13.07.2015 Views

Ikke-rektangulære tværsnit, armeret murværk, konsoller, ankre, mm ...

Ikke-rektangulære tværsnit, armeret murværk, konsoller, ankre, mm ...

Ikke-rektangulære tværsnit, armeret murværk, konsoller, ankre, mm ...

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

9. <strong>Ikke</strong>-<strong>rektangulære</strong>, bøjningspåvirkede <strong>tværsnit</strong>9.1 IndledningDe fleste formeludtryk, edb-progra<strong>mm</strong>er, beregningsmodeller, etc. er udviklet til <strong>rektangulære</strong><strong>tværsnit</strong>, hvilket normalt betyder, at der enten foretages konservative forsimplinger,når de ikke-<strong>rektangulære</strong> <strong>tværsnit</strong> skal beregnes eller at konstruktionerudføres alene med <strong>rektangulære</strong> delelementer, idet rådgivere er klar over, at dennevej er enkel og farbar.En konservativ forsimpling kan fx være, at der ses bort fra falsene i det U-<strong>tværsnit</strong>,der typisk optræder mellem 2 døråbninger, således at kun den <strong>rektangulære</strong> del af<strong>tværsnit</strong>tet betragtes.Disse beregningsmæssige forsimplinger er naturligvis uhensigtsmæssige, idet <strong>murværk</strong>etsstyrke netop er, at det enkelt kan udformes med andre <strong>tværsnit</strong>styper end det<strong>rektangulære</strong>.Typiske <strong>tværsnit</strong>, der optræder i det murede byggeri:U-<strong>tværsnit</strong>. Tværsnittet er fx aktuelt mellem 2 porte eller 2 døre, med muret fals ihøjdenI-<strong>tværsnit</strong>. Diafragmevægge er et typisk eksempel på et I-<strong>tværsnit</strong>. Konstruktionenanvendes ikke så ofte mere, men var meget udbredt før 1970.Buede <strong>tværsnit</strong>.De 3 typer er illustreret på efterfølgende figur.Fig. 9.1.1Eksempler på ikke-<strong>rektangulære</strong> <strong>tværsnit</strong>fuld version 154


9.2 Hovedsagelig bøjningspåvirkede konstruktioner. Generel teoriDen enkleste måde at beregne et ikke-rektangulært <strong>tværsnit</strong>, som anvendes i et 2-, 3-eller 4-sidet understøttet pladefelt, evt. med huller, er at ækvivalere den aktuellegeometriske form til et rektangulært <strong>tværsnit</strong> med tykkelsen t ækv,w , hvor t ækv,w er denækvivalente tykkelse i et rektangulært <strong>tværsnit</strong>, der giver sa<strong>mm</strong>e bæreevne som detikke-<strong>rektangulære</strong> <strong>tværsnit</strong>.t ækv,w beste<strong>mm</strong>es på følgende måde:For det aktuelle <strong>tværsnit</strong> med længden L beste<strong>mm</strong>es <strong>tværsnit</strong>tets modstandsmomenterom den akse, hvorom bøjningen finder sted. Disse 2 modstandsmomenter benævnesher w u og w l . Det mindste modstandsmoment beste<strong>mm</strong>es, og på baggrund herafbeste<strong>mm</strong>es t ækv,w som den tykkelse, der for et rektangulært <strong>tværsnit</strong> giver sa<strong>mm</strong>emindste modstandsmoment. Metoden kan kort skrives som angivet efterfølgende:1/6 L t ækv,w2= min (w u , w l ) (1)Med denne ækvivalente tykkelse beregnes <strong>tværsnit</strong>tet på sædvanlig vis fx ved hjælpaf brudlinjeteorien.Metoden illustreres med et eksempel.9.3 U-<strong>tværsnit</strong>. BøjningspåvirkningDen aktuelle konstruktion er vist på efterfølgende figur.Fig. 9.3.1U-<strong>tværsnit</strong> udsat for bøjningfuld version 155


Kun bagmuren betragtes. I det følgende er:A arealetS det statiske moment om aksenen akse placeret som vist på figur 9.4.1g afstanden op til ZZ tyngdepunktsaksen for den aktuelle konstruktionI z Inertimomentet om tyngdepunktetI Inertimomentet om aksenlængde af vægL længde af væg inklusiv de to afstivende flangerA = 228 108 2 + 108= 49.248 + 108 lS = 2 ½ 228 2 108 + ½ 108 2g = S /A= 5,61 106 + 5832I z beste<strong>mm</strong>es enklest ud fra ”Königs sætning” som lyder:I = I z + g 2 AellerHer erI z = I - g 2 AI = 2 [(1/12) 108 228 3 + 108 228 (228/2) 2 ]+ (1/12) 108 3 + 108 (108/2) 2= 8,53 10 8 + 4,199 10 5Afstanden til punkterne hvor spændingerne er størst (e 1 og e 2 ) er:e 1e 2= g= 228 - gHerudaf kan w u , w l endelig udregnes og på den baggrund t ækv,w fra (1). Det fås:w u = I z /e 2w l = I z /e 1I den efterfølgende tabel er t ækv,w udregnet for forskellige værdier af på baggrund afovenstående betragtninger. I denne tabel er endvidere angivet værdier for n, som derredegøres for efterfølgende.fuld version 156


Tabel 9.3.1 t ækv,w for U-<strong>tværsnit</strong> angivet i fig. 9.3.1Længde af væg Total længde Ækvivalent tykkelse n(<strong>mm</strong>)L (<strong>mm</strong>) t ækv,w (<strong>mm</strong>)0 (216) 228 -72 288 204 13,19132 348 190 11,28192 408 179 9,88252 468 169 8,66312 528 162 7,85372 588 155 7,07432 648 149 6,43492 708 144 5,91552 768 140 5,50612 828 136 5,10672 888 133 4,80732 948 129 4,41792 1008 127 4,22852 1068 124 3,93912 1128 121 3,64972 1188 119 3,451032 1248 117 3,251092 1308 115 3,051152 1368 114 2,941212 1428 112 2,721272 1488 110 2,471332 1548 109 2,31Når totallængden (L) overstiger murermålet 1548 <strong>mm</strong>, er det ikke længere relevant atmedtage de 2 flanger samlet under projekteringen.(I tabel 5.1 i EN 1996-1-1 er en tilsvarende tabel angivet. Denne er konservativ i forholdtil denne tabel).Såfremt en åbning ikke har fals i hele højden og dermed ikke udgør et U-<strong>tværsnit</strong> ihele højden, skal kurven for momentforløbet sa<strong>mm</strong>enlignes med kurven for momentkapacitetensom illustreret på efterfølgende figur.Fig. 9.3.2Momentforløb for <strong>tværsnit</strong> uden fals i hele højdenfuld version 157


For at eftervise, at bæreevnen i hele højden er tilstrækkelig, skal kurven for momentkapacitetenindhylle kurven for momentforløbet. Denne beregning kan være lidt omstændelig,men kan udføres generelt, som vist i det efterfølgende.I snittet, hvor momentet er maksimalt, antages, at bæreevnen netop er tilstrækkelig.Det vil sige:ellerf xd1 w = M maxf xd1 (1/6) L t ækv,w2= (1/8) q h 2 (2)hvor M max er det maksimale moment på momentkurven.Ændring af tykkelsen regnes at foreko<strong>mm</strong>e i afstanden h/n fra understøtningen. Det ønskesbestemt ved hvilken værdi af n bæreevnen netop er tilstrækkelig for tykkelsen t.Momentforløbet i afstanden x fra understøtningen kan udtrykkes på følgende måde:IndsættesM(x) = ½ q x (h - x)x= h/nfås:h12 (n 1)M x= q h 42n8neller16(n 1)n22fxd1L t =218qh4(3)Ligningssystemet i (3) divideres op i ligningssystemet i (2) hvorefter fås:tt ækv ,w2(n 1)n= 42ellern2ttækv ,w24(n1)0fuld version 158


