på støbeskellet, hvilket betyder at α = 90º. Venstresiden i uligheden i (B.14) udregnes ved<br />
anvendelse af minimumsarmeringsforholdet til<br />
τ<br />
τ<br />
Rd<br />
Rd<br />
= 2 ⋅0,25⋅ 0,15 MPa + 0,9 ⋅(0,00047 ⋅385 MPa ⋅ sin(90°)+ 0) + 0,00047 ⋅385 MPa ⋅ cos(90°)<br />
= 0,242 MPa<br />
Det kontrolleres, at dette er mindre end højresiden af uligheden i (B.14). Effektivitetsfaktoren for en<br />
betontrykstyrke på 25 MPa aflæses til vv = 0,58, hvilket er gældende for en forskydningsarmering,<br />
der mindst svarer til minimumsarmeringen [DS 411:1999, p41]. Dermed bliver højresiden i (B.14)<br />
0,242 MPa ≤0,5⋅0,58 ⋅9,1<br />
MPa<br />
0,242 MPa ≤ 2,61 MPa<br />
Forskydningsbæreevnen for støbeskellene er dermed τRd = 0,242 MPa. De maksimale forskydningsspændinger<br />
der opstår i støbeskellene for de fire undersøgte lasttilfælde i bilag A.6 er beregnet til τsd<br />
= 0,18 MPa og τsd = -0,18 MPa.<br />
De udregnede forskydningsspændinger er angivet som vandrette forskydningsspændinger på figur<br />
82 og som det ses af definitionen på figur 83 er disse lig forskydningsspændingen i det lodrette snit,<br />
hvor bæreevnen er beregnet.<br />
Figur 82: Skitse af forskydningsspændingsfordeling i<br />
element ved vindlasttilfælde 1 som beregnet i bilag A.6.<br />
τ yx<br />
τ yx = τxy<br />
τ xy<br />
Figur 83: Definition til beregning af forskydningsspændinger<br />
ved Grasshoffs formel.<br />
Forskydningsspændingerne er udregnet ud fra forskydningskraften ved kældergulvniveau, hvilket er<br />
det sted i profilet med maksimale forskydningsspændinger. Dermed er de undersøgte vægsamlinger<br />
tilstrækkeligt armeret mod forskydning ved anvendelse af minimumsarmering i hele højden svarende<br />
til et armeringsforhold på ρmin = 0,00047. Det krævede armeringsareal per element udregnes ud fra<br />
den største højde af vægelementerne svarende til højden for stueetagen på 4,1 m, jf. figur 81.<br />
115
116<br />
Bilag B.3 – Samlinger<br />
As = ρ ⋅Aj<br />
mm<br />
As<br />
= 0,00047 ⋅4100 ⋅200<br />
mm<br />
m<br />
2<br />
A = 385 mm<br />
s<br />
For hvert vægelement i profilet vælges fire hårnålebøjler af typen Y8 svarende til et samlet arme-<br />
ringsareal på As = 400 mm 2 , hvilket sikrer en tilstrækkelig forskydningsarmering i støbeskellet af det<br />
undersøgte profil. Samlingen ses i tegning T.3. [Teknisk Ståbi 2003, p155]<br />
B.3.2 Etagekryds<br />
I dette afsnit eftervises, at etagekrydset på figur 84 er dimensioneret tilstrækkeligt til at optage den<br />
koncentrerede last på kældervæggen fra de overliggende elementer.<br />
Etagedæk<br />
N = 2329 kN<br />
sd<br />
75 50 75<br />
200<br />
Væg 1: stueetage<br />
Trappe<br />
Væg 1: kælderetage<br />
Figur 84: Etagekryds mellem væg 1 fra figur 81 og<br />
etagedækket og trappeopgangen. Dimensioner er som<br />
fundet i bilag B.1.<br />
Den koncentrerede last opstår, idet lasten fra det overliggende vægelement kun regnes ført igennem<br />
fugebetonen i krydset, da dette er væsentligt stivere end huldækkene. Bæreevnen overfor koncentreret<br />
last er udtrykt ved<br />
hvor<br />
⎛ a a ⎞<br />
NRd = t⋅l⋅ fcd⋅<br />
⎜<br />
0,15 ⋅ + 0,6 ⋅ ⎟<br />
t t ⎟<br />
⎝ ⎠<br />
NRd er den regningsmæssige bæreevne overfor koncentreret last [kN]<br />
t er vægtykkelsen [mm]<br />
l er væggens længde [mm]<br />
a er bredden af det belastede areal [mm 2 ]<br />
[Jensen et al. 2005, p245]<br />
(B.16)
Bilag B.3 – Samlinger<br />
Af figur 81 haves t = 200 mm og l = 5696 mm. Af figur 84 haves a = 50 mm. Ved indsættelse i<br />
(B.16) bliver bæreevnen<br />
N<br />
N<br />
Rd<br />
Rd<br />
⎛ 50 mm 50 mm ⎞<br />
= 200 mm ⋅5696 mm ⋅9,1 MPa ⋅ ⎜<br />
0,15⋅ + 0,6 ⋅ ⎟<br />
200 mm 200 mm ⎟<br />
⎝ ⎠<br />
= 3495 kN<br />
Den maksimale regningsmæssige last fra den overliggende væg, Nsd, findes af de beregnede værdier<br />
i figur 68 i bilag B.1 til Nsd = 2329 kN, svarende til dominerende egenlast. Det ses, at den underliggende<br />
kældervæg kan optage den koncentrerede last.<br />
Ved samling i etagekryds skal det sikres, at der i samlingen er tilstrækkelig vederlag for etagedækkene,<br />
der ligger af på den nederste væg. Vederlagsdybden er normalt oplyst af leverandøren af dækelementerne<br />
som angivet på figur 84, og findes af [Betonelement 2006] til 75 mm, for etagedæk med<br />
spændvidder større end 7 meter.<br />
Der vil ligeledes være vandrette kræfter fra dækelementerne, der skal overføres til det nederste vægelement<br />
ved forskydning. Dette er normalt ikke kritisk i en etagekrydssamling, hvorfor dette ikke er<br />
undersøgt. [Jensen et al. 2005, p244]<br />
117
Bilag B.3 – Samlinger<br />
C - GEOTEKNIK<br />
119
Bilag C.1 – Boreprofiler og jordparametre<br />
C.1 Boreprofiler og<br />
jordparametre<br />
Dette bilag omhandler de geotekniske parametre til dimensionering af funderingen af KMD’s domicil.<br />
C.1.1 Boreprofiler<br />
Til bestemmelse af funderingsforholdene er der foretaget fem boreprøver på projektlokaliteten. Placeringen<br />
af disse boringer på byggegrunden er vist i afsnit 4.1 i hovedrapporten. Boreprofilerne er<br />
illustreret på figur 85 og figur 86, hvor lagdelingerne er fundet af den geotekniske rapport, bilag G1.<br />
På boreprofilerne, figur 85 og figur 86, er oversiden af det bæredygtige lag (OSBL) angivet, i henhold<br />
til den geotekniske rapport. Der er desuden angivet undersiden af stærkt sætningsgivende lag<br />
(US).<br />
+ 1, 9<br />
+ 1, 0<br />
0,0<br />
−1,<br />
0<br />
−7,0<br />
−10,0<br />
−11,0<br />
−12,0<br />
−18,0<br />
Boring 16 Boring 18<br />
FYLD: SAND<br />
FYLD: KALK<br />
FYLD: LER<br />
OBSL og US,<br />
Kote -0,2 DNN<br />
LER<br />
MORÆNELER<br />
MORÆNEKALK<br />
KALK<br />
+ 1, 9<br />
+ 1, 0<br />
0,0<br />
−1,<br />
0<br />
−2,0<br />
−3,<br />
0<br />
FYLD: SAND<br />
LER<br />
GYTJE<br />
TØRV<br />
US, Kote -1,3 DNN<br />
SAND<br />
OSBL,<br />
Kote -2,0 DNN<br />
SAND<br />
Figur 85: Lagdeling for boringerne 16 og 18. Koter angivet i dansk normal nul<br />
(DNN).<br />
121
+ 1, 7<br />
+ 1, 0<br />
−3,<br />
0<br />
122<br />
0,0<br />
−1,<br />
0<br />
−2,0<br />
−4,0<br />
−5,<br />
0<br />
−6,0<br />
−7,0<br />
−8,<br />
0<br />
−9,0<br />
−10,0<br />
−20,0<br />
−21,0<br />
−23,3<br />
Boring 13<br />
FYLD: SAND<br />
LER<br />
GYTJE<br />
SAND<br />
GYTJE<br />
SAND<br />
TØRV og GYTJE<br />
TØRV<br />
US, Kote -7,4 DNN<br />
SAND<br />
OSBL,<br />
Kote -9,1 DNN<br />
SAND<br />
LER<br />
+ 1, 7<br />
+ 1, 0<br />
0,0<br />
−1,<br />
0<br />
−2,0<br />
−3,<br />
0<br />
−7,0<br />
−8,<br />
0<br />
−18,0<br />
Bilag C.1 – Boreprofiler og jordparametre<br />
Boring 14<br />
FYLD: GRUS<br />
FYLD: LER<br />
SAND<br />
GYTJE<br />
TØRV<br />
OSBL og US,<br />
Kote -2,7 DNN<br />
SAND<br />
LER<br />
MORÆNELER<br />
+ 1, 2<br />
+ 1, 0<br />
0,0<br />
−1,<br />
0<br />
−2,0<br />
−3,<br />
0<br />
−4,0<br />
−5,0<br />
−10,0<br />
−11,0<br />
−12,0<br />
−18,0<br />
−19,0<br />
−20,0<br />
−21,0<br />
−22,0<br />
−24,0<br />
Boring 15<br />
FYLD: SAND<br />
FYLD *: LER<br />
OSBL og US,<br />
Kote -1,1 DNN<br />
LER<br />
SAND<br />
LER<br />
MORÆNESAND<br />
MORÆNELER<br />
Figur 86: Lagdeling for boringerne 13-15, * angiver at det er uvist hvorvidt laget er fyld eller ej. Koter angivet<br />
i dansk normal nul (DNN).<br />
C.1.2 Rumvægte og styrkeparametre<br />
Styrkeparametre og rumvægte for lag over OSBL er listet i tabel 20. Hvor der dog ikke fremgår<br />
parametre for tørv og gytje, da de ikke er interessante<br />
LER<br />
GRUS<br />
KALK
Bilag C.1 – Boreprofiler og jordparametre<br />
Tabel 20: Styrkeparametre og rumvægte for lag. [GEODAN 2004, p134]<br />
Karakteristisk plan<br />
friktionsvinkel<br />
o<br />
ϕ ⎡ ⎤ pl , k ⎣ ⎦<br />
Karakteristisk udrænet<br />
forskydningsstyrke<br />
kN c ⎡ uk , 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Tør rumvægt<br />
kN γ ⎡ 3 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Effektiv rumvægt<br />
kN γ '⎡<br />
3 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Ler - 50 18 8<br />
Sand 30 - 17 9<br />
Rumvægten, styrke- og sætningsparametrene for lagene under OSBL er listet i tabel 21, hvor det er<br />
antaget, at den karakteristiske udrænede forskydningsstyrke er lig vingestyrken.<br />
Tabel 21: Rumvægte, styrke- og sætningsparametre for lag under OSBL.*: For nøjagtig styrke henvises til<br />
vingestyrken i boreprofilerne i den geotekniske rapport, bilag G.1. [GEODAN 2004, p135]<br />
Friktionsvinkel<br />
o<br />
ϕ ⎡ ⎤ pl , k<br />
⎣ ⎦<br />
Forskydningsstyrke<br />
kN c ⎡ uk , 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Tør rumvægt<br />
kN γ ⎡ 3 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Effektiv<br />
rumvægt<br />
kN γ '⎡<br />
3 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Konsolideringsmodul<br />
kN K ⎡ 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Sand og grus 35 - 18 10 -<br />
Morænesand 36 - 18 10 -<br />
Ler - 50-300 * 19 9 6.500-40.000<br />
Moræneler - 200-300 * 19 9 50.000-80.000<br />
Kalk og<br />
morænekalk<br />
35 150-400 * 19 9 20.000-50.000<br />
kN<br />
Konsolideringsmodulen varierer fra 6.500 2<br />
m til 40.000 kN<br />
2 for ler. En sætningsberegning må udfø-<br />
m<br />
res, for at fastslå om dette interval kan give anledning til problemer.<br />
Der er en stor variation af c uk , for ler, hvorfor den præcise værdi bestemmes ud fra bilag G.1.<br />
123
Bilag C.2 – Differenssætninger<br />
C.2 Differenssætninger<br />
Som det ses i bilag G.1 og situationsplanen for de udførte boringer, er det for kælderkonstrutionen<br />
muligt at foretage en direkte fundering. Ved en direkte fundering under kælderkonstruktionen og<br />
pælefundering af resten af bygningen, skal der dog tages hensyn til en mulig differenssætning. Problemet<br />
opstår ved overgangen fra pælefundering til direkte fundering, da pælefundamenter ikke er<br />
sætningsgivende i samme grad som direkte fundamenter.<br />
Denne differenssætning kan give anledning til alvorlige skader på konstruktionen, som skitseret på<br />
figur 87. Problemet opstår når den direkte funderede del af bygningen kommer til at virke som en<br />
udkraget bjælke, som vist på figuren. Der vil således opstå laster i bygningen, som den ikke er dimensioneret<br />
for.<br />
2,0<br />
Facade<br />
Pæleværk<br />
Tilbygning<br />
Kælder:<br />
Direkte funderet<br />
Figur 87: Skitse der viser hvorledes en differenssætning mellem den direkte og den pælefunderede del af<br />
konstruktionen kan forårsage store sætningsskader på konstruktionen.<br />
Det vil således være et åbenlyst valg, at foretage en skitsemæssig sætningsberegning af den direkte<br />
funderede del af konstruktionen, for at undersøge hvor store differenssætninger der kan forekomme.<br />
I denne beregning antages det på den sikre side, at den pælefunderede del af bygningen ikke sætter<br />
sig.<br />
C.2.1 Sætningsberegning for direkte fundering<br />
Sætningsberegningen baseres på de i bilag D.2 bestemte laster på fundamentet. Medregnes en halv<br />
nyttelast samt opdrift for bygningen ved daglig vande, kote 0,0, fås de i tabel 22 angivne laster.<br />
125
126<br />
Tabel 22: Laster til anvendelse ved sætningsberegning<br />
Egentyngde af bygning<br />
over kælder<br />
Egentyngde af kælder<br />
og fundament<br />
Bilag C.2 – Differenssætninger<br />
Nyttelast på<br />
etagedæk<br />
Opdrift Sum<br />
γ g = 1<br />
γ g = 1<br />
γ p = 0,5<br />
γ = 1<br />
-<br />
kN<br />
kN<br />
kN<br />
kN<br />
kN<br />
375 m<br />
84 m<br />
59 m<br />
− 152 m 366 m<br />
Det antages at bygningens belastning på jorden ikke vil give anledning til spændinger der overstiger<br />
forkonsolideringsspændingerne. Konsolideringsmodulen K anvendes derfor som deformationssparameter.<br />
Sætningsberegningen tager udgangspunkt i følgende udtryk:<br />
σ −σ<br />
ε<br />
K<br />
hvor<br />
ε z er den lodrette tøjning af et lag [-]<br />
kN<br />
σ e er den effektive spænding efter belastning 2<br />
m<br />
σ 0 er den effektive spænding før belastning kN<br />
2<br />
m<br />
K er konsolideringsmodulen for laget ⎡ kN<br />
2 ⎤<br />
m<br />
[Harremöes et al. 2003, p6.8]<br />
e 0<br />
z = (C.1)<br />
⎣ ⎦<br />
Den effektive spænding før belastningen findes ved at udregne summen af de effektive tyngder multipliceret<br />
med de tilhørende lagtykkelser, før udgravning. Den effektive spænding efter belastning<br />
findes på samme måde, men med en tilvækst i spænding hidrørende fra den lodrette last fra konstruktionen,<br />
hvor der regnes med en trykspredning på 1:2.<br />
Sætningen i et lag er således fundet som tøjningen i laget, givet ved (C.1), multipliceret med lagtykkelsen,<br />
og den samlede sætning findes som summen af sætninger i de forskellige lag.<br />
Sætningsberegningen udregnes for boring 15. Sætninger i sand medregnes ikke, idet disse vil fore-<br />
kN<br />
komme under byggeriet. Konsolideringsmodulen for moræneler er forsigtigt sat til 50.000 2<br />
m jf.<br />
bilag G.1. For de lerlag der forekommer under bygningen angiver den geotekniske rapport, jf. bilag<br />
kN<br />
G.1 en konsolideringsmodul i intervallet 6.500 2<br />
m – 40.000 kN<br />
2 . Sætningerne er beregnet for de to<br />
m<br />
ydertilfælde, idet stribefundamentet regnes 1,5 m bredt med underside i kote -3,0 jf. figur 74 i hovedrapporten.<br />
Resultatet af sætningsberegningen er opstillet i tabel 23.<br />
⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦<br />
⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦<br />
v
Bilag C.2 – Differenssætninger<br />
Tabel 23: Sætningsberegning af direkte funderet konstruktion udfra boring 15.<br />
Sætning [m]<br />
kN<br />
Lag nr Beskrivelse Lagtykkelse [m] Kler = 6.500 2<br />
m K kN<br />
ler = 40.000 2<br />
m<br />
1 Ler 0,3 0,010 0,002<br />
2 Sand 0,4 0,000 0,000<br />
3 Sand 0,5 0,000 0,000<br />
4 Ler 0,5 0,010 0,002<br />
5 Ler 1 0,015 0,002<br />
6 Ler 2 0,022 0,004<br />
7 Ler 2,8 0,021 0,003<br />
8 Morænesand 1,3 0,000 0,000<br />
9 Moræneler 6,6 0,004 0,004<br />
SUM: 0,081 0,016<br />
Sætningsberegningen er stoppet i den dybde hvor tillægsspændingerne fra fundamentet er 20% af<br />
kN<br />
den effektive in situ spænding [DS 415: 1998]. Det ses, at ved et konsolideringsmodul på 6.500 2<br />
m<br />
kN<br />
for leret, kan der forventes sætninger på 81 mm, og for et konsolideringsmodul på 40.000 2 , 16<br />
m<br />
mm. Beregningen er foretaget i regneark, der er vedlagt som sætningsberegning.xls på vedlagte cdrom.<br />
C.2.2 Løsningsforslag<br />
Det vurderes, at differenssætninger af den beregnede størrelse ikke kan tillades. Der skal således<br />
gøres foranstaltninger for at modvirke de fundne sætninger eller at mindske disses betydning. Eksempler<br />
på sådanne foranstaltninger vil kort blive omtalt i det følgende.<br />
Overgangen fra pælefundament til direkte fundament kan armeres således, at den helt eller devist<br />
kan overføre de kræfter, der opstår ved en differenssætning, og dermed aflaste jordbunden sådan, at<br />
sætningerne minimeres og bygningen ikke pådrager sig skader. Det er dog vurderet, at en sådan<br />
løsning vil være uholdbar, da lasterne grundet bygningens ydre dimensioner vil blive uforholdsmæssigt<br />
store, og det derfor vil være en uholdbar løsning, såvel økonomisk som udførelsesmæssigt. Løsningen<br />
er skitseret i figur 88.<br />
127
128<br />
Bilag C.2 – Differenssætninger<br />
Armeret område<br />
Tilbygning<br />
Kælder:<br />
Direkte funderet<br />
Figur 88: Armeret område til modvirkning af<br />
differenssætninger<br />
En anden mulighed er, at man helt eller delvist kan pælefundere kælderkonstruktionen. Hvis man<br />
pælefunderer hele kælderkonstruktionen vil det være en problemfri løsning, idet denne vil være stort<br />
set sætningsfri, ligesom resten af konstruktionen. Ved en delvis pælefundering tillades det, at bygningen<br />
sætter sig gradvist, men på en sådan måde at der ikke kommer snit med store differenssætninger.<br />
Løsningsforslaget med en delvis pælefundering kan eventuelt kombineres med indlægning af<br />
en dilitationsfuge i hele bygningens højde. Denne løsning er skitseret i figur 89.<br />
Dilitationsfuge<br />
Tilbygning<br />
Kælder: Delvis pælefunderet<br />
Figur 89: Delvis pælefundering somt indlægning<br />
af dilitationsfuge til modvirkning af differenssætninger.
Bilag C.2 – Differenssætninger<br />
D - KÆLDER<br />
129
Bilag D.1 – Skitseprojektering af nederste kældergulv<br />
D.1 Skitseprojektering af<br />
nederste kældergulv<br />
I dette bilag analyseres opbygningen af det nederste kældergulv ud fra omkostningerne for to forslag,<br />
vist på figur 90. Det ækvivalente statiske system ses ligeledes på figur 90. Det nederste kældergulv<br />
regnes som en enkeltspændt plade.<br />
A +2,0 B<br />
y<br />
13,7 m<br />
-2,1<br />
x<br />
y<br />
Trækpæl<br />
Figur 90: Lodret snit i kælderen og ækvivalent statisk system for de to forskellige forslag. Den<br />
stiplede streg på de statiske systemer angiver beliggenheden af det numerisk største moment.<br />
I det følgende eksemplificeres, hvorledes bæreevnen eftervises for forslag B i snittet over trækpælen,<br />
hvorefter omkostningerne bestemmes.<br />
D.1.1 Forudsætninger<br />
Kælderen projekteres som resten af bygningen i høj sikkerhedsklasse, jf. afsnit 2.3 i hovedrapporten.<br />
Miljøklassen er aggressiv, da kælderen placeres i et fugtigt miljø med tilførsel af chlorider. Der er<br />
dog ikke risiko for ophobning af chlorider, idet det påregnes, at gulvet altid vil befinde sig under<br />
grundvandsspejlet. Kældervæggen skal dog projekteres i ekstra aggressiv miljøklasse, pga. skiftende<br />
GVS. [DS 411:1999, p15]<br />
Ved projektering i aggressiv miljøklasse skal som minimum anvendes beton i styrkeklasse 35, hvilket<br />
derfor er valgt [DS 411:1999, p22]. Da egenvægten virker til gunst, ansættes den specifikke<br />
kN<br />
tyngde jf. [DS 415:1998, p30] forsigtigt til 22 3 [Heshe et al. 2005, p2.1-14].<br />
m<br />
x<br />
131
132<br />
Bilag D.1 – Skitseprojektering af nederste kældergulv<br />
Dæklaget fastsættes ud fra miljøklassen til 30 mm + 5 mm tolerancetillæg, i alt 35 mm. [DS<br />
411:1999, p69]<br />
Armeringsstålet vælges til styrkeklasse B550.<br />
Da en stor vandspejlshøjde vil virke til ugunst, vælges grundvandsspejlets beliggenhed jf. afsnit 4.1 i<br />
hovedrapporten til kote +2,0.<br />
For laster anvendes partialkoefficient γu = 1,05 på vandtrykket og for egentyngden af konstruktionen<br />
anvendes γg = 1,0. [DS 415:1998, p30]<br />
For materialestyrker anvendes partialkoefficient γs = 1,43 for armering og for beton γc = 1,82. [DS<br />
411:1999, p29]. Der anvendes partialkoefficienten γb = 1,45 for pæles bæreevne. [DS 415:1998, p31]<br />
Tværsnittet dimensioneres i hele længden for det numerisk største moment i pladen. Det er vurderet,<br />
at overestimeringen af den nødvendige armering vil have samme størrelse for de to forslag. Da formålet<br />
med dimensioneringen udelukkende er sammenligning af de to opstillede forslag, er dette<br />
vurderet som en acceptabel antagelse.<br />
D.1.2 Tværsnit<br />
I dette beregningseksempel eftervises bæreevnen for et tværsnit ved forslag B. Det dimensionsgivende<br />
snit er over midterunderstøtningen, som vist på figur 90. Der regnes med en tværsnitshøjde på<br />
300 mm, og en armering bestående af ribbestål Y16 armering pr. 80 mm, placeret i undersiden under<br />
hensyntagen til dæklaget. Tværsnittet er vist på figur 91.<br />
Y16 pr. 80 mm<br />
257 mm<br />
300 mm<br />
Figur 91: Armeringsplacering<br />
og tværsnitshøjde.<br />
D.1.3 Laster og snitkræfter<br />
Alle laster, snitkræfter og bæreevner udregnes pr. m dæk i bygningens længderetning.<br />
Fladelasten fra vandtrykket udregnes som det hydrostatiske tryk i kælderundersidens niveau.<br />
u = d⋅ γ w<br />
(D.1)<br />
hvor<br />
u er poretrykket ⎡kN ⎤ 2 ⎣m⎦ d er dybden under det maksimale grundvandsspejl [m]
kN<br />
γw er vands specifikke tyngde 3<br />
m<br />
Bilag D.1 – Skitseprojektering af nederste kældergulv<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
Vandtrykket findes dermed ved indsættelse i (D.1).<br />
Egenvægten af dækket beregnes som<br />
hvor<br />
kN<br />
g er egentyngden ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
h er tværsnittets højde [m]<br />
u<br />
u<br />
kN<br />
γbeton er betonens specifikke tyngde 3<br />
m<br />
k<br />
k<br />
= 4,1 m ⋅10<br />
= 41<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
3<br />
m<br />
g = h⋅ γ beton<br />
(D.2)<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
Egenvægten af dækket findes dermed ved indsættelse i (D.2).<br />
g<br />
g<br />
k<br />
k<br />
= 0,3 m ⋅22<br />
= 7<br />
Da egenvægten virker modsat vandtrykket, findes den resulterende, regningsmæssige last som<br />
hvor<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
3<br />
m<br />
q = u ⋅γ−g ⋅ γ<br />
(D.3)<br />
d k u k g<br />
kN<br />
qd er den resulterende regningsmæssige last 2<br />
m<br />
γg<br />
γu<br />
Der indsættes i (D.3).<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
er partialkoefficienten på egenlasten [-]<br />
er partialkoefficienten på vandtrykket [-]<br />
q<br />
q<br />
d<br />
d<br />
= 41<br />
= 36<br />
⋅1,05 −7⋅1,0 kN kN<br />
2 2<br />
m m<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
Snitkræfterne findes elastisk, og det dimensionsgivende moment findes dermed over trækpælene<br />
midt på pladen, og har størrelsen<br />
M q l<br />
hvor<br />
kNm<br />
Ms er det dimensionsgivende moment ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
l er spændet mellem understøtningerne [m]<br />
[Teknisk Ståbi 2003, p109]<br />
Momentfordelingen er vist på figur 92.<br />
1 2<br />
s =− ⋅ ⋅ (D.4)<br />
8<br />
133
Der indsættes i (D.4).<br />
134<br />
l<br />
q =−36<br />
d<br />
Bilag D.1 – Skitseprojektering af nederste kældergulv<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
l<br />
⇒<br />
M =− ⋅q ⋅l<br />
÷<br />
max<br />
1<br />
8 d<br />
+ +<br />
Figur 92: Belastning og momentfordeling af det nederste kældergulv.<br />
Pælens reaktion findes som<br />
M<br />
M<br />
sd<br />
sd<br />
kN ( 36 2 )<br />
1 =− ⋅ − 8<br />
= 213<br />
m<br />
⎛13,7 m ⎞<br />
⋅⎜ ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
kNm<br />
m<br />
2<br />
2<br />
(D.5)<br />
R =−1, 25 ⋅q⋅ l<br />
(D.6)<br />
hvor<br />
kN<br />
R er reaktionen ved pælen ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
[Teknisk Ståbi 2003, p109]<br />
Der indsættes i (D.6).<br />
R<br />
R<br />
d<br />
d<br />
kN 13,7 m<br />
=−1, 25 ⋅36 2 ⋅<br />
m 2<br />
=−312<br />
Dermed skal pælen kunne optage et træk på 312 kN<br />
m .<br />
D.1.4 Bæreevne af plade<br />
kN<br />
m<br />
(D.7)<br />
Pladen dimensioneres i brudgrænsetilstanden efter metode A jf. [DS 411:1999, p35]. Kraftparret til<br />
optagelse af momentet er vist på figur 93.
Bilag D.1 – Skitseprojektering af nederste kældergulv<br />
ε cu<br />
fc<br />
0,8 ⋅ x<br />
Figur 93: Spændings- og tøjningsfordeling af tværsnit i brudgrænsetilstand<br />
Nulliniedybden findes ved vandret ligevægt, idet det forudsættes, at tværsnittet normalarmeres, hvilket<br />
betyder at armeringens spænding er lig flydespændingen, og betonen knuses i brudtilstanden.<br />
hvor<br />
x er nulliniedybden [mm]<br />
As<br />
2<br />
mm<br />
er armeringsarealet ⎡ ⎤<br />
⎣ mm ⎦<br />
Fs<br />
ε s<br />
x<br />
As ⋅ f yd<br />
x = 1, 25 ⋅ (D.8)<br />
f<br />
fyd er armeringsstålets regningsmæssige flydespænding [MPa]<br />
fcd er betonens regningsmæssige trykstyrke [MPa]<br />
Der indsættes i (D.8).<br />
( ) 2<br />
16 mm<br />
4<br />
π ⋅ 550 MPa<br />
⋅<br />
80 mm 1,43<br />
x = 1, 25 ⋅<br />
35 MPa<br />
1,82<br />
x = 63 mm<br />
Brudmomentet findes ved at tage moment om tyngdepunktet af trykzonen.<br />
cd<br />
( 0,4 )<br />
M ud = As⋅ fydd − x<br />
(D.9)<br />
hvor<br />
Mud<br />
kNm<br />
er brudmomentet ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
d er den effektive højde [m]<br />
Der indsættes i (D.9).<br />
M<br />
M<br />
ud<br />
ud<br />
( 16 mm)<br />
4<br />
kNm<br />
m<br />
2<br />
π ⋅ 550 MPa<br />
= ⋅ 0,257 m −0,4 ⋅0,063<br />
m<br />
80 mm 1,43<br />
=<br />
224<br />
( )<br />
135
136<br />
Bilag D.1 – Skitseprojektering af nederste kældergulv<br />
Dermed ses bæreevnen at være overholdt, ved sammenligning med (D.5).<br />
Msd < Mud<br />
213 < 224<br />
kNm kNm<br />
m m<br />
Det skal kontrolleres, at armering er i flydning, når betonen i trykzonen knuses, da dette er forudsat.<br />
Derved sikres et sejt brud. Forholdet mellem betonens og armeringens tøjning kan opstilles som<br />
hvor<br />
ε s er armeringens tøjning [‰]<br />
ε c er betonens tøjning [‰]<br />
d − x<br />
εs = εc<br />
(D.10)<br />
x<br />
For knusning af betonen, ε cu = 3,5‰ , findes tøjningen af armeringen ved indsættelse i<br />
(D.10).<br />
257 mm − 63 mm<br />
ε s = 3,5‰<br />
63 mm<br />
ε = 10,8‰<br />
s<br />
Tværsnittet er dermed normaltarmeret, da armeringens tøjning er mellem flyde- og brudtøjningen:<br />
[Heshe et al., p4.1-4.12]<br />
εsy < εs< εsu<br />
2,75‰ < 10,8‰ < 82,75‰<br />
D.1.5 Trækbæreevne af pæl<br />
Der er valgt 300x300 mm betonpæle, med en længde på 8 m, der placeres med en afstand på 0,90 m.<br />
De rammes udelukkende i ler, hvis udrænede forskydningsstyrke i kote -2,1 á -10,1 ansættes ud fra<br />
kN<br />
vingestyrken til 160 2 ud fra boreprofil 16, vedlagt i bilag G.1.<br />
m<br />
En pæls trækbæreevne findes som overflademodstanden ved en geostatisk beregning.<br />
hvor<br />
R R<br />
Rtd er pælens regningsmæssige trækbæreevne [kN]<br />
Rsd er pælens regningsmæssige overflademodstand [kN]<br />
Rsk er pælens karakteristiske overflademodstand [kN]<br />
γb er partialkoefficienten for pæles bæreevne [-]<br />
[DS 415:1998, p59]<br />
Overflademodstanden bestemmes for kohæsionsjord som<br />
R<br />
sk<br />
td = sd = (D.11)<br />
γ b
Bilag D.1 – Skitseprojektering af nederste kældergulv<br />
Rsk 1 = ⋅m⋅r⋅c 1,5<br />
u ⋅ As<br />
(D.12)<br />
hvor<br />
m er en materialefaktor, for beton =1 [-]<br />
r er regenerationsfaktoren = 0,4 [-]<br />
cu er den udrænede forskydningsstyrke ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
As er pælens overfladeareal [m 2 ]<br />
[DS 415:1998, p54-59]<br />
Overflademodstanden findes ved indsættelse i (D.12), da pælen udelukkende står i ler.<br />
Den regningsmæssige bæreevne findes ved (D.11)<br />
R<br />
R<br />
sk<br />
sk<br />
1<br />
kN<br />
= ⋅1⋅0,4⋅160 1,5 2 ⋅8m⋅4⋅0,3m m<br />
= 410 kN<br />
R<br />
R<br />
td<br />
td<br />
=<br />
=<br />
410 kN<br />
1, 45<br />
282 kN<br />
Bæreevnen af pælerækken findes dermed ved at dividere med afstanden mellem pælene.<br />
hvor<br />
kN<br />
Rpæle er bæreevnen af pælerækken m<br />
R<br />
R<br />
pæle<br />
pæle<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
=<br />
282 kN<br />
0,90 m<br />
= 314<br />
Dermed ses det ved sammenligning med (D.7), at bæreevnen er overholdt.<br />
D.1.6 Omkostninger<br />
kN<br />
m<br />
Rd < Rpæle<br />
312 < 314<br />
kN kN<br />
m m<br />
Materialeforbruget ved forslaget er beregnet, og vist i tabel 24, hvor også totalpriserne for udførelse<br />
og materialer er angivet. Der er ikke regnet med udgifter til forskalling, da disse anses for ikke at<br />
være væsentligt forskellige. Der er beregnet en fordelingsarmering som 20% af hovedarmeringen<br />
[Heshe et al., p6-20].<br />
Det antages, at pælene rammes fra terræn før udgravning af byggegruben, hvorfor de skal dykkes.<br />
Dermed er alle udgifter til pilotering indregnet, idet materiellet yderligere skal bruges ved pilotering<br />
under bygningens nordlige halvdel. Prisen må dog forventes lidt højere, da der ikke i nettoprisbogen<br />
er angivet priser for trækpæle. Det må forventes, at der kræves en vis ekstra armering for at undgå<br />
trækbrud.<br />
137
138<br />
Bilag D.1 – Skitseprojektering af nederste kældergulv<br />
Tabel 24: Estimering af omkostninger for eksemplet for forslag B. [V&S<br />
2005, pp127-154]<br />
Mængde Enhedspriser Omkostninger<br />
Armeringsstål 324 kg<br />
m<br />
Beton 4,07<br />
Pæle 1,1 pæl<br />
m<br />
12,75 kr<br />
kg<br />
3<br />
m<br />
kr 1.350 3<br />
m m<br />
- Pæl og ramning 2.550 kr<br />
pæl<br />
- Dykning 92 kr<br />
pæl<br />
- Kapning 158 kr<br />
pæl<br />
4.131 kr<br />
m<br />
5.497 kr<br />
m<br />
2833 kr<br />
m<br />
102 kr<br />
m<br />
176 kr<br />
m<br />
I alt 12.740 kr<br />
m<br />
Udgiftsposterne for forslag A tilsvarer de i tabel 24 viste; der er dog kun udgifter til beton og armering.<br />
Beregningen er vedlagt på cd-rommen som ’skitseprojektering af kældergulv.xls’.<br />
D.1.7 Optimering af tværsnit<br />
For et ønsket brudmoment findes mange mulige kombinationer af armeringsareal og tværsnitshøjde.<br />
For at finde det optimale valg for de to forslag, er omkostningerne estimeret som funktion af tværsnitshøjden,<br />
idet det minimale nødvendige armeringsareal er bestemt for hver tværsnitshøjde. Dette<br />
er vist i figur 94 og figur 95 for henholdsvis forslag A og B.<br />
Pris [kr/m]<br />
21000<br />
20000<br />
19000<br />
18000<br />
17000<br />
16000<br />
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7<br />
h [m]<br />
0,8 0,9 1 1,1<br />
Figur 94: Omkostningerne for forslag A som funktion af tværsnitshøjden.
