IKEA varuhus. - Stomsystem och konstruktionshöjder. Examensarbete: Taha Al-Janabi Peter Muzinic

Transkript

1 IKEA varuhus - Stomsystem och konstruktionshöjer LTH Ingenjörshögskolan vi Campus Helsingborg Byggteknik / Konstruktion Examensarbete: Taha Al-Janabi Peter Muzinic

2 Copyright Taha Al-Janabi, Peter Muzinic LTH Ingenjörshögskolan vi Campus Helsingborg Luns universitet Box 51 0 Helsingborg LTH School of Engineering Lun University Box SE-51 0 Helsingborg Sween Tryckt i Sverige Meia-Tryck Biblioteksirektionen Luns universitet Lun 010

3 Sammanfattning Vi imensionering av en byggna är man tvungen att ta hänsyn till en ra olika parametrar. Dessa parametrar kan skilja sig från plats till plats. Gemensamt är ock att varje byggna måste imensioneras me hänsyn till väer, änamål samt livsläng. Då ett material eller en byggnasel utsätts för en yttre påverkan kan föränringar uppträa som bl.a. neböjningar. IKEA-varuhus, me ess olika bestånselar, upplever enna föränring vare sig et är en balk, bjälklag eller pelare. Utformningen och ytan av IKEA-varuhusen ser olika ut från lan till lan. Ett hus har parkering över, ett annat har uner och et finns varuhus som inte har någon parkering alls. De har löst parkeringsproblemet genom att bygga ett parkeringshus vi sian om eller något ylikt. Metoer för uppbyggnaen av stommen skiljer sig åt. En el läner har inte kommit ikapp en västerlänska byggtekniken och arbetar fortfarane me lite mer tiskrävane arbetssätt som platsgjutna element. Skillnaen blir blan annat tisåtgången eller mängen material som krävs uner byggnationen så som ställningar och formar. Jämförelser mellan länerna visar att volym kan vinnas i IKEA-varuhusen beroene på vilket sätt et byggs på. En slutsatts som kan ras, är att platsgjutning innebär lägre konstruktionshöj, ock ökas byggtien. För att uppnå en mest slimmae konstruktionen så ska Sveriges lösningar för balk och bjälklag använas, eftersom essa ger lägst konstruktionshöj. Rent teoretiskt skulle et gå att kombinera olika lösningar för att optimera konstruktionshöjen ännu mer. Nyckelor: Stomsystem, konstruktionshöj, våningshöj, tag-själv lager, utställning, saluhall, IKEA.

4 Abstract For the esign of a builing, you must take into account a range of parameters. These parameters often iffer from place to place. It is common that each builing be esigne with regars to weather, purpose an its useful life expectancy. When a material or a structural unit is subjecte to external influences, changes occur, for example eflections. Each IKEA-warehouse, with their various components, are subjecte to this change, be it beams, pillars or both. The layout an structure of the ifferent epartment stores vary between both builings an countries. For example, some of the IKEA-builings may have a parking lot on the roof or in the basement; others builings lack parking all together an have instea solve the parking problem by builing a parking garage on the sie of the builing. Methos of setting up the loa bearing systems iffer, this is mainly ue to the fact that some countries have not caught up to western technology or stanars. In these countries, construction methos an therefore construction times are lagging in comparison to their western counter parts; for example when it comes to spot casting. The implications of these ifferent builing methos inclue the quantity of materials require uring construction, an naturally the prolonge time aspect. Comparisons between countries inicate that the IKEA-builings volume is subjecte to ifferences epening on the builing metho use. Therefore our conclusion is that place casting results in a thinner construction, but lengthens the construction time. To achieve the slimmest esign, the builing shoul have the Sweish solutions for beams an joists, because they give the thinnest constructions. In theory, it is possible to combine ifferent solutions to optimize the thickness even more. Keywors: Structural systems, imensional options, elevation height, self serve warehouse, show room, market hall, IKEA.

5 Föror Detta är ett examensarbete skapa vi ingenjörhögskolan Luns Tekniska Högskola (LTH), Campus Helsingborg. Arbetet är skapat av två stuenter som ett sista elmoment i ingenjörutbilningen Byggteknik me arkitektur, och är i samarbete me Tyréns för IKEA:s räkning. Ett stort tack till följane personer Christian Westerberg (Tyréns), Ola Sunelin (INTER IKEA), Thomas Pettersson (Strängbetong) Mats Persson (Tyréns) samt examinatorn Aners Ekholm (LTH) för eras obrutna stö uner arbetes gång, ett stort tack till er.

6 Innehållsförteckning U1 Introuktion... 1 U1.1 Bakgrun... 1 U1. Syfte... 1 U1.3 Arbetets omfattning... U1.4 Meto... U Laster... 4 U.1 Lastkombinationer och beräkningar... 5 U. Säkerhetsklasser... 7 U.3 Lastpåverkan för olika byggnaselar... U.3.1 Deformationer... U.3. Deformationer hos material... 9 U.3.3 Moment och tvärkraft U3 Bjälklag, balkar och pelare U3.1 TT-kassetter, håläck och plattbärlag U3.1.1 TT-kassett U3.1. Håläck U3.1.3 Plattbärlag U3.1.4 Samverkansbjälklag U3. Balkar U3..1 Stålbalkar U3.. Betongbalkar U3..3 Samverkansbalkar U3.3 Pelare... 1 U4 Platsgjutning... 0 U4.1 Förelar me platsgjutning... 0 U5 Inventering av fem IKEA varuhus... U5.1 Uppbyggna av IKEA-varuhus... U5. IKEA:s krav på inväniga höjer... 4 U5.3 Bjälklag... 4 U5.3.1 Olika bjälklagsalternativ... 5 U5.3. Konstruktionshöj för bjälklag... 5 U5.4 Balk... 6 U5.4.1 Olika balkalternativ... 6 U5.4. Konstruktionshöj för balk (+bjälklag)... 6 U5.5 Placering av parkering i ett varuhus... U5.5.1 Pelarnas imensioner och förlora area... U6 Slutsatser av inventeringen - Ultimata lösningen U6.1 Shoow room (SR), 4kN/m U6. Market hall (MH), 5kN/m... 31