Ligningssystemet løses med hensyn til n hvoraf fås:n =tækv ,wt2221ttækv ,w2Dvs n er direkte afhængig af t ækv,w /t, hvilket betyder, at kendes t ækv,w og t, kan numiddelbart beste<strong>mm</strong>es.n er angivet i tabel 9.4.1, som funktion af t ækv,w . I denne tabel er t forudsat lig med108 <strong>mm</strong>.Et eksempel.Antages:L= 768 <strong>mm</strong>og U-<strong>tværsnit</strong>tet i øvrigt udført som angivet på figur 9.3.1 fås:t ækv,w= 140 <strong>mm</strong>n = 5,50Dvs for et vægfelt med en højde på 3,0 m kan falsen være afbrudt i en afstand fraøverste understøtning på:h/n = 3000/5,50= 545 <strong>mm</strong>Dette vil i dette eksempel sige, at når tegloverliggeren er 8 skifter høj (533 <strong>mm</strong>) erbetingelsen opfyldt. Dermed er bæreevnen i området uden de forstærkende vangertilstrækkelig, såfremt bæreevnen i <strong>tværsnit</strong>tet med de forstærkende vanger er tilstrækkelig.I tabel 5.1 i EN 1996-1-1 er angivet parameterenttteftækv , wtI efterfølgende tabel angives værdier for n relateret til tabel 5.1 i EN 1996-1-1, hvorindgangsparameteren ρ t anvendes:fuld version 159


Tabel 9.3.2Samhørende værdier af t og ntn1,0 21,2 4,471,4 6,662,0 7,46Såfremt n ikke er opfyldt i det aktuelle tilfælde reduceres t tilsvarende.Et eksempel. t er fundet til 1,4, men n = 4,47. Herved reduceres t til 1,2 i de videreberegninger.fuld version 160


10. Armeret <strong>murværk</strong>10.1 IndledningAt forstærke <strong>murværk</strong> med indlagte materialer, der kan optage træk, er en ga<strong>mm</strong>elforeteelse. Træ indlagt i lerstensvægge er en arabisk tradition for at skabe skiver, derkan give udkragede bygningsdele. Metalklamper til samling af sten har været anvendti det gamle Grækenland [OVA].Nu om dage anvendes liggefugearmering en del i Sverige. Armeringen anvendes ioverliggere og brystninger, omkring åbninger og i andre områder, hvor <strong>murværk</strong>etskønnes kraftigt belastet. Erfaringer fra Danmark viser imidlertid, at korrekt udført,u<strong>armeret</strong> <strong>murværk</strong> normalt ikke revner, hvoraf må konkluderes, at det kraftige forbrugaf fugearmering i vort naboland mere er et resultat af effektiv markedsføringend af reelle problemer i konstruktionerne.I Danmark anvendes <strong>armeret</strong> <strong>murværk</strong> hovedsageligt i forbindelse med teglbjælkerog kældervægge af letklinkerblokke. Teglbjælker er dog ikke behandlet i dette afsnit.Der henvises specifikt til afsnit 7.I kritiske og usædvanlige statiske løsninger kan liggefugearmering anvendes somforstærkende element.Emnet ”<strong>armeret</strong> <strong>murværk</strong>” er omfattende behandlet i [LGH].Idéen med at forstærke et sprødt materiale som <strong>murværk</strong> med armering på tilsvarendemåde som jernbeton er naturligvis oplagt. Succesen med de forskellige typer ogkonstruktionsmetoder er dog helt afhængig af, om der kan udvikles et koncept, der erkonkurrencedygtigt i forhold til det uarmerede <strong>murværk</strong>.10.2 Definitioner og beskrivelser10.2.1 Vandret, slap armeringVandret armering i tegl<strong>murværk</strong> består normalt af armeringssystemer indlagt i liggefugen.De 2 hyppigst anvendte armeringssystemer til tegl<strong>murværk</strong> er vist stilistisknedenstående.Fig. 10.2.1Liggefugearmering. Stigarmering og zigzagarmeringfuld version 161


Fig. 10.2.3Blok<strong>murværk</strong> med 2 huller opmuret i halvstensforbandt. Fra [OVA2]10.3 BeregningsprocedurerBeregningsprocedurerne er i store træk de sa<strong>mm</strong>e som for jernbeton, der er beskreveti flere udmærkede lærebøger og derfor ikke gentages her. (Se dog Afsnit 7, Teglbjælkerfor beskrivelse af det armerede <strong>tværsnit</strong>s momentbæreevne).Beregningsprocedurerne er endvidere beskrevet i EN 1996-1-1.fuld version 163


11. Konsoller, <strong>ankre</strong>, <strong>mm</strong>.11.1 IndledningDette afsnit vedrører ståldele, der ikke er omtalt andetsteds. Dvs <strong>konsoller</strong> og <strong>ankre</strong>.11.2 Konsoller11.2.1 IndledningKonsoller anvendes typisk i byggeri med større vinduespartier, hvor formuren hængesop i en betonbagmur, der normalt er en del af et søjle/bjælke-system (se efterfølgendefigur).Fig. 11.2.1Skalmur monteret på <strong>konsoller</strong> ophængt på betonbagmur. Fugtspærre og isolering ikkevistDimensionering af selve konsollen er næppe et område, man som rådgivende ingeniørbliver involveret i, idet producenten som oftest har udfærdiget enkle tabeller.Opspænding af bolt mellem konsol og teglbjælke bør foretages ”med hånd”, da enhård opspænding risikerer at medføre revner på grund af temperaturbetingede bevægelser.En løs opspænding giver mulighed for differensbevægelser. Se efterfølgendefigur.fuld version 164


Figur 11.2.2 Ophængning i konsol hvor bolte ikke er stramt spændte. Mulighed for differensbevægelseri vandret planSåfremt konstruktionen udføres med stød forskudt fra konsol som vist på nedenståendefigur indlægges der fugearmering i stødet således, at der ikke initieres revner idet pågældende snit og at der bliver en vis sa<strong>mm</strong>enhæng i konstruktionen.Figur 11.2.3. Stød i konsol11.2.2 Afstande mellem <strong>konsoller</strong>Her skal 2 forhold undersøges: Bæreevne af selve konsollen og bæreevnen af teglbjælkernemellem <strong>konsoller</strong>ne. Såfremt opmuringen ønskes foretaget uden midlertidigeunderstøtninger gælder følgende regler:Tabel 11.2.1 Maksimum understøtningsafstand (m)TegloverliggerMurværkets højde incl. overligger4 skifter 15 skifter +45 skifter1 skifte 1,0 0,9 0,82 skifte 2,0 1,6 1,23 skifter (selvbærende) 2,6 2,2 1,6fuld version 165


Tabellerne er gældende for:KC 50/50/700 eller stærkereForspændte overliggere og bjælker.Forspænding iht. Dansk Murstenskontrols beste<strong>mm</strong>elser.Tabellen dækker: Moderat til stærkt sugende sten (minutsugning > 2,0 kg/m 2 ). Forsvagt sugende sten reduceres afstandene med 25 %.Såfremt afstanden mellem <strong>konsoller</strong> er mindre end ovenstående værdier, kan teglbjælkenopmures uden midlertidig understøtning.De selvbærende bjælker må ikke mellemunderstøttes, og de aktuelle længder er maksimallængder.Bemærk: Ovenstående er ikke en dimensioneringstabel.Teglbjælken skal naturligvis beregnes på sædvanlig vis, såfremt der påføres yderligerelast efter hærdning.Momentbæreevne af teglbjælken over <strong>konsoller</strong>ne kan forøges, såfremt der indlæggesliggefugearmering i øverste eller næstøverste skifte af teglbjælken.Tabellerne kan også anvendes ved beste<strong>mm</strong>else af minimumsafstande for den midlertidigeunderstøtning ved opmuring af teglbjælker.11.2.3 Indlæggelse af dilatationsfugerIndlæggelse af dilatationsfuger er et område, der under projekteringen skal ofres storopmærksomhed på, når der anvendes <strong>konsoller</strong>, idet fejlagtige eller manglende indlagtedilatationsfuger med overvejende sandsynlighed vil resultere i revner.Indenfor denne disciplin er der ingen partialkoefficienter, der kan redde fejl og forgle<strong>mm</strong>elser.11.2.3.1 Vandrette dilatationsfugerAnvendes <strong>konsoller</strong> på steder, hvor der er <strong>murværk</strong> både over og under konsollen,skal der indlægges en dilatationsfuge umiddelbart under konsollen således, at det underliggende<strong>murværk</strong>s differensbevægelse kan optages i denne dilatationsfuge (se efterfølgendefigur).fuld version 166