Pris [kr]<br />
18000<br />
17000<br />
16000<br />
15000<br />
14000<br />
13000<br />
12000<br />
Bilag D.1 – Skitseprojektering af nederste kældergulv<br />
0,1 0,2 0,3 0,4<br />
h [m]<br />
0,5 0,6 0,7<br />
Figur 95: Omkostningerne for forslag B som funktion af tværsnitshøjden.<br />
Ud fra figur 94 og figur 95 er tværsnittene for forslag A og B valgt som vist på figur 96.<br />
A<br />
Y20 pr. 75 mm<br />
505 mm<br />
550 mm<br />
B<br />
Y16 pr. 80 mm<br />
257 mm<br />
300 mm<br />
Figur 96: Valg af optimale tværsnit for de i figur 90 angivne snit.<br />
D.1.8 Sammenligning<br />
De samlede omkostninger for de to forslags optimale tværsnit er angivet i tabel 25.<br />
Tabel 25: Estimerede samlede omkostninger<br />
for de to forslag.<br />
kr [ ]<br />
A B<br />
Samlede omkostninger 16.972 12.740<br />
m<br />
139
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
D.2 Anlægsmetode for<br />
kælder<br />
I dette afsnit analyseres, hvorledes det er mest fordelagtig at udføre kælderkonstruktionen. Der undersøges<br />
to forslag: Betonelementer og in situ støbt beton. I det følgende estimeres omkostningerne<br />
for de to forslag.<br />
D.2.1 Geometrisk opbygning<br />
Det vurderede anlægsarbejde omhandler det nederste kældergulv, samt de bærende kælderydervægge,<br />
angivet på figur 97.<br />
14,5 m<br />
57,6 m<br />
Terrændæk<br />
Figur 97: Planskitse af kælderkonstruktionen med ydre mål.<br />
A<br />
A<br />
Kælderydervægge<br />
Den statiske opbygning af kælderen til brug for denne sammenligning er vist på figur 98. Som det<br />
ses på figur 98 er det valgt kun at lade det nederste kældergulv spænde halvt over kælderen, således<br />
at der er charniere over pælerækken i midten. Årsagen er, at der ikke leveres dækelementer af<br />
spændbeton med primær armering i både overside og underside, således at både positive og negative<br />
momenter kan optages. Dermed er det nødvendigt at lade dækelementer være simpelt understøttede.<br />
[Fisker et al. 2004, p572]<br />
141
142<br />
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
Figur 98: Statisk system for snit AA fra figur 97.<br />
Dimensionerne af kælderen er skønnet. For forslaget med elementer er nederste kældergulv skønnet<br />
til type PX 37/120, som er huldæk med en tykkelse på 370 mm og en bredde på 1200 mm. Det er<br />
valgt at spændarmere gulvet med 4L9,3 + 4L12,5 liner. Væggene er uarmerede, 250 mm tykke standardbetonelementer,<br />
der er 2,6 m høje. For forslaget med in situ støbning af kælderen, vælges tilsvarende<br />
dimensioner, for at kunne sammenligne omkostningerne. Skønnene er begrundet i afsnit D.2.2<br />
og afsnit D.2.3. [Spæncom 2006]<br />
Opbygningen af konstruktionen er angivet i afsnit 6.1.3 i hovedrapporten, og er vist på figur 99, hvor<br />
koterne ligeledes er angivet [GEODAN 2004]. Grundvandspejlet, GVS, er placeret til størst ugunst,<br />
jf. afsnit 4.2.1 i hovedrapporten. Koterne for det nederste kældergulvs overkant og kælderdækkets<br />
underkant er fastsat ud fra de ovenfor skønnede dimensioner.<br />
Kælderdæk<br />
Øverste kældergulv<br />
Nederste kældergulv<br />
Dræn<br />
JOF<br />
Fundament<br />
max GVS<br />
Kældervæg<br />
Figur 99: Skitse af kælderopbygningen. Alle koter er DNN.<br />
I det følgende er skønnet af dimensionerne for kælderen begrundet.<br />
+2,20<br />
+2,00<br />
+0,87<br />
-1,73<br />
-2,10
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
D.2.2 Dimension af nederste kældergulv<br />
Det nederste kældergulv belastes af opdrift fra vandtrykket, der virker som en fladelast. Modsat dette<br />
virker egenvægten til gunst. Der ses bort fra nyttelasten, da denne er en fri last, der virker til gunst.<br />
Lasten på det nederste kældergulv findes som gennemgået i bilag D.1.<br />
hvor<br />
q = u ⋅γ−g ⋅ γ<br />
(D.13)<br />
d k u k g<br />
kN<br />
qd er den resulterende regningsmæssige last 2<br />
m<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ kN ⎤<br />
⎣ m ⎦<br />
uk er det karakteristiske hydrostatiske poretryk 2<br />
γu er partialkoefficienten på vandtrykket [-]<br />
gk er den karakteristiske egentyngde ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
er partialkoefficienten på egenlasten [-]<br />
γg<br />
kN<br />
Egenvægten af et dækelement er 4,7 2<br />
m<br />
q<br />
q<br />
d<br />
d<br />
[Spæncom 2006]. Dermed findes den resulterende last som<br />
= 41<br />
= 38,4<br />
⋅1,05−4,7⋅1,0 kN kN<br />
2 2<br />
m m<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
Momentet midt på det simpelt understøttede kældergulv findes, idet der ikke tages hensyn til lastens<br />
retning, ved (D.4). Det statiske spænd, modulliniemålet, er anvendt som spændvidde.<br />
M<br />
M<br />
sd<br />
sd<br />
1 kN ⎛13,7 m ⎞<br />
= ⋅38,4 8 2 ⋅<br />
m ⎜ ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
= 224<br />
Momentet for en plade med en bredde på 1200 mm findes som<br />
M<br />
M<br />
sd<br />
sd<br />
kNm<br />
m<br />
kNm = 224 ⋅1,2m<br />
m<br />
= 269 kNm<br />
Ved tabelopslag findes det regningsmæssige brudmoment til 271,19 kNm, hvorfor dette dæk har<br />
tilstrækkelig bæreevne [Spæncom 2006]. Der ses bort fra vand- og jordtryk på kældervæggene, virkende<br />
i dækkets plan.<br />
Det bemærkes, at dækket lægges omvendt i forhold til normalt, da det dimensionsgivende moment<br />
er negativt. Der er således træk i oversiden af kældergulvet, hvorfor der er armering der.<br />
2<br />
143
144<br />
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
D.2.3 Kældervægsdimension<br />
Kældervæggen belastes af en lodret normalkraft fra de overliggende elementer inklusiv nyttelast på<br />
disse. Desuden er væggen udsat for en vandret virkende fladelast fra jord- og vandtryk, da kælderen<br />
ligger under både terræn og grundvandspejl.<br />
Lodret last<br />
Normalkraften er i dette skøn regnet hidrørende fra egenvægten af overliggende dæk, egenvægten af<br />
overliggende ydervægge samt nyttelast på etagedækkene. Normalkraften regnes som pr. meter væg.<br />
kN<br />
Der er i bygningen syv overliggende etagedæk, der hver har en skønnet egenvægt på Gdæk = 4,5 2<br />
m .<br />
Dækkene spænder 14,5 m, svarende til ydre mål, og regnes at lægge af på ydermurene på begge<br />
sider. Egenlasten på en kældermur fra etagedækkene, Getagedæk, bliver således<br />
G<br />
G<br />
etagedæk<br />
etagedæk<br />
= 4,5 ⋅14,5 m ⋅7⋅0,5 = 228<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
m<br />
De overliggende ydervægge antages opbygget af 150 mm beton samt 108 mm tegl. Der ses bort fra<br />
kN<br />
egenlasten af isolering. Den specifikke tyngde af armeret beton sættes til 25 3 og tyngden af tegl-<br />
m<br />
kN<br />
muren sættes til 1,9 2 [DS 410:1998, pp109-111]. Højden af ydermuren er 26,1 m hvorved egen-<br />
m<br />
lasten fra ydermurskonstruktionen, Gydermur, udregnes til<br />
G<br />
G<br />
ydermur<br />
ydermur<br />
kN<br />
m<br />
kN kN<br />
( 3 2)<br />
= 26,1 m ⋅ 0,15 m ⋅ 25 + 1,9<br />
= 147<br />
m m<br />
Nyttelasten på etagedækkene er fundet ud fra at bygningen bruges til kontor og let erhverv, hvilket<br />
kN<br />
giver en karakteristisk nyttelast på 3,0 2 [DS 410:1998, p12]. Denne nyttelast virker på alle seks<br />
m<br />
etager og i en bredde på 13,1 m, hvilket svarer til den indre bredde af etagedækket. Dette giver et<br />
bidrag fra nyttelast, Fnyttelast, pr. væg på<br />
F<br />
F<br />
nyttelast<br />
nyttelast<br />
= 3,0 ⋅13,1 m ⋅6⋅0,5 = 118<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
m<br />
Den mest ugunstige lastkombination antages at være når egenlasten er dominerende, lastkombination<br />
2.3, hvilket giver en regningsmæssig last på kældervæggen, Fsamlet, på<br />
F<br />
F<br />
samlet<br />
samlet<br />
= 1,0 ⋅ 117<br />
=<br />
549<br />
+ 1,15 ⋅ 147 + 1,15⋅228 kN<br />
m<br />
kN kN kN<br />
m m m
Vandret fladelast<br />
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
Den vandrette fladelast består af jordtryk og vandtryk. Der regnes i dette skøn med vandtryk svarende<br />
til hydrostatisk poretryk og med hviletryk fra jord, da det antages, at der ikke sker en bevægelse<br />
af konstruktionen i forhold til jorden. Det forudsættes, at bagfyldningen ikke komprimeres, da det<br />
ikke er nødvendigt af hensyn til den fremtidige drift.<br />
Hviletrykket findes som den lodrette effektive spænding multipliceret med en hviletrykskoefficient.<br />
hvor<br />
kN<br />
σ’h er hviletrykket i vandret retning 2<br />
m<br />
σ = K ⋅ σ<br />
(D.14)<br />
0<br />
'h 'v<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
kN<br />
σ’v er den effektive spænding i lodret retning 2<br />
m<br />
K 0 er hviletrykskoefficient [-]<br />
Den effektive lodrette spænding findes ud fra koterne angivet i figur 99, hvor jord over grund-<br />
og jord under grundvandspejlet har en regningsmæssig<br />
kN<br />
vandspejlet har en tyngde på γd = 17 3<br />
m<br />
kN<br />
tyngde på γm = 19 3 . [GEODAN 2004]<br />
m<br />
hvor<br />
σ '<br />
σ<br />
= 17 ⋅ 0,2 m + 19 ⋅1,13 m −10 ⋅1,13<br />
m<br />
kN kN kN<br />
vtop , 3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
kN<br />
'vtop , = 13,6 2<br />
m<br />
σ '<br />
σ<br />
= 17 ⋅ 0,2 m + 19 ⋅3,73 m −10 ⋅3,73<br />
m<br />
kN kN kN<br />
vbund , 3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
'vbund ,<br />
kN = 37,0 2<br />
m<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ kN ⎤<br />
⎣ m ⎦<br />
kN<br />
σ’v,top er den effektive spænding i toppen af væggen i kote 0,87 2<br />
m<br />
σ’v,bund er den effektive spænding i bunden af væggen i kote -1,73 2<br />
Hviletrykket findes nu ved (D.14). Hviletrykskoefficienten sættes til K 0 = 0,5. [Geodan 2004]<br />
hvor<br />
σ ' = 0,5⋅13,6 σ<br />
kN<br />
htop , 2<br />
m<br />
kN<br />
'htop , = 6,8 2<br />
m<br />
σ ' = 0,5⋅37,0 σ<br />
hbund ,<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
'hbund ,<br />
kN = 18,5 2<br />
m<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ kN ⎤<br />
⎣ m ⎦<br />
kN<br />
σ’h,top er hviletrykket i toppen af væggen, kote 0,87 2<br />
m<br />
σ’h,bund er hviletrykket i bunden af væggen, kote -1,73 2<br />
145
Vandtrykket findes som det hydrostatiske poretryk til<br />
hvor<br />
146<br />
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
u<br />
u<br />
u<br />
u<br />
top<br />
top<br />
bund<br />
bund<br />
= 10 ⋅1,13<br />
m<br />
= 11,3<br />
kN<br />
3<br />
m<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
= 10 ⋅3,73<br />
m<br />
= 37,3<br />
kN<br />
3<br />
m<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ kN ⎤<br />
⎣ m ⎦<br />
kN<br />
utop er det hydrostatiske poretryk i toppen af væggen i kote 0,87 2<br />
m<br />
ubund er det hydrostatiske poretryk i bunden af væggen i kote -1,73 2<br />
Statisk system for kældervæg<br />
Det statiske system for kældervæggen er opstillet i figur 100, hvor det er antaget, at væggen har<br />
charnier i top og bund.<br />
Bæreevne<br />
2,6 m<br />
L =<br />
F = 549<br />
samlet<br />
kN<br />
m<br />
kN utop<br />
=11,3 2<br />
m<br />
σ ' =6,8<br />
kN<br />
ubund<br />
=37,3 2<br />
m<br />
kN<br />
htop , 2<br />
m<br />
Vandtryk Jordtryk<br />
Figur 100: Statisk system for kældervæg.<br />
σ ' =18,5<br />
kN<br />
hbund , 2<br />
m<br />
For at kunne aflæse bæreevnen i et producentkatalog er det nødvendigt at omregne tværlasten til en<br />
tilsvarende excentricitet. Dette gøres ved udtrykket<br />
hvor<br />
e0 er excentriciteten svarende til tværlasten [m]<br />
e<br />
M<br />
max<br />
0 = (D.15)<br />
Fsamlet<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
kNm<br />
Mmax er det maksimale moment fra tværlasten i den midterste femtedel af væggen m<br />
[DS 411:1999, p54]
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
Det maksimale moment findes ved at dele tværlasten op i to standardlasttilfælde, jf. figur 101, hvor<br />
de respektive maksimale momenter findes ved tabelopslag. Det tilnærmes på den sikre side at addere<br />
de maksimale momenter for de to standardtilfælde og anvende dette som det samlede maksimale<br />
moment, selvom de maksimale momenter ikke findes på samme sted af spændet. For tilfælde A er<br />
det maksimale moment midt på spændet, jf. figur 101. Midt på spændet er momentet fra tværlast B<br />
2<br />
2<br />
lig 0,0625 ⋅qB⋅ l . Det maksimale moment for tværlast B lig 0,064 ⋅qB⋅ l er næsten lig momentet<br />
midt på spændet, hvorfor tilnærmelsen kun betyder en meget ringe forøgelse af det samlede maksimale<br />
moment. [Teknisk Ståbi 2003, p100]<br />
2,6 m<br />
L =<br />
kN<br />
q = 18,1<br />
q = 37,7 2<br />
A<br />
A B<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
Figur 101: Standardtilfælde af tværlast.<br />
Det samlede maksimale moment bliver således<br />
hvor<br />
1 2 2<br />
Mmax = ⋅qA ⋅ l + 0,064 ⋅qB ⋅l<br />
8<br />
M<br />
1<br />
= ⋅18,1 8<br />
⋅ (2,6 m) + 0,064 ⋅37,7 ⋅(2,6<br />
m)<br />
M = 31,6<br />
kN 2 kN<br />
2<br />
max 2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
kNm<br />
max m<br />
kNm<br />
Mmax er det samlede maksimale moment pr. meter i dybden m<br />
q er tværlast ⎡kN ⎤ 2 ⎣m⎦ [Teknisk Ståbi 2003, p99-100]<br />
B<br />
m<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
Excentriciteten svarende til den samlede tværlast udregnes ved (D.15) til<br />
kNm<br />
m<br />
0 =<br />
kN 470 m<br />
e<br />
0<br />
31,6<br />
e = 0,067 m<br />
Ved aflæsning i bæreevnefiguren i figur 102 er der foruden excentriciteten fra tværlasten regnet med<br />
en excentricitet fra udførelsesunøjagtigheder, e1, der overslagsmæssigt er sat til e1 = 0,01 m, hvilket<br />
er minimumkravet [DS 411:1999, p56]. Der er ved udregning af den samlede excentricitet, etotal, ikke<br />
147
148<br />
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
regnet med excentricitet grundet 2. ordens udbøjning pga. den skitsemæssige beregning, hvorved<br />
etotal = 0,077 m.<br />
Den lodrette bæreevne findes dermed, som vist på figur 102, for et 250 mm tykt element til omkring<br />
er bæreevnen tilstrækkelig.<br />
570 kN<br />
m . Da den samlede lodrette belastning er Fsamlet = 549 kN<br />
m<br />
Mængder<br />
Elementtykkelse i mm<br />
Figur 102: Bæreevnediagram for uarmeret betonelementvæg. Betonstyrke<br />
25 MPa. Højde 2,6 m. [Betonelement 2006]<br />
D.2.4 Omkostninger<br />
Ud fra de i afsnit D.2.1 angivne dimensioner på kælderens elementer er de nødvendige mængder<br />
bestemt, og angivet i tabel 26.
Opslag i nettoprisbøger<br />
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
Tabel 26: Mængdeoptælling for kælderkonstruktionen.<br />
Enhed Mængde<br />
Elementer<br />
Vægge m 2 661<br />
Nederste kældergulv m 2 836<br />
In situ støbning<br />
Forskalling af vægge og nederste kældergulv m 2 1375<br />
Beton i vægge m 3 172<br />
Armering i nederste kældergulv kg 4169<br />
Beton i nederste kældergulv m 3 309<br />
For at estimere tidsforbrug og totale omkostninger for de to forslag, er der anvendt nettoprisbøger.<br />
Da det ikke har været muligt at finde de præcise data, er en del antaget, der gennemgås i det følgende.<br />
For forslaget med elementer er der til væggene anvendt type præfabrikerede elementer med kode<br />
04.01.54. Der er angivet omkostninger for tykkelser på 100 mm, 150 mm og 180 mm, hvorfra der er<br />
ekstrapoleret til en tykkelse på 250 mm.<br />
Der er kun angivet omkostninger for elementer i passiv miljøklasse, mens den virkelige konstruktion<br />
skal regnes i ekstra aggressiv miljøklasse pga. mulighed for ophobning af chlorider. Dette forhold<br />
tages der højde for ved at benytte passiv miljøklasse for in situ-betonen, da formålet med undersøgelsen<br />
udelukkende er sammenligning af de to forslag, og det antages at forholdet vil være tilnærmelsesvis<br />
det samme.<br />
For kældergulvselementerne er der interpoleret mellem forspændte dæk med en tykkelse på 320 mm<br />
og 400 mm, kode 04.10.69. [V&S 2005b]<br />
For in situ-forslaget er anvendt systemforskalling med stålforme, kode 33.02. Betonen er for væggene<br />
og det nederste kældergulv hhv. 25 MPa og 30 MPa, svarende til de valgte elementer, kode 33.50.<br />
Kældergulvet spændarmeres med Freyssinet wirekabler, kode 33.43,02. [V&S 2005a]<br />
Omkostningerne ved forslagene er angivet i tabel 27.<br />
149
150<br />
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
Tabel 27: Omkostninger for de to forslag. Alle omkostninger er angivet for den forudsatte mængde. [V&S 2005a]<br />
[V&S 2005b]<br />
Enhed<br />
Forudsat<br />
mængde<br />
Tidsforbrug<br />
mh [ enhed ]<br />
Løn<br />
kr [ enhed ]<br />
Nettomaterialepris<br />
Elementer<br />
Vægge m 2 500 0,611 111 778 28<br />
Nederste kældergulv m 2 2000 0,160 29 513 23<br />
In situ støbning<br />
Forskalling af vægge og gulv m 2 5000 0,190 34 0 76<br />
Beton i vægge m 3 50 1,013 184 843 152<br />
Armering i kældergulv kg 5000 0,060 11 28 1<br />
Beton i kældergulv m 3 50 0,823 149 868 131<br />
Reelt tidsforbrug<br />
Da der er forskel på den reelle størrelse af arbejdet, og den i nettoprisbogen forudsatte mængde, skal<br />
der korrigeres for en gentagelseseffekt. Denne effekt bevirker, at det gennemsnitlige tidsforbrug vil<br />
mindskes ved en forøgelse af antallet af producerede enheder. Gentagelseseffekten kan udtrykkes<br />
ved Wrights formel<br />
hvor<br />
t T x −<br />
tx er det gennemsnitlige tidsforbrug mh<br />
styk<br />
kr [ enhed ]<br />
Leje<br />
kr [ enhed ]<br />
k<br />
x = 1 ⋅ (D.16)<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
T1 er produktionstiden for den første enhed mh<br />
styk<br />
x er antal enheder der produceres [-]<br />
k er gentagelsesfaktoren [-]<br />
[Fisker et al. 2005, p290]<br />
Da det forudsættes, at der kun vil være tale om indkøring, og ikke oplæring af sjak på pladsen, sættes<br />
gentagelsesfaktoren til k = 0,10 [Fisker et al. 2005, p290].<br />
Ved hjælp af (D.16) kan der korrigeres for andre mængder end de forudsatte. Som eksempel korrigeres<br />
der i det følgende for systemforskallingen.<br />
Den teoretiske tid for den første producerede enhed findes ud fra den forudsatte mængde indsat i<br />
(D.16).<br />
mh 0,19 2 = T<br />
m 1 ⋅5000<br />
T = 0,445<br />
mh<br />
1 2<br />
m<br />
−0,10<br />
Det gennemsnitlige tidsforbrug kan nu findes for den reelle mængde.<br />
tx<br />
= 0,445 ⋅1322<br />
t =<br />
0,22<br />
x<br />
mh<br />
2<br />
m<br />
mh<br />
2<br />
m<br />
−0,10
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
Der kan nu korrigeres for den øgede lønudgift ved at antage, at den vokser proportionalt med tidsforbruget.<br />
0,22<br />
Løn = 34 ⋅<br />
Løn = 39<br />
mh<br />
2<br />
kr<br />
m<br />
2<br />
m mh 0,19 2<br />
m<br />
kr<br />
2<br />
m<br />
Der ses bort fra en eventuel forøgelse af lejeudgifter, hvorfor den totale, reelle omkostning pr. enhed<br />
findes som summen af omkostningerne til løn, materialer og leje.<br />
Reelle omkostninger<br />
De reelle omkostninger for de to forslag er angivet i tabel 28.<br />
Tabel 28: Omkostninger for de to forslag. Alle omkostninger er angivet for den reelle mængde.<br />
Enhed Mængde Tidsforbrug<br />
mh [ ]<br />
enhed<br />
Løn<br />
kr [ enhed ]<br />
Tidsforbrug<br />
[mh]<br />
Omkostninger<br />
[kr]<br />
Elementer<br />
Vægge m 2 661 0,594 107 393 603.205<br />
Nederste kældergulv m 2 836 0,174 31 145 474.434<br />
SUM 538 1.077.639<br />
In situ støbning<br />
Forskalling af vægge og gulv m 2 1375 0,217 39 297 157.984<br />
Beton i vægge m 3 172 0,895 163 154 199.110<br />
Armering i kældergulv kg 4169 0,061 11 255 170.720<br />
Beton i kældergulv m 3 309 0,686 124 212 347.066<br />
SUM 918 874.880<br />
D.2.5 Opdrift på kælder<br />
Det skal kontrolleres, at konstruktionens tyngde er tilstrækkelig til at modvirke fuld opdrift. Den<br />
totale regningsmæssige tyngde af den ovenliggende konstruktion er fundet i afsnit D.2.3 og udregnes<br />
til<br />
( )<br />
( kN kN )<br />
G = G + G ⋅2<br />
G<br />
G<br />
over kælder, d etagedæk ydermur<br />
= 228 + 147 ⋅2<br />
over kælder, d<br />
m m<br />
over kælder, d<br />
kN = 750 m<br />
kN<br />
Tyngden af kælderen findes, idet egenvægten af betonen sættes til 25 3<br />
m .<br />
G<br />
G<br />
kN<br />
( 2 2,6m 0,25m 14,5m 0,37m) 25 3<br />
= ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅<br />
kælder, d<br />
m<br />
kælder, d<br />
kN =<br />
167 m<br />
151
152<br />
Bilag D.2 – Anlægsmetode for kælder<br />
Den regningsmæssige opdrift findes som vandtrykket på undersiden af kælderen ganget med bredden<br />
og en partialkoefficient, som i bilag D.1.<br />
Uopdrift, d = u⋅b⋅γf U<br />
U<br />
= 41 ⋅14,5 m ⋅1,05<br />
opdrift, d<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
opdrift, d<br />
kN = 624 m<br />
Den regningsmæssige opdrift skal være mindre end egenlasten.<br />
G + G > U<br />
over kælder, d kælder , d opdrift<br />
kN kN kN<br />
750 + 167 > 624<br />
m m m<br />
kN kN<br />
917 > 624<br />
m m<br />
Dermed ses, at kriteriet er overholdt. Der vil yderligere optages træk i pælen midt under bygningen,<br />
men som det ses er dette ikke nødvendigt for denne ligevægt.
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
D.3 Detailprojektering af<br />
nederste kældergulv<br />
I dette bilag dimensioneres det nederste kældergulv som en række efterspændte betonbjælker på<br />
tværs af bygningens længderetning. Der tages udgangspunkt i resultatet af skitseprojekteringen i<br />
bilag D.1 og bilag D.2.<br />
D.3.1 Geometri og belastninger<br />
I dette afsnit beskrives geometrien af konstruktionen, samt hvilke ydre laster den udsættes for. Der<br />
bestemmes ligeledes de tilladelige spændinger.<br />
Statisk system og tværsnitsgeometri<br />
Det statiske system opstilles som vist på figur 103. Spændvidden er valgt som ydre mål, hvilket er<br />
på den sikre side.<br />
y<br />
A<br />
D<br />
L L<br />
= 7, 25 m<br />
= 7, 25 m<br />
2<br />
2<br />
Figur 103: Statisk system for spændbetonbjælke i<br />
kældergulvet.<br />
For at øge modstandsmomentet er det valgt at forme bjælken som et T-profil. Det har ved iteration af<br />
beregningerne vist sig mest hensigtsmæssigt at vælge tværsnitsgeometrien, som angivet på figur<br />
104.<br />
G<br />
x<br />
153
154<br />
3 2<br />
A = 417 ⋅10<br />
mm<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
300 mm<br />
h f =<br />
9 4<br />
I = 23, 48⋅10 mm<br />
W = 71,97 ⋅10<br />
mm<br />
overside<br />
6 3<br />
W =−34,85⋅10 mm<br />
underside<br />
6 3<br />
700 mm<br />
h k =<br />
t = 900 mm<br />
f<br />
t = 210 mm<br />
k<br />
y<br />
x<br />
tgp<br />
a = 345 mm<br />
Figur 104: Tværsnitsgeometri for T-bjælke. η angiver afstanden<br />
til tyngdepunktet, tgp. Modstandsmomentet er regnet med fortegn.<br />
Kældergulvet er opbygget som en række in situ sammenstøbte T-profiler som det ses på figur 105,<br />
hvor dimensioneringen er foretaget ved at betragte en enkelt sektion som enkeltstående.<br />
L = 14,5 m<br />
Sektion der betragtes<br />
enkeltstående<br />
A A<br />
Figur 105: Kældergulv betragtet som T-bjælker.<br />
674 mm<br />
η =<br />
z<br />
Plan<br />
Snit A-A<br />
For T-profiler er der en grænse for hvor stor en flangebredde der må medregnes. Når elasticitetsteorien<br />
benyttes skal der gælde
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
a≤8⋅hf∧0,4⋅ xMmax −M0<br />
(D.17)<br />
hvor<br />
a er som defineret i figur 104 [mm]<br />
hf er som defineret i figur 104 [mm]<br />
xM max − M er afstanden fra maksimalmomentpunktet til nærmeste momentnulpunkt [mm]<br />
0<br />
[DS 411:1999, p32]<br />
Maksimalmomentpunktet er midt i profilet ved<br />
x = 7,25 m . Ud fra den opstillede forskrift for<br />
M max<br />
momentkurven for profilet i (D.24) findes det nærmeste momentnulpunkt ved at sætte M(x) = 0 til<br />
x = 5, 44 m . Dermed er afstanden<br />
M0<br />
kravet er overholdt<br />
Tilladelige spændinger<br />
xM max − M = 1,81 m, hvorved det ved indsættelse i (D.17), ses at<br />
0<br />
345 mm ≤8⋅300 mm ∧0,4 ⋅1810<br />
mm<br />
345 mm ≤2400 mm ∧724<br />
mm<br />
Ved spændbetondimensionering i anvendelsesgrænsetilstanden er det nødvendigt at undersøge<br />
spændingerne i flere lastsituationer: Opspænding af spændkabler, benævnt OPS, samt ved ibrugtagning<br />
af kældergulvet, benævnt IBR. Ved OPS er den eneste last den påførte kabelkraft og dækkets<br />
egenvægt. Ved IBR er der foruden kabelkraft og egenvægt påført nyttelast og vandtryk.<br />
Det antages i det følgende, at gulvet på opspændingstidspunktet har opnået en trykstyrke svarende til<br />
70 % af den karakteristiske trykstyrke. Der stilles yderligere krav om, at trykspændingerne ved OPS<br />
ikke må overstige 70 % af denne opnåede trykstyrke på opspændingstidspunktet [DS 411:1999,<br />
p80].<br />
Der anvendes beton med en karakteristisk trykstyrke på fck = 35 MPa og en karakteristisk trækstyrke<br />
på fctk = 1,9 MPa, svarende til minimumstyrken i aggressiv miljøklasse, jf. bilag D.1. Der anvendes<br />
partialkoefficient for høj sikkerhedsklasse, hvilket giver en tilladelig spænding ved opspænding,<br />
σc,OPS, på<br />
σ<br />
σ<br />
cOPS ,<br />
cOPS ,<br />
0,7 ⋅0,7 ⋅35<br />
MPa<br />
=<br />
1,82<br />
= 9,4 MPa<br />
For trykspændinger ved IBR stilles der ikke normkrav til trykspændingerne, men der bør ikke vælges<br />
større trykspændinger end 55 % af den karakteristiske trykstyrke [Kloch 2002, p3.4]. Dette giver<br />
en tilladelig trykspænding ved ibrugtagning, σc,IBR, på<br />
σ<br />
σ<br />
cIBR ,<br />
cIBR ,<br />
0,55 ⋅35<br />
MPa<br />
=<br />
1,82<br />
=<br />
10,6 MPa<br />
155
156<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
På opspændingstidspunktet regnes normalt ikke med, at betonen er hærdet nok til at have en trækstyrke<br />
af betydning, hvorfor der ses bort fra trækstyrken i dette tilfælde, σt,OPS = 0. For ibrugtagningstidspunktet<br />
vælges ligeledes, at der ikke må forekomme trækspændinger i anvendelsesgrænsetilstanden,<br />
da dækket er i aggressiv miljøklasse og revnedannelse vil forårsage øget nedbrydningshastighed<br />
af konstruktionen. Derfor sættes σt,IBR = 0.<br />
Det er efter endt dokumentering erfaret, at der ikke skal partialkoefficienter på materialestyrkerne i<br />
anvendelsesgrænsetilstanden. Der er valgt ikke at foretage gennemregningen for de korrigerede styrker,<br />
da gennemregningen vil være fuldstændig analog med den her foretagede.<br />
Laster og tilhørende momenter<br />
T-profilet er dimensioneret for egenlast, nyttelast, vandtryk samt kabelkraft. For nyttelast og vandtryk<br />
forekommer der variationer over levetiden. Det er derfor nødvendigt at tage højde for dette ved<br />
at betragte de største udsving, der kan forekomme.<br />
I tabel 29 er angivet linielaster i T-profilets længderetning for egenlast, nyttelast og vandtryk samt<br />
variationerne for nyttelast og vandtryk. Der for vandtryk er anvendt vandtryk svarende til et grundvandspejl<br />
i kote -0,8, 0,0 og 2,0 for henholdsvis minimum, normal og maksimum, jf. bilag G.1.<br />
Vandtryk er udregnet som i bilag D.1, hvor der er regnet med, at undersiden af T-profilet ligger i<br />
kote -2,1, og at vandtrykket angriber her. Dette er på den sikre side, da en del af vandtrykket vil<br />
virke på undersiden af flangen som ligger højere. Fladelasten er omregnet til en linielast ved at multiplicere<br />
med flangebredden på 0,9 m.<br />
Nyttelasten regnes som fri last, da det svarer til kategorien for butikker og arkiver, hvorfor den kun<br />
skal medregnes hvis den virker til ugunst [DS 410:1998, p13]. Som normalværdi for nyttelasten er<br />
anvendt middelværdien af de to yderværdier.<br />
Tabel 29: Karakteristiske linielaster på T-profil. Lasterne<br />
er angivet positiv i y-aksens retning, jf. figur 104.<br />
Variationer Egenlast q g<br />
kN<br />
m<br />
Nyttelast q p<br />
kN<br />
m<br />
Vandtryk q v<br />
Minimum 0 11,70<br />
Normal -10,43 -2,25 18,90<br />
Maksimum -4,50 36,90<br />
De maksimale momenter svarende til lasterne i tabel 29 er beregnet i tre punkter, jf. figur 106.<br />
kN<br />
m
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
A G A<br />
G<br />
D<br />
Figur 106: Definitionsskitse af lastretning og momentfordeling med angivelse af de tre punkter med<br />
maksimale momenter.<br />
Det statiske system og lasttilfælde er et standardtilfælde, hvorfor de maksimale momenter findes ved<br />
brug af [Teknisk Ståbi 2003, p109]. Momenterne udregnes ved<br />
⎛L⎞ M AD = MDG=−0,07 ⋅q⋅⎜ ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
2<br />
⎛L⎞ MD= 0,125 ⋅q⋅⎜ ⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
hvor<br />
M er det maksimale moment [kNm]<br />
kN<br />
q er linielasten defineret positiv opad ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
L er den totale længde af T-profilet som defineret i figur 103 [m]<br />
Der er anvendt fortegnsregning for momentet og normalkraften som angivet i figur 107.<br />
tgp<br />
Flange<br />
Krop<br />
y<br />
M<br />
M AD<br />
Figur 107: Fortegnsdefinition for<br />
moment, M, normalkraft, N samt<br />
y-koordinaten for tværsnittet.<br />
N<br />
2<br />
M D<br />
D<br />
M DG<br />
(D.18)<br />
Ud fra (D.18) opstilles værdier for momenter hidrørende fra egenlast, nyttelast og vandtryk i de tre<br />
kritiske punkter. For nyttelast og vandtryk er angivet en værdi for både maksimal, normal og minimal<br />
moment. Resultatet ses i tabel 30.<br />
157
158<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Tabel 30: Momenter beregnet ud fra linielasterne angivet i tabel 29.<br />
MAD [kNm] M D [kNm] M DG [kNm]<br />
M g 38,4 -68,5 38,4<br />
M p,max 16,6 -29,6 16,6<br />
M p,normal 8,3 -14,8 8,3<br />
M p,min 0 0 0<br />
M v,max -135,8 242,4 -135,8<br />
M v,normal -69,5 124,2 -69,5<br />
M v,min -43,0 76,9 -43,0<br />
D.3.2 Kabelkraft og kabelføring<br />
Intervaller for kabelkraften<br />
Designopgaven af T-profilet i anvendelsesgrænsetilstanden består i bestemmelse af kabelkraften,<br />
samt geometrien for kabelføringen i T-profilets længderetning. Der anvendes efterspændt beton,<br />
hvorfor kabelføringens excentricitet kan varieres langs T-profilet. I afsnit D.3.2 refererer kabelkraften<br />
til den kraft kablet yder på betonen, hvilket betyder at for en opspændt konstruktion vil kabelkraften<br />
være en trykkraft.<br />
Intervallet for kabelkraften opstilles ud fra et kriterium om, at der ikke må forekomme større spændinger<br />
end de tilladelige under både OPS og IBR.<br />
Da det i anvendelsesgrænsetilstanden er forudsat, at der ikke opstår revnedannelse, kan hele tværsnittet<br />
regnes effektivt, og en elastisk fordeling af spændingerne ved anvendelse af Naviers formel er<br />
gældende, jf. (D.19).<br />
hvor<br />
N M<br />
σc < − < σt<br />
(D.19)<br />
A W<br />
σc er den tilladelige trykspænding angivet negativ, jf. fortegnsregning på figur 107 [MPa]<br />
σt er den tilladelige trækspænding angivet positiv, jf. fortegnsregning på figur 107 [MPa]<br />
N er normalkraften. Fortegnsregning jf. figur 107 [N]<br />
M er momentet. Fortegnsregning jf. figur 107 [Nmm]<br />
A er tværsnitsarealet [mm 2 ]<br />
W er modstandsmomentet regnet med fortegn som defineret på figur 104 [mm 3 ]<br />
Formel (D.19) omskrives så den svarer til lastsituationen som angivet på figur 108.
