Föreläsning 4 del 1. Stomstabilisering. Konstruktionsteknik, LTH

Transkript

1 Föreläsning 4 del 1 Stomstabilisering 1

2 Laster Stabilisering - allmänt Stomstabilisering Disposition Stabilisering av flervåningsbyggnader Vertikala stabiliserande enheter Bjälklag som styv skiva 2

3 Stomstabilisering Är det bärande system som tar hand om de horisontella laster som konstruktionen utsätts för 3

4 Horisontella laster Vindlast Laster som uppkommer pga. snedställning (Jordbävningslaster) (Flodvågor) 4

5 Uppdelning av vindlast mot hallbyggnad 3R 3R 3R R/2 R/2 R R R R R R R R R R R R/2 R/2 3R q=q v c kn/m L c R q v kn/m 2 R=qL/2= q v c L/2 kn Vindlast 5

6 Vindlast mot skelettstomme 6 c Vind P 1 L L L P 2 /2 P 2 = q lä cl P 2 P 1 /2 P 1 =q lovart cl P 1 6 c Vind 6

7 Snedställning av pelare/väggar a) Systematisk snedställning Slumpmässig snedställning b) Dimensionerande snedställning enskild pelare md = 0 + Dimensionerande snedställning system md = 0 + / n 7

8 Ekvivalent horisontalkraft Inverkan av snedställning beaktas genom en ekvivalent horisontalkraft H d V d n md H d V d V d V d V d V d a V d L = H d V d H H d d L V V d d a a Vd L 8

9 V=vertikalkraft i pelare/vägg 9

10 Snedställningsvinkel betongelement md 0 h m är ett grundvärde, , h är en reduktion för längd eller höjd,, dock h h 2 l m är en reduktion för antal konstruktionsdelar, m 0,5 1 1 n l är längden på elementen, (våningshöjden) n är antalet element som samverkar i stabilitetshänseende. 10

11 Snedställningsvinkel stålpelare md 0,003 0,012 n n är antalet element som samverkar i stabilitetshänseende. 11

12 Dimensionerande lastkombination EQU Förlorad statisk jämvikt för (del av) bärverk betraktad som stel kropp γ d 1,1(G kj,sup eller G kj,inf ) + γ d 1,5Q k,1 + γ d 1,5ψ o,i Q k,i 12

13 vind Ledad ram Modell Fungerar inte! 13

14 Stabilisering med pelare Tvåledsram Fungerar! Momentstyva hörn Momentstyv infästning Fungerar! 14

15 Fungerar! Stabilisering med skivor och stag Stel skiva Fungerar! Stag 15

16 Stomstabilisering med skivor m C n o Två väggskivor och en takskiva inte stabil b B A a c C Tre väggskivor och en takskiva stabil Väggskivornas plan får inte skära varandra i samma punkt B A D 16

17 Stabilitet Styv skiva Styv skiva Instabilt bristande vridmotstånd Stabilt 17

18 Stomstabilisering med skivor och väggar f A o r R o F 1 B R m C R n D e F m n 18

19 C Stomstabilisering med skivor B A D D Takskiva D Vindförband i gavel Vindförband i gavel Vindförband i långsida 19

20 Stabilisering Hur förs horisontella laster (vind) ner till grunden? Bjälklag Väggar 20

21 Det krävs minst tre väggskivor vars plan inte skär varandra i samma punkt De stomstabiliserande elementen skall placeras så långt som möjligt från byggnadens centrum betongvägg trappa hiss betongvägg 21

22 trappa hiss Två trapphus kan ofta vara tillräckligt för att stabilisera stommen om trapphusen är rätt placerade A trapphus Stomplan A pendelpelare Sektion A 22

23 Skivverkan i tak N V b M N Analogi med balk M N V z vindlast q takplåt primärbalk fasadpelare kantbalk gavelbalk V N Fläns=kantbalk Liv=takplåt Fläns=kantbalk gavelpelare vindförband Perspektiv av byggnad stabiliserad med skivverkan i tak och vindstag i vägg. Endast en del av takskivan visas. vindlast q A visas i ovan perspektiv C L (L>1.5b) B D b 23

24 Kantbalk N V b M N vindlast q primärbalk takplåt fasadpelare kantbalk gavelbalk gavelpelare kantbalk takplåt Takås/ kantbalk takplåt vindförband takbalk takbalk a) plåt direkt på takbalkar speciell kantbalksprofil b) plåt på takåsar yttersta åsen (här en Z- profil av tunnplåt) fungerar som kantbalk 24

25 Prefabbjälklag i ett fack Prefabbjälklag i två fack 25

26 Tvärkrafter tas upp genom friktion i fogar mellan betongelementen 26

27 Detaljlösningar prefab betong Upplag för HDFplattor Fogyta med friktion 27

28 Ändförankring av HDF-bjälklag 28

29 Ändförankring av plattbärlag 29

30 Träregelvägg som skjuvväg Anatomy F 30

31 Stabilisering genom skjuvvägg 31

32 Skjuvdeformation i belastad vägg 32

33 Shear walls of solid wood elements Characteristic shear strength f vk Nailed elements: 0.45 MPa Glued elements: 2 Mpa Source: Massivträhandboken 33

34 Ett system med massiva träbjälklag behandlas analogt med en betongstomme 34

35 Bjälklag av massivträ Skruvar i plywoodremsa 35

36 Sammanfogning av bjälklagselement Självborrande skruv 36

37 Sammanfogning av väggelement 37