Fig. 11.2.4Indlæggelse af vandrette dilatationsfuger11.2.3.2 Lodrette dilatationsfugerBetragtes sa<strong>mm</strong>e type konstruktion som i fig. 11.2.2, men med en bredere, muret søjlekan det være mere hensigtsmæssigt at udforme konstruktionen med lodrette dilatationsfugerog afbryde <strong>konsoller</strong>ne ved vinduesåbningerne som vist på efterfølgendefigur.fuld version 167


Fig. 11.2.5Indlæggelse af lodrette dilatationsfugerGenerelt ses, at området over konsollen skal adskilles fra det øvrige <strong>murværk</strong>, hvorbevægelserne er større.I nogle byggerier er dilatationsfuger undladt og de kritiske områder <strong>armeret</strong> med liggefugearmering.Dette er ikke en anbefalelsesværdig løsning, idet revnerne ikke udebliver,men blot bliver fordelt over en længere strækning og større revner bliver fordeltpå flere fine revner.11.3 Ankre, <strong>mm</strong>.11.3.1 IndledningAnkre, ekspansionsbolte, karmskruer etc. har alle til formål at overføre kræfter vinkelretpå vægplanen (træk eller tryk) eller parallelt med vægplanen (forskydning).I dette afsnit benævnes alle typer som <strong>ankre</strong>, idet forholdene på mange områder eridentiske.I det følgende forudsættes, at <strong>ankre</strong>ne er indboret i selve byggestenen og ikke i fugen,da forankringen i fugen ofte ikke er tilstrækkelig.fuld version 168


Selve styrken af samlingen mellem stenen og <strong>ankre</strong>ne er normalt fastlagt ved forsøgog deklareret af producenten, da det ikke er praktisk muligt at beregne styrken ud frateoretiske modeller alene.11.3.2 Forskydningspåvirkning gennem <strong>ankre</strong>Dette forhold er fx relevant ved forankring af en tagrem til en stabiliserende væg,som påvirkes af kræfter i eget plan (skivevirkning) og er behandlet i afsnit 5.11.3.3 Træk- og trykpåvirkning gennem <strong>ankre</strong>Denne påvirkning bliver rent statisk en enkeltkraft, som påvirker vægfeltet. Et eventueltbrud i pladen kan enten være et lokalt forskydningsbrud umiddelbart rundt omankeret eller et større brud repræsenterende et momentbrud. De 2 brudformer er betragtetefterfølgende.11.3.3.1 Udtræk af sten hvori ankeret er placeretDet antages, at bruddet optræder ved, at stenen, hvori ankeret er placeret, trækkes udaf konstruktionen.Fig. 11.3.1Lokalt brud i <strong>murværk</strong> som følge af træk eller trykpåvirkede <strong>ankre</strong>Antages endvidere, at ligevægten opretholdes på baggrund af kohæsionen i liggefugerne,idet der ses bort fra bidraget fra kohæsionen i studsfugerne, fås følgende udtræksstyrkeaf én sten (P sten ):P sten = 2 108 228 f vd0Indsættes fx= 49248 <strong>mm</strong> 2 f vd0f vd0= 0,1 MPafås følgende værdi for P stenP sten= 4,9 kNfuld version 169


Dvs, når <strong>ankre</strong> er deklareret med en regningsmæssig udtræksstyrke i ovennævntestørrelsesorden, skal forholdene lokalt i <strong>murværk</strong>et undersøges.Ankeret kan naturligvis være placeret excentrisk i den aktuelle sten, hvilket vil medføreen excentrisk påvirkning af stenen med de på efterfølgende figur viste reaktionertil følge. Det vurderes dog, at bæreevnen for et excentrisk placeret anker ikke ermindre end udtrykket angivet ovenfor.Fig. 11.3.2Excentrisk placeret anker11.3.3.2 Momentbrud i vægfeltetBrudfiguren for et sædvanligt 4-sidet, simpelt understøttet vægfelt påvirket af en enkeltkraftkan være som vist efterfølgende.Fig. 11.3.3Brudfigur for vægfelt påvirket af enkeltkraftOpstilles arbejdsligningen fås:A y= PA i =2 mf1lh2 mf22h12fuld version 170


hvorA y er det ydre arbejdeA i er det indre arbejdeP er enkeltlastener enhedsflytningen parallelt med lastenm f1 er brudmomentet pr længdeenhed omkring liggefugenm f2 er brudmomentet pr længdeenhed omkring studsfugenh højden af vægfeltetl længden af vægfeltetSættesA y= A ifås:P h l = 4 (m f1 l 2 + m f2 h 2 )P =4(mfl2lhmlf 2h2)Et typisk vægfelt betragtes. Her sættes:hvoraf fås:l = 2 hm f1 = 2 m f2P = 12 m f1Det bemærkes, at bæreevnen er uafhængig af h og l. Dvs bæreevnen er den sa<strong>mm</strong>euanset om vægfeltet er 2 m eller 8 m langt.Den regningsmæssige værdi for m f1 for en 108 <strong>mm</strong> teglstensvæg kan fx være:m f1 = (1/6) 108 2 0,125= 243 N<strong>mm</strong>/<strong>mm</strong>hvoraf fås, at den regningsmæssige værdi for P bliver:P = 12 243 N<strong>mm</strong>/<strong>mm</strong>= 2916 NEr der tale om en hulmur, hvor bæreevnen af de 2 vanger er ens, bliver den samledebæreevne naturligvis det dobbelte, her benævnt P hulmur .P hulmur = 2 2916 N= 5,8 kNfuld version 171


Såfremt enkeltlasten ikke er placeret midt på vægfeltet vil bæreevnen forøges, hvilketvil sige, at en forudsat central placering er konservativ.En anden geometrisk mulig brudfigur er illustreret på efterfølgende figur.Fig. 11.3.4Geometrisk mulig brudfigur for pladefelt påvirket af enkelkraft.Denne brudfigur giver mindre bæreevne, såfremt de negative brudmomenter, her benævntm’ f1 og m’ f2 , er væsentlig mindre end de positive brudmomenter. Dette er ikketilfældet for <strong>murværk</strong>, hvor de negative og positive momenter normalt altid er identiske.Dvs brudfiguren i fig. 11.3.3 er den relevante at anvende.(Det bemærkes, at den optimale brudfigur er optegnet som en ellipse for at indikere,at brudmomentet om studsfugen normalt er større end brudmomentet om liggefugen.Såfremt brudmomenterne om de 2 akser er ens, bliver den optimale brudfigur en cirkel).11.3.3.3 Samlet bæreevne af et vægfelt påvirket af en enkeltlast vinkelretpå vægplanenBetragtes de 2 brudformer under ét ses, at <strong>ankre</strong> indsat i en hulmur typisk vil have enudtræksstyrke påP sten= 4,9 kNhvorimod hele væggens bæreevne er:P hulmur= 5,8 kNDisse værdier er ikke alverden, og i de tilfælde, hvor der er modhold langs de vandretteunderstøtninger, fx i form af en anden væg, kan konstruktionen dimensioneressom en bue, der normalt giver væsentlig større bæreevne. Tykkelsen af trykstringerenkan sættes til 0,1 t. Udstrækning af buen parallelt med vægplanen kan fx sættes tilt. Buen er illustreret efterfølgende.fuld version 172


Fig. 11.3.5Optagelse af enkeltkræfter ved hjælp af buevirkning.Et beregningseksempel er ikke vist her, da beregningen er enkel.fuld version 173