tgp<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Flange<br />
Krop<br />
yk<br />
K<br />
M q<br />
Figur 108: Fortegnsdefinition af lastsituation<br />
for spændbetonbjælke. K er kabelkraften<br />
på betonen, Mq er momentet fra ydre<br />
laster og yk er kabelkraftens excentricitet.<br />
Både K, Mq og yk regnes med fortegn.<br />
Indsat i (D.19) og ved isolering af K opstilles intervallet for kabelkraften. Da alle indsatte værdier<br />
regnes med fortegn kan der opstilles et generelt gældende interval for både overside og underside af<br />
profilet.<br />
K Mq −K ⋅yk<br />
σc < − < σt<br />
A W<br />
M K K ⋅ y M<br />
σ σ<br />
W A W W<br />
q k<br />
q<br />
c + < + < t +<br />
M ⎛ 1 y M<br />
k ⎞<br />
σc + < K ⋅ σt<br />
W<br />
⎜ + < +<br />
A W<br />
⎟<br />
⎝ ⎠ W<br />
q q<br />
Mq Mq<br />
σc + σt<br />
+<br />
W 1 yk<br />
< K <<br />
W<br />
, for + > 0<br />
1 yk 1 yk A W<br />
+ +<br />
A W A W<br />
(D.20)<br />
Det ovenfor udregnede interval i (D.20) er generelt gældende så længe kriteriet 1 yk<br />
+ > 0 er over-<br />
A W<br />
holdt, idet ulighederne ellers skal vendes grundet regneregler for uligheder. I dette indsættes de respektive<br />
størrelser svarende til de undersøgte lastsituationer. Der undersøges for de mulige kritiske<br />
lastsituationer i både OPS og IBR, hvor spændingerne i overside og underside udregnes.<br />
De tilladelige spændinger for både OPS og IBR er fundet i afsnit D.3.1.<br />
For at beregne kabelkraften fastsættes kabelexcentriciteten, yk, i det snit i T-profilet, hvor der er<br />
størst moment, hvilket er MD, jf. figur 106. Der anvendes yk = -100 mm, da denne værdi er fundet<br />
159
160<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
mest optimal ved iteration. Kabelkraftexcentriciteten ligger i D under tyngdepunktet for at modvirke<br />
momentet fra vandtrykket. Herefter udregnes et tilladeligt interval for kabelkraften i dette snit.<br />
De mest kritiske lastsituationer for momentet er anført i tabel 31, hvor der er anvendt karakteristiske<br />
værdier, da det er i anvendelsesgrænsetilstanden. Der er set bort fra tvangskræfter fra kabelkraften<br />
ved beregninger i anvendelsesgrænsetilstanden for at lette beregningen. Det vises senere i dette bilag<br />
hvilken effekt denne tilnærmelse har.<br />
Tabel 31: Anvendte kritiske værdier af moment til bestemmelse af kabelkraftintervallerne i tabel 32. Værdier<br />
for moment er angivet i tabel 30 under MD.<br />
Numerisk mindste kabelkraft<br />
Numerisk største kabelkraft<br />
Overside,<br />
OPS<br />
Mg<br />
Mg<br />
underside, OPS Overside, IBR Underside, IBR<br />
Mg<br />
Mg<br />
Mg + Mp,max +<br />
Mv,min<br />
Mg + Mp,min +<br />
Mv,max<br />
Mg + Mp,min +<br />
Mv,max<br />
Mg + Mp,max +<br />
Som eksempel på beregning af et kabelkraftinterval er her valgt beregningen for spændingerne i<br />
undersiden i IBR. Tværsnitskonstanterne er defineret på figur 104.<br />
Venstresiden af (D.20) udregnes til<br />
σ<br />
cIBR ,<br />
M + M + M<br />
+<br />
Wunderside<br />
1 yk<br />
+<br />
A W<br />
− 1898 kN < K<br />
Højresiden af (D.20) udregnes til<br />
g p,max v,min<br />
underside<br />
< K<br />
( )<br />
6<br />
−68,5 Nmm − 29,6 Nmm + 76,9 Nmm ⋅10<br />
− 10,6 MPa +<br />
6 3<br />
−34,85⋅10 mm<br />
< K<br />
1 −100<br />
mm<br />
+<br />
3 2 6 3<br />
417 ⋅10 mm −34,85⋅10 mm<br />
Mv,min
σ<br />
K <<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
tIBR ,<br />
g p,min v,max<br />
( )<br />
6<br />
− 68,5 Nmm + 0 + 242,4 Nmm ⋅10<br />
0 +<br />
6 3<br />
−34,85⋅10 mm<br />
K <<br />
1 −100<br />
mm<br />
+<br />
3 2 6 3<br />
417 ⋅10 mm −34,85⋅10 mm<br />
K 0<br />
A W<br />
underside<br />
1 −100<br />
mm<br />
+ > 0<br />
3 2 6 3<br />
417 ⋅10 mm −34,85⋅10 mm<br />
⋅ ><br />
−6<br />
5,27 10 0<br />
Dermed opstilles kabelkraftintervallet for undersiden af T-profilet til<br />
− 1898 kN < K
162<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Der skal ved valg af kabelkraft tages højde for mindskelse af denne i forbindelse med låsetab, friktionstab,<br />
svind, krybning og armeringsrelaksation. Det skal sikres, at kabelkraften efter disse tab,<br />
kaldet den effektive kabelkraft, stadig er indenfor det tilladte interval, hvorfor det vælges at spænde<br />
kablet op med 45 % ekstra kraft i forhold til den mindste værdi i intervallet. Der ønskes en så lille<br />
kabelkraft som muligt, idet det vil kræve færrest opspændingsliner. Værdien på 45 % ekstra er skønnet,<br />
idet det endelige tab af kabelkraft er afhængigt af en valgt opspændingskraft. Det vises senere at<br />
denne forøgelse er tilstrækkelig til at modvirke tabet i kabelkraften.<br />
Det skal sikres, at de 45 % i kraftforøgelse ikke overstiger den numerisk største værdi af kabelkraften<br />
i intervallet. Ved yk = -100 mm er den tilladte ekstra kraft på 50 %, hvilket derfor ikke skaber<br />
problemer.<br />
Opspændingskraften bliver således<br />
hvor<br />
Kops = Kmin<br />
⋅1,<br />
45<br />
Kops<br />
=−948 kN ⋅1,45<br />
K =− 1374 kN >−1421<br />
kN<br />
ops<br />
Kops er opspændingskraften [kN]<br />
Kmin er den mindste kabelkraft i det udregnede interval [kN]<br />
For at opnå en opspændingskraft på 1374 kN vælges at bruge 12 x L12,5 liner, der har en brudstyrke<br />
på 164 kN [Spændbeton]. Der skal gælde, at kabelkraften under opspænding ikke overstiger 80 % af<br />
line<br />
brudstyrken [DS 411:1999, p80]. Ved valg af 12 liner er dette krav overholdt, idet opspændingsgraden<br />
af kablerne bliver<br />
1374 kN<br />
Opspændingsgrad =<br />
12 ⋅164<br />
kN<br />
Opspændingsgrad = 70 % < 80 %<br />
Der er ved valg af antal liner brugt en standardløsning der sikrer fordeling af liner i ankerpladen. En<br />
standardløsning med ni liner er fravalgt, da det giver en opspændingsgrad større end kravet på maksimalt<br />
80 %, hvis der skal opnås samme opspændingskraft.<br />
Optimeringsbetragtninger ved bestemmelse af kabelkraftintervaller<br />
Der er i forbindelse med fastsættelsen af det samlede kabelkraftinterval i tabel 32 optimeret på værdien<br />
af kabelkraftexcentriciteten, yk samt tværsnitsgeometrien ud fra et ønske om en så lille kabelkraft<br />
og tværsnitsgeometri som muligt.<br />
Den fastsatte værdi af yk har indflydelse på det samlede interval, som kabelkraften skal ligge indenfor.<br />
På figur 109 er optegnet det samlede kabelkraftinterval for varierende værdi af yk, hvor tværsnitsgeometrien<br />
er fastholdt. Det ses af figuren, at ved valg af yk = -100 mm bliver opspændingskraften<br />
mindst.
-70<br />
-75<br />
-80<br />
-85<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
-90<br />
y k [mm]<br />
-95<br />
Numerisk mindste kabelkraft<br />
-100<br />
-105<br />
Numerisk største kabelkraft<br />
50 % ekstra<br />
-110<br />
-115<br />
-120<br />
-1800<br />
-1600<br />
-1400<br />
-1200<br />
-1000<br />
Figur 109: Sammenhæng mellem yk og samlet kabelkraftinterval ved tværsnitsmål som angivet på figur<br />
104.<br />
Ved optimering af tværsnitsgeometrien er der blandt andet undersøgt hvilken af de fire tilfælde i<br />
tabel 32, der er kritisk ved variation af tværsnitsgeometrien. På figur 110 er den mindste værdi af<br />
kabelkraften for de fire tilfælde angivet som funktion af kropstykkelsen af T-profilet, hvor alle andre<br />
tværsnitsmål er som angivet på figur 104.<br />
Kabelkræfterne i figur 110 er ikke for optimerede værdier af kabelkraftexcentriciteten, da denne vil<br />
variere med kropstykkelsen. Der er for alle værdier af kropstykkelsen valgt yk = -100 mm svarende<br />
til den optimale værdi for en kropstykkelse på 210 mm.<br />
Det ses af figur 110, at det kritiske for den mindste værdi af kabelkraften er i oversiden i OPS og i<br />
undersiden i IBR. At det kritiske tilfælde for kabelkraften skifter fra oversiden i OPS til undersiden i<br />
IBR skyldes, at fortegnet på det samlede moment fra ydre laster for de to lasttidspunkter skifter, idet<br />
der under OPS er en resulterende nedadrettet last grundet egenvægten, mens der under IBR er en<br />
resulterende opadrettet last grundet vandtrykket.<br />
I figur 111 er det samlede kabelkraftinterval angivet som funktion af kropstykkelsen, hvor der for<br />
hver værdi af kropstykkelsen er valgt en optimal værdi af yk som beskrevet ovenfor.<br />
-800<br />
K [kN]<br />
163
164<br />
Mindste kabelkraft [kN]<br />
-1200<br />
-1000<br />
-800<br />
-600<br />
-400<br />
-200<br />
0<br />
200<br />
400<br />
600<br />
Underside, IBR<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Kropstykkelse [mm]<br />
180 190 200 210 220 230 240<br />
Overside, IBR<br />
Underside, OPS<br />
Overside, OPS<br />
Figur 110: Sammenhæng mellem mindste kabelkraft for de fire tilfælde i tabel 32 som<br />
funktion af kropstykkelsen af T-profilet. Valg af yk = -100 mm for alle værdier. Øvrige<br />
tværsnitsmål er som angivet på figur 104.<br />
Kabelkraft [kN]<br />
-1800<br />
-1600<br />
-1400<br />
-1200<br />
-1000<br />
-800<br />
Kropstykkelse [mm]<br />
200 210 220 230 240 250<br />
45 % ekstra<br />
Numerisk største<br />
kabelkraft<br />
Numerisk<br />
mindste<br />
kabelkraft<br />
Figur 111: Sammenhæng mellem samlet kabelkraftinterval og kropstykkelse. Valg af yk er<br />
optimeret for hver værdi af kropstykkelsen. Øvrige tværsnitsmål er som angivet på figur<br />
104.<br />
Det ses af figur 111, at kriteriet om minimum 45 % forøgelse af kabelkraft i forhold til mindste kabelkraft<br />
kræver en kropstykkelse på minimum 210 mm, hvilket derfor er valgt. Samme analyse er<br />
foretaget for variation af flangehøjden, hvilket er angivet på figur 112, hvor det ud fra de givne kriterier,<br />
ses at en flangehøjde på 300 mm er optimal.
Kabelkraft [kN]<br />
-1600<br />
-1400<br />
-1200<br />
-1000<br />
-800<br />
-600<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Flangehøjde [mm]<br />
270 275 280 285 290 295 300 305 310<br />
Numerisk største<br />
kabelkraft<br />
Numerisk mindste<br />
kabelkraft<br />
45 % ekstra<br />
Figur 112: Sammenhæng mellem samlet kabelkraftinterval og flangehøjden. Valg af yk er optimeret<br />
for hver værdi af flangehøjden. Øvrige tværsnitsmål er som angivet på figur 104.<br />
En mere præcis optimering kan foretages ved inddragelse af økonomiske parametre, idet det herved<br />
kan vurderes om det vil være økonomisk rentabelt at øge tværsnitsprofilets dimensioner for at mindske<br />
opspændingskraften. En sådan analyse er ikke foretaget.<br />
Bestemmelse af kabelkraftexcentricitet ved MAD og MDG<br />
Med fastsat opspændingskraft opstilles et interval for kabelkraftens excentricitet ved det hårdest<br />
belastede snit på spændet AD og DG, hvor momentet er henholdsvis MAD og MDG.<br />
Der tages udgangspunkt i (D.20) hvor yk isoleres.<br />
K Mq −K ⋅yk<br />
σc < − < σt<br />
A W<br />
Mq K K ⋅ y M<br />
k<br />
q K<br />
σc + − < < σt<br />
+ −<br />
W A W W A<br />
σc ⋅W Mq W σt<br />
⋅W<br />
Mq<br />
W<br />
K<br />
+ − < yk<br />
< + − , for underside > 0<br />
K K A K K A<br />
W<br />
σt ⋅W Mq W σc<br />
⋅W<br />
Mq<br />
W<br />
K<br />
+ − < yk<br />
< + − , for overside < 0<br />
K K A K K A<br />
W<br />
(D.21)<br />
Der er i (D.21) delt op i underside og overside, idet ulighederne ifølge regneregler for uligheder skal<br />
vendes når der multipliceres med negative værdier.<br />
Ved udregning af intervallet anvendes K = Kops = -1374 kN. De anvendte ydre momenter for hvert<br />
tilfælde er angivet i tabel 33. Da der er symmetri i det statiske system er MAD = MDG.<br />
165
166<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Tabel 33: Anvendte kritiske værdier af moment til bestemmelse af intervaller for kabelkraftexcentriciteten i<br />
tabel 34. Værdier for moment er angivet i tabel 30 under MAD og MDG.<br />
Overside, OPS underside, OPS Overside, IBR Underside, IBR<br />
Nedre grænse for yk Mg Mg Mg + Mp,min + Mv,max Mg + Mp,min + Mv,max<br />
Øvre grænse for yk Mg Mg Mg + Mp,max + Mv,min Mg + Mp,max + Mv,min<br />
De udregnede kabelkraftexcentriciteter ses i tabel 34.<br />
Tabel 34: Intervaller for kabelkraftexcentricitet for spændinger i overside og underside i OPS og IBR for<br />
Kops= -1374 kN. Kabelkraftexcentricitet regnet med fortegn som angivet i figur 108.<br />
Overside,<br />
OPS [mm]<br />
Underside,<br />
OPS [mm]<br />
Overside,<br />
IBR [mm]<br />
Underside,<br />
IBR [mm]<br />
Krævet interval<br />
[mm]<br />
Nedre grænse for y k -201 -184 -102 -115 -102<br />
Øvre grænse for y k 294 84 374 75 75<br />
Det ses af tabel 34, at kabelkraftexcentriciteten i spændet AD og DG kan vælges indenfor et rimeligt<br />
interval. Der vælges en værdi på yk = 50 mm<br />
Endelig kabelføring<br />
Til bestemmelse af den endelige kabelføring er der taget udgangspunkt i de tre fundne kabelexcentriciteter<br />
for yk i D og ved maksimale momenter i spændene AD og DG. For at forenkle kabelføringen<br />
er det valgt at udføre kabelføringen som tre efter hinanden følgende cirkelbuer med ens radius<br />
som angivet på figur 113.<br />
y =−25<br />
mm<br />
kA ,<br />
tgp<br />
y kB , = 50 mm<br />
y kF , = 50 mm<br />
y =−100<br />
mm<br />
R = 39 m<br />
B<br />
kD ,<br />
R = 39 m<br />
D<br />
R = 39 m<br />
A B C D E F<br />
G<br />
L<br />
6<br />
L<br />
6<br />
L<br />
6<br />
L<br />
6<br />
L<br />
6<br />
F<br />
L<br />
6<br />
y =−25<br />
mm<br />
Figur 113: Endelig kabelføring. Radius er beregnet i det følgende ved indsættelse i (D.22). Figuren er ikke<br />
målfast.<br />
Excentriciteten i A og G bliver på grund af geometrien til middelexcentriciteten af B og D, hvilket er<br />
yk,A = yk,G = -25 mm. Radius er fundet ud fra et simpelt tilnærmet udtryk for ordinaten, Δh, som funktion<br />
af x-afstanden og radius for en cirkelbue som defineret på figur 114<br />
2<br />
Δx<br />
Δh≈ 2 ⋅ R<br />
hvor<br />
Δh er ordinaten som defineret på figur 114 [m]<br />
Δx er den vandrette afstand som defineret på figur 114 [m]<br />
R er radius af cirkelbuen som defineret på figur 114 [m]<br />
[Kloch 2002, p4.1]<br />
kG ,<br />
(D.22)
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Figur 114: Definitionsskitse af<br />
ordinaten Δh og Δφ som funktion<br />
af x-afstanden og radius for en<br />
cirkelbue.[Kloch 2002, p4.1]<br />
Ved isolering af R i (D.22) bliver radius for cirkelbuerne<br />
2<br />
Δx<br />
R =<br />
2 ⋅Δh<br />
2<br />
⎛L⎞ ⎜ ⎟<br />
6<br />
R =<br />
⎝ ⎠<br />
2 ⋅( y − y )<br />
kB , kA ,<br />
⎛14,5 m ⎞<br />
⎜ ⎟<br />
6<br />
R =<br />
⎝ ⎠<br />
⋅ − − ⋅<br />
−3<br />
2 (50 ( 25)) 10 m<br />
R = 39 m<br />
Anvendelse af (D.22) er kun for Δx
168<br />
A<br />
x<br />
System 1<br />
q<br />
Umax,1<br />
L = 14,5 m<br />
Figur 115: Statisk bestemt system 1 og 2.<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
G<br />
A<br />
L<br />
= 7, 25 m<br />
2<br />
System 2<br />
Q<br />
U max,2<br />
L<br />
= 7, 25 m<br />
2<br />
Da q er den reelle linielast ønskes Q bestemt som funktion af q, hvilket gøres ved at sætte udbøjnin-<br />
gen ved<br />
hvor<br />
L<br />
x = lig nul. Udbøjningen ved<br />
2<br />
L<br />
x = findes ved tabelopslag for de to tilfælde til<br />
2<br />
U<br />
U<br />
max,1<br />
max,2<br />
Umax,1 er udbøjningen for system 1 [mm]<br />
Umax,2 er udbøjningen for system 2 [mm]<br />
[Teknisk Ståbi 2003, p99 og 101]<br />
4<br />
5 q⋅L = ⋅<br />
384 E⋅I 3<br />
1 Q⋅L = ⋅<br />
48 E⋅I G<br />
(D.23)<br />
Ved at sætte den samlede udbøjning lig nul svarende til, at udbøjningerne har samme værdi men<br />
modsatrettede, bestemmes Q til<br />
U =−U<br />
max,1 max,2<br />
4 3<br />
5 q⋅L 1 Q⋅L ⋅ =− ⋅<br />
384 E⋅I 48 E⋅I 5<br />
Q=− ⋅q⋅L 8<br />
Forskriften for den samlede momentkurve mellem A og D for det reelle tilfælde bestemmes nu ved<br />
superposition af momentkurverne for system 1 og 2, hvor Q udtrykkes som funktion af q som fundet<br />
ovenfor.<br />
M( x) = M1( x) + M2( x)<br />
1 1 ⎛ 5 ⎞<br />
L<br />
M( x) = ⋅q⋅x⋅( L− x) + ⋅⎜− ⋅q⋅L⎟⋅x, for x≤<br />
2 2 ⎝ 8 ⎠<br />
2<br />
1 ⎛3 ⎞<br />
L<br />
M( x) = ⋅q⋅x⋅⎜ ⋅L−x⎟, for x≤<br />
2 ⎝8 ⎠<br />
2<br />
hvor<br />
M(x) er den samlede momentkurve [kNm]<br />
M1(x) er momentkurven for system 1 [kNm]<br />
M2(x) er momentkurven for system 2 [kNm]<br />
(D.24)
[Teknisk Ståbi 2003, p99 og 101]<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
⎡ L ⎤<br />
Værdien af x ved det maksimale moment for strækningen x = ⎢0 ;<br />
2 ⎥ findes til<br />
⎣ ⎦<br />
dM ( x)<br />
= 0<br />
dx<br />
−(16 ⋅x−3 ⋅L) ⋅ q<br />
= 0<br />
16<br />
x= 0,1875 ⋅L<br />
Det ses, at det maksimale moment findes tæt på snittet 0,1667 ⋅ L med maksimal positiv kabelkraftexcentricitet,<br />
hvorfor kabelføringen er vurderet tilfredsstillende.<br />
D.3.3 Tab af kabelkraft<br />
I dette afsnit behandles friktionstab, låsetab, svind, krybning og armeringsrelaksation.<br />
Friktionstab<br />
For efterspændte konstruktioner opstår der friktionstab i spændkablet grundet kontaktkræfter mellem<br />
beton og armering. Kabelkraften medregnet friktionstab udregnes ved<br />
hvor<br />
K = K ⋅exp( −( μ⋅ ϕ + k⋅ s))<br />
(D.25)<br />
mek<br />
Kmek er kabelkraften medregnet friktionstab, kaldet mekanisk kabelkraft [kN]<br />
K0 er kabelkraften i begyndelsespunktet ved opspænding [kN]<br />
µ er friktionskoefficienten mellem beton og armering [-]<br />
φ er den summerede vinkeldrejning af armeringen fra 0 til s [rad]<br />
k er en empirisk konstant, der afhænger af opspændingssystemet [-]<br />
s er afstanden fra begyndelsespunktet målt langs armeringen [m]<br />
[Kloch 2002, p5.1]<br />
0<br />
Der er for spændbetonkonstruktionen valgt at opspænde fra begge bjælkeender. Dette betyder, at<br />
friktionstabet og dermed kabelkraften er symmetrisk omkring midtpunktet D, hvorfor der kun udregnes<br />
friktionstab fra A til D.<br />
Kabelkraften ved begyndelsespunktet regnes lig opspændingskraften, K0 = Kops = -1374 kN. Værdi-<br />
erne for µ og k oplyses normalt af leverandøren, men da der til denne beregning ikke foreligger værdier<br />
for disse anvendes skønnede værdier på µ = 0,3 og k = 0,005 [Kloch 2002, p5.3]. Afstanden s<br />
tilnærmes den vandrette afstand x, hvilket er en god tilnærmelse i dette tilfælde, hvor Δh
[Kloch 2002, p4.1 og 5.2]<br />
170<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Δx<br />
Δ ϕ =<br />
R<br />
s<br />
ϕ = Δϕ<br />
∑<br />
0<br />
(D.26)<br />
Som eksempel på friktionstabsberegningen er der i det følgende udregnet den mekaniske kabelkraft i<br />
B.<br />
Δφ beregnes ved (D.26) til<br />
Δ ϕ =<br />
Δ ϕ =<br />
2,42 m<br />
39 m<br />
0,062<br />
Da Δφ for strækning A-B er lig den akkumulerede vinkeldrejning φ i B udregnes Kmek ved (D.25) til<br />
K<br />
K<br />
mek<br />
mek<br />
=−1374 kN ⋅exp( −(0,3⋅ 0,062 + 0,005 ⋅2,42<br />
m))<br />
=−1332<br />
kN<br />
Kabelkraften medregnet friktionstab udregnes for strækningen A til D som opstillet i tabel 35.<br />
Tabel 35: Beregningstabel for friktionstab.<br />
Punkt/strækning x [m] y k [m] Δx [m] Δφ [rad] φ [rad] K mek [kN]<br />
A 0,00 -0,025 0,000 -1374<br />
A-B 2,42 0,062<br />
B 2,42 0,050 0,062 -1332<br />
B-C 2,42 0,062<br />
C 4,83 -0,025 0,124 -1292<br />
C-D 2,42 0,062<br />
D 7,25 -0,100 0,186 -1253<br />
Den mekaniske kabelkraft, Kmek er en eksponentialfunktion, jf. (D.25), men som det ses af figur 116<br />
kan kurven tilnærmes en lineær kurve, hvilket udnyttes til beregning af låsetab i det følgende.
K [kN]<br />
1400<br />
1380<br />
1360<br />
1340<br />
1320<br />
1300<br />
1280<br />
1260<br />
1240<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
0 1 2 3 4<br />
x [m]<br />
5 6 7 8<br />
Figur 116: Den mekaniske kabelkraft optegnet med værdier fra tabel 35.<br />
Låsetab<br />
Der anvendes i denne konstruktion en kilelås til forankring af kablet ved bjælkeenden. Der vil ved<br />
anvendelse af kileforankring ske et låsetab ved forankringen, idet kablet glider et lille stykke ind i<br />
låsen, når donkraften frigøres, hvilket er beregnet i dette afsnit. På figur 117 ses en principskitse af<br />
låsetabet.<br />
dK<br />
K [kN]<br />
K0<br />
'<br />
K0<br />
Låsetabsareal<br />
Kops<br />
Kmek<br />
Kinit<br />
A D<br />
x<br />
1<br />
K1<br />
Kinit = Kmek<br />
Figur 117: Principskitse af låsetabsberegning samt anvendte symboler.<br />
Når kablet glider ved frigørelse af donkraften, vil der opstå friktionskræfter af samme størrelse, men<br />
i modsat retning af friktionstabet ved den mekaniske kabelkraft, hvilket gør, at låsetabet mindskes<br />
med afstanden fra begyndelsespunktet A. Ved låsetabsberegningen skal afstanden x1 findes, som<br />
afstanden, hvortil låsetabet har indflydelse på den mekaniske kabelkraft. Herefter kan kabelkraften i<br />
x [m]<br />
171
172<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
T-profilet umiddelbart efter opspænding, dvs. inklusiv friktion- og låsetab optegnes. Denne kurve<br />
kaldes den initiale kabelkraft, Kinit.<br />
Til bestemmelse af låsetabet anvendes udtrykket<br />
dl ⋅As ⋅ Es = ∫ dK ⋅dx<br />
0<br />
(D.27)<br />
hvor<br />
dl er låseglidningen som er det stykke kablet glider ind i kilelåsen [mm]<br />
As er tværsnitsarealet af armeringen [mm 2 ]<br />
Es er elasticitetsmodulet for armeringen [MPa]<br />
x1 er låsetabslængden som angivet på figur 117 [mm]<br />
dK er forskellen mellem den mekaniske og den initiale opspænding [kN]<br />
[Kloch 2002, p5.3]<br />
Venstresiden af (D.27) er låsetabsarealet som er afhængig af forankringssystemet. Værdien for låsetabsarealet<br />
eller låseglidningen oplyses normalt af leverandøren, men da der til denne beregning ikke<br />
foreligger værdier for en af disse anvendes en skønnet værdi på dl = 4 mm [Kloch 2002, p5.3].<br />
Der er i afsnit D.3.2 valgt at anvende 12 x L12,5 liner som spændarmering, som hver har et tvær-<br />
snitsareal på As = 93 mm 2 [Kloch 2002, p2.2]. Elasticitetsmodulet, Es, findes ud fra arbejdskurven<br />
for L12,5 liner, jf. figur 118.<br />
x1
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Figur 118: Arbejdskurve L12,5 liner. [Spændbeton]<br />
Der anvendes elasticitetsmodulet svarende til den lineære kurve op til 120 kN . Ved anvendelse af<br />
line<br />
den konstitutive betingelse for armeringen findes Es til<br />
Låsetabsarealet beregnes ved (D.27) til<br />
σ = Es<br />
⋅ε<br />
σ<br />
Es<br />
=<br />
ε<br />
⋅<br />
s<br />
3<br />
120 10 N<br />
2<br />
93 mm<br />
−3<br />
Es<br />
=<br />
710 ⋅<br />
E = ⋅<br />
5<br />
1,85 10 MPa<br />
dl ⋅As ⋅ Es<br />
= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅<br />
dl ⋅A⋅ E =<br />
826 kNm<br />
s s<br />
2 5<br />
4 mm 12 93 mm 1,85 10 MPa<br />
173
174<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
For at finde låsetabslængden, x1, betragtes figur 117. Da det ved betragtning af figur 116 er tilnær-<br />
met, at Kmek og dermed også Kinit er lineær beregnes højresiden i (D.27) som arealet af den skravere-<br />
de trekant på figur 117.<br />
Det eftervises, at x1 = 7,05 m giver den korrekte låsetabslængde. For x1 = 7,05 m beregnes φ ved<br />
(D.26) til<br />
K1 beregnes ved (D.25) til<br />
Højresiden i (D.27),<br />
x1<br />
∫<br />
0<br />
dK ⋅ dx<br />
x1<br />
∫<br />
0<br />
x1<br />
∫<br />
0<br />
x1<br />
Da 826 kNm ≈ 830 kNm er<br />
∫<br />
0<br />
1<br />
ϕ =<br />
ϕ =<br />
K1=−1374 kN ⋅e<br />
K =−1256<br />
kN<br />
7,05 m<br />
39 m<br />
0,18<br />
−(0,3⋅ 0,18+ 0,005⋅7,05 m)<br />
, beregnes som arealet af trekanten i figur 117 til<br />
1<br />
dK ⋅ dx = x1⋅2⋅ K0 −K1 ⋅<br />
2<br />
1<br />
dK ⋅ dx = 7,05 m ⋅2⋅ − 1374 kN + 1256 kN ⋅<br />
2<br />
dK ⋅ dx = 830 kNm<br />
korrekt. Den initiale kabelkraft i begyndelsespunktet,<br />
Svindtøjning<br />
x1<br />
dl ⋅As ⋅Es ≈∫ dK ⋅dx<br />
og en låsetabslængde på x1 = 7,05 m er derfor<br />
'<br />
0<br />
'<br />
0<br />
0 0 1<br />
'<br />
0 =−1139<br />
kN<br />
0<br />
'<br />
K 0 beregnes til<br />
( )<br />
( )<br />
K = K −2⋅ K −K<br />
K<br />
K<br />
=−1374 kN −2⋅ −1374<br />
kN+1256 kN<br />
Friktions- og låsetab er tab, der sker momentant under opspænding og ved frigørelse af donkraften.<br />
Efter opspænding sker der yderligere tab i kabelkraften grundet blandt andet svind i betonen. Svind<br />
opstår ved udtørring af betonen og kan beregnes ved følgende empiriske udtryk<br />
hvor<br />
ε = ε ⋅k ⋅k ⋅ k<br />
(D.28)<br />
s b b d t<br />
εs er tøjningen forårsaget af svind i betonen [‰]
εb er basissvindet [‰]<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
kb er en faktor der afhænger af betonens sammensætning [-]<br />
kd er en faktor der afhænger af konstruktionsdelens geometri [-]<br />
kt er en faktor der beskriver svindforløbet som funktion af tiden [-]<br />
[Teknisk Ståbi 2003, p151]<br />
Basissvindet, εb bestemmes ved aflæsning i figur 119 til εb = 0,12, idet der er anvendt en vægtet<br />
relativ luftfugtighed på 90 % igennem hele bygningens levetid. Det er vurderet, at en relativ fugtighed<br />
på 100 % ikke vil være sandsynligt, da det kun er undersiden af profilet, der er i direkte kontakt<br />
med vand.<br />
Figur 119: Basissvindet, εb. [Teknisk<br />
Ståbi 2003, p153]<br />
Figur 120: Betonsammensætningens indflydelse, kb.<br />
[Teknisk Ståbi 2003, p150]<br />
Faktoren kb er fundet ved aflæsning i figur 120 til kb = 0,86, idet der er valgt et vandcementforhold<br />
på v<br />
c = 0,45 og et cementindhold på c = 350 kg<br />
3 svarende til vejledende betonsammensætning for<br />
m<br />
aggressiv miljøklasse [Teknisk Ståbi 2003, p145].<br />
Til bestemmelse af faktoren kd bestemmes indgangsparameteren ved<br />
hvor<br />
ræ er den ækvivalente radius [m]<br />
r<br />
æ<br />
2 ⋅ Ab<br />
= (D.29)<br />
s<br />
Ab er arealet af betontværsnittet, jf. figur 121 [m 2 ]<br />
s er omkredsen af den del af tværsnittet som ikke støder op til fugtisolerende materiale,<br />
jf. figur 121 [m]<br />
[Teknisk Ståbi 2003, p151]<br />
Den ækvivalente radius bestemmes ved figur 121, idet de sider af flangen der er forbundet med de<br />
tilstødende T-profiler regnes som fugtisolerende grundet symmetri og har dermed samme vanddamptryk<br />
ved dette snit.<br />
175
176<br />
Fugtisolerende<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
s = s1+ s2<br />
s1<br />
Ab<br />
s2<br />
Fugtisolerende<br />
Figur 121: Definition af størrelser til bestemmelse af ækvivalent radius.<br />
Indsat i (D.29) og ved anvendelse af tværsnitsgeometrien som angivet i figur 104 bestemmes ræ til<br />
r<br />
r<br />
æ<br />
æ<br />
2<br />
2⋅0,417 m<br />
=<br />
2⋅ 0,9 m+ 2⋅0,7 m<br />
= 0,26 m<br />
Ved aflæsning i figur 122 for svindkurven bliver kd = 0,71<br />
Figur 122: Dimensionsindflydelse, kd. [Teknisk<br />
Ståbi 2003, p151]<br />
Figur 123: Tidens indflydelse, kt. [Teknisk Ståbi<br />
2003, p151]<br />
Til bestemmelse af faktoren kt skal indgangsparametrene ræ samt eksponeringstiden bruges, hvor<br />
eksponeringstiden er tiden fra udstøbning af betonen til tidspunktet for svindberegningen. Langtidstilstanden<br />
af spændbetonkonstruktionen undersøges, hvorfor der vælges at anvende en eksponeringstid<br />
på 10 år = 3650 døgn, hvor svindtøjningerne er antaget fuldt afviklede. Faktoren kt aflæses på<br />
figur 123 til kt = 0,97.
