Beräkningsstrategier för murverkskonstruktioner

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Beräkningsstrategier för murverkskonstruktioner"

Britta Linda Forsberg
för 5 år sedan
Visningar:

1 Beräkningsstrategier för murverkskonstruktioner Tomas Gustavsson TG konstruktioner AB

2 Dimensionerande lastfall ofta endera av: 1. Vindlast mot fasad + min vertikallast 2. Max vertikallast + vindlast från fasad Flervåningsbyggnader: Lastfall 1 kan vara dimensionerande i övre plan Lastfall 2 kan vara dimensionerande i understa plan

3 Beräkning med vind mot fasad + minimum vertikallast Utvändigt övertryck kombineras med invändigt undertryck Vertikallast ökar kapacitet att genom plattverkan ta upp horisontallast Permanent vertikallast kan medräknas Om vindlasten fördelas efter styvhet kan kontroll erfordras av både fasadoch bakmur

4 Egentyngd Beräkning med max vertikallast Vind riktad från fasad (utvändigt undertryck) Invändigt övertryck beaktas Huvudlast kan vara vertikallast (ofta nyttig last eller snölast) eller horisontallast (vind, jordtryck) Egentyngd, nyttig last Egentyngd, snö, vind Vind (utvändigt u-tryck, invändigt ö-tryck) Vind, nyttig last eller snölast som huvudlast? Förenkling kan behövas

5 Vid låg vertikallast behövs endast beräkning mht horisontallast Om murverket belastas med maximalt 10% av vertikallastkapaciteten, för lastfall med e mk /t = 0.05, kan det dimensioneras som enbart horisontalbelastat Följande strategi kan rätt ofta tillämpas: 1. Klarlägg vilka murverksdelar som belastas < 10% av vertikalkraftskapacitet enligt ovan 2. Om så erfordras kan tvärsnitt som annars blir belastade mer än 10% förstärkas så att de klarar kravet 3. Om ökad kapacitet att ta upp horisontallast erfordras förstärk med armering 5

6 fast inspänd kant fritt upplagd kant Vertikalt enkelspända plattdelar Transversallast medför dragspänning vinkelrät liggfogarna Försiktighet är motiverad fritt upplagd kant fritt upplagd kant Vertikalt enkelspänd plattdel

7 Dimensioneringsexempel: Enplans byggnad, bostadshus Ytterväggar: fasadmur 108 tegel, 180 isolering, bakmur av 108 tegel Fasadmur: 15 MPa tegel, M1, f k = 3.2 MPa (EKS) Bakmur: 25 MPa tegel, M2.5 f k = 6.0 MPa (EKS) Hjärtmur 228 tegel, 15 MPa, M1, f k = 3.2 Utförandeklass 1

8 Laster Egentyngd tak 0.9 kn/m 2 Karakteristisk snölast 1.0 x 0.8 = 0.8 kn/m 2 Taklast vid snö som huvudlast 2.23 kn/m 2 Vindlast mot fasad, vind som huvudlast 0.74 kn/m 2 Vindlasten fördelas på fasadoch bakmur: EI fasadmur = bt 2 x 500 x 3.2 = 1600 bt 2 EI bakmur = bt 2 x 500 x 6.0 = 3000 bt 2 wbakmur = 0.48 kn/m 2 w fasadmur = 0.26 kn/m 2

9 Vertikalkraftskapacitet för bakmur vid e mk /t = 0.05 f cd = 6.0/1.9 = 3.16 MPa h ef = 2500 mm t ef = 108 mm h ef /t ef = 23 Ø m = 0.32 N Rd = 0.32 x 3.16 x MN/m = 109 kn/m 0.10 x N Rd = 10.9 kn/m Regeln om max 0.10 utnyttjandegrad ofta tillämplig för kanalmurar i 1- och 1,5 planshus

10 Bärningslinje 2 Bärningslinje 4 Max last i bärningslinje 1 = 5.1 x 0.4 x 2.23 = 4.5 kn/m Bärningslinje 5 Även efter kompensation för fönster uppenbart att väggen kan dimensioneras för enbart horisontallast Bärningslinje 1 Bärningslinje 2 Bärningslinje 3

11 Bärningslinjerna 4 och 5 Utnyttjandegrad > 0.10 vid e mk /t = 0.05, innan korrigering av bakmuren

Bärningslinjerna 4 och 5 För murpelarna, med bredd 948, valdes att mura vardera sida med 228 mm tjocklek 228 948 y tp Syfte: 1. Öka vertikallastkapacitet 2. Vertikalarmera för vindlast 348 348 A = 0.

13 Bärningslinjerna 4 och 5 För murpelarna, med bredd 948, valdes att mura vardera sida med 228 mm tjocklek y tp Syfte: 1. Öka vertikallastkapacitet 2. Vertikalarmera för vindlast A = m 2 Tvärsnittets tyngdpunkt: y tp = 105 mm I = 8.0x10-4 m 4 (Steiners sats) En mur med bredd 948 mm och tjocklek 215 får motsvarande I h ef /t ef = 2.5/0.215 = 11.6 Undersök vertikala bärförmågan vid e mk /t = 0.05 : Ø m = 0.85 N Rd = 0.85 x x 3300 = 522 kn 0.10 x N Rd = 52 kn > N Sd = 2.23 x 2.4 x 3.5 = 18.7 kn

Murpelarna armeras vertikalt för att ta vindlasten: 1200 Böjmoment pga vindlast: w = 0.74 x 1.20 = 0.89 kn/m M sd = 0.89 x 2.

