Innehållsförteckning

Transkript

1 Betongpelare

2 Innehållsförteckning Betongdimensionering... 2 Hållfasthetsvärden... 2 Krypning...2 Sprickbreddskontroll... 2 Huvudfönster... 4 Systemdata/parametrar... 5 Tvärsnitt... 6 Material... 7 Laster... 8 Dimensionerande krafter Tilläggsmoment Knäcklängd / Slankhet Dimensionering Slankhet Töjning / Spänning Vald armering Sprickbreddsberäkning Momentkapacitet Manuell armeringsplacering Generera armeringslag Generera enskillda järn Utskrift... 16

3 Användningsområde Förutsättningar Programmet utför en dimensionering för pelarens mest utsatta tvärsnitt. Ett antal olika typer av tvärsnitt kan använas. Tvärsnitts-krafterna registreras manuellt. Programmet kan sedan komplettera med tilläggs-moment på grund av icke förutsedd excentricitet, initialkrokighet, initiallutning, 2:a ordningens effekter samt inverkan av kryp. Tilläggsmomenten gör alltid momenten numeriskt större beroende på tecken. Programmet kontrollerar slankhetstalet och utför ingen beräkning av initialkrokighet, 2:a ordningens effekter och inverkan av kryp om med oförskjutbara knutpunkter utan svaj λ med förskjutbara knutpunkter med svaj λ 22 M 01 M. Efter framtagning av dimensionerande tvärsnittskrafter utförs en momentkapacitetesberäkning, som även klarar skev böjning. Armeringsmängden ökas ( efter en speciell metod ) tills momentkapaciteterna är uppfyllda för varje riktning. Samtidigt kontrolleras också den inre normalkraften. Armeringens placering kan påverkas av användaren vid dimensioneringen. Med en fördelningsfaktor mellan drag- och trycksida kan armeringsmängderna bestämmas. Det finns möjlighet till stora armeringsbesparingar om man själv placerar ut armeringen till de ställen där de gör mest nytta. I programmet finns möjlighet att flytta, kopiera eller ta bort armering etc. Det finns två olika former av beräkning en dimensionering där all armering räknas om på nytt ( gammal armering strykes ) sam en kapacitetsberäkning där inlaggd armering bibehålles och tvärsnittets kapacitet kontrolleras. 02 I resultatet kontrolleras Max tryckspänning i betongen för långtidslast med 06. f cck. Sprickbredden. Efter beräkning kan Du vid behov gå in och flytta om de framtagna armeringsplaceringarna, radera eller lägga till armeringsjärn. Därefter görs beräkningen om för den ändrade armeringsmängden och/eller -placeringen. Detta gör programmet mycket flexibelt. För de flesta fall skall det gå att få fram ett resultat. 1

4 Beräkningsförfarande Vi kommer att komplettera beräkningsförfarandet. Det kan finnas en del frågetecken i indatadelen. Dessa avser hänvisningar till delar av detta kapitel. Den kompletta manualen kommer att finnas tillgänglig på vår hemsida - efter semestern. Betongdimensionering Nedanstående beskrivning försöker ge en fingervisning om beräkningsgång och formler som använts vid betongdimensioneringen. Önskas ytterligare information ges i de flesta fall hänvisningar till kapitel i BBK 04 eller Betonghandboken (BH). Dimensionering av Pelare beskrivs i BH kap Hållfasthetsvärden Tillåtna spänningar och elasticitetsmoduler för betong och armering beräknas enligt nedanstående formler. I övrigt hänvisas till BBK 04 kap Betong/armering ( brottgräns ) f E d d f k = η γ γ n Ek = η γ γ n m m Om måttavvikelse beaktas får ovan-stående värden multipliceras med 1.1. Partialkoefficient (brott) som beaktar säkerheten. Säkerhetsklass Partialkoefficient γ n Krypning Inverkan av betongens krypning p.g.a. långtidslast beaktas genom att elasticitetsmodulen reduceras. Kryptalet (ϕ e ) är indata. Sprickbreddskontroll Kontrollerar om betongen kan antas vara osprucken. Följande villkor skall vara uppfyllt.