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
De samlede svindtøjninger beregnes nu ved anvendelse af (D.28) til<br />
ε s = 0,12 ‰ ⋅0,86 ⋅0,71 ⋅0,97<br />
ε = 0,069 ‰<br />
s<br />
Tabet i armeringskraften grundet svindtøjningen behandles samlet med krybetøjningerne senere i<br />
afsnittet.<br />
Krybetøjning<br />
Krybetøjninger er tøjninger forårsaget af spændingsniveauet i betonen. For at kende den endelige<br />
krybning er det derfor nødvendigt at kende betonens lasthistorie. I dette tilfælde er lasthistorien for<br />
T-profilet som angivet på figur 124, idet lasthistorien er som beskrevet i afsnit 6.3.1 i hovedrapporten.<br />
IBR : qg+ K + qp, normal + qv,<br />
normal<br />
OPS: qg+ K<br />
Last<br />
0<br />
3 døgn<br />
90 døgn<br />
Figur 124: Lasthistorie til beregning af krybetøjning.<br />
Ved beregning af krybningen betragtes to lastperioder: periode 3-90 og periode 90-3650. Der opstår<br />
ikke krybning i perioden fra 0-3 døgn, da der her ikke regnes med last på konstruktionen. I det følgende<br />
beregnes krybetøjningen for periode 3-90 døgn. Beregnede parametre for begge perioder ses i<br />
tabel 36.<br />
Krybetøjningen beregnes ved udtrykket<br />
hvor<br />
εc er krybetøjningen [-]<br />
ψ er krybetallet [-]<br />
10 år<br />
ψ ⋅n0 ⋅σc<br />
εc = , for σc<br />
< 0,5 ⋅ fck<br />
(D.30)<br />
E<br />
sk<br />
n0 er forholdet mellem armeringens og betonens elasticitetsmoduler [-]<br />
σc er betontrykspændingerne i armeringsniveauet indsat positivt for tryk [MPa]<br />
Esk er armeringens karakteristiske elasticitetsmodul [MPa]<br />
fck er den karakteristiske betontrykstyrke [MPa]<br />
[Teknisk Ståbi 2003, p150]<br />
Tid<br />
177
Krybetallet udtrykkes ved<br />
hvor<br />
178<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
ka er en faktor, der afhænger af betonens hærdealder [-]<br />
kb er en faktor, der afhænger af betonsammensætningen [-]<br />
kc er en faktor, der angiver klimaets indflydelse [-]<br />
kd er en faktor, der angiver dimensionens indflydelse [-]<br />
kt er en faktor, der angiver af tidens indflydelse [-]<br />
[Teknisk Ståbi 2003, p150]<br />
ψ = ka ⋅kb ⋅kc ⋅kd ⋅ kt<br />
(D.31)<br />
Til bestemmelse af ka skal modenheden, M20, samt styrkeklassen af betonen være kendt. Da det i<br />
afsnit D.3.1 er forudsat, at betonen har opnået en styrke på opspændingstidspunktet, OPS, på 70 % af<br />
den karakteristiske betontrykstyrke svarende til en styrke på 0,7 ⋅ 35 MPa = 24,5 MPa , bestemmes<br />
kravet til modenheden ud fra dette. På figur 125 aflæses den krævede modenhed til M20 = 7 modenhedsdøgn.<br />
Figur 125: Styrkeudvikling som funktion af modenheden<br />
for almindelighærdnende portlandcement.<br />
[Herholdt et al. 1985, p487]<br />
Figur 126: Tidstemperaturfunktion til bestemmelse<br />
af modenhed. [Teknisk Ståbi 2003, p149]<br />
For at opnå en modenhed på 7 hærdedøgn efter 3 døgn kræves en hærdehastighed, der er 7<br />
3 hurtigere<br />
end ved en temperatur på 20 °C [Teknisk Ståbi 2003, p149]. Ved aflæsning i figur 126 kræves derfor<br />
en gennemsnitlig hærdetemperatur på 39 °C i de første 3 døgn for at opnå den ønskede modenhed.<br />
Ved høje hærdetemperaturer skal det undersøges, om der er risiko for dannelse af termorevner i<br />
betonen, hvilket skal undgås. En nærmere analyse af dette er ikke foretaget i denne dimensionering.<br />
Styrkeklassen bestemmes til 52,5, idet der anvendes Basis-cement [Cement og beton 2002, p13].<br />
Faktoren ka bestemmes ved aflæsning i figur 127 til ka = 1,10.
Figur 127: Alderens indflydelse, ka. [Teknisk<br />
Ståbi 2003, p150]<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Figur 128: Klimaindflydelse, kc. [Teknisk<br />
Ståbi 2003, p151]<br />
Faktoren kb er identisk med faktoren til svindberegningen og fundet i figur 120 til kb = 0,86.<br />
Faktoren kc aflæses i figur 128 ud fra en vægtet relativ fugtighed på 90 % til kc = 1,48.<br />
Faktoren kd aflæses i figur 122 ud fra ræ = 0,26 m til kd = 0,79.<br />
Faktoren kt aflæses i figur 123 ud fra en lasttid på 87 døgn til kt = 0,4.<br />
Ved indsættelse i (D.31) bestemmes ψ til<br />
Forholdet n0 bestemmes ved<br />
hvor<br />
ψ = 1,10 ⋅0,86⋅1,48⋅0,79⋅0,4 ψ = 0,45<br />
⎛ 13 ⎞<br />
n0<br />
= 5,5 ⋅ ⎜1+ ⎜<br />
⎟<br />
f ⎟<br />
⎝ ck , M ⎠<br />
fck,M er den karakteristiske betontrykstyrke på belastningstidspunktet [MPa]<br />
[Teknisk Ståbi 2003, p150]<br />
(D.32)<br />
Det er tidligere beregnet, at betontrykstyrken på belastningstidspunktet er fck,M = 24,5 MPa, der ved<br />
indsættelse i (D.32) giver<br />
⎛ 13 ⎞<br />
n0<br />
= 5,5 ⋅ ⎜1+ 24,5 MPa<br />
⎟<br />
⎝ ⎠<br />
n = 8, 42<br />
0<br />
Trykspændingerne i betonen ved armeringsniveau, σc, varierer langs T-profilet. For et vægtet gennemsnit<br />
vælges betontrykspændingen som et gennemsnit af trykspændingerne i snittene med MD,<br />
MAD og MDG, hvor det for snittene med MAD og MDG er tilnærmet, at kabelkraftexcentriciteten er 50<br />
179
180<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
mm. Som værdi for kabelkraften vælges den maksimale værdi af den initiale opspændingskraft,<br />
hvilket er lig K1 = -1256 kN, jf. figur 117, da det er spændingerne efter opspænding, der påvirker<br />
betonen til krybning. Valget af maksimal initial kabelkraft er på den sikre side, idet en større kabelkraft<br />
giver større tøjning og dermed større tab i kabelkraft. Ved anvendelse af Naviers formel bliver<br />
spændingerne<br />
hvor<br />
K M 1 gD , −K1 ⋅ykD<br />
,<br />
σ D = − ⋅yk,<br />
D<br />
A I<br />
− ⋅<br />
σ D =<br />
417 ⋅10 mm<br />
−<br />
−<br />
⋅ −− ⋅<br />
23,48 ⋅10<br />
mm<br />
⋅−<br />
⋅−<br />
σ =−3,84<br />
MPa<br />
D<br />
3 6 3<br />
1256 10 N 68,5 10 Nmm 1256 10 N 100 mm<br />
100 mm<br />
3 2 9 4<br />
σD er betonspændingerne i armeringsniveau ved snit D. Tryk regnet negativ [MPa]<br />
På samme måde findes spændingerne ved MAD og MDG til σAD = σDG = -3,23 MPa. Gennemsnittet af<br />
disse tre spændinger bliver således<br />
−3,84 MPa −3,23 MPa −3,23<br />
MPa<br />
σ =<br />
3<br />
σ =−3,<br />
43 MPa<br />
(D.33)<br />
Spændingen fundet i (D.33) indsættes som betontrykspændingen i armeringsniveau, positiv som<br />
tryk. Da armeringens elasticitetsmodul er fundet ovenfor bestemmes krybetøjningen ved indsættelse<br />
i (D.30) til<br />
0,45⋅8,42⋅3,43 MPa<br />
ε =<br />
c<br />
ε = 0,070 ‰<br />
c<br />
5<br />
1,85⋅10 MPa<br />
På samme måde bestemmes krybetøjningen for perioden 90-3650 døgn. Resultatet for beregningen<br />
af begge perioder ses i tabel 36.<br />
Tabel 36: Resultat af krybningsberegning.<br />
Periode 3-90 Periode 90-3650<br />
Modenhed, M20 [døgn] 7 90<br />
ka [-] 1,10 0,48<br />
kb [-] 0,86 0,86<br />
kc [-] 1,48 1,48<br />
kd [-] 0,79 0,79<br />
kt [-] 0,40 0,97<br />
ψ [-] 0,45 0,47<br />
σc [MPa] -3,43 -3,19<br />
n0 [-] 8,42 7,54<br />
εc [‰] 0,070 0,061<br />
Med kendte tøjninger fra svind og krybning udregnes tabet i kabelkraften, ΔKs+c, fra disse til
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
( ε ε )<br />
( 0,069 ‰ 0,070 ‰<br />
5 2<br />
0,061 ‰ ) 1,85 10 MPa 12 93 mm<br />
Δ Ks+ c= s+ c ⋅Esk⋅As Δ Ks+<br />
c=<br />
+ + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅<br />
Δ K = 41 kN<br />
s+ c<br />
Armeringsrelaksation<br />
I armeringen vil der ske et spændingstab over tid, grundet spændarmeringen er udsat for kontinuert<br />
tøjning. Dette tab afhænger især af begyndelsesspændingen i armeringen. I dette afsnit angiver kabelkraften<br />
kraften i armeringen, da det er spændingen i armeringen der giver armeringsrelaksationen.<br />
Derfor er der anvendt kabelkræfter med modsat fortegn, da en kabeltrykkraft på betonen svarer til en<br />
kabeltrækkraft i armeringen. Armeringsrelaksationen beregnes af udtrykket<br />
β<br />
⎛ t ⎞<br />
Δ σr() t = γ ⋅Δσr(1000) ⋅⎜ ⎟<br />
⎝1000 ⎠ (D.34)<br />
hvor<br />
Δσr(t) er den tidsafhængige armeringsrelaksation [%]<br />
γ er en reduktionsfaktor, der tager hensyn til gensidig påvirkning fra svind- og krybningstab<br />
[-]<br />
Δσr(1000) er armeringsrelaksationen efter 1000 timer [%]<br />
t er tiden for armeringsrelaksationsberegningen [h]<br />
β er en faktor, der sættes til 0,2 hvis ikke nærmere oplysninger foreligger [-]<br />
[Kloch 2002, p6.3]<br />
Værdien af Δσr(1000) aflæses ved tabelopslag, hvor indgangsparameteren er opspændingsgraden beregnet<br />
som forholdet mellem den initiale opspændingskraft og brudstyrken af armeringen. Ved an-<br />
vendelse af den største initiale opspændingskraft, K1 = 1256 kN, jf. figur 117, og en brudkraft på Ftk<br />
= 164 kN , jf. figur 118 bliver opspændingsgraden<br />
Line<br />
1256 kN<br />
Opspændingsgrad =<br />
12 ⋅164<br />
kN<br />
Opspændingsgrad = 64 %<br />
Da L12,5 liner er i lav relaksationsklasse, jf. linespecifikationen på figur 118, bliver relaksationen<br />
efter 1000 timer ved lineær interpolation af aflæsningen i figur 129 Δσr(1000) = 1,4 %.<br />
Figur 129: Relaksation efter 1000 timer. [Kloch 2002, p6.3]<br />
Reduktionsfaktoren, γ, bestemmes ved<br />
181
hvor<br />
182<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
γ<br />
ΔK<br />
K<br />
ΔKs+c er tab i kabelkraft fra svind og krybning [kN]<br />
[Kloch 2002, p6.4]<br />
Da både ΔKs+c og K1 er kendte, udregnes γ ved indsættelse i (D.35) til<br />
s+ c<br />
=1−2⋅ (D.35)<br />
41 kN<br />
γ =1−2⋅<br />
1256 kN<br />
γ = 0,93<br />
Armeringsrelaksationen i langtidstilstanden efter 10 år udregnes ved indsættelse i (D.34) til<br />
⎛10 ⋅365⋅24⎞ Δ σ r (10 år) = 0, 93 ⋅1, 4 % ⋅⎜ ⎟<br />
⎝ 1000 ⎠<br />
Δ σ (10 år) = 3, 20 %<br />
r<br />
Tabet i kabelkraften grundet armeringsrelaksation på 3,20 % af den initiale opspændingskraft svarer<br />
til<br />
Effektiv kabelkraft<br />
Δ Kr<br />
= 0,032 ⋅1256<br />
kN<br />
Δ K = 40 kN<br />
r<br />
Det er nu muligt at bestemme den effektive kabelkraft, som er den kraft kablet regnes at skulle have<br />
i langtidstilstanden, når der er taget højde for samtlige tab af kabelkraft. Svind- og krybningstab samt<br />
armeringsrelaksationstab regnes at være ens fordelt over hele T-profilets længde, hvorfor den effektive<br />
kabelkraft kan udregnes som<br />
eff init s+ c r<br />
Den effektive kabelkraft bliver som optegnet på figur 130.<br />
1<br />
K = K −ΔK −Δ K<br />
(D.36)<br />
0,2
K =−1374<br />
kN<br />
0<br />
K =−1139<br />
kN<br />
'<br />
0<br />
K =−1057<br />
kN<br />
Aeff ,<br />
K [kN]<br />
A<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Kops<br />
Kmek<br />
Kinit<br />
Keff<br />
B C<br />
x = 7,05 m<br />
1<br />
K1, mek = K1,<br />
init =−1256<br />
kN<br />
K =−1175<br />
kN<br />
1, eff<br />
K =−1421<br />
kN<br />
KDinit , = KDmek<br />
, =−1253<br />
kN<br />
0, 20 m<br />
øvre grænse,D<br />
K =−1172<br />
kN<br />
Deff ,<br />
K =−948<br />
kN<br />
nedre grænse,D<br />
Figur 130: Effektiv kabelkraft, Keff på betonen. Kurven er symmetrisk omkring D. Der er angivet nedre og øvre<br />
værdi for kabelkraftens størrelse for det beregnede tilladelige interval i D<br />
Det ses af figur 130, at den effektive kabelkraft i D ikke kommer udenfor det beregnede kabelkraftinterval<br />
i afsnit D.3.2 tabel 32 på -1421 kN < KD < -948 kN. Ved indsættelse af den mindste effekti-<br />
ve kabelkraft i (D.21) fås et interval for yk på -80 mm < yk < 72 mm. Dette betyder, at kabelføringen i<br />
punktet med størst moment på strækningen A-D også overholder kriterierne i langtidstilstanden, da<br />
det tidligere er vist, at dette moment findes nær det snit i T-profilet, hvor der er maksimal positiv<br />
kabelkraftexcentricitet på 50 mm, jf. figur 113. Dermed er det vist, at kravene i anvendelsesgrænsetilstanden<br />
også er overholdt i langtidstilstanden. Det skal sikres, at der ved udførelsen er en tolerance<br />
på placeringen af kablet på mindre end 22 mm, da der ellers er risiko for at kabelexcentriciteten<br />
kommer over 72 mm ved det største moment på strækningen A-D.<br />
D.3.4 Beregning i brudgrænsetilstanden<br />
Der er i det foregående kun taget højde for, at T-profilet overholder kravene til anvendelsesgrænsetilstanden.<br />
I dette afsnit eftervises, at T-profilet overholder kravene i brudgrænsetilstanden.<br />
Beregning af brudmoment<br />
Der er i brudmomentberegningen brugt effektive kabelkræfter, da det er mest kritisk for konstruktionen<br />
med en lille kabelkraft. I det følgende gennemgås beregningen af brudgrænsemomentet for et<br />
snit i D ved revnedannelse i undersiden svarende til maksimalt vandtryk.<br />
Opspændingskraften, Fs0, bestemmes ud fra den effektive kabelkraft i D på KD,eff = -1172 kN, hvilket<br />
giver en opspændingskraft per line på<br />
D<br />
x [m]<br />
183
184<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
F<br />
F<br />
s0<br />
−1172<br />
kN<br />
=<br />
12<br />
=−98<br />
kN<br />
s0<br />
line<br />
Dette giver en starttøjning ved aflæsning i arbejdskurven på figur 118 på εs0 = 5,67 ‰, jf. figur 131.<br />
kabel<br />
tgp<br />
ε = 3,5 ‰<br />
cu<br />
ε s0<br />
Δε<br />
s<br />
Figur 131: Definitionsskitse til beregning af brudmoment i D for revnedannelse i underside. x er<br />
afstanden fra oversiden af profilet til nullinien.<br />
x<br />
Det eftervises, at en x-værdi på x = 91 mm giver vandret ligevægt, hvilket betyder, at gættet er korrekt.<br />
Ved x = 91 mm bliver tillægstøjningen, Δεs, ved betragtning af figur 131 og ved geometriske størrelser<br />
som angivet i figur 104 og figur 113 beregnet til<br />
( d x)<br />
tgp<br />
− ⋅εcu<br />
Δ ε s =<br />
x<br />
( 426 mm −91 mm) ⋅3,5<br />
‰<br />
Δ ε s =<br />
91 mm<br />
Δ ε = 12,89 ‰<br />
De resulterende tøjninger i armeringen bliver dermed<br />
s<br />
ε = ε +Δε<br />
s s0 s<br />
ε s = 5,67 ‰ + 12,89 ‰<br />
ε = 18,57 ‰<br />
s<br />
Ved aflæsning i arbejdskurven på figur 118 bliver den tilsvarende kraft per line bestemt til Fs = 151<br />
kN<br />
Line . Trykresultanten i betonen, Fc, beregnes til<br />
Fc = 0,8 ⋅x⋅tf ⋅ fck<br />
Fc<br />
= 0,8 ⋅91 mm ⋅900 mm ⋅35<br />
MPa<br />
F =<br />
2293 kN<br />
c<br />
fcd<br />
0,8 ⋅ x<br />
σ s<br />
d
Den vandrette ligevægt kontrolleres<br />
hvor<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
+ n⋅Fs Fc<br />
→ : 0=<br />
−<br />
γs γb<br />
12 ⋅151<br />
kN 2293 kN<br />
0 = −<br />
1,43 1,82<br />
0 ≈ 2,4 kN<br />
γs og γb er partialkoefficienter for henholdsvis armering og beton, jf. bilag D.1<br />
n er antal liner [-]<br />
Det ses, at der er tilnærmet vandret ligevægt, hvorfor en x-værdi på x = 91 mm er korrekt.<br />
Brudmomentet, Mu, udregnes ved moment om trykresultanten<br />
M<br />
M<br />
M<br />
u<br />
u<br />
u<br />
n⋅Fs⋅( d −0,4 ⋅x)<br />
=<br />
γ s<br />
⋅ ⋅ ⋅ − ⋅ ⋅<br />
=<br />
1, 43<br />
= 494 kNm<br />
−3 −3<br />
12 151 kN (426 10 m 0,4 91 10 m)<br />
Der er beregnet brudmomenter for fire tilfælde. For punkt D er der beregnet brudmoment for revnedannelse<br />
i underside og overside. For punktet med størst positiv kabelkraftexcentricitet på yk = 50<br />
mm i spændet A-D = D-G er der ligeledes regnet brudmoment for revnedannelse i overside og underside.<br />
Brudmomenterne er angivet i tabel 37.<br />
Tabel 37: Resultat af brudmomentberegning.<br />
M u i D [kNm] M u i A-D = D-G [kNm]<br />
Revnedannelse i underside 494 296<br />
Revnedannelse i overside -173 -686<br />
Beregning af tvangskræfter<br />
For at bestemme det moment T-profilet udsættes for ved de undersøgte lastsituationer i brudgrænsetilstanden,<br />
tages der højde for moment fra tvangskræfter.<br />
Tvangskræfterne opstår, idet der er en kabelkraftexcentricitet i det statisk ubestemte system. Til<br />
beregning af tvangskræfter ses på de kontaktkræfter armeringen yder på betonlegemet som angivet i<br />
figur 132.<br />
185
186<br />
tgp<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
A D G<br />
B C E F<br />
L<br />
6<br />
Figur 132: Armeringens kontaktkraft på betonlegemet.<br />
L<br />
6<br />
L<br />
6<br />
Kontaktkræfterne på betonlegemet modelleres som laster i det statiske system som angivet på figur<br />
133. Linielasten er bestemt i henhold til [Kloch 2002, p4.4]. Der ses bort fra friktionskræfter så K er<br />
konstant gennem profilet ligesom radius er konstant. Dette medfører, at linielasten har samme størrelse<br />
gennem hele profilet.<br />
V ≈ 0<br />
M ≈ K⋅25<br />
mm<br />
N ≈ K<br />
K<br />
q =<br />
R<br />
A C E<br />
G<br />
L<br />
3<br />
K<br />
q =<br />
R<br />
Figur 133: Statisk system for kontaktkræfter på betonelementet.<br />
L<br />
3<br />
L<br />
6<br />
L<br />
6<br />
K<br />
q =<br />
R<br />
L<br />
3<br />
V ≈ 0<br />
L<br />
6<br />
M ≈ K⋅25<br />
mm<br />
Der beregnes tvangskræfter for to tilfælde af kabelkraften, idet de værste tilfælde af momentbelastningen<br />
undersøges som beskrevet nedenfor. Disse er den maksimale og minimale kabelkraft, der kan<br />
forekomme efter opspænding, henholdsvis Kmax = K1 og Kmin = KA,eff, jf. figur 130, hvilke på den<br />
sikre side regnes virkende i hele profilets længde.<br />
Momentkurverne for det viste system i figur 133 med de to indsatte kabelkræfter bestemmes ved en<br />
FEM-beregning, hvor resultatet ses på figur 134.<br />
N ≈ K
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Figur 134: Beregnet momentkurve for tvangskræfter ved Kmax og Kmin henholdsvis øverst og nederst.<br />
Ved at medregne tvangskræfter til bestemmelse af momentet hidrørende kabelkraften i stedet for at<br />
beregne momentet som kabelkraft multipliceret med kabelkraftexcentriciteten som tilnærmet i anvendelsesgrænsetilstanden<br />
fås en mere korrekt værdi for momentet. I snit D giver tilnærmelsen i<br />
anvendelsesgrænsetilstanden omkring et dobbelt så stort moment i forhold til når der medregnes<br />
tvangskræfter ved anvendelse af Kmax idet<br />
MK, D, anv =−Kmax ⋅yk,<br />
D<br />
M KDanv , , =−−1256 kN ⋅−0,1<br />
m<br />
M =−126<br />
kNm<br />
KDanv , ,<br />
For punktet med størst moment på strækningen A-D giver tilnærmelsen et moment der er omkring<br />
25 % mindre idet<br />
MK, A−D, anv=−Kmax ⋅yK,<br />
A−D M K, A−D, anv=−−1256<br />
kN ⋅0,05<br />
m<br />
M = 63 kNm<br />
K, A−D, anv<br />
Bestemmelse af samlet momentbelastning i brudgrænsetilstanden<br />
Til bestemmelse af den farligste lastsituation i de fire undersøgte tilfælde i brudgrænseanalysen anvendes<br />
momenterne og de tilhørende partialkoefficienter som angivet i tabel 38. Der er for tilfælde<br />
hvor egenlasten virker til ugunst undersøgt den lastkombination, der vil fremkomme umiddelbart<br />
efter opspænding, inden kældergulvet er taget i brug, og hvor det dermed kun er belastet af egenvægten<br />
og kabelkraften. Til dette tilfælde er der anvendt lastkombination 2.3 for dominerende egenlast<br />
[DS 410:1998].<br />
I tilfælde hvor egenlasten virker til gunst, er langtidstilfældet undersøgt, hvor vandtrykket er maksimalt,<br />
og kabelkraften er lavest. Til dette tilfælde er der anvendt partialkoefficient for egenlast og<br />
vandtryk på 1,0 som beskrevet i [DS 415:1998, p30] samt partialkoefficient lig 0 på nyttelasten, da<br />
denne er en fri last, der virker til gunst, jf. bilag A.1.<br />
187
188<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Tabel 38: Kritiske momenter og partialkoefficienter til beregning i brudgrænsetilstanden. γg, γp og γv er partialkoefficienterne<br />
for henholdsvis egenlast, nyttelast og vandtryk.<br />
Kritiske momenter<br />
[kNm]<br />
Anvendte partialkoefficienter<br />
[-]<br />
D, revnedannelse<br />
i underside<br />
Mg + Mp,min +<br />
Mv,max + MKmin<br />
γg = 1,0, γp = 0,<br />
γv = 1,0<br />
D, revnedannelse<br />
i overside<br />
Mg + MK,max<br />
A-D = D-G, revnedannelse<br />
i underside<br />
Mg + MK,max<br />
γg = 1,15 γg = 1,15<br />
A-D = D-G, revnedannelse<br />
i overside<br />
Mg + Mp,min + Mv,max<br />
+ MK,min<br />
γg = 1,0, γp = 0,<br />
γv = 1,0<br />
Ved indsættelse af de respektive værdier for momenterne, som angivet i tabel 30 og figur 134 samt<br />
partialkoefficienter som angivet i tabel 38, fås de samlede momentbelastninger for de fire undersøgte<br />
lasttilfælde i brudgrænseanalysen i tabel 39.<br />
Tabel 39: Samlet moment og brudgrænsemoment.<br />
Samlet moment<br />
Ms [kNm]<br />
Brudmoment Mu [kNm]<br />
D, revnedannelse<br />
i underside<br />
D, revnedannelse<br />
i overside<br />
A-D = D-G, revnedannelse<br />
i underside<br />
A-D = D-G, revnedannelse<br />
i overside<br />
119 -144 127 -28<br />
494 -173 296 -686<br />
Det ses af tabel 39, at brudgrænsetilstanden er overholdt for de fire undersøgte tilfælde. Det er vurderet,<br />
at de fire undersøgte tilfælde er de mest kritiske, hvorfor brudgrænsetilstanden som helhed er<br />
antaget overholdt.<br />
D.3.5 Spaltearmering<br />
Ved understøtningerne i punkt A og G i T-profilet påføres trykket fra spændarmeringen gennem<br />
ankerpladen, vist på figur 135.
300<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
240<br />
700<br />
900<br />
200<br />
210<br />
Armeringens angrebspunkt = 649<br />
1000<br />
h =<br />
Figur 135: Tværsnit med ankerplade. Alle mål i mm.<br />
Geometrien af ankerpladen er fundet for et forankringssystem med 12 liner, hvilket har en højde og<br />
bredde på henholdsvis 240 og 200 mm. Kabelrøret efter ankeranordningen har en diameter på 85<br />
mm. [Freyssinet 1999, p5]<br />
Kraften som ankerpladen påvirker betonen med, vil et stykke inde i bjælken være fordelt jævnt ud<br />
over tværsnittet. Denne udbredelse af spændingerne vil resultere i tværspændinger i betonen, som<br />
det er vist på figur 136. Tilstedeværelsen af disse spændinger indses ved at opstille momentligevægt<br />
for en del af tværsnittet, som det gøres i dette afsnit.<br />
Figur 136: Spændingsfordeling fra ankerplade til fuldt tværsnit. [Kloch 2002]<br />
Fordelingen af tværspændingerne er vist på figur 136 til højre. Som det ses, findes der store trykspændinger<br />
lige bag forankringen. Dette tryk kan være større end den regningsmæssige trykbrudstyrke.<br />
Producenten af spændarmeringssystemet designer løsninger, der sikrer, at disse spændinger<br />
ikke giver anledning til revnedannelse eller trykbrud i betonen. [Kloch 2002, p7.1]<br />
Det er imidlertid nødvendigt at armere tværsnittet for de trækspændinger, der opstår længere inde i<br />
tværsnittet, jf. figur 136 til højre. Hvis dette ikke gøres, vil tværsnittets spaltes ved trækbrud. Arme-<br />
189
190<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
h ringen placeres i den afstand fra forankringen, hvor trækresultanten virker, tilnærmet , jf. figur 136<br />
2<br />
til højre. Størrelsen af armeringen beregnes i dette afsnit. Det antages kun at være nødvendigt med<br />
spaltearmering i højden, da ankerpladen i bredden har en dimension på størrelse med profilbredden,<br />
hvorfor trykspændingerne i denne retning er tilnærmet ens fordelt over hele profilets bredde allerede<br />
ved overgangen mellem ankerplade og profil.<br />
Et tilsvarende fænomen vil optræde i flangen, hvor spændingerne vil udbrede sig horisontalt. Der<br />
skal placeres tværarmering i flangerne for at overføre kræfterne mellem flange og krop [DS<br />
411:1999 p43]. Det forudsættes, at denne tværarmering er tilstrækkelig til at sikre imod vandret<br />
spaltning af flangen. Denne armering er ikke dimensioneret.<br />
Tværkraft<br />
Det betragtede tværsnit er vist på figur 137.<br />
K<br />
649<br />
240<br />
700 300<br />
Figur 137: Tværsnit til beregning af spaltearmering.<br />
Alle mål i mm.<br />
Det antages, at spændingsfordeling er jævn over tværsnittet i en afstand fra forankringen på h, jf.<br />
figur 136 til venstre. Størrelsen af trækspændingerne vil variere ned gennem tværsnittet. Dette er i<br />
figur 138 vist for et symmetrisk tværsnit, hvor der i alle snit optræder moment og forskydningskraft.<br />
Det maksimale moment, og dermed den maksimale trækspænding findes, hvor forskydningen er nul,<br />
midt i tværsnittet på grund af symmetri.