12. Praktisk branddimensionering af murede konstruktionerPr. 1/1-2008 er de nye europæiske normer introduceret, herunder EC 6-1-2, Murværkskonstruktioner– Brandteknisk dimensionering. Mht. anvendelse af denne normhenvises til www.mur-tag.dk, sektionen ”Brand”.13. EksponeringsklasserVedrørende forhold omkring eksponeringsklasser, herunder miljøpåvirkning, korrosionsbehandlingaf stålsøjler, valg af mørtler henvises til www.mur-tag.dk.fuld version 174


14. Styrkeparametre14.1 IndledningDe styrkeparametre, der specifikt anvendes i forbindelse med projektering af <strong>murværk</strong>og som er angivet i EN 1996-1-1, er:Trykstyrken (f k )Elasticitetsmodulet (E 0k )Bøjningstrækstyrke om liggefuge (f xk1 )Bøjningstrækstyrke om studsfuge (f xk2 )Kohæsion (f vk0 )Parametrene er angivet med indeks ”k”, som angiver, at der er tale om karakteristiskeværdier. De statistiske forhold vedrørende beste<strong>mm</strong>else af karakteristiske og regningsmæssigeværdier gennemgås ikke i dette skrift, idet der ikke er tale om begreberspecifikt relateret til <strong>murværk</strong>.Styrkeparametre relateret til <strong>armeret</strong> <strong>murværk</strong> er ikke beskrevet i dette afsnit, men iafsnit 10. Armeret <strong>murværk</strong>.Udover ovenstående nævnte styrkeparametre, er følgende styrkeparametre behandleti dette afsnit: Friktion (μ k ), trækstyrke af <strong>murværk</strong> vinkelret på studsfugen (f tsrk ) ogPoisson’s forhold ( ).14.2 VedhæftningTrykstyrken og elasticitetsmodulet er relateret til en spændingssituation, hvor der ikkeforeko<strong>mm</strong>er træk i nogen af de to hovedspændingsretninger.Bøjningstrækstyrkerne og kohæsionen er relateret til en spændingssituation, hvor derforeko<strong>mm</strong>er træk i en af de to hovedspændingsretninger.For at der kan foreko<strong>mm</strong>e trækspændinger i <strong>murværk</strong> er det nødvendigt, at der er envis vedhæftning i fugen, idet vedhæftningen netop er defineret ved, at fugen er istand til at optage trækspænding i en vilkårlig retning.14.3 Trykstyrke og elasticitetsmodulStyrkeparametrene trykstyrke og elasticitetsmodul behandles begge i dette afsnit, idetde 2 parametre traditionelt beste<strong>mm</strong>es i sa<strong>mm</strong>e prøvningsmetode.14.3.1 TrykstyrkenFor at trykstyrken kan siges at være realistisk bestemt, skal h/b-forholdet have enstørrelse således, at en brudmekanisme frit kan udvikles. Bruddet i skøre materialerkan sædvanligvis repræsenteres ved Coulombs brudbetingelse, som er illustreret efterfølgendeved hjælp af Mohrs cirkel. Forholdene for et homogent skørt materiale erillustreret.fuld version 175


Fig. 14.3.1Brudbetingelse for skøre materialer illustreret vha. Mohrs cirkelBruddet i skøre materialer opstår som forskydningsbrud i det snit, hvor brudbetingelsen:først optræder.= d n + f vd0Ved en trykpåvirkning som den ovenstående angivne kan det vises, at bruddet opstårunder en vinkel:=42uhvoru er friktionsvinklen. Dvs tan( u ) =Den karakteristiske værdi for (μ k ) angives i DS/INF 167 tabel 3 at ligge i intervallet[0,6-2,0] afhængig af, om den virker til gunst eller ugunst.Skal prøvelegemets nødvendige h/b-forhold beste<strong>mm</strong>es, skal der tages udgangspunkti en høj værdi for .= 2,0 vælges som en konservativ værdi. Heraf fås:u = 63,4= 45 + 63,4 /2= 76fuld version 176


Det nødvendige h/b-forhold fås af:tan(h/b) = 76h/b = 4,01For en væg med en bredde på 108 <strong>mm</strong> bliver antallet af nødvendige skifter (n):n = 4,01 108/66,7= 6,5= 7 skifter (idet der kun opmures med heleskifter)I den europæiske standard for beste<strong>mm</strong>else af trykstyrke og elasticitetsmodul EN1052-1 angives, at prøvelegemernes højde/bredde-forhold skal være:h/b = 3 – 15Den øvre begrænsning er medtaget for at undgå, at der opstår søjlevirkning i prøvelegemerne.Hvorfor intervallet skal være så stort, fortaber sig lidt i det uvisse. Fradansk side er der indført nogle mere stringente krav, fx at højden for prøvelegemermed en bredde på 108 <strong>mm</strong> skal være 600 <strong>mm</strong> (9 skifter), således at en eventuel variationi styrkerne pga. højden på prøvelegemerne ikke giver anledning til en uhensigtsmæssigoptimering (skitse af den ny prøvningsprocedure er vist fig. 14.3.4).I EN 1996-1-1 beste<strong>mm</strong>es trykstyrken for sædvanligt <strong>murværk</strong> (dvs <strong>murværk</strong>, somikke er opmuret med tyndfugemørtel) efter følgende formeludtryk:f k = K f b f mhvorf k er <strong>murværk</strong>ets trykstyrkeK er en konstant, som er afhængig af om det er hulsten eller massive stenf b er stentrykstyrkener en konstantf m er mørteltrykstyrkener en konstantFor sædvanligt <strong>murværk</strong> er følgende koefficienter gældende:f k = K f b0,7f m0,3hvorK = 0,55 for massive sten (Gruppe 1)= 0,45 for hulsten (Gruppe 2)fuld version 177


Værdierne 0,7 og 0,3 er fundet ud fra en række forsøg foretaget i de enkelte lande,der deltager i det europæiske samarbejde. At koefficienterne sa<strong>mm</strong>enlagt giver nøjagtig1,0 skyldes, at udtrykket bevidst er udformet således, at det er matematisk elegantog medfører, at konstanten K ikke optræder med en ”skæv enhed” som fxMPa 0,056 . Skulle konstanterne og alene være bestemt og optimeret ud fra forsøgsværdierneville su<strong>mm</strong>en være svagt mindre end 1,0.I øvrigt er trykstyrken en ret overvurderet parameter. Der er sjældent problemer medtrykstyrken, da de fleste nutidige <strong>murværk</strong>skonstruktioner er mindre byggeri med lettag og derfor ikke påvirket af kræfter, der medfører større trykspændinger. Styrkeparametre,der er afhængige af vedhæftningsstyrken (se afsnit 14.4) er derimod væsentligmere kritiske for moderne byggeri. Den overdrevne interesse for trykstyrkensta<strong>mm</strong>er givetvis fra en tid, da murede huse var større og mere monumentale medtunge tagkonstruktioner og fra en tid med rene kalkmørtler, hvor bæreevnen aleneskulle baseres på (små) trykstyrker og hvor vedhæftningen var nul.14.3.2 ElasticitetsmoduletElasticitetsmodulet er i DS/INF 167 afsnit 3.7.2 (2) angivet som værende en karakteristiskværdi. I EN 1996-1-1 er værdien angivet som n middelværdi, men da elasticitetsmoduleter en styrkeparameter, er det i Danmark valgt at lade denne være karakteristiskpå sa<strong>mm</strong>e måde som de øvrige styrkeparametre.Elasticitetsmodulet beste<strong>mm</strong>es ved at måle prøvelegemets sa<strong>mm</strong>entrykning under engiven afstand som funktion af den påførte kraft (afstanden er 400 <strong>mm</strong> efter metodenangivet i fig. 14.3.3).Teoretisk er det begyndelseselasticitetsmodulet, der ønskes bestemt, men i praksis erdet nødvendigt at beste<strong>mm</strong>e en sekanthældning på kurven. Beste<strong>mm</strong>else af sekanthældningenkan ikke foretages fra værdien ( , ) = (0,0), idet et nulpunkt under forsøgsudførelsener svært at definere, idet lejefladerne i starten ikke ligger helt an modprøvelegemet, og forskellige urenheder mellem lejeflader og prøvelegeme skal ”knuses”,før arbejdslinjen viser et brugbart resultat.En større forsøgsrække foretaget i nordisk regi [NOR] har eftervist, at en rimelig fornuftigværdi at anvende som begyndelseselasticitetsmodul (E) er:E =0,35brud0,35brud0,05brud0,05brudDvs sekanthældningen mellem 0,05 og 0,35 af prøvelegemets brudværdi. Det faktiskeforløb af arbejdslinjen er illustreret i efterfølgende figur.fuld version 178