5 x 10-4 x 385/(0.8 x 0.348 x 1.68) = = 0.041 m Ɛ s = 0.0062, dvs stålet uppnår flytspänning och uppfyller villkoret att Ɛ s < 0.

14 Murpelarna armeras vertikalt för att ta vindlasten: 1200 Böjmoment pga vindlast: w = 0.74 x 1.20 = 0.89 kn/m M sd = 0.89 x /8 = 0.70 knm A s = 0.5x10-4 m 2 (Ø 8, B500B, f yd = 385 Mpa)) 0.8 x x b x f d = A s x f yd Ɛ s /(d-x) = Ɛ mu /x x = 0.5 x 10-4 x 385/(0.8 x x 1.68) = = m Ɛ s = , dvs stålet uppnår flytspänning och uppfyller villkoret att Ɛ s < M Rd = 0.5 x 10-4 x 385 x 10-3 x ( x 0.041) = 1.9 knm > M sd M Rd < 0.4 x f d x b x d 2 = 3.0 knm (kontroll sprött brott i tryckt zon)

15 Horisontallast mot övriga väggar Normalt kan man begränsa beräkningarna till de mest ansträngda väggarna Erfarenhetsmässigt klarar kanalmur vindlast vid < 6 m mellan tvärgående väggar, i väggar med ringa vertikallast

16 Beräkning med EC6design.com. 16

17 Ur resultatutskrift EC6design.com: Utnyttjandegrad 43 % vid 0.48 kn/m 2 Lastkapacitet 1.11 kn/m 2

18 Samtidigt horisontal- och vertikalbelastade murverk Beräkning andel vindlast som tas upp i vertikal strimla: EC6design.com: Man gör först en beräkning för den vindlast som gäller för lastfallet. När vertikallast anges i Horizontal loaded rectangular wall räknas en ekvivalent vindlast fram, som tas i vertikal strimla

19 Reduktion av vertikallastkapacitet pga öppningar Kompensation av fönster- och dörröppningar : q = q 0 x L o / (L o L 1 ) Görs manuellt när man arbetar med EC6design.com 19

20 Reduktion av vertikallastkapacitet pga öppningar Vid små muröppningar kan förutsättas att väggen är fyrsidigt upplagd Vid stora öppningar bör man anta fria kanter Om öppningshöjd är > murverkets höjd/4 bör vid beräkning med EC6design.com förutsättas fri kant 20

21 Horisontal- och vertikalbelastade murverk med EC6design.com Programmet har två alternativa metoder: Beräkning med Ø-metoden Istället för att ange excentriciteter i ök och uk anges excentricitetsintervall i ök och uk Trycklinje beräknas. Programmet undersöker om det kan etableras en trycklinje på ett acceptabelt sätt i tvärsnittet, mht horisontallast, initialkrokighet och krypning Beräkning enligt Ritter-formeln Inverkan på tvärsnitt för normalkraft och böjmoment beräknas och läggs in i interaktionsdiagram För låg vertikalkraft medräknas böjspänningar i osprucket stadium Metoden fanns i den tidigare nationella danska murverksstandarden

22 EC6design.com: Fliken Vertical loaded wall (Ritter) Böjmoment Normalkraft Aktuell belastningspunkt markeras med ett kryss, som ska befinna sig under kurvan. Kurvdelen A-B motsvarar inverkan av draghållfasthet vinkelrätt liggfogarna (dvs osprucket stadium). Genom att beräkna mest ogynnsamma lastfall kan avgöras om bärförmågan är tillräcklig. 22

23 Min vertikallast + vind från fasad Max vertikallast + vind från fasad I figuren har markerats exempel för vindlastkapacitet vid min respektive max vertikallast. Övriga sammanhörande värden på vertikallast och vindlast kommer att ligga inom det markerade området. Olika lastkombinationer kan vara dimensionerande, t.ex. nyttig last, vindlast eller snölast som huvudlast. 23

24 I detta exempel hamnar punkten för minsta vertikallast över linjen mellan punkt B och origo. Det innebär att dragspänning vinkelrät liggfogarna utnyttjas i beräkningen. Det kan finnas anledning att iaktta viss försiktighet med detta i plattor som endast har upplag i horisontella ränder (d.v.s. vertikalt enkelspända plattor). Exempel på åtgärder som kan övervägas är vertikalarmering eller inmurning av stålprofiler.. 24

Relevanta dokument

Kramling, rörelser, detaljer, utförande

Kramling, rörelser, detaljer, utförande Tomas Gustavsson TG konstruktioner AB 2017-06-08 Kramling av murverk Funktioner: För över vindlast från skalmur till bakomliggande regelstomme eller betongvägg Fördelar