7 U6.3 Self serv warehouse, SS U7 Spännvier och byggelement i Sverige U7.1 Konsekvenser för bjälklag till följ av ökae spännvier. 34 U7.1.1 Alternativ till TT-kassetter och håläck U7.1. Slutsatser av bjälklag U7. Konsekvenser på balk tillfölj av ökae spännvier U7..1 Öka balkspännvi från m till 16 m U7.. Slutsatser av balkar U Balktyper vi olika spännvier och laster... 3 U.1 Self serv U. Market hall U.3 Show room U9 Sammanfattane slutsatser Källförtäckning...43 Bilaga 1 Förklarane figur till tabellerna...47 Tabell för self serv/ts-lager, market hall/saluhall..4 Tabell för show room/utställning, parking/parkering Tabell för parking/parkering, parking/parkering3 50 Bilaga Strängbetong 5 Bilaga 3 Orlista...56 Bilaga 4 Dimensionering av balkar i self serv warehouse..5 Bilaga 5 Dimensionering av balkar i market hall 6 Bilaga 6 Dimensionering av balkar i show room 67

8

9 1 Introuktion 1.1 Bakgrun IKEA Ingvar Kampra Elmtary Agunnary IKEA grunaes 1943 av Ingvar Kampra i en lilla smålänska byn Älmhult. Till en början hanlae inte IKEA om möbler utan minre komponenter så som kontorsmaterial och ylikt. Inte förens 1947 börjae IKEA sälja möbler som till en början var egenesignae av Ingvar Kampra. Några år senare börjae IKEA me nationell postorerförsäljning. År 195 sto et första IKEA varuhuset klart. Detta varuhus bygges i närheten av en lilla affären som Ingvar Kampra åren tiigare hae startat. Iag är IKEA ett av e största multinationella möbelföretagen i värlen me över 300 varuhus i 3 olika läner värlen över, samt ca mearbetare och me en omsättning på över 0000 miljoner Euros och över 660 miljoner besökare (009). Inter IKEA systems är ägare av IKEA koncept och är en hollänsk stiftelse. Varuhusen utformas av lokala arkitektkontor som säkerställer rätt funktion och storlek efter IKEA:s krav på utformning. Utformningen av IKEA varuhusen varierar mycket från plats till plats. De kommer i tre olika storlekar small, meium och large, me en yta från ca 5000 kvaratmeter upptill ca kvaratmeter. Gemensamt för alla varuhusen är sättet kunerna slussas genom varuhuset. Kunen går först genom möbelutställningen och viare till restaurangen för att sean komma till saluhallen och sist till et karakteristiska tag-själv lagret, är varor plockas på kunvagnen och viare till kassorna. 1. Syfte Detta examensarbete hanlar om IKEA:s stomsystem och är skapa för att först ge läsaren en grunläggane förståelse för stomuppbyggna av pelarebalksystem och sean en insikt på hur olika val av lösningar kan minimera konstruktionshöjer för att anpassa våningshöjer. Arbetet ska vara skrivet på en lätt nivå för att enkelt kunna förstås av personer som inte är ingenjörmässigt insatta. På etta sätt ska et brygga över glappet 1

10 mellan arkitekter och ingenjörer. Detta kommer att bira till att tiseffektivisera arbetsgången för arkitekterna i själva planeringsstaiet. I varuhus som IKEA, så strävar man efter en slimma konstruktion, et vill säga minimal konstruktionshöj för att utnyttja så mycket volym som möjligt. I examensarbetet ska olika lösningar unersökas för att klargöra vilka lösningar som är effektivast för att i senare skee bygga en mest ultimata stommen. 1.3 Arbetets omfattning Arbetet beskriver väligt övergripane olika lösningar på balk, pelare och bjälklag som kan bygga upp IKEA:s stomsystem. I arbetet framgår även förklaringar till olika konstruktionsbegrepp. Det reovisas stuier på fem olika varuhus i fyra olika läner. Det förkommer även kortare beskrivningar och jämförelser mellan e olika lösningar som har använts samt vilka konsekvenser et meför om man änrar spännvier, balk- och bjälklagstyper i stomsystemet. Alla IKEA-byggnaer omfattar följane aktiviteter: Tag-självlager (Self Serve) Möbelutställning (Show Room) Saluhall (Market Hall) Restaurang/exit Detta examensarbete behanlar enast tre av essa, nämligen tag-självlager, möbelutställning och saluhall, men även parkering för e varuhus som innehar etta. Konstruktionen är i fokus i alla stuier. Stomkonstruktioner me olika lösningar på balkar, bjälklag och pelare reovisas. Olika spännvier reovisas samt vilka för- och nackelar essa meför. 1.4 Meto Teorielen i etta arbete är framställt elvis av kunskap som har lärts in genom ingenjörutbilningen och elvis genom faktaböcker, se källförteckning. Inventeringen av husen är basera på konstruktions- och arkitektritningar som levereraes i pf- och wg format. Me hjälp av mätningar i ritningarna så framställes tabellerna i bilaga 1. Tabellerna använes i sin tur för att ra slutsatser i arbetet.

11 3

12 Laster Vi imensionering av byggnaer är man tvungen att ta hänsyn till yttre- och inre påverkningar. Dessa påverkningar utgörs av variabla laster och permanenta laster. Variabla laster änras me tien, mean permanenta laster finns och förblir en samma uner hela byggnaens livsläng, ett exempel på etta är byggelementens egentynger. (Isaksson et al. 005):43-44) Nyttig last är ett annat begrepp som yker upp i konstruktionens värl. Det elas upp i två parametrar, nämligen fri last och bunen last. Den fria lasten kan omfatta människor som stänigt är i rörelse, mean en bunna lasten gäller för möbler och liknane. (Ibi):44) Vi imensionering är et viktigt att ta hänsyn till väerlek. Vinkraften ökar ju högre byggnaen är. En annan faktor som spelar en viktig roll för vinkraften är om et är ett tätbebyggt eller glesbebyggt områe. Detta är för att anra byggnaer i et tätbebygga områet, hinrar en starkare luftströmmen. (Ibi):49) Snölast kan också vara imensionerane. Stäer är et snöar mycket och länge, kan snön ligga kvar uner vintermånaerna och et innebär en extra last, en yttre påkänning på byggnaen. (Ibi):4) En kombination av vin och snö på en byggna me lutane tak kan öka tyngen på en sia av taket, mean en anra sian blir lättare, se figur.1. Figur.1 Snö i kombination me vin Vi imensionering me hänsyn till snö- och vinlast, utgår man från ess karakteristiska vären. Detta innebär et typiska väret på lasten i frågan. Det påverkas bl.a. av taklutning, byggnashöj och i vilken el av lanet byggnaen ska byggas i, eftersom väret variera i mycket stor utsträckning. (Ibi):4) 4