Fig. 14.3.2Forsøgsmæssig forløb af arbejdskurveNår sekanthældningen gennem punkterne ( 0,35brud , 0,35brud ) og ( 0,05brud , 0,05brud ) erkendt, kunne værdien nemt multipliceres med en faktor der korrigerede den fundneværdi til E, idet arbejdskurven generelt kan tilnærmes med en parabolsk funktion.Dette har man fra normudvalgets side foreløbig valgt ikke at gøre, og den manglendekorrektion må betragtes som en ekstra mindre sikkerhed der pr. automatik er indlagt.Såfremt en høj elasticitetsmodul er til ugunst, giver den manglende korrektion dog enusikkerhed på E.Fig. 14.3.3 Beste<strong>mm</strong>else af trykstyrke og elasticitetsmodul. Ny metode. EN 1052-1fuld version 179


14.3.3 X-borTil projektering af om- og tilbygninger er der behov for at beste<strong>mm</strong>e specielt trykstyrkenaf det eksisterende <strong>murværk</strong>. Beste<strong>mm</strong>else af trykstyrker i ældre <strong>murværk</strong>foretages ne<strong>mm</strong>est ved at beste<strong>mm</strong>e sten- og mørteltrykstyrke separat og derefter udregne<strong>murværk</strong>ets trykstyrke efter de gængse formler i EN 1996-1-1 (se afsnit14.3.1).Stentrykstyrken (f b ) beste<strong>mm</strong>es ved at udtage en repræsentativ mængde sten og fåtrykprøvet disse.Trykstyrken af mørtlen (f m ) beste<strong>mm</strong>es vha. et X-bor, der måler trykstyrken af enmørtelfuge på stedet. Værktøjet er udviklet af Teknologisk Institut og er inspireret afvingeboret, som bruges til geotekniske undersøgelser.Fig. 14.3.4X-bor til beste<strong>mm</strong>else af mørtlens trykstyrkeMan måler ved at banke X-boret ind i fugen og dreje det rundt med en momentnøglemed slæbeviser. Modstanden i fugen i brudøjeblikket kan da aflæses.Fordelen ved metoden er, at man ret hurtigt på stedet kan måle brudstyrken af mørtleni flere punkter, hvorved der opnås et bredere kendskab til styrkeværdierne i detaktuelle <strong>murværk</strong>.Til beregning af mørteltrykstyrken anvendes middelværdien af vridningsmomentet pr<strong>mm</strong> indbanket bor. Denne parameter er benævnt m v,m .Forsøg viser, at værdien er uafhængig af trykspændingen (dvs. antal etager).Trykstyrken af mørtlen findes som: 3,2 × m v,mStørrelsen f m beste<strong>mm</strong>es iht. DS/INF 167 som:f m = ½ × mørteltrykstyrken for kalkrige mørtlerf m = mørteltrykstyrken for cementrige mørtlerHer defineres kalkrige mørtler som mørtler, hvor kalk udgør 50 % eller mere af bindemiddelmængden,og cementrige mørtler som mørtler, hvor cement udgør mere end50 % af bindemiddelmængden.Da målingen foretages på det faktiske byggeri kan partialkoefficienten reduceresmed en faktor 0,9. Dvs for udførelse i normal kontrolklasse fås: γ m = 0,9 × 1,6 = 1,44fuld version 180


14.4 Bøjningstrækstyrke om liggefuge, bøjningstrækstyrke omstudsfuge og kohæsionBøjningstrækstyrkerne anvendes i forbindelse med beste<strong>mm</strong>elsen af tværbæreevnenfor vægfelter som beskrevet i afsnit 2. Dvs ved dimensionering af vægfelter hovedsageligtpåvirket af vindlast. Denne dimensionering er ofte kritisk, og derfor er enkorrekt ansættelse af styrkeparametrene væsentlig.Kohæsionen anvendes i forbindelse med dimensionering af stabiliserende vægge(skiver) som beskrevet i afsnit 5.7 og teglbjælker som beskrevet i afsnit 7.2. Nårstyrkeparameteren betegnes som kohæsionen og ikke forskydningsstyrken hængerdette sa<strong>mm</strong>en med, at i EN 1996-1-1 er forskydningsstyrken f vd defineret som:f vd = f vd0 + dDvs forskydningsstyrken udgøres hermed af 2 bidrag. Kohæsionen og friktionen.Kohæsionen kunne mere korrekt benævnes den initiale forskydningsstyrke, men herer den kortere benævnelse ”kohæsion” valgt.Både bøjningstrækstyrke om liggefuge, bøjningstrækstyrke om studsfuge og kohæsioner behandlet i dette kapitel, idet de alle er afhængige af vedhæftningen mellemsten og mørtel.Vedhæftningen kan populært beskrives som ”hvor godt stenene er limet sa<strong>mm</strong>en afmørtlen” eller lidt mere teknisk ”evnen til at optage trækspændinger i en vilkårligretning”.De 3 styrkeparametre repræsenterer netop bæreevnen overfor en spændingssituation,hvor der foreko<strong>mm</strong>er træk i en af de to hovedspændingsretninger.Beste<strong>mm</strong>else af de 3 styrkeparametre skal i princippet foretages ud fra 3 forskelligeprøvningsmetoder.14.4.1 Beste<strong>mm</strong>else af bøjningstrækstyrkerMetoden til beste<strong>mm</strong>else af bøjningstrækstyrkerne om ligge- og studsfugen er illustreretpå efterfølgende figur. Prøvningen er benævnt minivægsforsøg. Metoden går ial sin enkelthed ud på, at minivæggene påvirkes i 4.-delspunkterne således, at snitkræfternepå den midterste halvdel af vægfeltet er et konstant moment, dvs uden forskydningskræfter.fuld version 181


Fig. 14.4.1 Beste<strong>mm</strong>else af bøjningstrækstyrker om ligge- og studsfuge. EN 1052-2Metoden er beskrevet i den europæiske standard EN 1052-2 og har været anvendt iDanmark og flere europæiske lande (bl.a. England) i en årrække.Metoden er i fig. 14.4.1 vist for mursten. For blokke anvendes principielt sa<strong>mm</strong>e metode.14.4.2 Beste<strong>mm</strong>else af kohæsionenMetoden til beste<strong>mm</strong>else af kohæsionen har ikke tidligere været standardiseret, såher har flere forskellige, mere eller mindre opfindso<strong>mm</strong>e, metoder været anvendt.Der har hidtil ikke været meget fokus på kohæsionen, og i tidligere danske normerblev kohæsionen angivet som en regningsmæssig værdi (f vd0 ) på:f vd0= 0,1 MPaVærdien var derfor ens, uanset om beregningen gjaldt en kritisk skivestabilitet for et8-etagers byggeri eller en garage.Dette forhold var naturligvis ikke holdbart og stred imod den gængse normopfattelse,hvor styrkeparametre deklareres som karakteristiske og reduceres ved division meden partialkoefficient, som er afhængig af sikkerheds- og kontrolklasse.Forholdet blev ændret i 1998, hvor kohæsionen bliver deklareret som en karakteristiskværdi på linje med andre styrkeparametre.fuld version 182