5 fct σ m k σ ξ m = Påkänning av enbart moment. f ct = Draghållfasthet i bruksgränstillstånd. ξ = Spricksäkerhet som är beroende av miljöklass. Kan änras i programmet Sprickbredden beräknas med följande formler: wk = 17. wm σ s w E v s m = rm s β σsr v = κ 1 σs φ s rm = 50 + κ 1 κ 2 ρ E s r k = Koefficient som tar hänsyn till konstruktionens dimension. 04. k = k h E s = Armeringens elasticitetsmodul. 200Gpa. s rm = Sprickavståndets medelvärde. β = Koefficient som beaktar inverkan av långtidslast eller lastupprepning. 1.0 för första pålastning, 0.5 för långtidslast. κ 1 = Beaktar armeringens vidhäftning: 0.8 för kamstänger, 1.2 för profilerade stänger och 1.6 för släta stänger. σ s = Påkänningen för ospänd armering i sprickan. σ sr = Värdet på σ s vid beräknad spricklast. A ef = Effektiv betongarea enligt BBK 94 kap A s = Area för direkt vidhäftande dragarmering. κ 2 = Koefficient som beaktar töjningsfördelningen. κ 2 = ( ε 1 + ε 2 )/ ε 1 ρ r = As / Aef φ = Stångdiameter. Om betongen anses sprucken vid farligaste lastkombination i bruksgränstillståndet och med ξ enligt tabell ovan skall för långtidslast den karakteristiska sprickbredden w k begränsas till angivet värde.. Föga korrosionskänslig armering: Ospänd armering med φ > 4 mm. Ej spännarmering.

6 Övrig armering räknas som korrosionsbenägen. Kallbearbetad armering som har en permanent påkänning som ligger under 400 Mpa. Sprickbredden w k bör vid rimliga krav på vattentäthet för konstruktioner påverkade av ensidigt vattentryck inte överstiga 0.2 mm. Indata I detta avsnitt går vi igenom alla indatadialoger i programmet. För att underlätta för användaren, har vi valt att samtidigt med indatabeskrivningen ange erforderliga ingångsvärden till efterföljande beräkningsexempel (Manualexempel 1). Indatan registreras lämpligen i den ordning som finns i menyn eller verktygsfältet. Endast två dialoger används innan beräkning Geometri, Parametrar, Material och Laster. Se även skärmbilder nedan. Huvudfönster Vid ny beräkning används förinställda värden för de flesta indatafälten.

7 Programmet ger själv en kort beskrivning av vad som sker vid klick om man för pekaren över aktuell ikon. Systemdata/parametrar Här nges nödvändiga förutsättningar för beräkningen.förklaringar för indata ges då pekaren förs över aktuell text framför indatafältet. Om måttavvikelser resp utpräglad korttidslast beaktas enl. BBK04 kap

8 Tvärsnitt Välj önska tvärsnitt ur listan exempelvis en I/H-profil. Då frmträder nedanstående dialog där indata för tvärsnittet kan registreras Har värden registrerats och man trycker på ok ritas figuren upp I huvudmenyn och övriga indata kan anges.

9 Material Beräkningen kräver att man definierar vilken betong respektive armering man vill använda vid dimensioneringen Denna dialog ger förklaring till de olika fälten då man för pekaren över aktuell text framför fältet. Välj huvudriktning X eller Y. Denna information behövs för att programmet skall veta hur armeringen skall placeras ut. Programmet räknar först ut erforderlig armeringsmängd för den valda huvudriktning, dvs. programmet tar endast hänsyn till normalkraften och moment i huvudriktningen (enaxligt fall). Därefter kontrolleras ev. skev böjning. Behövs mer armering för att klara kapaciteten läggs denna utefter sidorna tvärs huvudriktningen. Som huvudriktning kan väljas den veka riktningen, riktning med den största belastningen etc. Förhållandet dra/tryck. Som förinställt värde står 1.0. Detta ger en symmetrisk armering, dvs. lika stor mängd armering på drag- och trycksidan. Vid asymmetrisk armering sätts ett värde >1 för större armeringsmängd på dragsidan. <1 för större armeringsmäng på trycksidan. Siffrans storlek anger proportionerna mellan drag- och trycksidans armringsmängder.