13 När en konstruktör imensionerar en byggna, ska en allti räkna me att byggnaen utsätts för väerlaster (vin och snö), nyttiga laster (fri och bunen) och permanenta laster (egentynger). En meto som konstruktörer använer vi imensionering är att följa lasten. Målet är att lasterna les ner till marken via stomsystemet,.v.s. genom tak, ytterväggar/pelare och viare ner till väggsula/funament i marken. Den nyttiga lasten, som är inne i själva byggnaen, över mellanbjälklagen, les ner till marken via bjälklag, balkar, ytterväggar/pelare och eventuella hjärtväggar och sean också ner till väggsula/funament i marken..1 Lastkombinationer och beräkningar Me olika lastkombinationer kan konstruktören imensionera en byggna efter et tänkta använningsområet. Det innebär att vi beräkningar, ska et göras ett antagane som utgår från att byggnaen kommer att utsättas för maximal last någon gång uner en längre tisperio på 50år, men att etta inte ska inträffa samtiigt som en 30 års fest. Me en 30 års fest menar man en större nyttiglast än et vanliga, hela 30 % mer. Väret som aeras me 30 % (multipliceras me faktorn 1,3), blir en så kallae huvulasten, vare sig et vore en nyttig-, snö- eller vinlast. Enast en av lasterna får betraktas som huvulast, för att inte överimensionera konstruktionen. En typisk lastberäkning för en innerpelare som bär upp laster från båe tak och bjälklag reovisas nean. Beräkningarna avser laster som ska hanteras av en gråmarkerae pelaren i figur.. Figur. Laster från snö- och nyttiglast till en pelare. 5

14 F Snö bjl spv blk spv (1.0( G k ) + 1.3( Q Snö k Fri Fri ) + 1.0( ψ Q + ψ Bunen Q Bunen )) (Ekv 1.1) F Snö, last på innerpelaren, snö last är huvulast ( kn ) bjl spv, bjälklagspännvi ( m ) blk spv, balkspännvi ( m ) G k, egentynger (kn/m ) Q Snö k, karakteristiskt väre för snö (kn/m ) ψ Fri, lastreuktionsfaktor för fri last ( - ) Q Fri, vanligt väre för fri last (kn/m ) ψ Bunen, lastreuktionsfaktor för bunen last ( - ) Q Bunen, vanligt väre för bunen last (kn/m ) Nästa steg blir att göra exakt samma beräkning, men att en nyttiga lasten räknas ut till ett karakteristiskt väre och multipliceras me faktorn 1,3 för att bli en huvulast. Snölasten, i icke karakteristisk form, multipliceras me ψ Snö, snölastens reuktionsfaktorväre. F Nyttig bjl spv blk spv (1.0( G k ) + 1.3( Q Fri k + Q Bunen k ) + 1.0( Q Snö ψ Snö )) (Ekv 1.) F Nyttig, last på innerpelaren, nyttig last är huvulast ( kn ) bjl spv, bjälklagspännvi ( m ) blk spv, balkspännvi ( m ) G k, egentynger (kn/m ) Q Fri k, karakteristiskt väre för fri last (kn/m ) Q Bunen k, karakteristiskt väre för bunen last (kn/m ) Q Snö, vanligt väre för snö (kn/m ) ψ Snö, lastreuktionsfaktor för snö ( - ) Pelaren påverkas av båe snö, fri och bunen last. Formlerna ovan tar hänsyn till alla tre. Ekvation 1.1. visar lasten vi snölast som huvulast, mean ekvation 1. så är en nyttiga lasten huvulast. Den last som byggnaen ska imensioneras efter, är en högsta utav Snö Nyttig F, F. På så sätt blir inte byggnaen överimensionera, samtiigt som 6

15 en är stabil och kommer, me mycket stor sannolikhet, att klara av sin planerae livsläng. Då lastens enhet är i kn/m, så innebär et en utbrelast på ett bjälklag. För att överföra laster från bjälklag till innerbalkar så multipliceras lasten över bjälklaget me balkarnas cc-avstån, eftersom en innerbalk bär upp bjälklag från båe siorna. Beräkningar på ytterbalkar som tar last enbart från en sia, multipliceras lasten istället me halva cc-avstånet, se figur.3. Den blåa elen av bjälklaget bärs av e blåa ytterbalkarna och et gröna områet bärs av en gröna innerbalken. De röa pilarna visar lasternas övergång. Figur.3 Lastförelning från ett bjälklag till tre olika balkar.. Säkerhetsklasser Säkerhetsklasser använs för att öka tryggheten i byggnaen. Byggkomponenterna i huset, bl.a. tak, väggar och bjälklag, klassinelas i tre olika klasser, klass 1, och 3, beroene på hur stor skaa et skulle innebära om e skulle rasa. Klass 1 innebär minst risk vi ett eventuellt ras. Detta kan omfatta byggkomponenter som takbeläggning, golv på mark och fasabekläna. Om något av essa skulle bryta samman, orsakar et ingen människoskaa, ärav en låga klassningen. Byggelar som imensioneras me säkerhetsklass, är e elar som har stor och viktig betyelse i stommen, men skulle e rasa så ska huset stå kvar och inte kollapsa. Exempel på essa kan vara bjälklag, takåsar och sockelbalkar. Säkerhetsklass 3 omfattar bärane konstruktioner som har irekt koppling till husets stabilitet. Takbalkar, pelare och bärane väggar (inkl hjärtväggar), är exempel på komponenter me klass 3. Se figur.4 som visar exempel på olika byggelar i ett hus, markerae me respektive klasser. (Ibi):31-3) 7