Før introduktionen af de europæiske normer blev kohæsionen bestemt ud fra den tyskeprøvningsmetode med den mundrette benævnelse ”Haftscherfestigkeitprüfung,DIN 18555, Teil 5”. Metoden er illustreret på efterfølgende figur.Fig. 14.4.2 Tysk metode til beste<strong>mm</strong>else af kohæsionen. Haftscherfestigkeitprüfung, DIN 18555,Teil 5Det ses, at der ved prøvningen introduceres et moment i liggefugen, hvilket gør beste<strong>mm</strong>elsenaf kohæsionen svagt fejlagtig.Metoderne er nu gennem det europæiske samarbejde blevet standardiseret og er beskreveti EN 1052-3, som er illustreret på efterfølgende figur.fuld version 183


Fig. 14.4.3Beste<strong>mm</strong>else af kohæsion efter EN 1052-3, PrøvningsmetoderSom det ses på ovenstående figur er der flere muligheder for beste<strong>mm</strong>else af kohæsionen.Type B er beste<strong>mm</strong>else af kohæsionen uden introduktion af normalspændinger,hvorimod der i den nederste metode (Type A) er mulighed for introduktion afnormalspændinger.Også i disse metoder introduceres der fra de ydre kræfter et moment i liggefugen,som giver svagt fejlagtige resultater.Anvendes type A til beste<strong>mm</strong>else af f vk0 påsættes der normalkræfter af forskelligstørrelse således, at en ret linje mod punktet ( , ) = (0, f vk0 ) kan beste<strong>mm</strong>es. Metodenforeskriver, at der skal foretages målinger med mindst 3 varierende normalkræfter.Ved denne metode bliver <strong>murværk</strong>ets friktionsvinkel tillige bestemt.fuld version 184


Standarden (EN 1052-3) foreskriver, at de karakteristiske styrker beste<strong>mm</strong>es på følgendemåder:f v0k = 0,8 f v0tan( k ) = 0,8 tan( )I øvrigt er tan( k ) = k, hvor k er den karakteristiske friktion.Dvs de sædvanlige indgangsvinkler ved beste<strong>mm</strong>else af karakteristiske værdier, hvorfx spredningen bliver taget i betragtning, bliver her ”bypasset” i prøvningsstandarden.Systematikken fra prøvningsstandarden er vist på efterfølgende figur.Fig. 14.4.4Beste<strong>mm</strong>else af kohæsionen efter EN 1052-3. ResultatbehandlingI en større forsøgsrække udført på SBi [KFH] i 1998 blev efterfølgende viste forsøgsudstyranvendt. Det ses, at der i denne metode ikke introduceres noget moment,idet kraftpåvirkningen er placeret centralt over fugen. Metoden har dog nogle ulemper,fx er den noget tidskrævende, idet fladerne skal planslibes og prøvningsudstyretskal pålimes fladerne.Fig. 14.4.5Beste<strong>mm</strong>else af kohæsionen efter ”2L-metoden”fuld version 185


Som alternativ til EN 1052-3 blev metoden illustreret i efterfølgende figurer analyseret.Analysen er beskrevet i rapporten ”Investigation of different methods for determiningthe initial shear strength for masonry”, Teknologisk Institut, Murværk ogByggekomponenter. Det ses, at der i denne metode ikke introduceres noget moment iliggefugen, idet kraften er centreret over liggefugen.Analysen viser, at anvendes denne metode, hvor de sekundære trækspændinger i højgrad er elimineret, forøges middelværdien af f vk0 med 33 % og variationskoefficientenreduceres med 33 %, hvilket giver en forøgelse af f vk0 på ca. 50 %, såfremt derved beste<strong>mm</strong>else af f vk0 tages hensyn til spredningen.Fig. 14.4.6Beste<strong>mm</strong>else af kohæsionen for murstenFig. 14.4.7Beste<strong>mm</strong>else af kohæsionen for blokkefuld version 186


Denne metode er enkel og ikke særlig tidskrævende, idet prøvelegemet blot kanmonteres i en almindelig trykpresse.Studier af de forskellige metoder til beste<strong>mm</strong>else af forskydningsstyrken er foretagetved hjælp af Finite element beregninger (FEM) af J.R. Riddington, K.H. Fong og P.Jukes [JRR].Forskydningsforsøgene vist i fig. 14.4.6 og 14.4.7 blev dog ikke analyseret.Problemstillingen ved forskydningsforsøgene er, at brudspændinger typisk kun optræderi et enkelt punkt på brudfladen, hvorimod spændingerne i de øvrige punkter erlangt fra brudspændingen. Dette betyder, at der i dette punkt kan opstå en revne (afhængigaf sejheden af materialet), med en ny spændingstilstand til følge i det reducerede<strong>tværsnit</strong>, der typisk vil resultere i et progressivt brud.Afbildes forholdene ved hjælp af Mohrs cirkel, svarer dette til, at ét punkt er sa<strong>mm</strong>enfaldendemed Coulombs brudbetingelse, mens de resterende punkter ligger langtfra. Forholdet er illustreret på efterfølgende figur.Fig. 14.4.8FEM-analyse af forskydningsforsøgfuld version 187


Her er som eksempel angivet en metode benævnt ”Hamid-testen”.Spændingen langs brudfladen, bestemt ved FEM-analysen er angivet for forskelligenormalspændinger, og forskellige steder på brudfladen er punktet nærmest Coulombsbrudbetingelse beregnet. Det ses, at brudbetingelsen kun opstår i ét punkt, hvorimodde andre øvrige undersøgte punkter langs brudfladen er langt fra brudbetingelsen.Når ikke alle punkter på brudfladen er nær Coulombs brudbetingelse betyder dette, atfundne brudspændinger, som normalt beste<strong>mm</strong>es ved at fordele prøvelegemets brudstyrkeover hele brudfladen, bliver for lave. I realiteten ses der da også store afvigelseri den beregnede brudspænding, når sa<strong>mm</strong>e sten/mørtel-kombination afprøvesmed forskellige metoder. De forsøgsprocedurer, der giver de højeste værdier, må antagesat have en spændingsfordeling langs brud<strong>tværsnit</strong>tet, der ligger nær brudbetingelsenog er derfor mest korrekte.Den optimale situation vil naturligvis være, at spændingsfordelingen var identiskover hele brudfladen, således at alle punkter langs brudfladen lå på eller var rimelignær Coulombs brudbetingelse.I artiklen konkluderes endvidere:At den teoretisk bedste metode er Hofmann/Stöckl-testen, som dog kræver et såkomplekst forsøgsapparatur, at den i realiteten er uanvendelig til praktiske gøremål.Triplet-metoden, som er standard iht. EN 1052-3 (Se fig. 14.4.3), er ligeså god/dårligsom de andre undersøgte metoder.14.4.3 Anvendelse af fugeknækkermetoden til beste<strong>mm</strong>else af f xk1Både metoderne til beste<strong>mm</strong>else af bøjningstrækstyrkerne og kohæsionen er særdelesomkostningskrævende pga. de store prøvelegemer og komplicerede opstillinger,hvilket har medført, at forskningen indenfor sa<strong>mm</strong>enhængen mellem vedhæftning ogmaterialeparametre har været særdeles sparsom.For at minimere prøvningsomkostningerne omkring forsøg vedrørende vedhæftning,blev der på Teknologisk Institut, Murværk i perioden 1994-1998 igangsat et størreudredningsarbejde med henblik på at udvikle enklere forsøgsprocedurer [PDC].Som erstatning for minivægsforsøgene til beste<strong>mm</strong>else af bøjningstrækstyrken omliggefugen var det naturligt at tage udgangspunkt i fugeknækkeren, som var kendt fraflere andre lande. Virkemåden i fugeknækkeren er angivet på efterfølgende figur.fuld version 188