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Figur 138: Momentfordeling i tværsnittet. [Kloch 2002]<br />
For det aktuelle T-tværsnit vil den maksimale trækspænding ikke optræde midt i tværsnittet. Trækspændingerne<br />
bestemmes derfor som funktion af en koordinat, ξ, startende i overgangen mellem<br />
flange og krop som vist på figur 139.<br />
700<br />
171<br />
σ K<br />
C<br />
A<br />
ξ<br />
500<br />
T<br />
snitlinie<br />
Figur 139: Beregning af trækkraft. Der indlægges snit i ξ-aksen,<br />
og T beregnes. Alle mål i mm.<br />
Som det ses af figur 139 antages det, at trykresultanten angriber i ankerpladens snit, mens trækresul-<br />
h tanten angriber i en afstand fra forankringen på . For at beregne trækresultanten tages der moment<br />
2<br />
omkring punkt A i figur 139.<br />
+<br />
( 171 mm −ξ) ( 700 mm −ξ)<br />
2 2<br />
0<br />
2<br />
210 mm K<br />
2<br />
210 mm b 500 mm T<br />
= ⋅ ⋅σ − ⋅ ⋅ σ + ⋅ (D.37)<br />
hvor<br />
T er resultanten af trækspændingerne [N]<br />
σK er spændingen på ankerpladen fra kabelkraften [MPa]<br />
σb er spændingen fra kabelkraften, jævnt fordelt over tværsnittet [MPa]<br />
Spændingerne σK og σb findes ved at dividere kabelkraften K = 1374 kN, jf. afsnit D.3.2, med de<br />
respektive arealer. Spændingerne findes til<br />
500<br />
σ b<br />
191
192<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
σ K = 27,26 MPa<br />
σ = 3, 29 MPa<br />
Størrelsen af trækresultanten er i figur 140 optegnet som funktion af koordinaten ξ.<br />
T ⋅<br />
[ ]<br />
−4<br />
10 N<br />
b<br />
ξ [ −]<br />
Figur 140: Trækresultanten som funktion af koordinaten<br />
ξ, jf. figur 139.<br />
Det er fundet af figur 140, at de største trækspændinger findes i et snit 98 mm under flangen. Størrelsen<br />
af trækresultanten er i dette snit 220 kN.<br />
Valg af armering<br />
Det nødvendige armeringsareal kan nu findes som<br />
hvor<br />
Anødv er det nødvendige armeringsareal [mm 2 ]<br />
σs er den tilladelige maksimale stålspænding [MPa]<br />
A<br />
nødv<br />
T<br />
= (D.38)<br />
σ<br />
Som armering anvendes B550 ribbestål. Det kan ikke tillades, at armeringsstålet flyder, da der derved<br />
vil dannes revner i betonen. Det vælges derfor skønsmæssigt, at spændingen i stålet maksimalt<br />
må være<br />
hvor<br />
σ s = 0,5 ⋅ f yk<br />
σ s = 0,5 ⋅550MPa<br />
σ = 275 MPa<br />
fyk er armeringens karakteristiske flydespænding [MPa]<br />
[Kloch 2002, p7.2]<br />
s<br />
s
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Det nødvendige armeringsareal findes dermed ved (D.38).<br />
A<br />
A<br />
nødv<br />
nødv<br />
⋅<br />
=<br />
275 MPa<br />
2<br />
= 798 mm<br />
3<br />
220 10 N<br />
Dette armeringsareal kan opnås ved fire Y16 armeringsstænger, der har et armeringsareal på i alt<br />
2<br />
804 mm . Under hensyntagen til kabelkanalens dimensioner arrangeres stængerne som to fretteringer<br />
som vist på figur 141.<br />
A<br />
500<br />
A<br />
Snit AA<br />
760<br />
2Y16<br />
85<br />
108<br />
dæklag: 35<br />
Figur 141: Tværsnit med spaltearmering og kabelkanal. Alle mål i mm.<br />
På figur 141 er bukkediameteren og forankringslængden af armeringen henholdsvis 108 mm og 760<br />
mm.<br />
Bukkediameteren skal være minimum fem gange armeringens diameter, hvilket er overholdt da<br />
[DS 411:1999, p80]<br />
108 mm > 5⋅16mm 108 mm > 80 mm<br />
Den nødvendige forankringslængde af armeringen findes som den største af værdi af<br />
hvor<br />
0,09 ⋅φ⋅ f yk<br />
30 ⋅φ<br />
lb = ∧ lb<br />
=<br />
ζ ⋅ f<br />
ζ<br />
lb er den nødvendige forankringslængde [mm]<br />
φ er armeringens diameter [mm]<br />
ζ er forankringsfaktoren [-]<br />
ctk<br />
(D.39)<br />
193
[DS 411:1999, p58]<br />
194<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
Da armeringen af udførelsesmæssige hensyn regnes som bundtet, kan den ækvivalente diameter<br />
findes som<br />
φeq = 2 ⋅ φ<br />
(D.40)<br />
hvor<br />
φ eq er den ækvivalente diameter [mm]<br />
[DS 411:1999, p59]<br />
Kravet til forankringslængden findes derved ved (D.39) og (D.40). Forankringsfaktoren for ribbestål<br />
er 0,9 [Teknisk Ståbi 2003, p159].<br />
0,09 ⋅<br />
lb =<br />
2 ⋅16mm⋅550 MPa<br />
0,9 ⋅1,9<br />
MPa<br />
∨<br />
30 ⋅<br />
lb<br />
=<br />
2 ⋅16mm<br />
0,9<br />
l = 655 ∨ l = 754 mm<br />
b b<br />
Dermed er den nødvendige forankringslængde l b = 754 mm , hvilket er overholdt.<br />
D.3.6 Behov for forskydningsarmering<br />
Betonbjælker og -plader kan regnes uden forskydningsarmering hvis følgende krav er overholdt.<br />
hvor<br />
τ<br />
sd<br />
VSd ⋅ S ⎧β<br />
⋅τ0d<br />
= ≤⎨<br />
bw⋅I ⎩½<br />
⋅νν⋅ f<br />
τsd er den regningsmæssige forskydningsspænding [MPa]<br />
VSd er den regningsmæssige forskydningskraft [N]<br />
S er det statiske moment [mm 3 ]<br />
bw er kroptykkelsen [mm]<br />
I er tværsnittets inertimoment [mm 4 ]<br />
β er en faktor der sættes til 1, da buevirkning ikke medregnes [-]<br />
τ0d er bestemt i (D.42) [MPa]<br />
νν er en effektivitetsfaktor [-]<br />
fcd er betonens regningsmæssige trykstyrke [MPa]<br />
[DS 411:1999, p42]<br />
τ0d er bestemt som<br />
( )<br />
cd<br />
(D.41)<br />
τ0d = 0,25 ⋅k⋅ 1,2 + 40 ⋅ρl ⋅ fctd<br />
+ 0,15 ⋅ σb<br />
(D.42)<br />
hvor<br />
k er en skalaeffekt [-]<br />
ρl er det geometriske armeringsforhold [-]<br />
σb er normalspændingen i tværsnittet regnet positiv for tryk [MPa]<br />
[DS 411:1999, p42]
Skalaeffekten er bestemt som<br />
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
k = 1, 6 −d ≥ 1<br />
(D.43)<br />
hvor<br />
d er tværsnittets effektive højde [m]<br />
[DS 411:1999, p42]<br />
Det geometriske armeringsforhold er bestemt som<br />
hvor<br />
Asl<br />
ρ l = ≤0,02<br />
b ⋅ d<br />
Asl er det effektive areal af trækarmeringen [mm 2 ]<br />
[DS 411:1999, p42]<br />
Effektivitetsfaktoren bestemmes som<br />
w<br />
(D.44)<br />
fck<br />
ν ν = 0,7 − (D.45)<br />
200 MPa<br />
Tværsnittet med den største forskydningskraft undersøges. Det er beliggende over midterunderstøtningen,<br />
snit D på figur 103.<br />
Størrelsen τ0d bestemmes ved (D.42). I snit D er tværsnittets effektive højde d = 426 mm og kabelkraften<br />
er Keff = 1172 kN, idet den her er angivet positiv for tryk.<br />
τ<br />
τ<br />
2 3<br />
12 ⋅93 mm 1,9 MPa 1172 ⋅10<br />
N<br />
0d = 0,25⋅( 1,6 −0,426) ⋅ ⎜1,2+ 40 ⋅ ⎟⋅<br />
+ 0,15⋅<br />
2<br />
0d<br />
= 0,942 MPa<br />
⎛ ⎞<br />
Effektivitetsfaktoren bestemmes ved (D.45).<br />
⎝ 210 mm ⋅426 mm ⎠ 1,82 (900 ⋅ 300 + 210 ⋅700)<br />
mm<br />
35 MPa<br />
νν<br />
= 0,7 −<br />
200 MPa<br />
ν = 0,525<br />
ν<br />
Det maksimale statiske moment findes i tværsnittets tyngepunkt. Dermed kan forskydningsbæreevnen<br />
i det valgte snit kontrolleres ved indsættelse i (D.41).<br />
τ<br />
sd<br />
3 6 3<br />
118,7 ⋅10N⋅47,59 ⋅10mm⎧⎪10,942MPa ⋅<br />
= ≤⎨ 9 4<br />
210 mm ⋅31,82 ⋅10 mm ⎪⎩ ½⋅0,525⋅ ⎧0,942<br />
MPa<br />
τ sd = 0,845 MPa ≤⎨<br />
⎩5,048<br />
MPa<br />
35 MPa<br />
1,82<br />
Dermed ses det, at der ikke er behov for forskydningsarmering af tværsnittet.<br />
195
Bilag D.3 – Detailprojektering af nederste kældergulv<br />
E - BYGGEGRUBE<br />
197
Bilag E.1 – Grundvandssænkning<br />
E.1 Grundvandssænkning<br />
I dette afsnit er der redegjort for beregningerne i forbindelse med den midlertidige grundvandssænkning<br />
for forslag 1 og 2 af byggegruben. Der er foretaget beregninger af den nødvendige reduktion af<br />
potentialet og det nødvendige pumpebehov for at undgå løftning.<br />
E.1.1 Løftningskriterium<br />
I dette afsnit er der redegjort for den nødvendige reduktion af potentialet i sandlaget, der strækker sig<br />
under byggegruben. Løftning af lerlaget i byggegrubens bund opstår når lerlagets effektive spændinger<br />
er mindre end nul. Dette kan ske ved for stor potentialforskel Δ h mellem oversiden af lerlaget<br />
og sandlaget, som illustreret på figur 142. For at undgå dette, reduceres potentialet i sandlaget ved<br />
hjælp af filterboringer. Det forudsættes, at grundvandet i byggegruben skal sænkes fra kote 0, svarende<br />
til daglig vande af Limfjorden, til kote -3.<br />
h<br />
Limfjorden<br />
Ler<br />
Sand<br />
Ler<br />
Fyld<br />
Filterboring<br />
Pejlerør<br />
Spunsvæg<br />
Δh<br />
Qboring<br />
+0,0<br />
-3,0 -3,2<br />
Figur 142: Sikring mod løftning under grundvandssænkning. Afstanden til Limfjorden<br />
er fortegnet. Nullinie for trykniveau er indlagt i oversiden af sandlaget.<br />
Koter i DNN.<br />
Til bestemmelse af den nødvendige reduktion defineres gradienten for en opadrettet, endimensionel<br />
strømning<br />
-5,2<br />
199
200<br />
Bilag E.1 – Grundvandssænkning<br />
Δh<br />
i =<br />
L<br />
(E.1)<br />
hvor<br />
i er gradienten gennem et jordlag [-]<br />
Δ h er potentialforskellen gennem jordlaget [m]<br />
L er højden af jordlaget [m]<br />
[Harremoës et al. 2003, p4.2]<br />
Det skal sikres, at gradienten ikke overstiger en kritisk værdi svarende til, at løftning indtræder<br />
hvor<br />
ic er den kritiske værdi for gradienten [-]<br />
γ ' er den effektive rumvægt af lerlaget ⎡ kN ⎤ 3 ⎣ m ⎦<br />
γ w er vands rumvægt ⎡kN ⎤ 3 ⎣m⎦ [Harremoës et al. 2003, p4.12]<br />
γ '<br />
ic<br />
= (E.2)<br />
γ<br />
Der indføres sikkerhed, ved at kræve, at gradienten skal være højst 80 % af den kritiske værdi [Harremoës<br />
et al. 2003, p5.9]. Den tilhørende kritiske potentialforskel bliver dermed ved brug af (E.2) og<br />
(E.1)<br />
Potentialforskellen beregnes ved<br />
hvor<br />
γ '<br />
Δ hc= 0,8 ⋅ ⋅L<br />
γ w<br />
kN 9 3<br />
m<br />
Δ hc<br />
= 0,8 ⋅ ⋅0,2m<br />
kN 10 3<br />
m<br />
Δ h = 0,1m<br />
h1 er potentialet i oversiden af sandlaget [m]<br />
h2 er potentialet i oversiden af lerlaget [m]<br />
[Harremoës et al. 2003, p4.5]<br />
c<br />
w<br />
Δ h= h1 − h2<br />
(E.3)<br />
Det ses af figur 142, at potentialet i lerlaget er 0,2 m ved en nullinie indlagt i oversiden af sandlaget.<br />
Potentialet i sandlaget kan herefter beregnes ved omskrivning af (E.3)<br />
h1 =Δ h+ h2<br />
h1<br />
= 0,1m + 0,2m<br />
h = 0,3m<br />
Dette svarer til, at potentialet skal reduceres svarende mindst til<br />
1
Bilag E.1 – Grundvandssænkning<br />
kote = 3,2 − 0,3 =− 2,9<br />
E.1.2 Pumpebehov ved grundvandssænkning<br />
For at give et overslag på vandmængden, der må pumpes for at trykniveauet i sandlaget under byggegruben<br />
intet sted overstiger kote -2,9, bestemmes pumpebehovet Q boring ved (E.4).<br />
Qboring ⎛ R R R⎞<br />
h− y = ⋅ ⎜ln + ln + ... + ln ⎟<br />
2 ⋅π⋅kt ⋅t ⎝ r1 r2 rn<br />
⎠<br />
hvor<br />
y er trykniveauet [m]<br />
3<br />
m<br />
Q boring er pumpningen per boring ⎡ ⎤<br />
⎣ s ⎦<br />
m<br />
k t er permeabilitetskoefficienten for det vandførende lag ⎡⎣ s ⎤⎦<br />
t er tykkelsen af det vandførende lag [m]<br />
R er sænkningstragtens udbredelse [m]<br />
r er afstanden fra brønden til det betragtede punkt [m]<br />
[Bai 1993, s 67]<br />
Som beskrevet i afsnit 7.2.2 i hovedrapporten er den mindste afstand fra byggegruben til frit vandspejl<br />
ca. 50 m. Denne værdi anvendes derfor som R i udtrykket ovenfor.<br />
Den nødvendige reduktion af trykniveau under byggegrubens bund opnås ved at placeres seks filterboringer<br />
omkring byggegruben, som skitseret i figur 143. Filterboringerne vil placeres lidt udenfor<br />
byggegruben i praksis.<br />
Byggegrube<br />
10 m 40 m 10 m<br />
Figur 143: Pumpeplan.<br />
Det kritiske sted ved den valgte placering af boringerne er i hjørnerne af byggegruben. Indlægges et<br />
koordinatsystem i byggegrubens nedre venstre hjørne, kan tabel 40 opstilles, til bestemmelse af den<br />
logaritmiske del af (E.4).<br />
9 m<br />
9 m<br />
(E.4)<br />
201
202<br />
Bilag E.1 – Grundvandssænkning<br />
Tabel 40: Beregning af den logaritmiske del af (E.4).<br />
Brønd x-koord. y-koord. r ln(r)<br />
1 10 0 10,0 2,3<br />
2 50 0 50,0 3,9<br />
3 60 9 60,7 4,1<br />
4 50 18 53,1 4,0<br />
5 10 18 20,6 3,0<br />
6 0 9 9,0 2,2<br />
6<br />
∑ r 19,5<br />
i<br />
i=<br />
1<br />
Den nødvendige vandstrøm per pumpe kan nu bestemmes ved omskrivning af (E.4).<br />
Qboring ⎛ R R R⎞<br />
h− y = ⋅ ⎜ln + ln + ... + ln ⎟<br />
2 ⋅π⋅kt ⋅t ⎝ r1 r2 rn<br />
⎠<br />
Q<br />
n<br />
boring ⎛ ⎞<br />
h− y = ⋅ n ln R ln ( ri)<br />
2 π ktt ⎜ ⋅ −∑<br />
⋅ ⋅ ⋅<br />
⎟<br />
⎝ i=<br />
1 ⎠<br />
( h− y) ⋅2⋅π⋅kt⋅t Qboring<br />
=<br />
n<br />
⎛ ⎞<br />
⎜n⋅ln R− ln ( r)<br />
⎟<br />
Q<br />
Q<br />
boring<br />
boring<br />
=<br />
∑<br />
i<br />
⎝ i=<br />
1 ⎠<br />
( ( ) ) π<br />
( 6⋅ln50−19,5) 0− −2,9m ⋅2⋅ ⋅5⋅10 ⋅2m<br />
= 4,60 ⋅ 10 = 16,6<br />
−3<br />
3 3<br />
m m<br />
s h<br />
For at holde trykniveauet under byggegruben under kote -2,9, og dermed opnå en rimelig sikkerhed<br />
3<br />
mod løftning skal derfor pumpes mindst 16,6 per boring.<br />
m<br />
h<br />
−4<br />
m<br />
s
Bilag E.2 – Skråningsstabilitet ved strømning<br />
E.2 Skråningsstabilitet ved<br />
strømning<br />
Til bedømmelse af forslag 1 af byggegruben, er der i dette afsnit foretaget en analyse på skitsemæssigt<br />
niveau af skråningens strømninger og stabilitet. Strømningsberegningerne giver et nærmere<br />
kendskab til strømningens bevægelse og hastighed gennem skråningen. Dette benyttes til at skønne<br />
udgifterne til bortledning samt strømningens indflydelse på skråningens stabilitet. Stabilitetsberegningerne<br />
giver et skøn af størrelsen af skåningstoppens maksimale belastning ved anlæg 1:1. Disse<br />
oplysninger benyttes til at vurdere hvilket skråningsanlæg, som forslaget bør udføres ved, samt om<br />
udgravningsarbejdet kan foretages i praksis uden særlige foranstaltninger.<br />
E.2.1 Analyse af strømninger<br />
Der ønskes et skøn af vandføringen fra byggegrubens skråninger ind i byggegruben. Den endimensionelle<br />
vandføring gennem en jordprøve er givet ved Darcy’s lov<br />
Q= k⋅A⋅ i<br />
(E.5)<br />
hvor<br />
Q<br />
3<br />
m<br />
er vandføring gennem jordprøven ⎡ ⎤<br />
⎣ s ⎦<br />
k T<br />
m<br />
er jordprøvens hydrauliske ledningsevne ved en given temperatur ⎡⎣ s ⎤⎦<br />
A er jordprøvens tværsnitsareal [m 2 ]<br />
i er strømningens gradient [ - ]<br />
[Harremoës et al. 2003, p4.2]<br />
Strømningerne i det virkelige tilfælde er tredimensionelle, men kan med god tilnærmelse antages at<br />
være todimensionelle. For et infinitesimalt udsnit svarende til et punkt i et jordlegeme er gradienten i<br />
to retninger defineret ved følgende differentialer af potentialet<br />
( , ) ( , )<br />
dh x y<br />
ix =<br />
dx<br />
dh x y<br />
, iy<br />
=<br />
dy<br />
(E.6)<br />
ix, iy er gradienten i et punkt i henholdsvis x- og y-retningen [-]<br />
h(x,y) er potentialefunktionen [m]<br />
x,y er koordinatenerne for x- og y-retningen [ m ]<br />
[Harremoës et al. 2003, p4.17]<br />
Til bestemmelse af gradientens størrelse, er strømningsfeltet opstillet. Strømningerne er styret af<br />
Laplace’s differentialligning med domænet og randbetingelserne, som vist på figur 144. Trykniveau-<br />
203
204<br />
Bilag E.2 – Skråningsstabilitet ved strømning<br />
ets nullinie er indlagt i byggegrubens bund. Der er nærmere redegjort for randbetingelserne nedenfor.<br />
1,9<br />
3,0<br />
2,5<br />
h = 3m<br />
h<br />
h = 3m<br />
h = 3m<br />
0 h = 3m-s⋅3 m<br />
h = 3m-s⋅3 m 0<br />
y<br />
4,0 4,9<br />
18,5 4,9 4,0<br />
x<br />
s<br />
Impermeabel laggrænse<br />
h = 0<br />
1 2 2<br />
d h d h<br />
+ = 0<br />
2 2<br />
dx dy<br />
1<br />
dh<br />
0<br />
dy =<br />
s<br />
h = 3m<br />
Figur 144: Laplace’s differentialligning, domæne samt randbetingelser for strømningsberegninger. Potentialet<br />
er angivet ved h i m ved en nullinie i byggegrubbens bund. Alle mål er i m. De stiplede linier angiver<br />
skråningen over GVS.<br />
Under lænsepumpningen vil der opstå forskelle i trykniveau mellem vandet i lerets sandslirer og<br />
vandspejlet i byggegrubens bund, som vil medføre strømninger gennem skråningen ind i byggegruben.<br />
Vandet i sandslirerne antages at have direkte forbindelse til Limfjorden, hvorfor vandstanden<br />
ved pejlinger i sandslirerne til alle dybder vil være lig Limfjordens vandstand. Når Limfjordens<br />
vandspejl antages at være beliggende i kote 0 og byggegrubens bund i kote -3, vil trykniveauet langs<br />
hele domænets venstre og højre rand være lig tre meter, som vist på figur 144. Langs de skrå flader<br />
er trykniveauet lig punktets geometriske højde over byggegrubens bund.<br />
Differentialligningen med randbetingelserne er løst i FEM-programmet COMSOL Multiphysics.<br />
Herved fås fordeling af potentialet og gradienten som vist på figur 145 og figur 146.<br />
Figur 145: Potentialliner i jorden i skråningen.
Bilag E.2 – Skråningsstabilitet ved strømning<br />
Figur 146: Konturer af gradienten i skråningen.<br />
Det ses af figur 145, at der foregår en næsten vandret strømning i det sandslirede ler i skråningen,<br />
fordi potentiallinier vil være vinkelrette på potentiallinier. Ved udregning af strømningens vandfø-<br />
−4<br />
m<br />
ring benyttes derfor jordens hydrauliske ledningsevne i vandret retning = 10 samt det lodrette<br />
tværsnitsareal af skråningen. Byggegrubens omkreds er omtrent<br />
l = 218,5m ⋅ + 257,6m ⋅ + 44,9m ⋅<br />
l = 172m<br />
Ved indsættelse af størrelserne i (E.5) fås vandføringen gennem byggegrubens skråninger<br />
3<br />
m<br />
h<br />
( )<br />
Q = 10<br />
Q = 180<br />
⋅ 2,2m ⋅ 1,0 + 0,8m ⋅0,9⋅172m ⋅3600<br />
−4<br />
m<br />
s<br />
s h<br />
E.2.2 Analyse af skråningsstabilitet<br />
Skråningens stabilitet er eftervist i dette afsnit. Da ekstremmetoden er en øvreværdimetode, er flere<br />
brudlinier undersøgt. For at begrænse dokumentations størrelse er det valgt kun at vise ét beregningseksempel<br />
med den kritiske brudlinie.<br />
Den kritiske pol er beliggende som vist på figur 147. Desuden er kræfternes angrebspunkter skønnet<br />
og alle dimensioner bestemt ud fra en målfast ACAD-tegning. I det følgende betragtes kræfterne, der<br />
virker på jordlegemet afgrænset af snitfladerne.<br />
kx<br />
s<br />
205
Egenlast<br />
206<br />
4,4<br />
kN γ d 1 = 18 3<br />
m<br />
2<br />
A1<br />
= 9,0 m<br />
γ = 19<br />
γ<br />
A<br />
Bilag E.2 – Skråningsstabilitet ved strømning<br />
pd<br />
kN<br />
m 2 3<br />
m<br />
kN<br />
w = 10 3<br />
m<br />
2<br />
2 = 13,6 m<br />
Egenlasten af jordlegemet er beregnet ved<br />
hvor<br />
g F er egenlasten kN ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
1,8 1,0 2,7<br />
Fg1<br />
Fg<br />
2<br />
cud<br />
Figur 147: Kræfter i jordlegemet indenfor kritisk brudlinie og<br />
øvrige snitflader. I fyldlaget er der ikke regnet med en forskydningsstyrke.<br />
Alle afstande i m.<br />
g<br />
Fw<br />
55°<br />
Pol<br />
9,2<br />
F A γ = ⋅ (E.7)<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
kN<br />
γ er rumvægten af jordlegemet når der tages hensyn til opdrift 3<br />
m<br />
A er arealet af jordlegemet, svarende til A1 eller A2 på figur 147 [m 2 ]<br />
Strømkraft<br />
Strømkraften i grundvandet er beregnet ved<br />
hvor<br />
w F er strømkraften kN ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
F = i⋅γ⋅ A<br />
(E.8)<br />
w w<br />
i er middelgradienten af strømningen i jordlegemet, skønnet til 0,75 ud fra figur 146 [ - ]<br />
⎡ ⎤<br />
kN<br />
γ w er vands rumvægt 3 ⎣m⎦ A er arealet af jordlegemet, svarende til A2 på figur 147 [m 2 ]<br />
[Harremoës et al. 2003, p5.21]
Nyttelast<br />
Bilag E.2 – Skråningsstabilitet ved strømning<br />
Der er benyttet en karakteristisk værdi af nyttelasten på skråningens top på 16 kN/m 2 . Det viser sig<br />
senere at være den maksimale nyttelast, som skråningen må udsættes ved et anlæg på 1:1. Med partialkoefficient<br />
1,3 i lastkombination 2.1 bliver den regningsmæssige linielast per meter byggegrube<br />
Forskydningsstyrke<br />
p = 1, 3 ⋅ 16 = 20,8<br />
d<br />
kN kN<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Når brudlinien forekommer i ler- og fyldlaget med friktionsvinkel lig nul, vil brudlinien antage form<br />
som en cirkelbue. Der er set bort fra forskydningsstyrken i fyldlaget. Forskydningsstyrken langs<br />
brudlinien i lerlaget giver et stabiliserende moment, som for en cirkulær brudlinie er givet ved<br />
M c r<br />
v<br />
360<br />
hvor<br />
s M τ er det stabiliserende moment hidrørende fra jordens forskydningsstyrke kNm ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
c ud er jordens regningsmæssige udrænede forskydningsstyrke ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
2<br />
o 2<br />
sτ= ud ⋅ ⋅ ⋅ π<br />
(E.9)<br />
r er afstanden mellem polen og den cirkulære brudlinie [m]<br />
v er vinklen, som angiver buelængden af brudlinien gennem det stabiliserende lag<br />
[Harremoës et al. 2003, p10.9]<br />
Den karakteristiske forskydningsstyrke af leret på 50 kN/m 2 reduceres med partialkoefficient 1,65<br />
ved stabilitetsundersøgelser i høj sikkerhedsklasse. Det stabiliserende moment er ved indsættelse i<br />
(E.9) bestemt til<br />
Sammenfatning<br />
M<br />
M<br />
sτ<br />
sτ<br />
kN 50 o<br />
2<br />
m<br />
2 55<br />
= ⋅( 9,2m ) ⋅ ⋅2π<br />
o<br />
1, 5 360<br />
= 2708<br />
kNm<br />
m<br />
Udregningen af systemets kræfter og deres bidrag til det drivende eller stabiliserende moment er i<br />
tabel 41.<br />
o<br />
⎡<br />
⎣<br />
⎤<br />
⎦<br />
207
208<br />
Bilag E.2 – Skråningsstabilitet ved strømning<br />
Tabel 41: Bidrag fra systemets kræfter til drivende eller stabiliserende moment.<br />
Egenlast<br />
Del<br />
Areal<br />
2 ⎡ ⎤<br />
⎣m⎦ Rumvægt<br />
⎡ kN<br />
3 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Kraft<br />
kN [ m ]<br />
Arm<br />
[ m ]<br />
Drivende<br />
moment<br />
kNm [ m ]<br />
Stabiliserende<br />
moment<br />
Over GVS 9,0 18 162 5,4 880 0<br />
Under GVS 13,6 9 122 2,7 331 0<br />
Strømkraft Under GVS 13,6 10 136 7,6 1034 0<br />
Nyttelast - - - 85 5,3 452 0<br />
Forskydningsstyrke - - - - - 0 2708<br />
I alt - - - - - 2697 2708<br />
Stabilitetsforholdet kan herefter bestemmes som:<br />
hvor<br />
f er stabilitetsforholdet [ - ]<br />
M<br />
f<br />
M<br />
s M er det stabiliserende moment kNm ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
d M er det drivende moment kNm ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
[Harremoës et al. 2003, p10.5]<br />
kNm [ m ]<br />
s<br />
= (E.10)<br />
Skråningen er stabil når stabilitetsforholdet for den kritiske brudlinie er større eller lig 1, svarende til<br />
at det stabiliserende moment overstiger det drivende moment. Ved indsættelse i (E.10) ses, at skråningen<br />
er stabil under de givne forudsætninger<br />
d<br />
2708<br />
f ≥<br />
2697<br />
f ≥<br />
1, 00<br />
kNm<br />
m<br />
kNm<br />
m
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
E.3 Dimensionering af spuns<br />
Dette afsnit omhandler bestemmelsen af de jordtryk, som spunsvæggene i byggegruben skal dimensioneres<br />
for. Først opstilles jordtrykkene for en fri spunsvæg og derefter for en forankret spunsvæg.<br />
E.3.1 Generelt<br />
Den generelle udformning af byggegruben er illustreret på figur 148, hvor det dog kun er den ene<br />
side af byggegruben, der fremgår. Spunsvæggen regnes fuldstændig ru. Det er ved dimensioneringen<br />
af spunsvæggen valgt at anvende et grundvandsspejl der svarer til daglig vande, kote 0,0. Da der kan<br />
forekomme kombinerede linie- og zonebrud anvendes Brinch Hansens jordtryksteori.<br />
GVS<br />
Pd<br />
Sand<br />
Sand<br />
Ler<br />
E.3.2 Fri spunsvæg<br />
1,7<br />
0,0<br />
-0,2<br />
FUK og vandspejl<br />
i gruben<br />
-3,0<br />
Figur 148: Generel belastning af spunsvæggen.<br />
Koter i DNN.<br />
Til brug under dimensioneringen defineres nogle grundbegreber for jordtryk, som er vist på figur<br />
149. Det forudsættes, at der i brudsituationen sker brud i de tilgrænsende jordmasser, men at der ikke<br />
sker flydning i vægmaterialet.<br />
209
210<br />
h<br />
hM<br />
Δh<br />
ρ ⋅ h<br />
ξ ⋅ h<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
Brudmåde<br />
Bagside Forside<br />
Aktivt<br />
jordtryk<br />
Passivt<br />
jordtryk<br />
Figur 149: Principskitse over grundbegreber.<br />
Omdrejningspunkt<br />
Fodpunkt<br />
Byggegrubens bund<br />
Niveau for maksimalt moment<br />
Trykspringsniveau forside<br />
Trykspringsniveau bagside<br />
På både forside og bagside af spunsvæggen optræder jordtryk. Trykspringsniveauet, som for hver<br />
side beskrives af en dimensionsløs trykspringskoefficient ξ, angiver overgangen mellem aktivt og<br />
passivt jordtryk. Denne afhænger af spunsvæggens omdrejningspunkt, som beskrives ved hjælp af<br />
den dimensionsløse relative højde ρ. For en fri spunsvæg vil trykspringsniveauet være beliggende<br />
under det snit i spunsvæggen, hvor det maksimale moment optræder, som beskrives ved hjælp af<br />
højden hM.<br />
Fremgangsmåden ved dimensionering af en fri spunsvæg er følgende:<br />
• Først bestemmes de regningsmæssige styrkeparametre.<br />
• Jordtrykskoefficienter bestemmes ud fra friktionsvinklen og brudmådens rotation.<br />
• Jordtrykkene og eventuelle vandtryk bestemmes.<br />
• Til bestemmelse af hM opstilles horisontal ligevægt.<br />
• Til bestemmelse af størrelsen af det maksimale moment, opstilles momentligevægt i samme<br />
dybde for den øvre vægdel.<br />
• Herefter bestemmes dybden, som fungerer som indspænding i jorden for spunsvæggen.<br />
• Til sidst udregnes tangentielle jordtryk til kontrol af lodret ligevægt<br />
Regningsmæssige styrkeparametre<br />
Den regningsmæssige friktionsvinkel for sandet bestemmes ved<br />
hvor<br />
⎛ 1 tanϕ<br />
⎞<br />
− k<br />
ϕd<br />
= tan ⎜<br />
⎟<br />
γ ⎟<br />
⎝ ϕ ⎠<br />
ϕ d er den regningsmæssige friktionsvinkel [ o ]<br />
ϕ k er den karakteristiske friktionsvinkel [ o ]<br />
(E.11)
γ ϕ er en partialkoefficient [-]<br />
[DS 415:1998, p31]<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
I henhold til [DS 415:1998, p32] opføres byggegrubeindfatningen i høj sikkerhedsklasse. Ved en<br />
o<br />
karakteristisk friktionsvinkel på ϕ k = 30 og en partialkoefficient på 1,3 findes den regningsmæssige<br />
friktionsvinkel for sand ved (E.11).<br />
Den regningsmæssige kohæsion findes ved<br />
hvor<br />
o<br />
−1 ⎛tan 30 ⎞<br />
ϕd<br />
= tan ⎜<br />
⎝ 1, 3<br />
⎟<br />
⎠<br />
o<br />
ϕ = 23,9<br />
kN<br />
c ud , er den regningsmæssige kohæsion 2<br />
m<br />
d<br />
c<br />
c<br />
uk ,<br />
ud , = (E.12)<br />
γ c2<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ kN ⎤<br />
⎣ m ⎦<br />
c uk , er den karakteristiske kohæsion 2<br />
γ c2<br />
er partialkoefficienten i høj sikkerhedsklasse for kohæsion ved jordtryk [-]<br />
[DS 415:1998, p31]<br />
Selvom den karakteristiske kohæsion varierer, jf. bilag G1, er der som middelværdi regnet med en<br />
kN<br />
karakteristisk kohæsion på c = 120 2 , fundet i kote -1. Den regningsmæssige kohæsion er ved<br />
(E.12) bestemt til<br />
Jordtrykskoefficienter<br />
uk , m<br />
c<br />
c<br />
ud ,<br />
120<br />
=<br />
1, 65<br />
= 72,73<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
ud , 2<br />
m<br />
De dimensionsløse jordtrykskoefficienter k , k , k , k , k ogk<br />
x y x y x y<br />
γ γ p p c c bestemmes med friktionsvinklen og<br />
den relative højde ρ som indgangsparametre. Jordtrykskoefficienterne beskrives nærmere i næste<br />
afsnit.<br />
Da spunsvæggens højde er ukendt forud for dimensioneringen, må ρ skønnes. Erfaringsmæssigt<br />
befinder ρ sig i intervallet 0,02-0,2 [Harremoës et al. 2003]. Ved beregning af de jordtryk der befin-<br />
x<br />
der sig over ρ kan værdien ρ = 0 anvendes, idet jordtrykskoefficienterne k er uafhængige, eller kun<br />
varierer ganske lidt med ρ. For jordtrykkene under ρ er anvendelsen af ρ = 0 på den sikre side idet<br />
y<br />
jordtrykskoefficienterne k er voksende for voksende ρ og negativ rotation.<br />
211
212<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
Jordtrykskoefficienterne og trykspringskoefficienten er bestemt ved opslag og opstillet i tabel 42.<br />
Rotationen er positiv når vinklen mellem spunsvæg og jordoverflade øges.<br />
Tabel 42: Jordtrykskoefficienter for ru væg. [Harremoës et al 2003, p11.26-11.31]<br />
Lag Placering Rotation ρ ξ ϕ d<br />
x<br />
kγ<br />
y<br />
x kγ k P<br />
Sand Bagside ÷ 0 0 23,9 0,35 3,0 0,35 1,9 - -<br />
Ler Bagside ÷ 0 0 0 1 1 1 1 -2,5 0,5<br />
Ler Forside + 0 0 0 1 1 1 1 2,5 -0,5<br />
Det fremgår af tabel 42, at trykspringskoefficienten er 0, hvorfor trykspringsniveauet vil være sammenfaldende<br />
med omdrejningspunktet, jf. figur 149.<br />
Jordtryk<br />
Jordtrykkene over trykspringet bestemmes ved<br />
( γ ' )<br />
ex= ∑ ⋅d x x x<br />
⋅ kγ+ Pd ⋅ kp + cd ⋅ kc<br />
(E.13)<br />
hvor<br />
x e er jordtrykket over trykspringet ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
γ ' er den mættede rumvægt af et jordlag ⎡ kN ⎤ 3 ⎣ m ⎦<br />
d er tykkelsen af et jordlag [m]<br />
er en jordtrykskoefficient for rumvægten [-]<br />
x<br />
kγ d P er overfladebelastningen ⎡kN ⎤ 2 ⎣m⎦ x<br />
k p er en jordtrykskoefficient for overfladelasten [-]<br />
d c er jordens kohæsion ⎡kN ⎤ 2 ⎣m⎦ x<br />
k c er en jordtrykkoefficient for kohæsionen [-]<br />
[Harremoës et al. 2003, p11.22]<br />
Jordtrykkene under trykspringet bestemmes ved (E.14).<br />
hvor<br />
( γ ' )<br />
y e er jordtrykket under trykspringet y<br />
kγ kN<br />
2<br />
m<br />
e = ∑ ⋅d ⋅ k + P ⋅ k + c ⋅ k<br />
(E.14)<br />
y y y<br />
y γ d p d c<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
er en jordtrykskoefficient for rumvægten af jorden [-]<br />
y<br />
k p er en jordtrykskoefficient for overfladelasten [-]<br />
y<br />
k c er en jordtrykskoefficient for forskydningsstyrken [-]<br />
[Harremoës et al. 2003, p 11.22]<br />
Den regningsmæssige nyttelast med partialkoefficient 1,3 er givet ved<br />
y<br />
k P<br />
x<br />
k c<br />
y<br />
k c
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
kN pd<br />
= 50 2 ⋅1,3<br />
m<br />
kN pd<br />
= 65 2<br />
m<br />
Rumvægtene og lagtykkelserne er fundet for boring 15, der ligger i området omkring den ene ende<br />
af byggegruben, jf. bilag C1. Tryk på forside og bagside betegnes med henholdsvis indeks 1 og 2.<br />
Som eksempel på jordtryksberegninger gennemgås disse her for det øverste sandlag. Jordtrykket på<br />
spunsvæggen i kote 1,7 bestemmes ved (E.13) idet de i tabel 42 viste værdier anvendes.<br />
e<br />
e<br />
( )<br />
( )<br />
1, 7 = 65 ⋅0,35<br />
kN<br />
x2<br />
2<br />
m<br />
1, 7 = 22, 75<br />
kN<br />
x2<br />
2<br />
m<br />
Jordtrykket på spunsvæggen i kote 0 er bestemt ved (E.13) til<br />
e<br />
e<br />
( ) ( )<br />
0,0 = 17 ⋅1,7m⋅ 0,35+ 65 ⋅0,35<br />
kN kN<br />
x2<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
x2<br />
( 0,0) = 32,9 2<br />
m<br />
Desuden vises udregningen af jordtrykket i lerlaget, hvor der optræder regningsmæssige negative<br />
jordtryk. Det aktive jordtryk reduceres i lerlaget på grund af kohæsion, hvorfor jordtrykket i kote -<br />
0,2 på spunsvæggens bagside bliver:<br />
e<br />
e<br />
( ) ( )<br />
− 0,2 = 17 ⋅ 1,7m + 10 ⋅0,2m ⋅ 1+ 65 ⋅1−72,73 ⋅2,5<br />
kN kN kN kN<br />
x2<br />
3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
( − 0,2) =−85,92(<br />
træk )<br />
x2<br />
m<br />
Det ses, at jordtrykket her er negativt svarende til træk. Da et negativt jordtryk her virker til gunst for<br />
konstruktionens stabilitet sættes værdien til 0 [DS 415:1998, p 67]. Reduktionen er af en sådan størrelse,<br />
at der ses bort fra jordtrykket på spunsvæggens bagside indtil kote -9,7.<br />
Ved beregning af jordtrykket i kote -3 på spunsvæggens forside er der på den sikre side ikke medregnet<br />
belastning i byggegruben, hvorfor jordtrykket her bliver:<br />
e<br />
e<br />
( )<br />
( )<br />
− 3,0 = 72,73 ⋅2,5<br />
x1<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
x1<br />
− 3, 0 kN = 181,8 2<br />
m<br />
Jordtrykkene beregnes på samme måde for de resterende jordlag. For jordtryk under byggegruben er<br />
de opstillet som funktion af dybden under byggegruben. Resultaterne er opstillet i tabel 43.<br />
213
214<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
Tabel 43: Jordtryk over trykspring for fri spunsvæg. Negative jordtryk sættes lig 0. Jordtrykkene er skitseret<br />
i figur 150, for hM = 0,64 m.<br />
Lag Placering<br />
Jordtryk overside af lag,<br />
0<br />
e ⎡ kN<br />
x 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Jordtryk underside af lag,<br />
e ⎡kN x 2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Sand over GVS Bagside 22,8 32,9<br />
Sand under GVS Bagside 32,9 33,6<br />
Ler over byggegrubens bund Bagside 0 (-85,9) 0 (-60,7)<br />
Ler under byggegrubens bund Bagside 0 (-60,7) 0 ( 9⋅h− 60, 7)<br />
Jordtrykkene for den nedre del af spunsvæggen skal ligeledes bestemmes. Som en tilnærmelse regnes<br />
disse for dels for ρ = 0 og dels for en dybde der svarer til niveauet for maksimalt niveau, hM<br />
under byggegrubens bund [Harremoës et al. 2003, p12.5]. Det konstante jordtryk for bagsiden af<br />
spunsvæggen findes da som<br />
( )<br />
( ) ( )<br />
( kN ) = 9 3 ⋅ kN + 157,5 2<br />
e h = 17 ⋅ 1,7 m + 10 ⋅ 0,2m + 9 ⋅ 2,8m + h ⋅ 1+ 65 ⋅ 1+ 72,73 ⋅0,5<br />
kN kN kN kN kN<br />
y2M 3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
3<br />
m M<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
e h h<br />
y2M m M<br />
m<br />
For forsiden af spunsvæggen i samme niveau fås tilsvarende<br />
( )<br />
( )<br />
e h = 9 ⋅h ⋅1−72,73 ⋅0,5<br />
e h h<br />
kN kN<br />
y1M 3<br />
m M<br />
2<br />
m<br />
y1M kN = 9 3 ⋅<br />
m M<br />
kN −36,4<br />
2<br />
m<br />
Det ses, at jordtrykket ovenfor er negativt såfremt niveauet for det maksimale moment ligger mere<br />
end fire meter under byggegrubens bund. Jordtrykkene under trykspringet er sammenfattet i tabel 44.<br />
Tabel 44: Jordtryk under trykspring for fri spunsvæg. Jordtryk i parentes kan give negative trækspændinger.<br />
Disse sættes lig 0.<br />
Lag Placering<br />
Jordtryk overside af lag,<br />
0<br />
e ⎡ kN<br />
y<br />
2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
M<br />
Jordtryk underside af lag,<br />
e ⎡ kN<br />
y<br />
2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
Ler under byggegrubens bund Bagside 9⋅ hM<br />
+ 157,5<br />
9⋅ hM<br />
+ 157,5<br />
Ler under byggegrubens bund Forside 0 ( 9⋅h− 36, 4)<br />
0 ( 9⋅h− 36, 4)<br />
Vandtryk<br />
Selvom der etableres et grundvandssænkningsanlæg er det nødvendigt at dimensionere spunsvæggen<br />
for vandtryk, som beskrevet i afsnit 7.2.4 i hovedrapporten. Vandtrykket på spunsvæggen bestemmes<br />
ved<br />
hvor<br />
w p er vandtrykket på spunsvæggen kN<br />
2<br />
m<br />
γ w<br />
kN er vands rumvægt, γ w = 10 3<br />
m<br />
⎡ kN ⎤ 3<br />
m<br />
w w<br />
M<br />
p = γ ⋅ d<br />
(E.15)<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎣ ⎦<br />
M
d er dybden under GVS [m]<br />
[Harremoës et al. 2003, p3.3]<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
For spunsvæggens forside, der antages at have GVS i kote -3, er d = hMog<br />
for bagsiden er<br />
d = hM+<br />
3m.<br />
Ved indsættelse i (E.15) fås for spunsvæggens forside<br />
For spunsvæggens bagside fås<br />
p = 10 ⋅ h<br />
w1 kN<br />
3<br />
m M<br />
( )<br />
p = 10 ⋅ h + 3m<br />
p h<br />
w2 kN<br />
3<br />
m M<br />
kN<br />
w2= 10 3 ⋅<br />
m M<br />
kN + 30 2<br />
m<br />
Differensvandtrykket overalt under byggegrubens grund er<br />
Δ p = p − p<br />
w w2 w1<br />
kN kN kN<br />
( 10 3 30 2) ( 10 3 )<br />
Δ p = ⋅ h + − ⋅h<br />
w m M m m M<br />
Δ p = 30<br />
w<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
Fordeling af jordtryk og vandtryk som funktion af dybden er illustreret i figur 150.<br />
215
216<br />
JOF<br />
GVS<br />
Δp<br />
w<br />
30<br />
ey<br />
2<br />
Sand<br />
163,3<br />
Ler<br />
32,9<br />
33,6<br />
ex<br />
2<br />
22,8<br />
ey1<br />
(-30,6)<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
Brudmåde for<br />
spunsvæg<br />
(-54,9)<br />
ex<br />
2<br />
(-60,7)<br />
(-85,9)<br />
<br />
Differensvandtryk Jordtryk<br />
Ler<br />
181,8<br />
FUK, GVS<br />
ex1<br />
187,6<br />
+1,7<br />
+0,0<br />
- 0,2<br />
Figur 150: Fordeling af differensvandtryk og jordtryk for fri spunsvæg. Indeks 1 og 2 referer til henholdsvis<br />
spunsvæggens forside og bagside. Indeks x og y referer til enhedsjordtrykket henholdsvis over og under<br />
trykspringet. Tryk er i kN/m 2 og koter i DNN.<br />
Niveau for maksimal moment<br />
Til bestemmelse af placeringen af det maksimale moment i spunsvæggen, udnyttes det, at forskydningskraften<br />
er lig nul ved det maksimale moment. Dermed er der vandret ligevægt i spunsvæggen<br />
ved dette snit. Til opstilling af den vandrette ligevægt er det nødvendigt at bestemme den resulterende<br />
kraft hidrørende fra jordtryk over trykspringet fra de enkelte jordlag og vandtrykket. Eftersom<br />
disse kan opdeles i trekanter og firkanter, kan de beregnes ved<br />
hvor<br />
( )<br />
0 0<br />
½ x x x<br />
- 3,0<br />
- 3,6<br />
- 6,1<br />
E = ⋅ e −e ⋅ h+ e ⋅ h<br />
(E.16)<br />
kN<br />
E er den resulterende kraft hidrørende fra jordtryk på spunsvæg fra et lag ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
h er lagtykkelsen [m]<br />
For laget mellem koterne +1,7 og 0,0 giver det ved indsættelse i (E.16).<br />
( )<br />
E = ½ ⋅ 32,9 −22,8 ⋅ 1,7 m + 22,8 ⋅1,7m<br />
E = 47,3<br />
kN<br />
m<br />
kN kN kN<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
På samme måde opstilles de resulterende jordtryk for de andre lag og resultatet er opstillet i tabel 45.