10 Laster En belastning måste finnas på pelartvärsnittet om någon beräkning kan göras. Nedan följer en dialog där belastning anges. Här anges pelarens längd samt knäcklängder i x resp. y-riktning. Markering svaj innebär att pelaändorna saknar moment. Skulle moment finnas i pelarändarna anges det minsta resp det största ändmomentet. Beräkning av kryptal resp krymp är ett par hjälpdialoger för att ta fram värden för dessa. Krympningen räknas om till en normalkraft. Krympningen ger upphov till en tryckkraft.

11 För sprickviddsberäkningen behövs en storlek på det effektiva kryptalet. Detta innebär att nedanstående tabellvärden för kryptalet skall multipliceras med långtidsandelen av belastningen. Långtidsandelen registreras också i denna dialog. Ex. Antag att långtidsandelen av belastningen är 70 %. Framräkning av kryptalet blir 07. ϕ. Detta utförs inte automatiskt av programmet.

12 Dimensionerande krafter Det är viktigt att de positiva riktningarna blir riktiga vid registreringen av aktuella krafter. Vi har därför en figur som visar de positiva riktningarna i huvudfönstret. I Ditt tvärsnitt på skärmen har Du alltid positiv X-axel åt höger samt positiv Y-axel uppåt. Registrera Normalkraft - Positiv nedåt, dvs. tryckande. M x - Moment om X-axeln, dvs. i Y- riktningen. Positiv medurs med näsan i axelns riktning (trycker mot nedre delen av tvärsnittet). My - Moment om Y-axeln, dvs. i X- riktningen. Positiv medurs med näsan i axelns riktning (trycker mot högra delen av tvärsnittet). Krafter skall registreras för Brottgränstillståndet samt för Långtidsfallet. Långtidskrafterna är knutna till vissa beräkningsmoment (tilläggsmoment för krypning, kanttryckspänning samt sprickbreddskontroll) i programmet.

13 Tilläggsmoment Imperfektioner måste beaktas vid pelardimensioneringen. Detta kan ske genom att räkna fram tilläggsmoment för initialkrokighet, initialexcentricitet samt snedställning. Tilläggsmomenten adderas alltid till krafterna för det dimensionerande tvärsnittet med rätt tecken. Är slankheten liten kommer utböjningarna pga belastningen att bli så små att det av axialkraften åstadkomna tilläggsmomentet kan försummas. De gränsvärden som finns för slankhetstalet redovisas på sid. 12. Om pelarens slankhetstal överstiger gränsvärdet utförs ingen beräkning av tilläggsmoment för initialkrokighet, 2:a ordningens moment och kryp. OBS! Normalt brukar tilläggsmomenten markeras för huvudriktningen, dvs. den riktning som markerats i Material. Denna riktning antas vara den dimensionerande. I tabellhuvudet anges till vilka krafter tilläggsmomenten skall adderas - M x (Yriktn.) eller M y (X-riktn.). Programmet räknar ut pelarens minsta excentricitet för tvärsnittet enligt följande kriterier : h 30 Pelarens slankhetstal under gränsvärdet - e0 / 20 mm Pelarens slankhetstal över gränsvärdet - Registrera snedställningens storlek i mm. Tas alltid med om något registreras i detta fält. Markera här om 2:a ordn. efffekter skall medtas. Tas endast med om pelarens slankhet överstiger gränsvärdet. För att kryp skall ge något tillskott måste det finnas krafter registrerade under långtid. Tas endast med om pelarens slankhet överstiger gränsvärdet. e 0 h / mm l c / 300 Knäcklängd / Slankhet Här registreras de variabler som behövs för beräkning av slankheten. Knäcklängden används även vid framräkning av tilläggsmoment för 2:a ordningens teori samt kryp.