Fig. 14.4.9Skematisk angivelse af fugeknækkeren. I udenlandsk litteratur benævnt ”bond wrench”.Efter EN 1052-5.Prøvelegemerne, der anvendes i fugeknækkeren, er 2 eller flere sa<strong>mm</strong>enmurede sten,som naturligvis er enklere at opmure og håndtere end de minivægge, som anvendesved metoden illustreret i fig. 14.4.1. Det viste sig ved en række indledende forsøg, atder (naturligvis) var en sa<strong>mm</strong>enhæng mellem bøjningstrækstyrkerne fundet ved minivæggeneog bøjningstrækstyrkerne fundet ved fugeknækkeren.Forsøgsudstyr og metoden blev optimeret således, at variationskoefficienten på fugeknækkerenog minivæggene blev ens (cirka 10-12 %) og således, at bøjningstrækstyrkernefundet ud fra forsøg med fugeknækkeren lå i intervallet 0,7-1,0 af bøjningstrækstyrkernefundet ved minivæggene.Bøjningstrækstyrkerne fundet ved fugeknækkeren er således konservative og i gennemsnit15 % mindre end tilsvarende værdier fundet ud fra minivægsforsøgene, somer den standardiserede metode.14.4.4 Beste<strong>mm</strong>else af f xk2 som funktion af f xk1 , f b og f tDer er siden 1960’erne blevet udført mere end 1300 enkeltforsøg med minivægge.De forsøgsserier, hvor både bøjningstrækstyrken om liggefugen og bøjningstrækstyrkenom studsfugen er bestemt for sa<strong>mm</strong>e sten- og mørteltype, blev analyseret for, o<strong>mm</strong>uligt, at udlede et teoretisk udtryk for f xk2 således, at parameteren kunne beste<strong>mm</strong>esud fra allerede kendte parametre.fuld version 189


Udvikling af udtrykkene er ret omstændelige og beskrives kun su<strong>mm</strong>arisk i detteskrift.Bøjningstrækstyrken om studsfugen f xk2 beste<strong>mm</strong>es efter standarden ved at knækkeen 4-skifter høj bjælke parallelt med studsfugen. Bruddet i bjælken løber enten gennemstenene eller i zigzag gennem fugerne. Dvs forsøgsresultaterne og brudmodellenrefererer til en bjælke med 3 liggefuger og 4 sten i brud<strong>tværsnit</strong>tet.Fig. 14.4.10 Bøjningstrækstyrke om studsfuge. Forskellige brudformerVed brud gennem sten beste<strong>mm</strong>es f xk2 ved at addere bøjningskapaciteten fra:Stenene (2)Liggefugerne (3)Studsfugerne (2)Tallene i parentes angiver hvor mange, fx studsfuger, der bidrager til bøjningskapacitetenved det aktuelle brud i den 4 skifter høje bjælke.Ved zigzagbrud gennem fugerne beste<strong>mm</strong>es f xk2 ved at addere bøjningskapacitetenfra:Liggefugerne (3)Studsfugerne (4)Vridningsbidraget i liggefugerne (3)Forskydningen i studsfugerne (4)I forbindelse med udformningen af modellen opstilledes en række antagelser, derblev eftervist på baggrund af tidligere udførte forsøg:Bøjningstrækstyrken i studsfugen regnes proportional med f xk1 .Forskydningsstyrken i ligge- og studsfuge regnes proportional med de respektivebøjningstrækstyrker.fuld version 190


Spændingsfordelingen ved vridning i liggefugen forudsættes at kunne repræsenteresved den plastiske fordeling multipliceret med en effektivitetsfaktor.Bøjningstrækstyrken i stenene (f s,sten ) er proportional med stenenes trykstyrke opløfteti en potens. Dvs:f s,sten = a (f b ) bhvorf s,sten er bøjningstrækstyrken af stenen i forbindelse med brud paralleltmed studsfugenf b er stenenes normaliserede trykstyrkea, b er proportionalitetskonstanter.Analyseres de før omtalte typeprøvninger udført gennem tiderne, kan de forskelligerelationsparametre beste<strong>mm</strong>es og optimeres ved en ikke-lineær regressionsanalyse.Udtrykket er kun udformet for karakteristiske værdier, og derfor anvendes karakteristiskeværdier i den resterende del af dette afsnit samt i afsnit 14.5. ”Trækstyrke af<strong>murværk</strong> vinkelret på studsfugen”, hvor udtrykkene er udviklet på baggrund af detteafsnit.Følgende udtryk fandtes at repræsentere 95 %-fraktilen:fxk2min0.130.06fftb0.06 f2.73 ftxk10.25fxk1hvorf xk2 er den mindste af de 2 værdierf t er bøjningstrækstyrken af en komprimeret liggefuge.Leddet vedrørende brud i stenen:kan skrives som:( 0.13 fb)( 0.43 0.30 fb)hvor værdierne:0 .43 udtrykker stenens geometriske andel af det lodrette brud<strong>tværsnit</strong>0.30udtrykker selve teglmaterialets faktiske bøjningstrækstyrke.f bfuld version 191


Lodret lastEn del af bøjningskapaciteten ved zigzagbrud gennem fugerne skyldes vridning i liggefugerne.Denne kapacitet kan forøges, hvis vægfeltet er påvirket af en lodret last,der fremkalder en jævn fordelt lodret normalspænding.Det sidste led i udtrykket for f xk2 (Leddet: 2.73 f xk1 ) repræsenterer vridning i liggefugensamt bøjning og forskydning i studsfugen. Vridningen repræsenterer ca. 50 %.Inkluderes normalspændingen ( ) kan leddet skrives som:1,37 f xk1 + 1,36 (f xk1 + μ k σ) =2,73 (f xk1 + μ k /2 σ) =2,73 (f xk1 + 0,25 σ)når μ k konservativt sættes = 0,5.En eventuel excentricitet af den lodrette last vinkelret på vægplanen giver ikke nogensynderlig ændring i den forøgede vridningskapacitet, idet forøgelsen blot opstår på etmindre areal, men med en større styrke.(Normalspændingen giver endvidere et regningsmæssigt bidrag til f xk1 , hvilket normaltmedtages i brudlinjeberegningerne).Ovenstående modeller er implementeret i DS/INF 167.14.4.5 KohæsionenFor en række sten/mørtel-kombinationer blev udført parallelforsøg, hvor kohæsionenog bøjningstrækstyrken blev bestemt.Kohæsionen blev bestemt vha. den i afsnit 14.4.2 beskrevne tyske metode (Haftscherfestigkeitprüfung,DIN 18555, Teil 5).Bøjningstrækstyrken blev bestemt både ved forsøg med minivægge og forsøg medfugeknækkeren.En simpel analyse viste, at f xk1 f vk0 . Dette resultat er tillige implementeret i DS/INF167, Tabel 3, hvor f vk0 angives at være lig f xk1 , hvilket i henhold til forsøgene er konservativt.Kohæsionen for lim – pap – lim samlingen og mørtel – pap – mørtel samlingen erbehandlet i afsnit 5.8.3.fuld version 192


14.4.6 Beste<strong>mm</strong>else af alle vedhæftningsparametre vha. fugeknækkerenUd fra ovenstående beskrevne analyser og forsøgsresultater blev det endelige resultatsåledes, at alle 3 vedhæftningsparametre: (f xk1 , f xk2 , f vk0 ) kunne beste<strong>mm</strong>es ud fra forsøgmed fugeknækkeren og en række andre parametre som typisk var kendte, og destandardiserede, omkostningstunge forsøg med minivægge og forskydningsforsøgkunne undgås.14.5 Trækstyrke af <strong>murværk</strong> vinkelret på studsfugenTrækstyrken af <strong>murværk</strong> vinkelret på studsfugen (f tk2 ) som parameter anvendes i forbindelsemed beregninger af skiver (se afsnit 5) og sætninger (se afsnit 15.3).Brudmekanismerne for trækstyrken og bøjningstrækstyrken vinkelret på studsfugerneer rimelig identiske. Værdien sættes skønsmæssigt til:f tk2= ½ × f xk214.6 Poisson’s forholdPoisson’s forhold ( ) er ikke en ofte anvendt parameter i forbindelse med dimensioneringaf <strong>murværk</strong>, men medtages her, idet parameteren anvendes flere steder i beregningerne.Der har ikke i Danmark været udført forsøg til beste<strong>mm</strong>else af .Forsøg foretaget af Atkinson og Noland [ATK] viste, at den initiale værdi af var0,17 i forbindelse med påvirkning til tryk. Værdien steg kraftigt når trykspændingenoversteg 80 % af brudspændingen. Dette forhold skyldes formodentlig, at der i detteområde begynder at ske afskalninger <strong>mm</strong>. af stenene, som registreres som en forhøjetværdi af . En reel variation af materialeparameteren er der næppe tale om.Forsøg foretaget af Hegemeir, m.fl. [HEG] viste, at for blok<strong>murværk</strong> var 0,18 nårtrykpåvirkningen var normal med liggefugerne og 0,12 når retningen var vinkelretherpå.Arnold W. Hendry angiver i [AWH], at forskydningsforsøg udført parallelt med bøjningsforsøgindikerer, at værdien for kan sættes til 0,1.I de praktiske beregninger anvendessom oftest til beste<strong>mm</strong>else af G, som er:G =2E(1)fuld version 193