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
Tabel 45: Resulterende kræfter fra jordtryk og vandtryk.<br />
Lag Placering Resulterende kraft [ kN<br />
m ]<br />
Sand over GVS, E sand 2<br />
Bagside 47,3<br />
Sand under GVS, E , 2<br />
Bagside 6,7<br />
sand GVS<br />
Ler over byggegrubens bund, E lero2<br />
Bagside 0<br />
Ler under byggegrubens bund, E ler 2 Bagside 0<br />
Ler under byggegrubens bund, E ler1<br />
Forside<br />
Vandtryk, P w 2<br />
Bagside<br />
Vandtryk, P w1<br />
Forside<br />
Vandret ligevægt giver<br />
sand 2 sand , GVS 2 lero2 ler 2 ler1 w2 w1<br />
, h , h<br />
2<br />
181 8⋅ M + 4 5⋅<br />
M<br />
h h<br />
2<br />
5⋅ M + 30⋅ M + 45<br />
2<br />
5 M h ⋅<br />
E + E + E + E -E + E -E = 0<br />
(E.17)<br />
Ved indsættelse af de i tabel 45 angivne værdier i (E.17), hvor negative jordtryk sættes lig 0, fås<br />
andengradsligningen<br />
( )<br />
kN 2 kN kN 2<br />
3<br />
m M 2<br />
m M 3<br />
m M<br />
2<br />
( 2 hM 3 hM<br />
)<br />
0 = 47,3 + 6,7 + 0 + 0 - 181,8 ⋅ + 4,5 ⋅<br />
kN kN kN kN kN kN<br />
m m m m m m<br />
+ 5 ⋅ h + 30 ⋅ h + 45 -5 ⋅h<br />
⇒ h = 0,64 m<br />
M<br />
(E.18)<br />
Idet den negative rod i ligningen bortkastes findes det maksimale moment 0,64 m under byggegrubens<br />
bund.<br />
Maksimalt moment<br />
Til bestemmelse af størrelsen af det maksimale moment opstilles momentligevægt i det samme niveau,<br />
som blev fundet i (E.18). Eftersom jordtrykkene kan opdeles i trekanter og firkanter kan momentbidraget<br />
for det enkelte lag regnet positivt med uret bestemmes som<br />
hvor<br />
⎡1 ⎤ ⎛1 ⎞ ⎛1 ⎞<br />
M = ⋅ e −e ⋅h ⋅ ⋅ h+ L + e ⋅d⋅ ⋅ h + L<br />
( )<br />
0 0<br />
⎢ x x i<br />
2 ⎥ ⎜ ⎟ x ⎜ i ⎟<br />
⎣ ⎦ ⎝3 ⎠ ⎝2 ⎠ (E.19)<br />
kNm<br />
M er momentet hidrørende fra trykket i et jordlag ⎡⎣ m ⎤⎦<br />
L er afstanden til jordlagets underside [m]<br />
Momentbidraget fra sandlaget over GVS er ved (E.19) bestemt til<br />
kN kN<br />
( 32,9 22,8) 2 1,7 m ( 1,7 m 3m 0,64m ) 22,8 2 1,7 m ( 1,7 m 3m 0,64m )<br />
M = ⎡<br />
⎣<br />
⋅ − ⋅ ⎤<br />
⎦<br />
⋅ ⋅ + + + ⋅ ⋅ ⋅ + +<br />
M = 210,1<br />
1 1 1<br />
2 m 3 m<br />
2<br />
kNm<br />
m<br />
For jordlagene under byggegrubens bund benyttes resultatet i (E.18). Momentbidragene fra jord- og<br />
vandtryk bestemmes på samme måde og resultatet er opstillet i tabel 46.<br />
217
218<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
Tabel 46: Bidrag til moment om punktet B fra jordtryk og vandtryk over trykspring.<br />
kNm<br />
Lag Placering Moment [ m ]<br />
Sand over GVS, M sand 2<br />
Bagside 210,1<br />
Sand under GVS, M sand , GVS 2<br />
Bagside 23,5<br />
Ler over byggegrubens bund, M lero2<br />
Bagside 0<br />
Ler under byggegrubens bund, M ler 2 Bagside 0<br />
Ler under byggegrubens bund, M ler1<br />
Forside -37,6<br />
Vandtryk, M w 2<br />
Bagside 80,4<br />
Vandtryk, M w1<br />
Forside -0,4<br />
Sum - 276,0<br />
Spunsvæggen skal dermed dimensioneres for et maksimalt snitmoment på<br />
Spunsvæggens højde<br />
M = 276,0 .<br />
kNm<br />
max m<br />
Nu betragtes jordtryk og vandtryk i niveauet for det maksimale moment, som henføres til den nedre<br />
del af spunsvæggen. Til bestemmelse af spunsvæggens fodpunkt anvendes (E.20).<br />
hvor<br />
⎛ Δey<br />
⎞ 2M<br />
Δ h = ⎜1+ ⎟⋅<br />
⎝ Δe ⎠ Δe<br />
x y<br />
Δ h er afstanden mellem niveauet for det maksimale moment og fodpunktet [m]<br />
x e Δ er forskellen i trykkene over trykspringet, regnet positivt mod venstre ⎡kN ⎤ 2 ⎣m⎦ y e Δ er forskellen i trykkene under trykspringet, regnet positivt mod højre ⎡kN ⎤ 2 ⎣m⎦ [Harremoës et al. 2003, p12.6]<br />
max<br />
(E.20)<br />
Forskellen i samlet tryk over trykspringet udregnes med differensvandtrykket samt jordtryk fra tabel<br />
43 i en dybde, svarende til (E.18). Dette giver<br />
Δ e = e −e −Δp<br />
x x1 x2 w<br />
( )<br />
Δ e = 181,8 + 9 ⋅0,64 m −0−30 x<br />
Δ e = 157,6<br />
x<br />
kN kN kN<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Forskellen i samlet tryk under trykspringet udregnes ved hjælp af jordtryk bestemt i tabel 44, og<br />
giver<br />
Δ e = e − e +Δp<br />
y y2 y1 w<br />
( )<br />
Δ e = 9 ⋅ 0,64 m + 157,5 − 0 + 30<br />
y<br />
Δ e =<br />
193,3<br />
y<br />
kN kN kN<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
2<br />
m
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
Ved indsættelse i (E.20) fås afstanden mellem niveauet for maksimalt moment og fodpunktet til<br />
kN<br />
⎛ 193,3 2 ⎞<br />
m 2 ⋅ 276,0 kNm<br />
Δ h = ⎜1+ ⎟⋅<br />
⎜ kN kN<br />
157,6 ⎟ 2 193,3 2<br />
⎝ m ⎠<br />
m<br />
Δ h = 2,5 m<br />
Det medfører, at spunsvæggens totale længde bliver<br />
h = h + h +Δh<br />
grube M<br />
h = 1,7m+ 3,0m+0,64m+ 2,5m<br />
h = 7,8 m<br />
Ved beregningen af spunsjernets totale længde er der ikke taget højde for praktiske hensyn. Det kan<br />
eventuelt være hensigtsmæssigt, at forlænge spunsen en smule over terræn, for at undgå at jord drysser<br />
ned i gruben, når der arbejdes nær ved kanten.<br />
Spunsjernets dimensioner<br />
Forudsætningerne for jordtryksberegningerne er, at spunsvæggen er i ligevægt. Det skal derfor sikres,<br />
at der foruden vandret ligevægt ligeledes er lodret ligevægt. Inden dette kan sikres skal der vælges<br />
dimensioner for spunsvæggen.<br />
Spunsvæggen skal dimensioneres for det maksimale moment. Til bestemmelse af spunsjernets dimensioner<br />
anvendes stål med en karakteristisk flydespænding på f yk = 240 MPa og en regnings-<br />
mæssig flydespænding på f yd = 186 MPa , ved anvendelse af høj sikkerhedsklasse.<br />
Det nødvendige elastiske modstandsmoment kan nu bestemmes ved<br />
hvor<br />
3<br />
W er det elastiske modstandsmoment [ mm ]<br />
el<br />
Ved indsættelse i (E.21) fås<br />
el<br />
W<br />
M<br />
max<br />
el = (E.21)<br />
f yd<br />
6<br />
276,0 10 Nmm<br />
⋅<br />
Wel<br />
=<br />
186,48<br />
W = 1, 48 ⋅10mm<br />
N<br />
2<br />
mm<br />
6 3<br />
Der valgt et H1605-profil fra Grønbech og Sønner A/S, der har et elastisk modstandsmoment på<br />
6 3<br />
1, 6 10 mm<br />
kg<br />
107 . [Grønbech 2006]<br />
⋅ samt en egenvægt pr. vægareal på 2<br />
m<br />
Brudstyrken fås ved omskrivning af (E.21)<br />
219
Tangentielle jordtryk<br />
220<br />
Rd<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
MRd = Wel ⋅ fyd<br />
M Rd = 1,60 ⋅10 mm ⋅186,48<br />
M = 298kNm<br />
6 3 N<br />
2<br />
mm<br />
Til opstilling af lodret ligevægt bestemmes de tangentielle jordtryk. For en fuldstændig ru væg er de<br />
givet ved (E.22).<br />
hvor<br />
f = etan( ϕ ) + c<br />
(E.22)<br />
d ud<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ kN ⎤<br />
⎣ m ⎦<br />
kN<br />
f er jordtryk parallelt med spunsvæggen 2<br />
m<br />
e er jordtryk vinkelret på spunsvæggen 2<br />
[Harremoës et al. 2003, p11.4;11.16]<br />
Det tangentielle jordtryk er opadrettet ved passivt jordtryk, og nedadrettet ved aktivt jordtryk.<br />
Den resulterende tangentielle kraft er givet ved<br />
F = Etan( ϕ ) + c h<br />
(E.23)<br />
d u, d i<br />
Det tangentielle jordtryk på spunsvæggens bagside over trykspringet findes eksempelvis ved anvendelse<br />
af værdier i tabel 45 og figur 151.<br />
F<br />
F<br />
kN kN kN<br />
( ) 2<br />
= 47,3 + 6,7 ⋅ tan23,9° + 72,73 ⋅ 4,8m<br />
x2<br />
kN<br />
x2<br />
= 373 m<br />
m m m<br />
Højderne zj1 og zj2 af tangentielle såvel som vinkelrette enhedsjordtryk under niveauet for det mak-<br />
simale moment har hidtil været ukendte, jf. figur 151. Disse skal bestemmes for at kunne beregne<br />
størrelsen af kræfterne. For en fuldstændig ru væg i ler opfylder højderne følgende ligning:<br />
zj1 zj2<br />
= = 1<br />
zr zr<br />
(E.24)<br />
hvor<br />
zj1 er afstanden mellem væggens fodpunkt til overside af y e Δ [m]<br />
zj2 er afstanden mellem væggens fodpunkt til underside af x e Δ [m]<br />
zr er afstanden mellem væggens fodpunkt og omdrejningspunktet [m]<br />
[Harremoës et al. 2003, p12.5-6]<br />
Der opstilles vandret ligevægt af enhedsjordtrykkene, som er beliggende under niveauet for det maksimale<br />
moment. Dette giver
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
( )<br />
Δe Δh− z =Δe ⋅ z<br />
(E.25)<br />
x j2 y j1<br />
Ved indsættelse af differensjordtrykkene og (E.24) i (E.25), kan højderne bestemmes.<br />
Δex⋅Δh zj1 = zj2=<br />
Δ ex +Δey<br />
z z<br />
157,6 ⋅ 2,5m<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
j1 = j2=<br />
kN kN<br />
157,6 2 + 193,3 2<br />
m m<br />
z = z = 1,1 m<br />
j1 j2<br />
Det resulterende tangentielle jordtryk fra lerlaget kan herved bestemmes over trykspringet.<br />
F<br />
F<br />
F<br />
kN<br />
x1<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
x1<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
x1<br />
= 145 m<br />
( )<br />
( )<br />
= 72,73 ⋅ 0,64 m + 2,5 m -1,1 m<br />
= 72,73 ⋅ 2,0<br />
Tilsvarende beregnes det tangentielle jordtryk for de resterende områder af spunsvæggen, jf. figur<br />
151. Værdierne er samlet i tabel 47.<br />
Kontrol af lodret ligevægt<br />
Tabel 47: Tangentielle jordtryk i henhold<br />
til figur 151.<br />
F F x1<br />
y1<br />
F F<br />
x2<br />
y2<br />
kN<br />
kN<br />
kN<br />
kN<br />
145 m 80 m 373 m 80 m<br />
I det følgende kontrolleres den lodrette ligevægt af spunsvæggen i brudtilstanden. Spunsvæggen<br />
påvirkes af egenlast, tangentielle jordtryk samt spidsmodstand, som vist på figur 151.<br />
221
222<br />
z = 1,1m<br />
j2<br />
1, 9 m<br />
Laggrænse<br />
4,8m<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
Fx<br />
2<br />
Fy<br />
2<br />
G<br />
Rbd<br />
Fx1<br />
Fy1<br />
Brudmåde<br />
2,0 m<br />
1,1m z =<br />
Figur 151: Lodret belastning på spunsvæg. Tegningen<br />
er ikke målfast.<br />
Lodret ligevægt giver følgende spidsmodstanden i brudsituationen:<br />
R = G+ F + F −F −F<br />
R<br />
R<br />
bd x2 y1 y2 x1<br />
bd<br />
bd<br />
= 107<br />
= 236<br />
⋅7,8m⋅9,82⋅ 10 + 373 + 80 −80,0 −145<br />
kg −3<br />
kN kN kN kN kN<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
m<br />
kg m m m m<br />
Da der ikke fremkommer en negativ spidsmodstand i brudsituationen er den lodrette ligevægt overholdt.<br />
E.3.3 Forankret spunsvæg<br />
I det følgende er det analyseret hvorledes en forankret spunsvæg kan anvendes til etablering af byggegruben,<br />
som vist i figur 148. Med udgangspunkt i figur 152 ønskes det maksimale moment i væggen,<br />
væggens længde samt ankerkraften bestemt.<br />
j1
Vægdel 1<br />
Vægdel 2<br />
p = 65<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
A<br />
Brudmåde<br />
M o<br />
M u<br />
Figur 152: Brudmåde for forankret spunsvæg.<br />
Fremgangsmåden for dimensioneringen opdeles i en række trin:<br />
1. Højden h3 skønnes.<br />
2. Jordtrykkene bestemmes på traditionel vis for vægdel 1.<br />
3. Ankerkraften A bestemmes ved vandret ligevægt af vægdel 1.<br />
4. Vægdel 2 opdeles i to lige store stykker. Jordtrykkene for den øvre del bestemmes som for<br />
vægdel 1, positiv rotation og ρ = ρ3<br />
. På den nedre del bestemmes jordtrykkene for positiv<br />
rotation og ρ =∞.<br />
5. Jordtrykkene for vægdel 3 bestemmes for negativ rotation og ρ =∞. Højden h4 holdes som<br />
variabel.<br />
6. Højden h4 bestemmes ved vandret ligevægt af spunsvæggen under flydeleddet.<br />
7. Ligevægten af hele spunsvæggen undersøges. Momentet i flydeleddet bestemmes ved henholdsvis<br />
at betragte den øvre og den nedre del af væggen. Såfremt de to momenter er ens<br />
kan det sluttes, at den skønnede værdi for h3 er korrekt. Er M o ≠ M u skønnes h3 på ny, og<br />
alle beregningstrin gentages.<br />
8. Efter to beregningsgange bestemmes ved lineær interpolation h3, momentet i flydeleddet<br />
samt ankerkraften.<br />
Dimensioneringen af spunsvæggen gennemløbes to gange, hvoraf mellemresultater og udvalgte<br />
beregninger er vist for første gennemregning. For anden gennemregning er resultater summeret i<br />
tabelform.<br />
Gennemregning med h3 = 3,7 m<br />
Højden h3 skønnes til 3,7 m. Jordtrykkene på vægdel 1 bestemmes ved (E.13) og (E.14), hvor der er<br />
positiv rotation og ρ bestemmes ved (E.26).<br />
h3<br />
h4<br />
zr<br />
Vægdel 3<br />
223
hvor<br />
224<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
zr<br />
ρ =<br />
h3<br />
2,75 m<br />
ρ =<br />
3, 7 m<br />
ρ = 0,74<br />
zr er afstanden fra flydeleddet til rotationspunktet af vægdel 1 [m]<br />
h3 er givet i figur 152 [m]<br />
Ved opslag findes trykspringskoefficienten samt jordtrykskoefficienterne vist i tabel 48.<br />
Tabel 48: Trykspring- og jordtrykskoefficienter for forankret ru spunsvæg. [Harremoës et al<br />
2003, p11.26-11.31]<br />
x y<br />
Lag Placering Rotation ϕ ρ d<br />
ξ Kγ<br />
x y x<br />
y<br />
Kγ K P K P K c K c<br />
Sand Bagside + 23,9 0,74 0,85 3,8 0,3 1,6 0,2 - -<br />
Bagside + 0 0,74 0,72 - 1 - 1 - -3,8<br />
Ler<br />
Bagside + 0 ∞ 1 - 1 - 1 - -2,5<br />
Forside ÷ 0 ∞ 1 - 1 - 1 - 2,5<br />
Jordtrykkene over flydeleddet er beregnet, og givet i tabel 49.<br />
Tabel 49:Jord- og vandtryk på vægdel 1.<br />
Nr. Beregning<br />
Sand 1<br />
x<br />
e ( 1, 7) = 3, 8 ⋅17 x<br />
kN<br />
e ( 1, 7) = 104 2<br />
⋅ 0m + 1, 6 ⋅65<br />
Sand 2<br />
Sand 3<br />
Sand 4<br />
Sand 5<br />
Ler 6<br />
Ler 7<br />
e<br />
e<br />
y<br />
y<br />
e<br />
e<br />
y<br />
y<br />
e<br />
e<br />
y<br />
y<br />
e<br />
e<br />
e<br />
e<br />
x<br />
x<br />
y<br />
y<br />
e<br />
e<br />
( )<br />
( )<br />
m<br />
kN kN<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
1,15 = 3,8 ⋅0,55m ⋅ 17 + 1,6 ⋅65<br />
1,15 = 139,53<br />
( )<br />
( )<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN kN<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
1,15 = 0,3 ⋅0,55m ⋅ 17 + 0, 2⋅65 1,15 = 15, 81<br />
y<br />
y<br />
( )<br />
( )<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN kN<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
0,0 = 0,3 ⋅1,7m⋅ 17 + 0, 2 ⋅65<br />
0,0 = 21,67<br />
kN kN<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
( ) ( )<br />
− 0, 2 + vandtryk = 0,3 ⋅ 1,7 m ⋅ 17 + 0, 2m ⋅ 10 + 0, 2⋅ 65 + 0, 2m ⋅10<br />
− 0, 2 = 24, 27<br />
( )<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
( ) ( )<br />
( )<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN kN kN kN<br />
3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
3<br />
m<br />
− 0,2 + vandtryk = 1,0 ⋅ 1,7 m ⋅ 17 + 0,2m ⋅ 10 + 1,0 ⋅65−3,8⋅ 72,73 + 0,2m ⋅10<br />
<br />
− 0, 2 + vandtryk = 2<br />
( ) ( )<br />
( )<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN kN kN kN kN<br />
3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
Negativt jordtryk sættes = 0<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
3<br />
m<br />
− 2,0 + vandtryk = 1,0 ⋅ 1,7m ⋅ 17 + 0,2m ⋅ 10 + 1,8m ⋅ 9 + 1,0 ⋅65 −3,8⋅ 72,73 + 2,0m ⋅10<br />
<br />
− 2,0 + vandtryk = 20<br />
(E.26)<br />
kN kN kN kN kN kN<br />
3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
3<br />
m<br />
Negativt jordtryk sættes = 0<br />
Særligt skal det bemærkes at c-leddet i beregningen giver et samlet negativt bidrag fra jordtrykket<br />
under tryknummer 6 og 7. Jordtrykkene sættes derfor her til nul, og den samlede belastning i disse<br />
niveauer består alene af et hydrostatisk vandtryk [DS 415 1998, p 67].
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
En vandret ligevægt af jord- og vandtrykkene på vægdel 1 giver ankerkraften A idet der i snittet med<br />
flydeleddet er en forskydningskraft på nul. Ankerkraften er bestemt i (E.27).<br />
7 h<br />
i<br />
i=<br />
1 0<br />
A = ∑∫ e ⋅x⋅dx (E.27)<br />
A = 112,91<br />
Jordtrykkene for de resterende vægdele opstilles på tilsvarende vis, med de forudsætninger der er<br />
beskrevet i fremgangsmåden ovenfor. Højden h4 holdes i første omgang variabel, og er efterfølgende<br />
bestemt ved vandret ligevægt af spunsvæggen under flydeleddet, h4 = 1,16 m. De endelige jord- og<br />
vandtryk er grafisk fremstillet i figur 153 og de eksakte værdier er givet i tabel 50.<br />
2<br />
1<br />
kN<br />
A = 112,9 m spunsvæg<br />
8<br />
3<br />
4<br />
5 6<br />
7<br />
Brudmåde<br />
3<br />
kN<br />
m<br />
h = 3, 7m<br />
h = 1,16m<br />
4<br />
Trykspring<br />
Anker<br />
GVS<br />
Laggrænse<br />
Flydecharnier<br />
9<br />
10<br />
JOF<br />
1,7<br />
1,15<br />
0,75<br />
0,0<br />
-0,2<br />
-2,0<br />
-3,0<br />
-3,16<br />
Figur 153:Grafisk fremstilling af jord- og vandtryk på spunsvæggen for h3 = 3,7 m. Tallene<br />
i figuren henviser til de eksakte værdier af trykkene i tabel 50.<br />
Tabel 50: Eksakte jord- og vandtryk for h3 = 3,7 m.<br />
Første kolonne i tabellen henviser til tallene i figur<br />
153.<br />
Nr. på tegning<br />
Kote<br />
[m]<br />
Jordtryk / vandtryk<br />
⎡ kN<br />
2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
1 1,7 104,00<br />
2 1,15 139,53<br />
3 1,15 15,81<br />
4 0,0 21,67<br />
5 -0,2 24,21<br />
6 -0,2 2,0<br />
7 -2,0 20,0<br />
8 -3,16 31,6<br />
9 -3,0 181,83<br />
10 -3,16 184,95<br />
En ligevægtskontrol foretages ved at udregne momentet i flydeleddet ved betragtning af ankerkraften<br />
og jord- og vandtryk på spunsvæggen. Det fundne moment under og over flydeleddet betegnes henholdsvis<br />
Mu og Mo. For h3 = 3,7 m findes<br />
225
226<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
Mu ≠ Mo<br />
−13,7 ≠ −5,5<br />
kNm kNm<br />
m m<br />
Der må derfor foretages et nyt skøn af h3, hvorefter beregningerne gennemløbes igen.<br />
Gennemregning med h3 = 2,7 m<br />
Det vurderes, at flydeleddet forekommer højere end tidligere antaget, og der skønnes derfor en højde<br />
h3 = 2,7 m. Fremgangsmåden for dimensioneringen følges igen, og de bestemte jord- og vandtryk er<br />
vist grafisk i figur 154. De eksakte værdier er givet i tabel 51.<br />
2<br />
1<br />
kN<br />
A = 91,4 m spunsvæg<br />
7<br />
5<br />
4<br />
3<br />
6<br />
Brudmåde<br />
h = 2,7m<br />
3<br />
JOF<br />
Trykspring<br />
Anker<br />
GVS<br />
Laggrænse<br />
Flydecharnier<br />
8<br />
9<br />
1,7<br />
1,27<br />
0,75<br />
0,0<br />
-0,2<br />
-1,0<br />
-3,0<br />
-3,26<br />
Figur 154: Grafisk fremstilling af jord- og vandtryk på spunsvæggen for h3 = 2,7 m. Tallene i<br />
figuren henviser til de eksakte værdier af trykkene i tabel 51.<br />
Tabel 51: Eksakte Jord- og vandtryk for h3 = 2,7<br />
m. Første kolonne i tabellen henviser til tallene i<br />
figur 154.<br />
Nr. på tegning<br />
Kote<br />
[m]<br />
Jordtryk / vandtryk<br />
⎡ kN<br />
2 ⎣<br />
⎤<br />
m ⎦<br />
1 1,7 117,0<br />
2 1,27 144,78<br />
3 1,27 17,14<br />
4 0,0 23,62<br />
5 -0,2 26,16<br />
6 -0,2 2,0<br />
7 -2,0 20,0<br />
8 -3,26 32,6<br />
9 -3,0 181,83<br />
10 -3,26 186,81<br />
Bestemmelse af dimensionsgivende moment, h3, h4 og A<br />
Da den forankrede spunsvæg er gennemregnet for to placeringer af flydeleddet, kan det dimensions-<br />
givende moment for væggen samt ankerkraften, h3 og h4 findes grafisk. Dette er gjort i figur 155.