16 Figur.4 Inelning av säkerhetsklasser. (Ibi):6-69).3 Lastpåverkan för olika byggnaselar När en byggna belastas, kommer lastpåverkan att variera för olika byggnaselar i stommen. Gemensamt är att alla laster les ner till marken. Då en balk, pelare eller ett bjälklag belastas, uppträer allti konstruktionsbegreppen tvärkraft och moment i respektive el av stommen (se elkapitel.3.3 Moment och tvärkraft). Balkar, som bär ett bjälklag kan elas upp i två elar, primär- och sekunärbalkar. Den primära elen har till uppgift att lea ner lasterna till pelarna och en sekunära skall lea lasterna till en primära elen, se figur.5. Figuren visar en el av stomsystemet som bär upp ett mellanbjälklag. De blåa linjerna symboliserar sekunärbalkar som spänner över till e röa primärbalkarna som i sin tur för över lasterna till pelarna, e svarta rutorna. Figur.5 Sekunär-, primärbalkar och pelare som bär upp ett mellanbjälklag.3.1 Deformationer Deformation uppträer båe kortsiktigt och permanent. Den kortsiktiga eformationen kan bero på en öka tillfällig last som resulterar i en temporär neböjning. Det innebär att när en ökae lasten försvinner, så återgår materialet till sin ursprungliga form. Det resulterar till en tillfällig olägenhet. (Ibi): 6, 4)

17 Den permanenta neböjningen hanlar om att materialet har skaats och åtagit sitt slutgiltiga läge och form. Det inträffar när materialet belastas me högre laster än va et kan klara av. Resultat blir att materialet inte längre kan återgå till sin grunläggane form. Ytterligare konsekvenser av varierane laster är svängningar och svikt som kan upplevas som obehagligt för personer som vistas i byggnaen. Båe kortsiktiga och permanenta eformationer kan upplevas som besvärane för personer som brukar byggnaen, även om byggnaen står stabilt och uppfyller ställa krav. Deformationer kan orsaka lokala problem som t.ex. resulterar i att örrar och fönster blir svåra att öppna/stänga. Ett annat exempel är att takavvattningen försvåras. Detta p.g.a. att eformationer kan meföra fel riktning på taklutningen, vilket i sin tur leer till att vatten blir ståene. Figur.6, visar ett eformerat håläcksbjälklag. Observera att även balkarna som spänner över pelarna och lyfter upp bjälklaget, har eformerats. Figur.6 Deformerat håläcksbjälklag ( Deformationer hos material Olika material har olika eformationsegenskaper. Betong och stål som är mycket vanliga byggnasmaterial, uppvisar olika beteene vi en eventuell eformation. Betong får uppsprickningar tillfölj av lastens storlek, mean stål kan få buckling som försämrar hållfastheten. När et gäller armering så kan flytning uppstå. Me flytning menas att armeringen har passerat sin elasticitetsgräns och alrig kommer att återgå till sitt ursprungliga läge, vilket meför en permanent eformation. Se figur.7, när en övre sträckgränsen nås, å har flytning i materialet börjat ske. Flytningsområet är en sicksackae elen. Arbetskurvan är från ragförsök på armeringsstänger. 9

18 Figur.7 Arbetskurva för stål (Ibi): 06) Spännings-töjningssambanet som visas på figur., är resultat från ett tryckförsök på cylinriska provkroppar av olika betongkvaliteter. Figur. Spänning för betong (Ibi):4) Deformation av stål och betong sker uner olika omstänigheter. Betongelement är väligt stabila vi trycklaster. Dragkrafter orsakar äremot problem och elementen måste ärför armeras, eftersom stål är betyligt bättre på att hantera ragpåkänningar. Det är ärför et allti utförs ragförsök på armeringsstänger och tryckförsök på betongkroppar..3.3 Moment och tvärkraft Då en byggnasel utsätts för en belastning t.ex. en utbre last eller en punktlast uppstår allti ett moment och en tvärkraft i materialet. Bil 1, i figur.9 visar en utbrelast på en balk som spänner över pelarna/bärane väggarna A och B. Enheten i kn/m visar att lasten är på en balk, se även kapitel.1 för mer förklaring av lastövergång. 10

19 Figur.9 Moment & Tvärkraft på en balk ( I bil, har 3kN/m (från bil 1) multiplicerats me antal meter en utbrea lasten sträcker sig över, som är 4m, och resultatet blir 1kN. Eftersom et är två upplag A och B, som symboliserar pelare eller bärane väggar, förelas en totala lasten på 1kN på essa två. Resultatet blir att upplagen, A och B, ska klara av att bära 6 kn varera. Bil 3 visar hur man räknar fram moment och tvärkraft i olika elar av balken, vilket använs för att rita moment- och tvärkraftsiagram som presenteras i bil 4. Detta behanlas inte i enna skrift. Moment beräknas som resultat av en kraft multiplicerat me ess hävarm. Moment använs ofta i et varagliga livet, t.ex. när en person använer sig av en skiftnyckel, se figur.10. Bilen visar två olika alternativ för hur en skiftnyckel kan använas. Alternativ 1, et blåa alternativet, använs ubbelt så mycket kraft på avstån X, mitt i skiftnyckeln. Alternativ, et gröna alternativet, har istället hävarmen ubblerats. Då behövs enast halva kraften för att åstakomma samma effekt på muttern, samma moment. Se ekvation

20 Figur.10 Moment på en mutter M 1 M F X F X (Ekv 1.3.) M, et blåa momentet ( knm ) M, et gröna momentet ( knm ) F, kraft ( kn ) X, hävarm ( m ) Tvärkraft är en kraft som verkar vinkelrätt mot planet. En annan efinition är att tvärkraft är en kraft som löper parallellt me en snitta yta, se figur.11. Tvärkraften är alltså ett begrepp som båe yker upp när et är en punklast samt en utbrelast och kan änras vi varje snitt, beroene på hur lasten ser ut. Ett tvärkraftsiagram visar tvärkraften vi alla snitt i materialet, se figur.9, bil 4 (Shear). Observera att iagrammet gäller för en utbre last. Figur.11Tvärkraft 1

