No Slide Title - Konstruktionsteknik

Raset vid Ronan Point iLondon 1968Gasexplosion på 18evåningen orsakade s.k.fortskridande ras.5 personer dog.Huset var byggt avprefabricerade betongelementsom inte vartillräckligt ihopfogade

Efter Ronan Point har man utvecklat metodik föratt bygga så att risken för liknande händelserskall vara liten.Detta har accentuerats på senare år efter allaterroristattentat som bl.a. drabbat byggnader.Det finns f.n. ett mycket stort intresse attbygga på ett sätt som minskar sårbarheten förextrema påverkningar.

Disposition• Olyckslaster• Primär skada och fortskridande ras• Dimensioneringsmetoder• Prefab betong• Massivträ

Olyckslaster• Brand• Påkörning• Explosion• Oavsiktlig stöt• Översvämning• Sättningar• Jordbävning

Påkörningskraft på pelareLastbil 18 ton, hastighet 80 km/h

Förenklad beräkning av medelstötkraft Q vid påkörningRörelseenergi= mv 2 /2 =arbete för att bromsa rörelsen = Qs gerQ= mv 2 /2sdärm= fordonets massa kgv= fordonets hastighet, m/ss= förflyttning av fordonets tyngdpunkt under stötens kan uppskattas från fordonets egenskaper

Rimliga grundvärden för påkörning viddimensionering för olyckslasta) Vid huvudtrafikledb) I tätort utan snabb trafikc) Inom en byggnadd) I parkeringshus för personbilar

Kraftig inbromsning

Tryck vid explosion i delvis slutet utrymmeA= sammanlagd fönsterareaV= volym i lokalen där explosion sker

Oavsiktlig stötExempel på stötkrafter• fallande tunga föremål• svängande last i travers• ras av lagrat material eller produkter

ÖversvämningarKonsekvenser• Oavsiktligt vattentryck på byggnadsdelar• Dynamiska krafter av strömmande vatten(jämför tsunami)• Bortspolning av jord (passivt jordtryckförsvinner)Ex. New Orleans

Fortskridande rasBKR:”Byggnader skall utformas så att riskerna till följd avfortskridande ras är ringa. Detta får ske genom attde utformas så att de kan motstå olycklast eller såatt en primär skada begränsas”HUR?

Alt. 1: Byggnaden dimensioneras för att motståolyckslast• Konstruktionselement kan i vissa fall göras tillräckligtstarka (ex. pelare i parkeringshus för personbilar,bropelare i farvatten med mindre båtar)• Skyddsanordningar för att hindra påkörning kanuppföras (ex. skyddsvall mot gata, bank som skyddarbropelare mot påsegling)Men det är ofta oekonomiskt att bygga så att allatänkbara olyckslaster kan tas upp utan att delar av enbyggnadsstomme förstörs.

Alt. 2 Begränsning av primär skadaPrincip:Byggnaden dimensioneras och utformas så attbegränsade delar av det bärande systemetkan slås ut utan att resten av byggnadenrasar.

Primär skada enligt BKR:s definition (bärandeväggar)Två bärlinjer möts i hörnEn bärlinje skadas

Bärlinje med pelar-balk system

Primärt skadeområde för enplans hallbyggnadOm området som omfattas av primär skada är störreän 150 m 2 och mer än några få människor vistas ilokalen måste man förhindra att takbalken faller neddå en pelare slås ut.

Siemens Arena – Danmark• Europas största velodrom(?)• Enbart vertikala strävor• Spännvidd ca 75 meter• 12 st fackverk• 8000 sittplatser

Siemens Arena, DK

Siemens Arena-raset

Dimensionering olyckslast –byggnadsverksdelar i SK3Lastkombination 5, BKR 2003, kap.21.0Egentyngd G k+Alla variabla laster med vanligt värde (Q k )med >0,5+En olyckslast Q ak

Dimensionering- fortskridande rasLastkombination 6, BKREfter att primär skada inträffat skallbyggnaden bära följande laster1.0 Egentyngd G k+alla variabla laster med vanligt värde (Q k )med >0,25

A: Primär skada avolyckslastB: Sekundärt skadeområde– stor risk för personskadaC:Område med storadeformationer- liten riskför personskadaD: Opåverkad stomme

Alternativa bärande system

Dimensionering mot fortskridande rasAlt 1. Analysera scenarier för alternativbärning i systemet efter primär skadaAlt. 2. Förenklad metodik baserad på attelementen i stommen samman-fogasutifrån schablonregler

Förenklad metodikKan tillämpas för normala bostads- och kontorshusVillkor a:Byggnadens totalstabilitet kontrolleras efter primär skadaför aktuell lastkombination (byggnad med högst 4 vån.)Villkor b:Stommens olika delar skall kunna överföra specificeradeschablonkrafter

Betongstomme: N=T=20 kN/mAndra stommar: proportionera m.a.p.bjälklagens egentyngd + vanlig nyttig lastUpplag mellan bjälklag och vägg skall kunnaöverföra samma krafter

Exempel: HDFbjälklagpå pelarbalksystem

Detaljlösningar –prefab betongF 5 tas medfriktion härUpplagförHDFplattorF 1F 2Fogyta med friktion F 4

Längsfogför HDFplattor

Raskoppling vid mellanstödF5 tas medfriktion härF 1F 3

Ändförankring av HDF-bjälklagGängad stångingjutesHär bör finnas armering förbi pelaren

Ändförankring av plattbärlagGängad stångArmering

Sammanfogning av väggelement

Bjälklag av massivträSkruvar iplywoodremsa

Sammanfogning av bjälklagselementSjälvborrandeskruv

Sammanfogning av väggelement

Vägg-bjälklagsanslutning

SLUT