kNm M [ m ]<br />
20<br />
0<br />
−20<br />
−40<br />
kN A [ m ]<br />
120<br />
100<br />
80<br />
4 [ ] m h<br />
2<br />
1, 5<br />
1<br />
0,5<br />
kNm<br />
M =−10,05<br />
m<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
2,7 3 3,5 3, 7 4<br />
kN A = 115,9 m<br />
2,7 3 3,5 3, 7 4<br />
h = 1, 00m<br />
4<br />
M o<br />
M u<br />
2,7 3 3,5 3, 7 4<br />
I henhold til figur 152 opnås de i tabel 52 givne størrelser ved en forankret spunsvæg med et flydeled.<br />
Tabel 52: Bestemte parametre<br />
for forankret spunsvæg.<br />
Parameter Værdi<br />
h3 h4 M<br />
A<br />
h = 3,85m<br />
3,85m<br />
1,00m<br />
10 05 kNm − ,<br />
m<br />
115 9 kN , m<br />
3 [ ] m h<br />
3 [ ] m h<br />
3 [ ] m h<br />
Figur 155: Grafisk bestemmelse af moment, ankerkraft og<br />
højderne h3 og h4..<br />
I visse tilfælde er det fundne moment ikke det maksimale der optræder i spunsvæggen. Såfremt der,<br />
på grundlag af et aktivt jordtryk fra zonebrud i jorden over A, findes et større moment ved forankringspunktet<br />
skal dette anvendes. [Harremoës et al. 2003, p12.11]<br />
For gennemregningen med h3 = 3,7 m er højden fra flydeleddet til terræn tilnærmelsesvis den samme,<br />
som for det endelige tilfælde, hvorfor jordtrykkene er ens. Dette giver følgende moment om<br />
ankeret:<br />
3<br />
227
228<br />
M<br />
M<br />
A<br />
A<br />
kNm<br />
m<br />
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
kN ⎛1 ⎞ kN ⎛1 ⎞ kN 1<br />
= 9,8 ⋅ 0,55m+0,4m 57,2 0,55m+0,4m 9,2 0,4m<br />
m ⎜ ⋅ ⎟+ ⋅ m ⎜ ⋅ ⎟+<br />
⋅ ⋅ m<br />
⎝3 ⎠ ⎝2 ⎠ 2<br />
= 19,4<br />
Det ses af udregningen ovenfor, at det plastiske snitmoment er forholdsvis lille. Der findes ikke<br />
gængse spunsjern hos den nævnte leverandør med så lille brudstyrke [Grønbech 2006]. Som et alternativ<br />
benyttes en rektangulær plade i samme styrkeklasse. Idet der er forudsat flydeled i den forankrede<br />
spunsvæg, kan den nødvendige plastiske brudmoment bestemmes ved<br />
M pl = Wpl ⋅ fyd<br />
(E.28)<br />
hvor<br />
M pl er den plastiske brudmoment [Nmm]<br />
pl W er det plastiske modstandsmoment [mm3 ]<br />
Det plastiske modstandsmoment for en rektangulær plade er<br />
hvor<br />
b er pladdebredden [mm]<br />
h er pladetykkelsen [mm]<br />
1 2<br />
pl = ⋅ ⋅ (E.29)<br />
4<br />
W b h<br />
Det ses af følgende udregning, at en pladetykkelse på 21 mm har tilstrækkelig bæreevne<br />
M<br />
M<br />
pl<br />
pl<br />
2 N<br />
( ) 2<br />
= ⋅1000mm ⋅ 21mm ⋅186,48<br />
= ><br />
1<br />
4 mm<br />
kNm 20,6 m<br />
kNm 19,4 m
Bilag E.3 – Dimensionering af spuns<br />
F - UDFØRELSE<br />
229
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
F.1 Jordarbejde<br />
Dette afsnit omhandler jordarbejdet, i form af afrømning, opgravning og opfyldning på byggepladsen.<br />
Desuden indgår pæleramningen.<br />
F.1.1 Forudsætninger<br />
Forsimplet regnes der med et sandlag fra kote 1,9 til kote 0 og ler fra kote 0 og nedefter, hvor den<br />
reelle lagfølge ses af figur 52 i hovedrapporten, hvor fyldkalk er regnet som værende sand.<br />
Der regnes med nuværende terræn i kote 1,9 for hele byggegrunden.<br />
F.1.2 Generelt<br />
På figur 156 er den gennemsnitlige afstand fra byggegruben til depoterne illustreret. Til bestemmelse<br />
af det materiel, der skal anvendes til udførelsen af jordarbejde, anvendes figur 157, hvor omkostningerne<br />
er illustreret i forhold til jordens flytteafstand.<br />
Depot for ler<br />
Depot for sand<br />
gennemsnitlig afstand 80 m<br />
Pælefunderet<br />
del, 311 pæle<br />
Byggegrube,<br />
direkte funderet og<br />
64 pæle under gulv<br />
Figur 156: Skitse over byggeplads for jordarbejde, hvor den gennemsnitlige<br />
afstand fra udgravning til depot fremgår. Stiplede linier indikere den del af<br />
bygningen der er set bort fra.<br />
Det fremgår af figur 157 at med en flytteafstand på gennemsnitlig 80 m, er det mest økonomisk at<br />
anvende en frontlæsser til at flytte jorden.<br />
231
232<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Figur 157: Omkostningskurver for jordarbejde i forhold til flytteafstanden.<br />
[Fisker et al. 2004, p146]<br />
For den aktuelle byggeplads skal følgende jordarbejder udføres<br />
• Afrømning af fyld/sand ved byggegruben<br />
• Udgravning af byggegrube<br />
• Opfyldning under kældergulv<br />
• Opfyldning omkring kælderen<br />
• Afrømning af fyld ved pælefunderet del af bygningen<br />
• Udgravning til fundamenter under pælefunderet del af bygningen<br />
• Opfyldning under terrændæk af pælefunderet del af bygningen<br />
• Planering af terræn<br />
Ved disse jordarbejder er det tiltænkt, at alt afgravet materiale skal lægges i depoter på grunden, idet<br />
jorden er forurenet og derfor er dyr at køre bort.<br />
Sandet ønskes genanvendt under kældergulv, idet det er nemt at rette af til støbning af betongulv.<br />
Leret tænkes anvendt til opfyldning omkring kælderen, da ler som toplag ikke er ønskværdigt. Desuden<br />
er det svært at komprimere, hvorfor det ikke er særlig brugbart under terrændæk og kældergulv.<br />
For at spunsvæggen nemt kan rammes, afgraves sandlaget og skråningerne etableres. Spunsvæggen<br />
rammes samtidig med, at trækpælene i kælderen rammes fra kote 0 og dykkes derfor under terræn.<br />
Byggegruben er illustreret på figur 158
Kote: 1,9<br />
Kote: -3<br />
Kote: 0<br />
hgrube<br />
bfunda<br />
Kote: -2,1<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
bkælder<br />
Figur 158: Snit på tværs af byggegruben. Koter i DNN.<br />
Bygningens placering på grunden, samt dimensionerne er illustreret på figur 159.<br />
bzone<br />
1m<br />
hlag<br />
o<br />
45<br />
233
234<br />
Sanddepot:<br />
ca. 3700 m<br />
Toilet og bad<br />
Lerdepot:<br />
ca 4100 m<br />
Skurvogne 10 pers.<br />
3<br />
Affaldscontainere<br />
3<br />
Jernplads<br />
45 m × 9 m<br />
B = 14, 5m<br />
kælder<br />
L = 83, 8m<br />
pælefunda.<br />
L = 57, 6m<br />
kælder<br />
Byggepladsvej<br />
Bredde 7 m<br />
Parkering<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Pælefunderet del af bygning<br />
Byggegrube<br />
Byggepladsindhegning<br />
Figur 159: Skitse af bygningens placering på grunden, samt dimensioner. Alle mål i m.<br />
Det er tænkt, at denne arbejdsgang skal forløbe som illustreret på figur 160.
Afgravning af sandlag og skråninger, 15,05 h<br />
Spunsramning, 80,10 h<br />
Afgravning til pælefundament, 1,26 h<br />
og terrændæk, 1,21 h<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Pæleramning, byggegrube, 26,41 h<br />
Figur 160: Illustration af tidsplan for opstart af byggegrube.<br />
F.1.3 Byggegruben<br />
Udgravning af byggegruben,<br />
30,56 h<br />
Planering, 23,69 h<br />
Pæleramning til pælefundamenter, 207 h<br />
Byggegruben udgraves med en hydraulisk gravemaskine der placerer jorden på kanten af byggegruben,<br />
hvorefter en frontlæsser transporterer jorden til jorddepotet.<br />
I tabel 53 fremgår jordmængderne, der skal udgraves i byggegruben opdelt i henholdsvis sand og ler.<br />
Tabel 53: Jordmængder der skal udgraves i<br />
byggegruben.<br />
Jordlag Længde<br />
[m]<br />
Højde<br />
[m]<br />
Bredde<br />
[m]<br />
VOL<br />
fast<br />
3<br />
m F [m ]<br />
Sand 61,60 1,90 18,50 2165<br />
Ler 61,60 3,00 18,50 3419<br />
I tabel 54 er angivet de jordmængder, der skal bortgraves til etableringen af skråningerne omkring<br />
byggegruben. Det er kun sand, der skal afgraves for at etablere skråningerne.<br />
Tabel 54: Jordmængder der skal udgraves til skråningerne. Her kun sand.<br />
Længde<br />
[m]<br />
Bredde<br />
[m]<br />
Omkreds<br />
[m]<br />
Dybde<br />
[m]<br />
Højde<br />
[m]<br />
VOL<br />
fast<br />
3<br />
[m ]<br />
VOL fast<br />
hjørnerne<br />
3<br />
[m ]<br />
VOL fast<br />
total<br />
3<br />
V F [m ]<br />
Skråning 61,60 18,50 160,20 1,90 1,90 289,16 13,72 303<br />
Sikkerhedszone 61,60 18,50 160,20 1,00 1,90 304,38 7,22 312<br />
I tabel 55 fremgår de totale jordmængder, der skal afgraves for at etablere byggegruben. Jordmængderne<br />
er angivet i forskellige tilstandsformer.<br />
235
236<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Tabel 55: De totale jordmængder, i de forskellige tilstandsformer<br />
som fast, løst og komprimeret.<br />
VOL fast<br />
3<br />
V F [m ]<br />
VOL løst<br />
3<br />
V L [m ]<br />
VOL komprimeret<br />
3<br />
V k [m ]<br />
Sand 2780 2903 2718<br />
Ler 3419 4103 3077<br />
Sum 6199 7005 5795<br />
Et jordmateriels ydeevne bestemmes ud fra teoretiske ydeevnedata, der kun er afhængig af det valgte<br />
materiel, hvorimod en praktisk ydeevne bestemmes ved at gange en effektivitetsfaktor på den teoretiske<br />
ydeevne. Årsagen til dette er, at der er stor forskel på hvad materiellet kan yde under optimale<br />
forhold, og hvad det kan yde under aktuelle forhold. Ydeevnen afhænger ligeledes af førerens arfaring.<br />
Effektivitetsfaktoren bestemmes ved<br />
C = kp⋅kf ⋅ks ⋅kl ⋅ka ⋅kms ⋅ kle<br />
(F.1)<br />
hvor<br />
C er effektivitetsfaktoren [-]<br />
k p er en personfaktor [-]<br />
k f er en kvalifikationsfaktor [-]<br />
k s er en sigtbarhedsfaktor [-]<br />
k k er en koblingsfaktor [-]<br />
k a er en arbejdets artfaktor [-]<br />
k ms er en maskinstopfaktor [-]<br />
k le er en læsseeffektivitetsfaktor [-]<br />
[Fisker et al. 2004, pp150-153]<br />
Gravemaskine<br />
k p -faktoren sættes til 50<br />
0,83<br />
60 = , altså 10 minutters småpauser og præcision pr. time. k f -faktoren<br />
sættes til 1 for en maskinfører med almindelige kvalifikationer. ks -faktoren sættes til 1, da det forudsættes<br />
at jordarbejdet påbegyndes om sommeren, og der derfor hverken er sne, tåge eller skumring<br />
mens jordarbejdet foretages. k k faktoren sættes til 1 eftersom, at gravemaskinen ikke skal vente på<br />
nogen lastbil, dumper eller truck, da der anvendes en læssemaskine til at køre jorden til jorddepotet.<br />
k a -faktoren sættes til en middelværdi på 0,8 for store byggegruber. kms -faktoren sættes til 1, da det<br />
forventes at der ved maskinnedbrud er mulighed for at få en ny maskine inden for få timer. k le sættes<br />
til 1, da der ikke anvendes dumper, truck eller lastbil, hvorfor det ikke har nogen indflydelse<br />
hvordan gravemaskinen holder i forhold til disse. [Fisker et al. 2004, pp150-153]<br />
Ved indsættelse af disse værdi i (F.1) fås en effektivitetsfaktor på
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
C = 0,851110,8011<br />
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅<br />
C = 0,68<br />
De teoretiske ydeevner for gravemaskinen findes ved opslag ud fra hvilken gravemaskine der anvendes,<br />
skovlstørrelsen i kubikmeter, svingningsvinklen, gravedybden, samt hvilket materiale der<br />
behandles. På grund af den forholdsvis store mængde jord, der skal udgraves, er det valgt at anvende<br />
3<br />
en gravemaskine af type RH16 PMS, der som standard har en skovlstørrelse på 1,85m . [Fisker et<br />
al. 2004, p177]<br />
Den teoretiske ydeevne for gravemaskinen bestemmes ved<br />
Pteori = fo⋅ fs⋅ Paflæst<br />
(F.2)<br />
hvor<br />
P teori<br />
3<br />
mF<br />
er den teoretiske ydeevne pr. time ⎡ ⎤<br />
⎣ h ⎦<br />
f o er en korrelationsfaktor, der tager højde for gravedybden [-]<br />
f s er en korrelationsfaktor, der tager højde for svingningsvinklen [-]<br />
P aflæst er den aflæste ydeevne<br />
3<br />
⎡ mF<br />
⎤<br />
⎣ h ⎦<br />
Korrelationsfaktorerne og den teoretiske ydeevne bestemmes ud fra figur 161.<br />
237
238<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Figur 161: Teoretisk ydeevne for en gravemaskine. [Fisker et al. 2004, p176]<br />
For gravemaskinen gælder, at den skal dreje 90 grader for at læsse jorden af, og den har en gravedybde<br />
på ca. 2 m for sand og 3 m for ler, hvilket giver de i tabel 56 angivende værdier, hvor resultatet<br />
ved indsættelse i (F.2) også fremgår. Det totale tidsforbrug, der skal anvendes til udgravningen af<br />
byggegruben er ligeledes angivet.
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Tabel 56: Ydelsesdataene for gravemaskine RH16 PMS for udgravning af byggegruben.<br />
Jordlag<br />
VOL<br />
fast total<br />
3<br />
V F [m ]<br />
VOL fast<br />
pr. time<br />
3<br />
mF<br />
h<br />
Svingnings-<br />
faktor [-]<br />
Gravedybde-<br />
faktor [-]<br />
Teoretisk<br />
ydeevne<br />
3<br />
mF<br />
h<br />
Praktisk<br />
ydeevne<br />
3<br />
mF<br />
h<br />
Antal<br />
timer [ h ]<br />
Sand 2780 280,00 1,00 0,97 271,60 184,69 15<br />
Ler 3419 175,00 1,00 0,94 164,50 111,86 30,6<br />
Såfremt produktionstiden skal mindskes, er det nødvendigt at benytte flere gravemaskiner. Der er i<br />
denne fremskyndelsesproces forudsat, at det er en tilsvarende gravemaskine der benyttes, hvorfor<br />
produktionen pr. time fordobles og produktionstiden halveres.<br />
Læssemaskine<br />
Ifølge figur 157 er en læssemaskine, billigst, når transportafstanden er omkring 80 m, hvorfor denne<br />
anvendes til at transportere jorden til jorddepot. Ydeevnen for en læssemaskine bestemmes ved (F.3)<br />
.<br />
hvor<br />
3<br />
mL<br />
P er produktionen pr. time ⎡ ⎤<br />
⎣ h ⎦<br />
3<br />
mL<br />
V er volumen pr. læs ⎡ ⎤<br />
⎣læs ⎦<br />
læs<br />
A er antallet af læs pr. time h<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
C er effektivitetsfaktoren [-]<br />
[Fisker et al. 2004, p150]<br />
P = V ⋅A⋅ C<br />
(F.3)<br />
På grund af totalvægten af en læsset læssemaskine er det valgt at anvende typen 966G, der har en<br />
3<br />
3<br />
skovlstørrelse på 3,27 m L i strøget mål og 3,8m L i SAE-mål, der angiver at skovlen kan fyldes med<br />
top. [Fisker et al. 2004, p166]. Eftersom frontlæsseren skal transportere jorden hen til jorddepotet, er<br />
det nødvendigt at medregne transporttiden i en cyklus, der for gravningen kan sættes til 0,5 min.<br />
[Fisker et al. 2004, pp165-166]<br />
Transporttiden findes ved<br />
⎛ 1 1 ⎞<br />
tv= 0,06 ⋅L⋅ ⎜ +<br />
⎜<br />
⎟<br />
vfv ⎟<br />
⎝ t ⎠<br />
hvor<br />
t v er transporttiden [min]<br />
L er transportlængden [m]<br />
km<br />
v f er hastigheden til depot ⎡⎣ h ⎤⎦<br />
km<br />
v t er hastigheden fra depot h<br />
[Fisker et al. 2004, p168]<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
(F.4)<br />
239
240<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Læssemaskinen skal i gennemsnit køre 80 m fra gravemaskinen til jorddepotet. Læssemaskinens<br />
km<br />
km<br />
hastigheder er henholdsvis v = 7 og v = 12 . [Fisker et al. 2004, p168]<br />
Ved indsættelse i (F.4) fås<br />
f<br />
h<br />
t<br />
t<br />
v<br />
v<br />
t<br />
h<br />
⎛ 1 1 ⎞<br />
= 0,06 ⋅80m⋅ ⎜ +<br />
km km ⎟<br />
⎝7 h 12 h ⎠<br />
= 1, 09 min<br />
Læssemaskinen har samme effektivitetsfaktor, såfremt den starter jordtransporten efter gravemaskinen<br />
er gået i gang, hvorfor der ved indsættelse i (F.3) fås, de i tabel 57 listede resultater.<br />
Tabel 57: Læssemaskinens data for de forskellige tider i produktionscyklusen.<br />
VOL løst<br />
total<br />
3 ⎡<br />
⎣m⎤ L ⎦<br />
Cyklus tid<br />
pr. læs<br />
min [ læs ]<br />
Transporttid<br />
pr. læs<br />
min [ læs ]<br />
Total<br />
tid pr.<br />
læs<br />
min [ læs ]<br />
Læs pr.<br />
time<br />
læs [ h ]<br />
VOL løst<br />
pr. time<br />
3<br />
⎡ mL<br />
⎤<br />
h ⎣ ⎦<br />
Antal timer<br />
[h]<br />
Sand 2903 0,50 1,09 1,59 37,84 97,77 29,7<br />
Ler 4103 0,50 1,09 1,59 37,84 97,77 42<br />
Det konkluderes, at læssemaskinen skal bruge ca. dobbelt så lang tid som gravemaskinen til at fjerne<br />
sandet fra byggegrubens kant, hvorfor det kunne være fordelagtigt at anvende to læssemaskiner til<br />
dette formål.<br />
Det er undersøgt, hvor længe der skal anvendes to læssemaskiner, for at læssemaskinerne kan fjerne<br />
jorden i samme tempo som gravemaskinen og resultatet er listet i tabel 58.<br />
Tabel 58: Antal timer, det tager læssemaskiner at køre jorden til jorddepoterne.<br />
1 læssemask.<br />
hele tiden.<br />
[h]<br />
2 læssemask.<br />
hele tiden.<br />
[h]<br />
2 læssemask. i<br />
15 h pr. lag.<br />
[h]<br />
2 læssemask. i<br />
10 h pr. lag.<br />
[h]<br />
2 læssemask. i<br />
5 h pr. lag.<br />
[h]<br />
Sand 29,69 14,84 14,69 19,69 24,69<br />
Ler 41,96 20,98 26,96 31,96 36,96<br />
Det kan ikke bestemmes, hvordan udgravningen af byggegruben skal finde sted, eftersom der først<br />
skal rammes pæle og spunsvægge før udgravningen af byggegruben kan finde sted. Det vurderes ved<br />
tidsplanlægningen hvor mange læssemaskiner der anvendes.<br />
F.1.4 Opfyldning under kældergulv<br />
Opfyldningen mellem kælderfundamenterne er tænkt udført med læssemaskine ovenfor byggegruben,<br />
samt minilæssere nede i byggegruben. Det er tiltænkt, at der kun skal anvendes en læssemaskine.<br />
Eftersom forholdene for læssemaskinen er de samme, som ved udgravningen er produktionen pr.<br />
time også den samme. Byggegrubens opbygning er illustreret på figur 158. Kælderens længde ses på<br />
figur 159.
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Volumenet af jordmængden, der skal tilbage i byggegruben findes ved<br />
( kælder 2 funda ) lag ( kælder 2 funda )<br />
V = L − ⋅b ⋅h ⋅ b − ⋅ b<br />
(F.5)<br />
hvor<br />
V<br />
3<br />
er volumenet af jorden, hvor k betyder komprimeret ⎡<br />
⎣m ⎤ K ⎦<br />
L kælder er længden af kælderen [m]<br />
b funda er bredden af fundamentet [m]<br />
h lag er tykkelsen af opfyldningslag [m]<br />
b kælder er bredden af kælderen [m]<br />
Bredden af fundamentet er forudsat at være 1,5 m. Tykkelsen af opfyldningslaget er 0,2 m. Ved<br />
indsættelse i (F.5) fås<br />
( 57,6m 2 1,5m) 0,2m ( 14,5m 2 1,5m)<br />
V = − ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅<br />
V = 125,58m<br />
Data for læssemaskinens ydeevner og tidsforbrug er listet i tabel 59.<br />
3<br />
K<br />
Tabel 59: Læssemaskinens ydelser for opfyldning under kældergulvet.<br />
VOL komprimeret<br />
3<br />
⎡mK⎤ h ⎣ ⎦<br />
VOL<br />
løst<br />
3 [ m<br />
L ]<br />
Total tid<br />
pr. læs<br />
min [ læs ]<br />
Læs pr.<br />
time<br />
læs ⎡⎣ h ⎤⎦<br />
VOL løst<br />
pr. time<br />
3<br />
⎡ mL<br />
⎤<br />
h ⎣ ⎦<br />
Antal<br />
timer<br />
[h]<br />
Sand 125,58 167,44 1,59 37,84 97,77 1,71<br />
Til udjævning anvendes minilæssere. Disse antages at kunne følge med læssemaskinen, hvorfor de<br />
er færdige samtidig.<br />
Udover opfyldning og udjævning af byggegruben, skal sandet også komprimeres. Til dette tænkes en<br />
håndtrukket vibrationstromle anvendt, der har en valsebredde på 0,6 m og en arbejdshastighed på<br />
m 6000 . h<br />
Ydeevnen for komprimeringsmateriel findes ved<br />
hvor<br />
2<br />
m<br />
P er ydeevnen ⎡ ⎤<br />
⎣ h ⎦<br />
W er valsebredden [m]<br />
v er arbejdshastigheden m<br />
h<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
d er lagtykkelsen [m]<br />
n er antallet af passager [-]<br />
[Fisker et al. 2004, p219]<br />
W ⋅v⋅d P = (F.6)<br />
n<br />
241
242<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
En håndtrukket dobbeltvalset vibrationstromle skal passere jorddelen 1-2 gange og der vælges på<br />
den sikre side 2 gange. [Fisker et al. 2004, p220]<br />
Ved indsættelse i (F.6) fås<br />
Arealet, der skal komprimeres er<br />
m<br />
06m , ⋅6000 h ⋅02m<br />
,<br />
P =<br />
2<br />
P = 360<br />
2<br />
m<br />
h<br />
( ) ( )<br />
A = 57, 6m-2⋅1,5m ⋅ 14, 5m−2⋅ 15m , = 627, 9m<br />
Det medfører, at det tager en mand 105 minutter at komprimere sandlaget. Denne arbejdsgang kan<br />
startes kort tid efter, at opfyldningen er påbegyndt.<br />
F.1.5 Opfyldning omkring kælderen<br />
Opfyldning omkring kælderen er tænkt udført med frontlæsser. Efter opfyldningen skal jordens<br />
komprimeres tilstrækkelig til at det er til at gå på, men der skal ikke foretages en direkte komprimering,<br />
hvor jordvolumenet bliver mindre end det var naturligt.<br />
Den jordmængde, der skal anvendes til opfyldningen omkring kælderen findes ved<br />
( ) ( )<br />
2 ⋅ Lkælder+ bzone+ bkælder ⋅ hgrube + hskrå ⋅ bzone + Vskrå + Vsikker<br />
(F.7)<br />
hvor<br />
b zone er bredden af arbejdszonen [m]<br />
h grube er højden af byggegruben [m]<br />
h skrå er højden af skråningen rundt om byggegruben [m]<br />
V skrå<br />
3<br />
er volumenet af skråningen rundt om byggegruben ⎡<br />
⎣m ⎤<br />
⎦<br />
V sik ker<br />
3<br />
er volumenet af sikkerhedszonen rundt om byggegruben ⎡<br />
⎣m ⎤<br />
⎦<br />
Højden af byggegruben er 3 m, bredden af arbejdszonen er 2 m og højden af skråningen er 1,9 m jf.<br />
figur 158, hvorfor der ved indsættelse i (F.7) fås<br />
( ) ( ) 3 3<br />
V = 2 ⋅ 57, 6m + 2 ⋅ 2m + 14, 5m ⋅ 3m + 1, 9m ⋅ 2m + 302, 88m + 311, 6m<br />
V = 2106m<br />
3<br />
F<br />
2<br />
F F<br />
Data for læssemaskinens ydeevner og tidsforbrug på at flytte ler fra jorddepot til byggegruben og<br />
fylde op omkring kælderen er listet i tabel 60.
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Tabel 60: Læssemaskinens ydelser for opfyldning omkring kælder.<br />
VOL fast total<br />
3 ⎡<br />
⎣m ⎤ F ⎦<br />
VOL løst total<br />
3 ⎡<br />
⎣m ⎤ L ⎦<br />
Total tid<br />
pr. læs<br />
min [ læs ]<br />
læs pr.<br />
time<br />
læs [ h ]<br />
VOL løst<br />
pr. time<br />
3<br />
⎡ mL<br />
⎤<br />
h ⎣ ⎦<br />
Antal timer<br />
[h]<br />
Ler 2106 2317 1,59 37,84 97,77 23,7<br />
F.1.6 Afgravning ved pælefundament<br />
Afgravning af fyld under terrændækket udføres for at kunne opføre en korrekt opbygning af terrændækket<br />
med letklinker, isolering og beton.<br />
Det antages, at terrændækket ved den pælefunderet del af bygningen er opbygget som illustreret på<br />
figur 162.<br />
overside gulv, kote: +2,2<br />
Fremtidig terræn, kote: +2,1<br />
Underside gulv, kote: +1,65<br />
Figur 162: Antaget opbygning af terrændækket ved pælefunderet<br />
del af bygningen.<br />
Denne antagelse medfører at der skal afgraves 0,25 m eftersom at nuværende terræn er i kote 1,9.<br />
Den pælefunderet del af bygningen er 83,8 m lang og 14,5 m bred jf. figur 159. Det antages at fundamentsrenderne<br />
har en bredde på 1,63 m, da det svarer til en skovlbredde på gravemaskinen. Ligeledes<br />
antages det, at fundamentsrenderne er 1,5 m højde.<br />
Afgravning under terrændæk<br />
Afgravningen til terrændækket tænkes udført med en gravemaskine, men da der ikke længere helt er<br />
samme forhold, som ved udgravningen af byggegruben, er produktionsevnen heller ikke den samme<br />
længere. Den eneste faktor for forholdene, der er ændret er gravedybde, der nu kun er 0,25 m. Produktionsevnen<br />
bestemmes, som beskrevet i afsnit F.1.3.<br />
Den nye teoretiske produktionsevne bestemmes ved indsættelse i (F.2) af de værdier der aflæses i<br />
3<br />
figur 161. Der aflæses for en gravemaskine med en skovlstørrelse på 1,85 m en ydeevne på<br />
3<br />
mF<br />
h<br />
280 , ved gravning i sand, en korrelationsfaktor for 90 graders svingning på 1, samt en korrelati-<br />
onsfaktor for gravedybde på 1, eftersom at gravemaskinen ikke er mindre effektiv end den aflæste<br />
ydeevne ved gravedybder under ca. 1 m.<br />
243
Ved indsættelse i (F.2) fås<br />
244<br />
P<br />
P<br />
teori<br />
teori<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
= 11280 ⋅ ⋅<br />
= 280<br />
Afgravningen til terrændækket er beregnet i tabel 61, hvor mængden af afgravet sand og tidsforbruget<br />
også fremgår.<br />
Tabel 61: Data og tidsforbrug for afgravningen til terrændæk.<br />
Længde<br />
[m]<br />
Højde<br />
[m]<br />
Bredde<br />
[m]<br />
VOL<br />
fast<br />
3 ⎡<br />
⎣m ⎤ F ⎦<br />
3<br />
mF<br />
h<br />
3<br />
mF<br />
h<br />
VOL<br />
løst<br />
3 ⎡<br />
⎣m ⎤ L ⎦<br />
Teoretisk<br />
VOL pr.<br />
time<br />
3<br />
⎡ mF<br />
⎤<br />
h ⎣ ⎦<br />
Praktisk<br />
VOL pr.<br />
time<br />
3<br />
⎡ mF<br />
⎤<br />
h ⎣ ⎦<br />
Antal<br />
timer<br />
[h]<br />
Sand 82,17 0,25 11,24 230,90 277,08 280,00 190,40 1,21<br />
For læssemaskinen gælder der samme arbejdsbetingelse, som ved udgravningen af byggegruben,<br />
hvilket giver et resultatet af beregningerne som listet i tabel 62.<br />
Tabel 62: Data og tidsforbrug for flytning af sand til jorddepot.<br />
VOL løst<br />
total<br />
3 ⎡<br />
⎣m⎤ L ⎦<br />
Total tid<br />
pr. læs<br />
min [ læs ]<br />
læs pr. time<br />
læs [ h ]<br />
VOL løst pr. time<br />
3<br />
⎡ mL<br />
⎤<br />
h ⎣ ⎦<br />
Antal timer<br />
[h]<br />
VOL<br />
løst total<br />
3 ⎡<br />
⎣m⎤ L ⎦<br />
Sand 277,08 1,59 1,59 37,84 97,77 2,83<br />
Udgravning til fundamentsrender<br />
Afgravningen til fundamentsrenderne er beregnet i tabel 63, hvor mængden af afgravet sand og tidsforbruget<br />
også fremgår.<br />
Tabel 63: Data og tidsforbrug for udgravningen til fundamentsrender.<br />
Fundamantets<br />
orientering i<br />
forhold til<br />
bygningen<br />
Længde<br />
[m]<br />
Højde<br />
[m]<br />
Bredde<br />
[m]<br />
VOL<br />
fast<br />
3 ⎡<br />
⎣m ⎤ F ⎦<br />
Langsgående 83,80 1,50 1,63 204,89<br />
Tværgående 11,24 1,50 1,63 27,48<br />
VOL<br />
løst<br />
3 ⎡<br />
⎣m ⎤ L ⎦<br />
Teoretisk<br />
VOL pr.<br />
time<br />
3<br />
⎡ mF<br />
⎤<br />
h ⎣ ⎦<br />
Praktisk<br />
VOL pr.<br />
time<br />
3<br />
⎡mF⎤ h ⎣ ⎦<br />
Antal<br />
timer<br />
[h]<br />
Total (Sum) 232,37 278,85 271,60 97,77 1,26<br />
For læssemaskinen gælder der samme arbejdsbetingelse, som i ved udgravningen af byggegruben,<br />
hvilket giver et resultatet af beregningerne som listet i tabel 64.