Det ses, at forliggende i intervalletmedfører det, at G ligger i intervallet= [0,1 … 0,15]G= [E/2,2 … E/2,3]hvilket næppe har den store praktiske betydning.Det foreslås derfor at der i de praktiske beregninger anvendes en værdi forpå:14.7 Friktionen= 0,15Friktionen kan naturligt deles op i 2 uafhængige styrkeparametre:friktion i en mørtelfuge ogfriktion mellem mørtelfuge og fugtspærre.14.7.1 Friktion i mørtelfugeFriktionskoefficienten beste<strong>mm</strong>es som beskrevet i afsnit 14.4.2 og vist på fig. 14.4.3og fig. 14.4.4. Dvs som hældningen på den fundne linje som beste<strong>mm</strong>es, når der udføresforskydningsforsøg med varierende normalkraftpåvirkning i snitfladen.Friktionskoefficienten anvendes som styrkeparameter, når et <strong>tværsnit</strong> er påvirket afbåde normalspændinger og forskydningsspændinger. Dette er aktuelt for fx buer (seafsnit 6.3) og stabiliserende vægge (skiver) (se afsnit 5.7).I tidligere danske normer blev friktionskoefficienten som kohæsionen (se afsnit14.4.2) angivet alene som en regningsmæssig værdi ( d ) på:d = 0,5I 1998 blev den karakteristiske værdi ( k ) dog sat til:k = 0,6Den forøgede værdi for k havde ikke baggrund i forsøg, men alene i det faktum, atpartialkoefficienten for friktion i 1998 blev bestemt til 1,22 for konstruktioner opførti normal sikkerheds- og kontrolklasse.Friktionskoefficienten er analyseret (i 2006) for forskellige kombinationer af byggestenog mørtel. For andre mørtler end ”ren kalkmørtel” fandtes, at k kan sættes til1,0. Dette resulterer i følgende værdier angivet i DS/INF 167 (tabel 3):Mørtelfuge (f m < 0,5 MPa): µ k = 0,6Mørtelfuge (f m > 0,5 MPa): µ k = 1,0fuld version 194


Med skillelinjen angivet som 0,5 MPa menes således:”Ren kalkmørtel””Mørtel hvori cement indgår som bindemiddel”14.7.2 Friktion i mørtelfuge på fugtspærreParameteren er i DS/INF 167 betegnet som ”Friktionskoefficient for mørtelfuge påfugtspærre”. Dette er egentlig en lidt misvisende betegnelse, idet den relevante friktionog den dertil hørende glidning altid opstår mellem fugtspærren og den underliggendesokkel. Friktionskoefficienten for ”mørtelfuge på fugtspærre” refererer altsåikke til friktionen mellem mørtelfuge og fugtspærre, men mellem fugtspærre og denunderliggende konstruktion.Den underliggende konstruktion består oftest af et fundament, hvor der knas modfugtspærren er letklinkerblokke. Fugtspærren består oftest af pap (PF 2000 eller GF2000 pap) eller murfolier.Løsningen er vist efterfølgende, hvor bygningsdel (82) markerer fugtspærren, hvorglidningen er kritisk. Pappet markeret med (80) nogle skifter højere oppe medførertillige en afbrydelse af vedhæftningen, men dette er i en mindre andel af <strong>tværsnit</strong>tetsa<strong>mm</strong>enlignet med (82), hvor vedhæftningen er afbrudt i det fulde <strong>tværsnit</strong>.Fig. 14.6.1Mørtelfuge på fugtspærrefuld version 195


Teknologisk Institut har udført en række forsøg [FRI] med det formål at beste<strong>mm</strong>efriktionskoefficienten for forskellige kombinationer af fugtspærre og sokkel. Resultaternefor de fundne karakteristiske værdier er angivet nedenstående:Tabel 14.6.1 Karakteristiske friktionskoefficienterFundament PF 2000 pap Plastfolie/murfolieGlat beton 0,49Letklinkerblokke 0,44 0,62Kostet beton 0,31Partialkoefficienten for friktionskoefficienten er i det Nationale Anneks angivet til1,30 for konstruktioner opført i normal sikkerheds- og kontrolklasse.Dvs den regningsmæssige friktionskoefficient for den typiske konstruktion beståendeaf PF 2000 pap mod letklinkerblokke (i normal kontrol og sikkerhedsklasse) er:d= k/ m= 0,44/1,30= 0,34Friktionskoefficienten for ”kostet beton” er mindre end for ”glat beton”. Dette er imodstrid med den intuitive opfattelse af, at værdien burde være større. Der er ikkenogen logisk forklaring på værdien. Ved forsøgene med ”kostet beton” blev det observeret,at pappen blev revet itu, hvilket muligvis kunne forklare den lave værdi.Den høje værdi for plastfolie/murfolie kan forklares ved, at den tynde plastfolie smygersig ned i letklinkerblokkens fordybninger og giver den overliggende understøbningen tilsvarende form med en forøget friktionskoefficient til følge.14.8 Små <strong>tværsnit</strong>I EN 1996-1-1, afsnit 6.1.2.1 (3), er indført en reduktionsfaktor for små <strong>tværsnit</strong>.Reduktionsfaktoren er her kun gældende for trykstyrken. Dette forhold er ændret iDS/INF 167, hvor det er angivet, at reduktionsfaktoren skal anvendes for alle styrkeparametrene.Dog behøves friktionen µ k ikke at blive reduceret.Formeludtrykket for reduktionen skal anvendes når A 0,1 m 2hvorA er det regningsmæssige <strong>murværk</strong>s<strong>tværsnit</strong>Reduktionsfaktoren (R) er:R = 0,7 + 3 Afuld version 196


Dvs for et <strong>murværk</strong>s<strong>tværsnit</strong> med målene 108 228 <strong>mm</strong> vil reduktionsfaktoren blive:R = 0,7 + 3 0,108×0,228= 0,7 + 3 0,025= 0,774240 <strong>mm</strong> mellem 2 vin-Dvs ved beregning af en muret søjle med en bredde på 108duer og med styrkeparametrene:Ef k= 2400 MPa= 6,4 MPaskal der regnes med følgende formelle parametre:E = 2400 MPa 0,774= 1857 MPaf k = 6,4 MPa 0,774= 4,95 MPaReglen er indført for at tage hensyn til, at en sjusket udførelse, med fx manglende fugeudfyldning,er mere kritisk ved små <strong>tværsnit</strong>.14.9 StyrkematrixForskellige teglværker har deklareret styrkeparametre for bestemte kombinationer afteglsten og mørtler, der passer godt sa<strong>mm</strong>en.Det er specielt bøjningsstyrken, der tidligere har været et problem og den lave værdi,som er angivet i DS/INF 167 har ofte givet anledning til, at der i det murede byggeriskulle monteres mange stålsøjler i hulmuren.Dette er et unødvendigt fordyrende led som de nye styrkeparametre i høj grad eliminerer.fuld version 197

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!