21 3 Bjälklag, balkar och pelare Det finns många olika sätt att bygga inustribyggnaer. Stål och betong är va som använs i regel, men uner olika former och imensioner. Det bestäms bl.a. av laster, traitioner och tillgänglighet till materialen. En viktig ekonomisk faktor som är av stor betyelse, är hur marknaen ser ut vi en ti å huset ska byggas. Är t.ex. betongen billigare än stål uner en perioen, blir varuhuset ett tungt betonghus. De varuhus som har inventerats i etta arbete, har använt sig av båa prefabricerae lösningar (båe stål- och betongelement) samt platsgjutna element. Det har även förekommit en blanning av essa två, så kallae samverkanselement. Uner elkapitlen 3.1, 3. och 3.3 kommer en kort förklaring av olika prefabricerae element och samverkanselement. Balkar och bjälklag kommer oftast förspäna för bättre bärighet. Me förspäna balkar och bjälklag innebär et att e är böja på så sätt att e har högsta punkten i mitten och lägsta i kanterna. Det birar till att elementen får högre lastkapacitet samt en jämnare eformation. Figur 3.1 visar ett förspänt element. Observera att bilen är överriven för att visa principen i ett förspänt element. När elementet belastas kommer et att böja ner och på så sätt få en planare yta. Figur 3.1 Förspänt element Det är armeringen i elementet som är förspän. Slakarmerat element innebär att armeringen är rak och ej belasta, tillskillna från förspän är armeringen får rean arbeta innan en belastas och på så sätt kan klarar av större laster. 3.1 TT-kassetter, håläck och plattbärlag Följane bjälklagselement är väligt vanligt förekommane i inustribyggnaer som t.ex. ett IKEA-varuhus. I norliga Europa är elementen allti gjora på fabrik enligt beställares önskemål och krav. I Japan, är platsgjutning är leane i byggbranschen, kan element me stor likhet och utformning platsgjutas me formar irekt på byggarbetsplatsen. Dessutom så är plats-gjutna element alrig förspäna eftersom et är praktiskt omöjligt. 13

22 3.1.1 TT-kassett TT-kassetten är en kassett me ubbla liv, se figur 3.. Främsta använningsområet för essa är i varuhus eller inustribyggnaer för att klara av e större laster som förekommer. Spännvierna kan variera mellan m och 4m, beroene på lastens storlek, elementens höj/armering och om kassetten är förspän eller slak. TT-formens esign syftar på att öka avstån mellan ragzon i armeringen och tryckzonen i betongen. Kassetterna byggs upp i par, et är ärför e heter TT-kassetter, men et är inte allti en hel TT-kassett får plats på kanterna, och å förekommer även Tkassett för att få plats. Det är viktigt att et gjuts på ett lager me armera betong av minst 60mm, en så kalla pågjutning. Detta är viktigt för att öka stabiliteten på bjälklaget. Det ger även bjälklaget en slätare yta. TT-kassetten kan mycket väl platsgjutas på formar som sean tas bort när betongen har härat. Figur 3. TT-kassett 3.1. Håläck Håläcken är en betongplatta me längsgåene hål inuti. Dessa element tillverkas i väligt långa mått i fabriken, iblan över 100m, som senare kapas upp i önskae länger. Använningsområena är e samma som för TT-kassetterna me unantag för att essa även kan förekomma i väggar. Normalt klarar inte ett håläck lika stora laster som en TT-kassett, även om håläcket skulle förspännas. Däremot har håläck i regel lägre konstruktionshöj, vilket i sin tur minskar våningshöjen. Det är ärför håläck väljs framför TT-kassetter, vi begränsa last. Pågjutning är även här ett viktigt elmoment för att skapa en slätare yta. 14

23 Håläcket förekommer också internationellt, men enast prefabricerat, eftersom et är opraktiskt att gjuta essa på plats. Figur 3.3 Håläck ( Plattbärlag Plattbärlag är ett betongelement är hälften är prefabricerat och en anra halvan platsgjuts. Det levereras som platta ytor me armering som sticker ut på ovan sian i ett speciellt mönster (se figur 7.), för att få samverkan. Efter att e monteras på plats över balkar eller väggar, läggs et på me eventuellt extra armering innan et gjuts på ett lager av betong. Denna variant av bjälklag, kan likna en kvarvarane form, eftersom et platta bärlaget som levereras från fabriken bilar en form för att senare hålla kvar en nya betongen som gjuts över på plats. Betongelementen tillverkas mot en slät stålyta och får ärför en slät unersia irekt vi montering. På så sätt kräver en ingen nämnvär efterbehanling. Figur 3.4 Plattbärlag ( 15

24 3.1.4 Samverkansbjälklag Samverkansbjälklaget som visas på figur 3.5, består av räffla plåt på unersian, me ett lager av platsgjuten betong över. Det påminner om ett plattbärlag, å e båa har gemensamt att e fungerar som kvarvarane formar och förblir en permanent el av konstruktionen. Plåten påminner om en vanlig korrigera takplåt, me räfflor i alarna, för att betongen ska fästa bättre och på så sätt samverka me plåten. Plåten fungerar å som unerkantsarmering,.v.s. plåten blir ragen mean betongens överkant blir tryckt när konstruktionen böjs (se figur 3.9). Oftast räcker inte plåten som armering, utan betongen armeras även me armeringsnät för att utöka stabiliteten. Figur 3.5 Samverkansbjälklag ( 3. Balkar Vi val av balkar finns ett urval me alternativ. Stål och betong är va som använs i inustribyggnaer, men även samverkansbalkar. Beroene på tillgång till material och storlek på laster, väljs rätt balk för uppgiften att föra över laster från ett bjälklag till en pelare. Nean följer kort beskrivning av några olika balktyper Stålbalkar Stålbalkarna kommer bl.a. i profilerna: HEA, IPE, och UPE. Dessa är e vanligaste. Balkarna har ett liv och två flänsar, se figur 3.6. Skillnaen på profilerna är imensionerna. Figur 3.6 IPE-balk ( 16