14 Gränsvärden för slankheten beräknas på följande sätt : Fall då tilläggsmoment inte behöver beaktas. lc M 01 Pelare och vägg med oförskjutbara knutpunkter : λ = i M 02 lc Pelare och vägg med förskjutbara knutpunkter : λ = 22 i M 01, M 02 1:a ordningens moment i konstruktionsdelens ändar, inkl. moment av icke avsedd excentricitet i vardera änden. M01 / M02 skall vara positiva om båda momenten ger dragning på samma sida av konstruktionsdelen. Negativt i annat fall. l c i M01 M02 M01 / M02 = 10. Pelaren eller väggen är ledad i bägge ändar förskjutbara knutpunkter. Knäcklängd i resp. riktning enligt ovanstående indatafält. Tvärsnittets tröghetsradie. Beräknas av programmet. Resultat Dimensionering Upp kommer ett resultatfönster, som kommenteras kort nedan. I utskriften finns lite mer information redovisad. För att tilläggsmomenten skall komma med måste följande uppfyllas samt att ett moment måste finnas i aktuell riktning. Excentricitet - Förbockad i lastdialogen. Lägre slankhetstal än gränsvärdet Största excentriciteten av h / 30 och 20 mm. Se sid. 11. Högre slankhet än gränsvärdet Största excentriciteten av h / 30, 20 mm och l c / 300. Se sid. 11. Lutning - Registrerat värde i lastdialogen. Tas alltid med oberoende av slankhetstal. Här redovisas det summerade värdet av Excentricitet och Initiallutning. 2:a ordningen - Förbockad i lastdialogen. Högre slankhet än gränsvärdet. Kryp - Förbockad i lastdialogen.

15 Långtidslaster. Högre slankhet än gränsvärdet. Gränsvärdet för slankheten beräknas. Slankhet Framräknad slankhet för resp. rikt-ning. λ = l c i l c Knäcklängd i resp. riktning enligt ovanstående indatafält. i Tvärsnittets tröghetsradie. Beräknas av programmet. Töjning / Spänning Töjning/Spänning redovisas för Betongen resp. Armeringen. Se beräkningsgenomgång för ytterligare information. Vald armering Här redovisas den totalarmering, som programmet räknat fram. Placering enligt figur. Sprickbreddsberäkning Använda parametrar (Spricksäkerhetsfaktor och Tillåten sprickbredd) vid sprickbredds- beräkningen. Hur dessa väljs visas på sid. Error! Bookmark not defined.. Beräknat värde är endast för kontroll. Måste armeringen korrigeras för att uppfylla sprickbreddskravet kan detta göras genom manuell inläggning av armeringen. Momentkapacitet Här redovisas momentkapaciteten för resp. riktning. Samma beräkningsrutin används som vi använder i BBK Pro. Framräknade värden kan jämföras direkt med yttre moment + tilläggsmoment i resp. riktning. Den inre normalkraften skall vara ungefär samma som den yttre normalkraften. Beroende på iteration och avbrottskriterie blir inte värdena exakt lika. Avviker värdena mycket håller inte tvärsnittet för normalkraften.

16 Efter varje beräkning kommer nedanstående dialog upp där resultatet visas. Detta är en texteditor där du själv kan redigera, färglägga, ändra fonter etc. i din utskrift. Du kan även kopiera in figuren från skärmen eller andra figurer från filer. Vid inkopiering av bilder till dokumentet placerar du pekaren på det ställe du tänkt lägga bilden, går upp och klickar på redigera och sedan infoga objekt. Manuell armeringsplacering Första gången fås armeringsjärnens placering för dimensioneringen. Du kan nu gå in och ändra om placeringen, ta bort järn eller lägga till järn. Armeringsjärnens placeras grafiskt genom att man markerar önskade järn klickar på antingen kopiera eller klippa ur och flyttar dom med vänster musknapp nedtryckt över markerat område till det ställe man vill placera dem. När du raderar järn markerar du på samma sätt som ovan och klickar därefte på delete-ikonen.

17 Generera armeringslag Här kan du enkelt generera armeringslag från position till position och antal järn etc. Du kan även generera cirklar resp. cirkelbågar. När du sedan trycker på ok kommer programmet att fråga om du vill radera de järn som redan finns inlagda om sådana skulle finnas. Generera enskillda järn Du kan även redigera enstaka järn i denna dialog, lägga till eller ta bort ändra hela kolumner etc. Vill du tömma hela listan kan du använda Stryk.

18 När alla järn ligger på plats utförs en ny beräkning med kan man göra en ny kapacitetsberäkning för kontroll.. Utförs en ny dimensioneringsberäkning försvinner alla gamla armeringsplaceringar. Utskrift Här markeras de avsnitt som Du önskar på resultatutskriften. Till varje resultatutskrift kan Du lägga till beräkningsinformation. Dialogen nedan når Du via Indata och Projektinformation i menyn. Denna text kommer först på en första sidan.