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Tabel 64: Data og tidsforbrug for flytning af sand til jorddepot.<br />
VOL fast<br />
total<br />
3 ⎡<br />
⎣m⎤ F ⎦<br />
VOL løst<br />
total<br />
3 ⎡<br />
⎣m⎤ L ⎦<br />
Total tid pr.<br />
læs<br />
min [ læs ]<br />
læs pr. time<br />
læs [ h ]<br />
VOL løst pr.<br />
time<br />
3<br />
⎡ mL<br />
⎤<br />
h ⎣ ⎦<br />
Antal timer<br />
[h]<br />
Sand 232,37 278,85 1,59 37,84 97,77 2,85<br />
F.1.7 Planering af terrænet<br />
Planering af terrændækket udføres med frontlæsser og det afgravede sand genanvendes som det<br />
øverste lag. Det opgravede ler er ligeledes tænkt genanvendt til udjævning af terrænet. Alt det overskydende<br />
jord forventes jævnet ud over byggegrunden, da det er forurenet jord, og det derfor er forbundet<br />
med store omkostninger at køre det væk.<br />
Tabel 65: Mængde jord, der skal planeres.<br />
Sand Ler<br />
Grube opgravning, løst 2902,61 4102,56<br />
Opfyldning under kældergulv, løst -167,44<br />
Opfyldning omkring kældervæg, løst -2316,64<br />
Afgravning til fundamentsrender, løst 278,85<br />
Afgravning til terrændæk, løst 277,08<br />
Total 3291,1 1785,92<br />
Effektivitetsfaktoren ved afretningsarbejde er ikke den samme som ved optimal drift, hvorfor læssemaskinens<br />
ydeevne ændres. Den nye effektivitetsfaktor findes ved at sætte arbejdets artfaktor til<br />
0,5. [Fisker et al. 2004, p151]<br />
Ved indsættelse i (F.1) fås<br />
C=0,85 ⋅1⋅1⋅1⋅0,50 ⋅1⋅1 C=0,425<br />
Læssemaskinens nye praktiske ydeevne findes ved indsættelse i (F.3).<br />
P = 38 ,<br />
P = 61, 11<br />
⋅37,84⋅0425 ,<br />
3<br />
m<br />
læs<br />
læs h<br />
3<br />
m<br />
h<br />
Den tid læssemaskinen skal bruge for at planere jorddepotet bestemmes som<br />
Vsand + Vler<br />
t plan =<br />
P<br />
3291, 1m + 1785, 92m<br />
t plan =<br />
3<br />
m 61, 11 h<br />
t =<br />
83, 1h<br />
plan<br />
3 3<br />
245
246<br />
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Eftersom planeringen af jorden er den sidste del af jordarbejdet er det ikke nødvendigt at forcere<br />
processen ved at sætte flere maskiner på, med mindre byggeriet er forsinket eller man hurtigt skal i<br />
gang med etableringen af græs, gang- og kørearealer, hvilket der er set bort fra.<br />
F.1.8 Ramning af pæle og spunsvæg<br />
Dette delafsnit omhandler kun ramningen af betonpælene i byggegruben og ramningen af spunsvæggen,<br />
da det har stor indflydelse på hvorledes udgravningen af byggegruben skal udføres.<br />
Ramning af betonpæle i byggegruben<br />
Det forudsættes, at der anvendes en stor rambuk, som det tager 4 timer at anstille. Det forudsættes<br />
ligeledes at jorden svarer til almindelig jord, hvilket betyder at der kan rammes 15-25 m pæl pr. time<br />
og der skal være to mænd. [Fisker et al. 2005, p469]<br />
Ifølge bilag D.1.5 er pælene 8 m lange og de tænkes dykket 2,1 m, for at undgå, at rambukken skal<br />
køre nede i byggegruben.<br />
Det forudsættes, at der kan rammes 24 m pæl pr. time, hvilket svarer til 3 pæle i timen.<br />
Eftersom kælderen er 57,6 m lang og der skal være 1 pæl pr. 0,90 m, dette svarer til 64 pæle under<br />
kældergulvet. Da der kan rammes 3 pæle i timen, tager det 21,3 timer at ramme alle pælene. Der er<br />
ikke taget højde for den tid det tager at dykke pælene 2,1 m under terræn.<br />
Da der ikke foreligger data for skiftning af rammehoved, således at dykning af pælene kan finde sted<br />
forudsættes det, at det tidsmæssigt svarer til kobling af pæle, hvorfor der går yderligere 5 min pr.<br />
pæl. [Fisker et al. 2005, p469]<br />
Det medfører at det yderligere tager 305 min, altså en total tid på 26 timer og 25 minutter.<br />
Ramning af betonpæle til pælefundament<br />
Eftersom hele bygningen skal pælefunderes med undtagelse af kælderen, er der optalt antallet af<br />
rammede pæle, hvilket er gjort ud fra en udleveret rammeplan. Der er kun medtaget de pæle, der<br />
ikke er under kælder. Der i alt er 311 pæle ud over pælene i byggegruben. Pælene er 16 m lange og<br />
skal ikke dykkes.<br />
Eftersom rambukken kan ramme 24 m pæl i timen og der er 311 pæle á 16 m tager det<br />
311pæle ⋅16<br />
t =<br />
m 24 h<br />
t =<br />
207, 3h<br />
m<br />
pæl
Bilag F.1 – Jordarbejde<br />
Derudover skal der på grund af pælenes længde tillægges 5 min pr. pæl i koblingstid, hvorfor den<br />
endelige tid er<br />
Ramning af spunsvægge<br />
t = 207, 3h+311pæle ⋅5min<br />
t = 233, 3h<br />
Ramningen af spunsvæggen forudsættes at være i almindelig jord ligesom ved ramning af betonpæ-<br />
2<br />
m<br />
le, hvilket giver en ydelse på 11− 18 og der skal 3 mand til at udføre ramningen. [Fisker et al.<br />
2005, p469]<br />
Eftersom spunsjernene er 6,9 m lange jf. bilag E.3.2 kan der rammes<br />
time<br />
1, 6 − 2, 6 spunsvægge.<br />
Eftersom at byggegruben har en længde på 61,6 m og en bredde på 18,5 m skal der anvendes 160,2<br />
m spunsvæg, hvilket vil tage mellem 100,5 og 61,4 timer. Forsimplet er det valgt at en rambuk kan<br />
2<br />
ramme 13,8 , hvilket svarer til 2 m spunsvæg i timen.<br />
m<br />
time<br />
På grund af den lange tid det tager at ramme spunsvæggen, vil gravemaskine og læssemaskine<br />
komme til at stå stille. For at undgå dette er det undersøgt hvor mange rambukke til ramning af<br />
spunsvæggen der bør anvendes. Resultaterne af disse overvejelser er listet i tabel 66.<br />
Tabel 66: Antal rambukke og det tilhørende tidsforbrug<br />
til ramning af spunsvæggen.<br />
Antal rambukke<br />
Rammetid<br />
[h]<br />
Antal personer<br />
1 80,1 3<br />
2 40,1 6<br />
3 26,7 9<br />
4 20,0 12<br />
Det er valgt at anvende to rambukke til ramningen af spunsvæggen, for at formindske tiden.<br />
m<br />
time<br />
247
Bilag F.2 – Blådrenge<br />
F.2 Blådrenge<br />
Ved montering af vægelementer anvendes elementstøtter, også kaldet blådrenge, til at fastholde<br />
elementerne, således at de ikke vælter under fugningen og den efterfølgende hærdning. Elementstøtterne<br />
fastgøres til elementet en tredjedel fra overkanten, jf. figur 163A samt i det eksisterende terræn/etagedæk,<br />
1,5 m fra væggen, jf. figur 163B.<br />
h<br />
3<br />
h<br />
A B C<br />
1,25 m<br />
3,75 m<br />
1,5 ⋅ 2,7m= 4,05<br />
kN kN<br />
2<br />
m<br />
m<br />
1,5 m<br />
l = 2,9 m<br />
Figur 163: Statisk system ved bestemmelse af snitkræfter i elementstøtter.<br />
15,2 kN<br />
F = 22,2 kN<br />
stang<br />
3,8 kN 11,4 kN<br />
19 kN 19 kN<br />
Ved dimensionering er der anvendt statisk system og geometri som illustreret i figur 163B, en væg-<br />
kN<br />
bredde på 2,7 m samt en regningsmæssig vindlast på 1,5 2 jf. bilag A1.2. Herved fås trykkraften i<br />
elementstøtten til 22,2 kN, som vist i figur 163C.<br />
Der anvendes elementstøtter af typen C. I tabel 67 er givet en oversigt over denne types egenskaber.<br />
Tabel 67: Oversigt over egenskaber for elementstøtte. [Fisker et al.<br />
2004, p590]<br />
Elementstøttetype Længde [m] Vægt [kg] Håndtering<br />
C 2,4 – 4,1 22,2 2 personer, kran<br />
I figur 164 ses det, at for en længde på 2,9 m er bæreevnen af elementstøtten 24,0 kN. Bæreevnen er<br />
derfor tilstrækkelig, til at modstå de laster der optræder i elementstøtten.<br />
m<br />
249
250<br />
Bilag F.2 – Blådrenge<br />
Figur 164: Bæreevne af elementstøtter. [Fisker et al.. 2004, s 591]
Bilag F.3 – Levering af vægelementer<br />
F.3 Levering af<br />
vægelementer<br />
Ved anvendelse af køteoretiske betragtninger er det optimale antal reolvogne til transport af vægelementerne<br />
i det følgende bestemt. Vægelementerne leveres fra Betonelement A/S i Hobro, på reolvogne,<br />
der medtager fire elementer pr. vogn. En repræsentativ arbejdscyklus for montage af ét element<br />
er 14 min, hvorfor reolvognens samlede aflæsningstid på byggepladsen er 56 minutter.<br />
Den ideale produktion findes som<br />
hvor<br />
elementer<br />
Q max er den ideale produktion h<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
elementer<br />
V er antal elementer pr vogn vogn<br />
1<br />
= ⋅<br />
Qmax V<br />
tl<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
h<br />
tl er gennemsnitlig aflæsningstid for en vogn vogn<br />
[Fisker et al. 2005, p270]<br />
Med de relevante parametre findes den ideale produktion til<br />
Q<br />
Q<br />
= 4 ⋅<br />
1<br />
max<br />
elementer<br />
vogn 56 h<br />
60 vogn<br />
elementer<br />
max = 4,3 h<br />
Til montering af elementerne indgår en kranfører, en anhugger og to montagemænd. Da fugearbejdet<br />
ikke udgør bindinger for resten af monteringsarbejdet, er dette ikke medtaget i beregningen. Det<br />
antages, at entreprisen indeholder kørsel af elementerne, således at fabrikken alene står for at læsse<br />
elementerne i Hobro. Idet reolvognen antages at koste det samme som en stor lastvogn med tippelad<br />
er prisen for leje af reolvogn og tårnkran givet i tabel 68. Her er også vist aflønningen af en montagearbejder.<br />
251
252<br />
Tabel 68:Enhedspriser. [V&S 2005a]<br />
Bilag F.3 – Levering af vægelementer<br />
Beskrivelse Prisnr. Enhedspris [kr/h]<br />
Leje af reolvogn/lastvogn med tippelad. Inkl.<br />
fører og driftsmidler.<br />
01.91,10 476<br />
Leje af byggekran. Inkl. fører og driftsmidler. 01.81,10 535<br />
Aflønning af montagearbejder i byggeri 00.p5 181<br />
Den virkelige produktion, når der af og til skal ventes på vogne bestemmes ved (F.8).<br />
hvor<br />
elementer<br />
Q er den virkelige produktion h<br />
( 1 )<br />
Q = −P ⋅ Q<br />
(F.8)<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
0 max<br />
P0 er den gennemsnitlige andel af tiden, som kranen skal vente på en vogn [-]<br />
[Fisker et al. 2005, p270]<br />
P0 bestemmes som<br />
hvor<br />
n er antallet af vogne [-]<br />
x er servicefaktoren, lig k t<br />
t [-]<br />
l<br />
0<br />
( , )<br />
P n x<br />
tk er den gennemsnitlige køretid for reolvognen, fra den forlader pladsen til den igen<br />
h<br />
returnerer ⎡ ⎤<br />
⎣vogn ⎦<br />
[Fisker et al. 2005, p270]<br />
Afstanden fra fabrikken til byggepladsen er 55 km, og køretiden sættes til 45 minutter. Læsning af<br />
de fire elementer sættes til 30 minutter, hvorfor en samlet køretid fra den tomme vogn forlader byggepladsen<br />
til den returnerer med elementerne er 120 minutter.<br />
Som beregningseksempel benyttes to vogne. Her bliver servicefaktoren og den gennemsnitlige andel<br />
af tiden, som kranen skal vente på en vogn i (F.9) følgende<br />
=<br />
n<br />
x<br />
n!<br />
j<br />
x<br />
j!<br />
n<br />
∑<br />
j=<br />
1<br />
120min<br />
x =<br />
56min<br />
x = 2,14<br />
P =<br />
2,14<br />
0!<br />
P = 0,42<br />
2<br />
2,14<br />
2!<br />
2,14<br />
+<br />
1!<br />
2,14<br />
+<br />
2!<br />
0 0 1 2<br />
Den virkelige produktion bestemmes da ved (F.8) til<br />
0<br />
(F.9)
Bilag F.3 – Levering af vægelementer<br />
elementer<br />
( 1 0,42) 4,3<br />
Q = − ⋅<br />
Q = 2,48<br />
elementer<br />
h<br />
Omkostninger pr. leveret og monteret element beregnes ved (F.10).<br />
hvor<br />
kr<br />
CQ er omkostningerne pr. leveret og monteret element element<br />
C<br />
Q<br />
h<br />
n⋅ Ct + Ck + 3⋅Ca<br />
= (F.10)<br />
Q<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
Ct er prisen for leje af reolvogn, chauffør samt driftsmidler kr<br />
h<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
Ck er prisen for leje af kran, kranfører samt driftsmidler kr<br />
h<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
Ca er arbejdslønnen pr. montagearbejder kr<br />
h<br />
Med to vogne fås omkostningerne pr. element ved (F.10) til<br />
C<br />
C<br />
Q<br />
Q<br />
2 ⋅ 476 + 535 + 3⋅181,2 =<br />
= 819,9<br />
kr kr kr<br />
h h<br />
elementer 2,48 h<br />
kr<br />
h<br />
elementer<br />
I tabel 69 er opstillet den virkelige produktion samt omkostningerne pr. element som funktion af<br />
antal vogne.<br />
Tabel 69: Køteoretisk vurdering af produktion<br />
og omkostning ved varierende antal vogne.<br />
elementer<br />
kr<br />
n P0 [-] Q [ h ] CQ [ element ]<br />
1 0,68 1,36 1140,0<br />
2 0,42 2,48 819,9<br />
3 0,23 3,29 761,2<br />
4 0,11 3,81 782,3<br />
5 0,05 4,09 845,2<br />
6 0,02 4,22 932,9<br />
Omkostningerne og produktionen er grafisk fremstillet i figur 165, hvor det er valgt at afbilde produktionen<br />
som minutter pr. elementer. Det ses herved, at produktionen nærmer sig den maksimale<br />
produktion på 14 minutter pr. element, når der indsættes flere vogne.<br />
⎡⎣ ⎤⎦<br />
253
254<br />
kr. / element<br />
1200,0<br />
1000,0<br />
800,0<br />
600,0<br />
400,0<br />
200,0<br />
0,0<br />
Bilag F.3 – Levering af vægelementer<br />
1 2 3 4 5 6<br />
Elementvogne<br />
100,0<br />
90,0<br />
80,0<br />
70,0<br />
60,0<br />
50,0<br />
40,0<br />
30,0<br />
20,0<br />
10,0<br />
0,0<br />
Figur 165: Produktion og omkostninger ved levering og montering af vægelementer.<br />
min. / element<br />
Omkostning<br />
Det ses af figur 165 og tabel 69, at der opnås en minimal omkostning ved anvendelse af tre elementvogne,<br />
men at der tillige kan spares tid ved en forholdsvis lille merudgift ved anvendelse af fire vogne.<br />
Det vælges derfor at anvende fire vogne til levering af vægelementer til byggepladsen.<br />
Tidsbesparelsen ved anvendelse af fire vogne i stedet for tre er fundet ved<br />
3,81 -3,29<br />
tidsbesparelse = ⋅100%<br />
tidsbesparelse = 16%<br />
elementer elementer<br />
h<br />
elementer 3, 29 h<br />
h<br />
Meromkostningen ved anvendelse af fire vogne i stedet for tre er fundet ved<br />
782,3 -761,2<br />
meromkostning = ⋅100%<br />
meromkostning =<br />
3%<br />
kr kr<br />
element<br />
kr 761,2 element<br />
element<br />
Tid
Bilag F.4 – Forskalling<br />
F.4 Forskalling<br />
I dette afsnit bestemmes hvor stor en betonmængde, der maksimalt må pumpes pr time, for at forskalling<br />
kan holde.<br />
F.4.1 Nederste kældergulvforskalling<br />
I dette afsnit bestemmes formtrykket hidrørende fra tyngden af betonen i formen, som forskallingen<br />
skal kunne optage. Den maksimale belastning opnås når betonen regnes flydende, svarende til en<br />
hydrostatisk fordeling<br />
p = d⋅ γ c<br />
(F.11)<br />
hvor<br />
P er den hydrostatiske trykfordeling ⎡ kN ⎤ 2 ⎣ m ⎦<br />
d er dybden under væggens overside [m]<br />
γ c er rumvægten af beton, lig 24 ⎡ kN ⎤ 3 ⎣ m ⎦<br />
[Fisker et al. 2004, p421]<br />
Den største belastning fås ved (F.11) i dækkets bund til<br />
p max = 04m , ⋅24<br />
p = 96 ,<br />
max<br />
F.4.2 Vægforskalling<br />
Såfremt betonen udstøbes tilstrækkeligt langsomt, vil afbindingen i betonen reducere det maksimale<br />
formtryk. Dette vil gælde i praksis når udstøbningstemperaturen er tilstrækkelig høj og stighastigheden<br />
tilstrækkelig lav. For vægge haves<br />
hvor<br />
p<br />
max,red<br />
kN<br />
p max,red er det reducerede formtryk 2<br />
m<br />
v er stighastigheden m ⎡ h ⎤<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
kN<br />
3<br />
m<br />
⎧<br />
v ⋅800<br />
⎪ 732 , v 2<br />
⎪<br />
t + 17, 78° C<br />
= ⎨<br />
⎪ v ⋅ 250 + 1200<br />
⎪<br />
732 , v 2<br />
⎩<br />
t + 17, 78° C<br />
⎣ ⎦<br />
kN<br />
2 +<br />
m<br />
kN⋅h⋅° C<br />
3<br />
m<br />
< m<br />
h<br />
kN⋅h⋅° C kN⋅° C<br />
kN<br />
2 +<br />
m<br />
3<br />
m<br />
2<br />
m ≥ m<br />
h<br />
⎡ ⎤<br />
⎣ ⎦<br />
(F.12)<br />
255
t er udstøbningstemperaturen [ ° C]<br />
[Fisker et al. 2004, p422]<br />
256<br />
Bilag F.4 – Forskalling<br />
Såfremt der antages en temperatur af betonen på 20 0 C , og en stighastighed på 3 m/h bliver det reducerede<br />
formtryk<br />
3 ⋅ 250 + 1200<br />
kN<br />
p max,red = 732 , 2 +<br />
m 20° C + 17, 78° C<br />
p = 58, 9<br />
max,red<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
m kN⋅h⋅° C kN⋅° C<br />
h 3<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Fordelingen af formtrykket samt en mulig udformning af forskalling er vist på figur 166.<br />
3580<br />
Rasterforskalling<br />
1200 x 2400<br />
Rasterforskalling<br />
2700 x 2400<br />
Udsparingskasse<br />
150 500 250 150<br />
Figur 166: Opbygning af forskalling samt formtryk. Mål i mm.<br />
58,9 kN/m2<br />
Stighastigheden stiller krav til pumpning af beton. Væggens bundareal er jf. bilag F.1.<br />
Pumpningen må dermed ikke overstige<br />
( )<br />
A = 2⋅ 57,6m+ 13,5 ⋅0,5m<br />
2<br />
A = 71,1m<br />
250<br />
3805
Bilag F.4 – Forskalling<br />
m Q = 3 ⋅71,1m<br />
h<br />
Q =<br />
213,3<br />
3<br />
m<br />
h<br />
2<br />
257
F.5 Tårnkran<br />
Bilag F.5 – Tårnkran<br />
Dette afsnit omhandler tårnkranens specifikationer og er hentet fra [Ajos 2006]<br />
259
260<br />
Bilag F.5 – Tårnkran
Bilag F.6 – Tilbudskalkulation for råhus<br />
F.6 Tilbudskalkulation for<br />
råhus<br />
I dette bilag er tilbudsprisen for råhusarbejdet udregnet ud fra nettopriserne aflæst i V&S nettoprisbøgerne.<br />
Foruden den udregnede nettopris som er angivet i tabel 70, er der beregnet administrations-<br />
, finans- og risikotillæg samt fortjenenste til bestemmelse af den endelige tilbudspris. Disse er ligeledes<br />
angivet i tabel 70. Fremgangsmåden for bestemmelsen af den endelige pris er beskrevet ved<br />
(F.13) - (F.18)<br />
Nettoprisen er udregnet ved (F.13) som<br />
[Fisker et al. 2005, p404]<br />
Administrations- og finanstillæg udregnes ved (F.14) som<br />
hvor<br />
Nettopris = Mængde ⋅ Nettoenhedspris<br />
(F.13)<br />
administrations- og finanstillæg = % a/f ⋅ Nettopris<br />
(F.14)<br />
%a/f er den fastsatte procentdel til administrations- og finanstillæg [-]<br />
[Fisker et al. 2005, p404]<br />
Risikotillæg er udregnet ved (F.15) som<br />
hvor<br />
Risikotillæg = % r ⋅ (Nettopris + administrations- og finanstillæg) (F.15)<br />
%r er den fastsatte procentdel til risikotillæg [-]<br />
[Fisker et al. 2005, p404]<br />
Fortjenesten er udregnet ved (F.16) som<br />
hvor<br />
Fortjeneste = % f ⋅ (Nettopris + Administrations- og finanstillæg + risikotillæg) (F.16)<br />
%f er den fastsætte procentdel til fortjeneste [-]<br />
[Fisker et al. 2005, p404]<br />
261
Den samlede pris er udregnet ved (F.17) som<br />
262<br />
Bilag F.6 – Tilbudskalkulation for råhus<br />
Samlet pris = Nettopris + Administrations- og finanstillæg + Risikotillæg + Fortjeneste (F.17)<br />
For at bygherre kan se hvad den reelle ekstraomkostning ved merarbejde vil være, korrigeres nettoenhedsprisen<br />
så den omfatter de beregnede tillæg og fortjenesten. Dette gøres ved (F.18).<br />
Samlet pris<br />
Brutto enhedspris =<br />
Mængde<br />
(F.18)<br />
hvor<br />
Brutto enhedspris kr<br />
er den korrigerede enhedspris ⎡⎣ enhed ⎤⎦
Bilag F.6 – Tilbudskalkulation for råhus<br />
Tabel 70: Tilbudskalkulation ud fra nettopriser i V&S nettoprisbøger tillagt administrations, finans og<br />
risikotillæg samt fortjenenste. Kolonnen ved Nr. henviser til arbejdet som beskrevet i tabel 32 i hovedrapporten.<br />
Nr. Mængde Enhed<br />
1<br />
Netto-<br />
enhedspris<br />
[kr/enhed]<br />
Nettopris<br />
[kr]<br />
Administra-<br />
tions- og<br />
finans-<br />
tillæg [kr]<br />
Risiko-<br />
tillæg<br />
[kr]<br />
Fortjeneste<br />
[kr]<br />
Samlet<br />
pris [kr]<br />
1.1 1.400 m 2 200 280.000 16.800 5.936 12.109 314.845<br />
1.2 8 mdr 2.000 16.000 960 339 692 17.991<br />
1.3 1 stk 101.000 101.000 6.060 2.141 4.368 113.569<br />
1.4 1.050 h 535 561.750 33.705 11.909 24.295 631.659<br />
2<br />
958.750 57.525 20.326 41.464 1.078.065<br />
2.1 6.199 m 3 25,03 155.161 9.310 3.289 6.710 174.470<br />
2.2 167 m 3 34,45 5.753 345 122 249 6.469<br />
2.3 2.317 m 3 33,90 78.546 4.713 1.665 3.397 88.321<br />
2.4 232 m 3 34,45 7.992 480 169 346 8.987<br />
2.5 231 m 3 34,45 7.958 477 169 344 8.948<br />
2.6 5.077 m 3 33,05 167.795 10.068 3.557 7.257 188.677<br />
3<br />
3.1<br />
3.1.<br />
1<br />
3.1.<br />
2<br />
3.1.<br />
3<br />
3.1.<br />
4<br />
3.1.<br />
5<br />
3.1.<br />
6<br />
3.2<br />
3.2.<br />
1<br />
3.2.<br />
2<br />
4<br />
423.206 25.392 8.972 18.303 475.873<br />
1 stk 13.000 13.000 780 276 562 14.618<br />
64 stk 2.550 163.200 9.792 3.460 7.058 183.510<br />
64 stk 92,15 5.898 354 125 255 6.632<br />
64 stk 158 10.112 607 214 437 11.370<br />
311 stk 6.150 1.912.650 114.759 40.548 82.718 2.150.675<br />
311 stk 158 49.138 2.948 1.042 2.125 55.253<br />
2 stk 13.000 26.000 1.560 551 1.124 29.236<br />
160 m 6.569 1.051.040 63.062 22.282 45.455 1.181.840<br />
3.231.038 193.862 68.498 139.736 3.633.134<br />
4.1 145 m 2 197 28.565 1.714 606 1.235 32.120<br />
4.2 1.250 m 2 155 193.750 11.625 4.108 8.379 217.862<br />
4.3 2.450 m 2 110 269.500 16.170 5.713 11.655 303.039<br />
4.4 136 stk 155 21.080 1.265 447 912 23.703<br />
4.5 364 m 2 197 71.708 4.302 1.520 3.101 80.632<br />
5<br />
584.603 35.076 12.394 25.283 657.356<br />
5.1 1.835 kg 13,25 24.314 1.459 515 1.052 27.340<br />
5.2 358 kg 15,45 5.531 332 117 239 6.219<br />
5.3 7.749 kg 40,75 315.762 18.946 6.694 13.656 355.057<br />
263
264<br />
Bilag F.6 – Tilbudskalkulation for råhus<br />
5.4 533 kg 13,25 7.062 424 150 305 7.941<br />
5.5 358 kg 15,45 5.531 332 117 239 6.219<br />
5.6 732 m 2 36,05 26.389 1.583 559 1.141 29.673<br />
5.7 1.223 m 2 63,40 77.518 4.651 1.643 3.353 87.165<br />
5.8 15.317 kg 13,25 202.950 12.177 4.303 8.777 228.207<br />
5.9 3.150 kg 15,45 48.668 2.920 1.032 2.105 54.724<br />
5.10 4.480 kg 13,25 59.360 3.562 1.258 2.567 66.747<br />
5.11 5.225 kg 13,25 69.231 4.154 1.468 2.994 77. 847<br />
6<br />
842.316 50.539 17.857 36.428 947.140<br />
6.1 134 m 3 1.410,00 188.940 11.336 4.006 8.171 212.453<br />
6.2 357 m 3 1.410,00 503.370 30.202 10.671 21.770 566.013<br />
6.3 73 m 3 1.410,00 102.930 6.176 2.182 4.452 115.739<br />
6.4 252 m 3 1.410,00 355.320 21.319 7.533 15.367 399.539<br />
6.5 365 m 3 1.540,00 562.100 33.726 11.917 24.310 632.052<br />
7<br />
1.712.660 102.760 36.308 74.069 1.925.797<br />
7.1 10.328 m 2 737,00 7.611.368 456.682 161.361 329.176 8.558.587<br />
7.2 12.402 m 2 539,00 6.684.678 401.081 141.715 289.099 7.516.573<br />
14.296.046 857.763 303.076 618.275 16.075.160<br />
Total: 22.048.617 1.322.917 467.431 953.559 24.792.524
Bilag F.7 – Likviditetsundersøgelse<br />
F.7 Likviditetsundersøgelse<br />
I dette bilag er beregningerne til likviditetsundersøgelsen af råhusentreprisen foretaget på baggrund<br />
af priserne i tilbudskalkulationen og den udarbejdede tidsplan for råhusarbejdet. Likviditetsundersøgelsen<br />
foretages ved at opstille et finansieringsdiagram, hvor likviditeten under byggeforløbet kan<br />
aflæses.<br />
Ud fra den udarbejdede tidsplan er de aktiviteter, der er listet i tilbudskalkulationen henført til de<br />
måneder hvor de udføres, jf. tabel 71. I tabel 71 er ligeledes angivet, hvor stor en del af arbejdet, der<br />
skønnes at være udført i den givne måned.<br />
265
266<br />
Bilag F.7 – Likviditetsundersøgelse<br />
Tabel 71: Oversigt over aktiviteternes skønnede udførelsestidspunkt. Kolonnen Nr. henviser til arbejdets art<br />
som angivet i tabel 32 i hovedrapporten. Alle værdier er i %.<br />
Nr. Aktivitet Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov<br />
1 Byggepladsindretning<br />
1.1 Byggepladsveje 100<br />
1.2 Skurvogne, toilet og bad - leje 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5<br />
1.3<br />
Tårnkran Krøll K 200 opstilling<br />
og nedtagning<br />
100<br />
1.4<br />
Tårnkran Krøll K 200 leje +<br />
driftsmidler<br />
34 33 33<br />
2 Jordarbejde<br />
2.1<br />
Udgravning af byggegrube og<br />
oplægning i depot<br />
2.2<br />
Opfyldning mellem kælderfundamenter<br />
100<br />
2.3 Opfyldning omkring kælder 100<br />
2.4<br />
Udgravning af fundamentsrender<br />
og oplægning i depot<br />
100<br />
2.5<br />
Udgravning til terrændæk og<br />
oplægning i depot<br />
100<br />
100<br />
2.6 Planering 100<br />
3 Funderingsarbejde<br />
3.1 Pælearbejde:<br />
3.1.1<br />
Anstilling og afrigning af<br />
pælerambuk<br />
100<br />
3.1.2 Pæleramning byggegrube 100<br />
3.1.3 Pæledykning byggegrube 100<br />
3.1.4 Pælekapning byggegrube 100<br />
3.1.5<br />
Pæleramning resterende del af<br />
bygning<br />
50 50<br />
3.1.6<br />
Pælekapning resterende del af<br />
bygning<br />
50 50<br />
3.2 Spunsarbejde:<br />
3.2.1<br />
Anstilling og afrigning af<br />
rambukke<br />
100<br />
3.2.2 Spunsvæg ramning 100<br />
4 Forskallingsarbejde<br />
Forskalling til kælderfunda-<br />
4.1<br />
ment<br />
100<br />
4.2 Kasser til nederste kældergulv 50 50<br />
4.3<br />
Rasterforskalling til kældervæg<br />
4.4<br />
Udsparringskasser til kældervæg<br />
4.5 Forskalling til terrændæk 50 50<br />
5 Armeringsarbejde<br />
5.1 Længdearmering i kælderfun- 100<br />
34 33 33<br />
34 33 33
5.2<br />
5.3<br />
5.4<br />
5.5<br />
5.6<br />
dament<br />
Forskydningsarmering i konsol<br />
i kælderfundament<br />
Freyssinnet wirekabler til<br />
nederste kældergulv<br />
Spaltearmering ved spændkabler<br />
Forskydningsarmering i støttefod<br />
til ydermur<br />
Armeringsnet i øverste kældergulv<br />
100<br />
Bilag F.7 – Likviditetsundersøgelse<br />
25 75<br />
25 75<br />
5.7 Armeringsnet i terrændæk 100<br />
5.8 Randarmering til elementer 50 50<br />
5.9 Fugearmering til elementer 50 50<br />
5.10<br />
Trækarmering over vægelementer<br />
50 50<br />
5.11<br />
Armering omkring trappe- og<br />
elevatorskakte<br />
50 50<br />
6 Betonarbejde<br />
6.1<br />
Kælderfundament, aggressiv<br />
miljø<br />
6.2<br />
Nederste kældergulv, aggressiv<br />
miljø<br />
6.3<br />
Øverste kældergulv, aggressiv<br />
miljø<br />
100<br />
25 75<br />
6.4 Kældervæg, aggressiv miljø 100<br />
6.5<br />
Terrændæk, ekstra aggressiv<br />
miljø<br />
100<br />
7 Montagearbejde<br />
7.1<br />
Vægelementer inkl. fragt og<br />
montage<br />
7.2<br />
Huldækelementer inkl. fragt<br />
og montage<br />
F.7.1 Opstilling af finansieringsdiagram<br />
100<br />
100<br />
100<br />
50 50<br />
50 50<br />
Der opstilles et finansieringsdiagram for byggeriet, for at undersøge likviditeten under opførelsen af<br />
byggeriet. Der er lagt 1 % til nettoprisen i form af finansieringstillæg, som skal dække låntagning<br />
under opførelse, og det undersøges om denne sats er tilstrækkelig. I finansieringsdiagrammet på<br />
figuren nedenfor indgår fem kurver, som følgende bliver forklaret.<br />
Omkostningssumkurven S1<br />
Omkostningssumkurven S1 er opstillet ved, at det for hver post er vurderet hvor stor en del heraf der<br />
er udført i den enkelte måned, jf. tabel 71, som følger<br />
267
268<br />
Bilag F.7 – Likviditetsundersøgelse<br />
samlet adm. omk.<br />
S1-bidrag = nettopris ⋅ andel udført arbejde +<br />
byggeriets varighed<br />
hvor<br />
S1-bidrag kr<br />
er den værdi af arbejdet udført i den pågældende måned ⎡⎣måned ⎤⎦<br />
nettopris er nettoprisen for hele arbejdet [kr]<br />
andel arbejde udført %<br />
er den andel af arbejdet der er udført i den pågældende måned ⎡⎣måned ⎤⎦<br />
samlet adm. omk. er den samlede administrations. og finansomkostning for hele byggeriet<br />
[kr]<br />
byggeriets varighed er byggeriets varighed [måneder]<br />
Der er således for hver måned udregnet summen af de variable omkostninger i den pågældende måned,<br />
og hertil er lagt en ottendedel af de totale administrations- og finansomkostninger, da byggeriet<br />
foregår over otte måneder. Herefter opstilles omkostningssumkurven som en sumkurve af disse.<br />
Udbetalingssumkurven S2<br />
Udbetalingssumkurven S2 er opstillet ved at forskyde omkostningssumkurven et stykke, der udgør<br />
gennemsnitskredittiden for udbetalinger til arbejdskraft, leverandører med mere.<br />
Arbejdsløn udbetales normalt hver 14. dag, men da feriepengedelen har en kredittid på ca. 1 år, kan<br />
kredittiden for arbejdsløn med god tilnærmelse sættes til 1 måned. Ligeledes varierer kredittiden på<br />
materiel og materialer typisk mellem 30 – 45 dage. [Fisker et al. 2005, p397]<br />
Med baggrund i ovenstående er gennemsnitskredittiden for udbetalinger sat til en måned, hvorfor<br />
udbetalingssumkurven S2 fremkommer ved at forskyde omkostningssumkurven S1 en måned fremad.<br />
Indtægtssumkurven S3<br />
For at kunne opstille indtægtssumkurven S3, er det først vurderet, hvilke aktiviteter der er værdiskabende,<br />
og hvilke der ikke er. De ikke-værdiskabende aktiviteter er vurderet til byggepladsindretning,<br />
jordarbejde og forskallingsarbejde, jf. tabel 71. Herefter er indtægten fra de ikke-værdiskabende<br />
aktiviteter jævnet ud over de værdiskabende som følger<br />
samlet pris<br />
S3-bidrag = ⋅værdiskabende<br />
arbejde<br />
∑ værdiskabende arb.<br />
hvor<br />
kr<br />
S3-bidrag er værdien af arbejdet udført i den pågældende måned ⎡⎣måned ⎤⎦<br />
samlet pris er den samlede pris for entreprisen [kr]<br />
∑ værdiskabende arb. er den samlede pris for det værdiskabende arbejde i byggeriet [kr]<br />
værdiskabende arbejde er prisen for det værdiskabende arbejde udført i den pågældende må-<br />
kr ned ⎡⎣måned ⎤⎦
Bilag F.7 – Likviditetsundersøgelse<br />
Dette giver værdien af udført arbejde, der sendes som en acontobegæring til bygherren i starten af<br />
hver måned. Indtægtssumkurven opstilles som summen af værdien af udført arbejde.<br />
Indbetalingssumkurven S4<br />
Fra en acontobegæring bliver fremsendt, til den bliver godkendt af bygherre og betalt, går der som<br />
oftest op til 3 uger, jf. AB 92. Idet det forudsættes at acontobegæringen udskrives en af de første<br />
dage i måneden, og at den såvel som betalingen er et par dage undervejs, forudsættes indbetalingen<br />
modtaget den sidste dag i fakturamåneden. [Fisker et al. 2005, p397]<br />
Bygherrekreditten er hermed sat til en måned, og indbetalingssumkurven kan opstilles, idet værdien<br />
af udført arbejde en måned indbetales sidste faktureringsdag i den følgende måned. Kurven opstilles<br />
som en trappeformet kurve, da al betaling for en måneds arbejde bliver betalt på én gang.<br />
Finanisieringskurven F<br />
Forskellen mellem S2 og S4 angiver kapitalbehovet, der optegnes som finansieringskurven F som<br />
følger<br />
hvor<br />
F er finanseringskurven [kr.]<br />
S2 er udbetalingssumkurven [kr.]<br />
S4 er indbetalingssumkurven [kr.]<br />
[Fisker et al. 2005, p397]<br />
Finansieringsdiagram<br />
F = S2-S4<br />
Kurverne S1, S2, S3, S4 og F er opstillet i figur 167. De værdier, der ligger til grund for finansieringsdiagrammet,<br />
er udregnet og opstillet i regneark. Regnearket er vedlagt på cd-rom som finansieringsdiagram.xls.<br />
269
Millioner kr kr<br />
270<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
-15<br />
S1<br />
S3<br />
Bilag F.7 – Likviditetsundersøgelse<br />
0<br />
-5<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />
F<br />
-10<br />
Figur 167: Finansieringsdiagram for byggeriet<br />
Tid [måned]<br />
Tid [måned]<br />
Gennemsnitsfinansieringen og dermed finansieringsomkostningerne findes, idet det gennemsnitlige<br />
underskud på likviditeten er udregnet til ca. 2,6 mio. Hvis der i gennemsnit er lånt 2,6 mio. over 8<br />
måneder til en rentesats på 7 % p.a. svarer dette til en finansieringsomkostning som følger<br />
8mdr.<br />
finansieringsomkostning = 2.600.000 kr ⋅0,07 ⋅ ≈<br />
121.300 kr<br />
12 mdr.<br />
S2<br />
S4
Bilag F.7 – Likviditetsundersøgelse<br />
G - GEOTEKNISK RAPPORT<br />
271
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
G.1 Geoteknisk rapport<br />
I det følgende er givet den geotekniske rapport der er udleveret i forbindelse med projektarbejdet.<br />
[GEODAN 2004]<br />
273
274<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
275
276<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
277
278<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
279
280<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
281
282<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
283
284<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
285
286<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
287
288<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
289
290<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
291
292<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
293
294<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
295
296<br />
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport
Bilag G.1 – Geoteknisk rapport<br />
297