25 Stålbalkarna är en el av en bärane stommen. De kan båe vara i och uner ett bjälklag. De behöver inte allti ha en irekt koppling till en bärane stommen, utan kan även byggas in i fasaerna för att hålla em stabilare. Detta använs t.ex. vi höga våningshöjer för att t.ex. fästa fasaplåt. 3.. Betongbalkar Betongbalkarna kan beställas färiga (prefabricerae) eller gjutas på plats. Det finns många varianter på utformning och imensioner, är e allra vanligaste är massiva betongbalkar, se figur 3.7. Figur 3.7 Massiv betongbalk ( Ett annat vanligt alternativ är flänsbalkar av betong, se figur 3.. Förelen me enna balk, jämfört me en massiva varianten, är att flänsbalken bäas in i bjälklaget och minskar en totala konstruktionshöjen. Resultatet blir att enast nere elen sticker ut uner bjälklaget, istället för hela balken. Figur 3. Dubbelsiig betongflänsbalk 3..3 Samverkansbalkar Samverkansbalkar levereras enbart av stål från fabriken. Efter montering gjuts et på me betong, båe inuti balken och även runt om, för att öka stabiliteten. Samverkansbalkar fungerar på samma sätt som samverkansbjälklag, stålet tar han om ragkrafter som uppstår och betongen hanterar tryckkrafter. När balkarna belastas och vill böja ner, så uppstår rag i unerkant och tryck i överkant, se figur 3.9. Detta gäller alla horisontella huselement, alltså även tak och bjälklag. 17

26 Figur 3.9 Drag-, tryckkraft på huselement som vill böja ner ( SWT-balkar och eltabalkar är två typer av samverkansbalkar, se figur 3.10 och Förelen me essa balkar, jämfört me e tiigare nämna balkarna, är att essa knappt bygger ner uner bjälklaget, vilket resulterar till minimal konstruktionshöj, äremot klarar e inte av lika stora laster. Figur 3.10 Deltabalk ( Bil 3.11 SWT balk ( 3.3 Pelare Pelarna är en el av stommen och kan förekomma i olika tvärsnitt, bl.a. runa, kvaratiska eller rektangulära. Materialet kan vara armera betong eller stålrör, i olika form och imensioner. Vanligaste stålröret är en s.k. VKR, men finns även anra som t.ex. KKR. 1

27 Samverkans variant finns även hos pelare. Då är et stålrör, är et gjuts in betong och på så sätt blir pelaren stabilare och kan föra ner större laster till marken. Figur 3.1.VKR pelare ( Figur 3.13 Betongpelare 19

28 4 Platsgjutning Förr så använe sig alla läner av platsgjutningsmetoen, men när e prefabricerae lösningarna utvecklaes så gick många läner istället över till et. IKEA-husen i Frankfurt och Helsingborg är ett exempel på varuhus som är bygga me prefabricerae element. Det är ock många läner som fortfarane använer sig av en traitionella formsättningen. Det innebär att man sätter upp tillfälliga formar, placerar ut armering, gjuter betong och när et har härat så rivs formarna. IKEA-huset Kobe i Japan, bygges t.ex. me enna meto. En annan variant av platsgjutning, är en me kvarvaraneform. Det är precis som et låter, att formarna får sitta kvar och materialen får samverka, en så kalla samverkansbjälklag, se figur 3.5. Denna meto använes i IKEA-huset i USA, Charlotte. Vilken meto är å bäst? Svaret är inte et samma i olika ti och rum. Det finns många olika faktorer som spelar in: I vilket lan ska et byggas? Finns et fabriker som tar fram prefabricerae lösningar? Är transportsträckan rimlig? (Hur långt är byggarbetsplatsen från fabriken) Hur ser marknaen ut för just en tien? Är betongen billig? Eller är anra alternativ billigare? Vilka spännvier vill man klara av? Är et tispress? (Me prefabricerae lösningar får man t.ex. upp väggarna snabbare). 4.1 Förelar me platsgjutning Ett platsgjutet hus ger tätare fogar och hinrar oönska ventilation. Vilket i sin tur leer till att luftströmmen tar en väg som en är planera att ta. På så sätt får byggnaen ett behagligare klimat. Dessutom blir et bättre kvalitet på byggnaen och resulterar till en längre livsläng. Detta gäller främst kopplingar mellan bjälklag och väggar. Folke Alkbrant, Betongbanken (1991), menar att platsgjutna element ger i regel bättre bransky. Dessutom så ska platsgjutning ge en mycket bra ljuisolering, bättre än prefabricerae element. 0

29 Platsgjutna stommar är bättre ur rift- och unerhållskostnas synpunkt. Därför kan et vara lönsammare i et långa loppet. Me platsgjutna alternativ kan et innebära lägre bjälklagshöjer, vilket leer till lägre våningshöjer, samtiigt som husvolymen som använs förblir en samma, alltså avstånet mellan färigt golv till unertak. Detta är növänigt å kommuner kan ha krav på byggnashöjer. Vi änringar av installationers utformning och placering sent i bygg-staiet, så kan et vara lätt att borra nya hål i balkar och bjälklag, utan att förlora stabiliteten, mean prefabricerae element är mycket känsliga för såan hantering och bör unvikas (Betongbanken, s 7-). 1

30 5 Inventering av fem IKEA varuhus Inventering av fem IKEA varuhus utföres för att ta rea på vilket alternativ som är bäst att använa för att minimera konstruktionshöjerna. Stomsystemet ska ligga som bas för inventeringen. Eftersom alla varuhus är uppbygga på pelaräck, så utföres följane stuier av just pelare, bjälklag och balkar. 5.1 Uppbyggna av IKEA-varuhus Alla IKEA-varuhus är bygga på så sätt att tag-själv lagret (Self Serv) motsvarar två våningar över varanra, utan något mellanbjälklag. På et viset kan lagerhyllorna bygga ut i höj, m från färigtgolv till unertak. Vi sian om lagret så är et allti saluhall (Market Hall) me utställning (Show Room) över. Figur 6.1 och 6. visar en enkel sektion på varuhusen i USA-Charlotte och Japan-Shinimisato. Deras utformning är i princip en samma, ock är konstruktionen mycket olika. Figur 6.1 USA-Charlotte Figur 6. Japan-Shinimisato De resterane tre husen har byggnaen kompletterats me olika antal parkeringsäck, me olika placering. Varuhuset i Helsingborg, Sverige (Figur 6.3) är i princip som husen USA-Charlotte och Japan-Shinimisato, men skillnaen är att hela varuhuset är upphöjt på pelare. På så sätt uppnås ett utrymme, me lika stor area som hela byggnaen, en ny våning har skapats. Denna bottenvåning använs till större elen för parkering. Figur 6.3 Sween-Helsingborg

31 Varuhuset i Frankfurt, Tysklan (Figur 6.4), har ännu ett parkeringäck unertill sammanlaga två våningars parkering. Dessa är fortfarane uppstaplae på pelare, ock så är e elvis negräva i mark. Figur 6.4 Germany-Frankfurt Det anra huset i Japan, Japan-Kobe, som visas i figur 6.5, har en helt annan lösning. Parkeringsäcken har nämligen byggts över själva varuhuset. Tre våningars parkering, varav en som är högs upp är utan täckane tak. Figur 6.5 Japan-Kobe Ett parkeringsäck ligger på omkring 4kN/m, jämfört me tag-själv lagret som är ca 13-15kN/m. Alltså är lasten från lagret ungefär tre gånger så mycket som lasten från ett parkeringsäck, ärför kan et vara effektivare att bygga parkeringar uppe på taket, hellre än uner byggnaen och låta en tyngre lasten från tag-själv lagret vila på mark. Om parkeringen är ovanpå varuhuset, krävs et en siobyggna, någon typ av spiral me begränsa lutning och bre så att bilarna ska kunna köra upp och ner till parkeringen. Problemet me en såan lösning kan vara att byggnaen byggs ut på breen, vilket kan vara begränsat av tomtgränserna. Därför är enna lösning inte aktuell i alla områen. 3

32 5. IKEA:s krav på inväniga höjer IKEA har krav på inväniga höjer.v.s. avstån från färigt golv till unertak. Figur 6.6 visar kravmåtten för e olika lokaler som har stuerats. Figur 6.6 Inväniga kravmått 5.3 Bjälklag Varuhusens bjälklag såg annorluna ut från hus till hus, essutom är et, som tiigare nämnt, olika laster på olika områen i ett IKEA-varuhus. Det meföre att et kune bli flera alternativ till bjälklagselement i ett och samma hus. Figur 6.7 Nyttiglast i IKEA 4

33 5.3.1 Olika bjälklagsalternativ Bjälklagen som unersöktes är e som bär show room/utställning (SR), market hall/saluhall (MH) och self serv/ts-lager (SS). För resultat, se följane tabeller: SWE Sween, Helsingborg JAK Japan, Kobe USA USA, Charlotte GER Germany, Frankfurt JAS Japan, Shinimisato Figur 6. Förklaring för förkortningarna i neanståene tabeller. Tabell 6.1 visar vilka bjälklagstyper som har använts i e olika länerna. Samverkansbjälklag (se figur 3.5), är ett typiskt alternativ i USA. Tysklan och Sverige använer samma tekniker och har ärför likartae lösningar, mean i Japan är et fortfarane platsgjutningsvarianter som är leane i marknaen. Anleningen till att USA och Japan-husen, inte är me i MH och SS, är för att essa utrymmen, bygger irekt på mark och bärs alltså inte av något mellanbjälklag. Bjälklag Samverkansbjlk Platsgjutet TT Plattbärlag HD SR USA JAS, JAK GER, SWE MH GER SWE SS SWE GER Tabell 6.1 Olika alternativ på mellanbjälklag som har använts. (Förklaring till förkortningar är i figur 6.) 5.3. Konstruktionshöj för bjälklag Det visae sig att bjälklagstjocklekar kune minskas rejält vi olika val av lösningar. Däremot kan et meföra fler sekunärbalkar för att bära upp bjälklaget. Figur 6.9 visar uppskattae bjälklagshöjer för e fem respektive husen. 5

34 Figur 6.9 Bjälklagshöjer för show room, market hall och self serv i e olika varuhusen. (Spännvierna 16/ i samtliga, ock 1/9 i USA) 5.4 Balk Balkar som bär bjälklag kan ha olika imensioner, utformning och klarar av olika spännvier. Beroene på etta, kan balkar väljas me olika c/c-avstån så att e klarar av respektive laster Olika balkalternativ FB/F-balken (se figur 3.) har använts i IKEA huset i Sverige (Helsingborg). FB/F är förkortning för flänsbalk som är förspän och är en prefabricera armera betongbalk. I-balk är en stål balk och är mycket vanligare internationellt, se tabell 6.. Balkar FB/F Samverkansbalk Rektangulär btg balk I Balk SR SWE GER JAK, USA, JAS MH SWE GER SS SWE GER Tabell 6. Olika alternativ på balkar som har använts. (Förklaring till förkortningar är i figur 6.) 5.4. Konstruktionshöj för balk (+bjälklag) Arkitekter förerar minsta möjliga konstruktionshöjer (balk+bjälklag), för att utvinna så stor yta som möjligt. Då ska varuhuset byggas som et görs i Sverige. På så sätt får huset en större bjälklagshöj (se figur 6.9), men en minre totalhöj, (balk+bjälklag), (se figur 6.11). Sveriges lösningar reovisas mer utförligt i kapitel 6. 6

35 Det kan vara intressant att istället få en minre bjälklagshöj, men å måste balkarnas c/c-avstån minskas för att bjälklaget inte ska kollapsa. Detta meför att pelaravstånen minskas, vilket är irekt negativt för lokalerna. Arkitekterna strävar allti efter större spännvier för att minska antal pelare. Lösningen blir att införa sekunärbalkar. Sekunärbalkar, tillsammans me primärbalkarna, bilar ett rutnät (se figur.5), och et blir omöjligt att ra installationer mellan balkarna. Resultatet blir att installationerna placeras uner balkarna. Detta resulterar till unertaket hamnar längre ner. För att behålla et inväniga måttet, från färigt golv till unertak, ökas istället våningshöjen. Denna variant har använts i Japan-Kobe-huset. Figur 6.10 Sekunär balkar meför en minska bjälklagshöj Tillvänster i figur 6.10 visas bjälklagssystem me sekunärbalkar, här är själva bjälklaget tunnare. Där finns inte möjligheten att ra installationer. Till höger i figur 6.10 visas ett bjälklagssystem utan sekunärbalkar, till följ av etta kommer bjälklaget vara grövre äremot kan man möjligen ra installationer mellan balkarna. Tittar man på e två hus som är upphöja me parkeringsäck uner, Sverige och Tysklan, så kan man ra en slutsatsen att om installationer ras mellan balkar så är Tysklans alternativ, inte så åligt som et ser ut i figur 6.11, eftersom etta varuhus använer högre balkar och samtiigt lägre bjälklagshöj. På så sätt bevaras våningshöjerna någorluna som lösningen i Sverige, som har en högre bjälklagshöj men är utrymmet inte kan använas för installationer. 7

36 Balk + bjälklagstjocklek (mm) SR MH SS SWE Japan-Ko USA Ger Japan-Sh Figur 6.11 Total konstruktions höj för balk och bjälklag i e olika varuhusen. 5.5 Placering av parkering i ett varuhus Tre av e IKEA-varuhus som vi har inventerat har parkering, Japan-Kobe, Tysklan-Frankfurt och Sverige-Helsingborg. De resterane två, Japan- Shinimisato och USA-Charlotte, har någon typ av parkeringshus eller liknane vi sian om Pelarnas imensioner och förlora area Tabell 6.3 nean visar imensioner och spännvier för aktuella pelare i respektive lan, samt parkeringsalternativen. I tabell 6.4, framgår hur mycket yta som går förlora till följ av pelarna. Tabell 6.3 Pelarimensioner

37 Tabell 6.4 Förlora area på grun av pelare Husen som reovisas i tabell har alla gemensamt spännvierna /16. Figur 6.1 visar att et blir sammanlagt arean av en pelare i ett områe på 1m. Figur 6.1En pelare (4/4) i varje områe på 1m, vi spännvien /16. 9

38 6 Slutsatser av inventeringen - Ultimata lösningen Den mest ultimata lösningen kan vara en blanning av e olika bygg metoerna som har reovisats. Det är ock inte allti möjligt att bygga ett hus me alla alternativ som förekommit, eftersom et inte finns tillgång till material och prefabricerae element i alla läner. Följane lösningar som presenteras i etta kapitel me respektive konstruktionshöjer gäller för stominelningen / Shoow room (SR), 4kN/m Alternativet som gav minst total konstruktionshöj (balk+bjälklag), är et som använes i Sverige, Helsingborg. SWT-balkar, som bygger uner bjälklaget ca 0-30mm, inbäae i bjälklag av typen HD/F 40 resulterar till en maximal konstruktionshöj på 500mm, inklusive 70mm pågjutning. Figur 6.1 Sektion över bjälklagskonstruktionen i Sverige, Helsingborg. En kombination av alternativ, skulle innebära en ännu minre konstruktionshöj. Det är ock ingen bepröva meto, men rent teoretiskt så skulle et kunna fungera. Japan-Kobe bygger på primär/sekunärbalkar som svetsas ihop me ett platsgjutet bjälklag på 00mm som vilar över. En hypotes, är att en svenska SWT-balken istället bygger upp primär/sekunärbalkar me ett platsgjutet bjälklag mellan balkarna. Då blir et ett bjälklag på 30mm, inkl balkarnas unerel. Det förutsätter att eltabalkar kan tillverkas me höjen 00mm. Figur 7.1 Hypoteslösning till bjälklagskonstruktion för show room. Om enna hypoteslösning är genomförbar, kommer et meföra en längre byggti, eftersom formar måste byggas upp för att platsgjuta bjälklaget, samt att själva betongen tar ca -3 agar innan et får belastas. 30

39 6. Market hall (MH), 5kN/m Varuhuset i Helsingborg, har et bästa alternativet för att åstakomma minsta möjliga total konstruktionshöj. Balkar av typen FB/F 0/70-30 me bjälklag HD/F 40, resulterar till 770mm, inkl pågjutning. Figur 7. Sektion över bjälklagskonstruktionen (MH) i Sverige, Helsingborg. Me e fem varuhus som har inventerats är et bara två hus som har byggt upp market hall på pelare, ärför kan bara essa hus jämföras me varanra, Sverige-Helsingborg och Tysklan-Frankfurt. Sveriges flänsbalk bygger minre på höjen uner bjälklaget, jämfört me Tysklans massiva betongbalk. Sverige använer ett bjälklag som är leka högt som et Tyska bjälklaget, vilket gör att Sverige har en bästa lösningen. Denna meto har högre konstruktionshöj än lösningen i self serv, se kapitel 6.3. Bjälklaget i self serv klarar essutom av större laster, ärför bör en använas även i market hall. Konstruktionshöjen skulle eventuellt kunna minskas ännu mer, eftersom market hall hanterar mycket lägre laster (5 kn/m jämfört me self serv som har kn/m ). 6.3 Self serv warehouse, SS Sverige, har även här lyckats me bästa stommvalet gällane minsta total konstruktionshöj. Bjälklaget TT/F 40/60 som bärs av balkar av typen FB/F 0/4-4. Efter növänig pågjutning, blir konstruktionshöjen 1050mm. Figur 6.3 Sektion över bjälklagskonstruktionen (SS) i Sverige, Helsingborg. En hypoteslösning kan antas här, eftersom et tyska plattbärlaget, som bär upp laster i samma storleksorning, bygger enast 400mm i höj (inkl pågjutning), 31

40 mean en svenska TT-kassetten är 790mm (inkl pågjutning). Den ultimata lösningen skulle innebära en blanning me en svenska FB/F 0/4-4 som bär upp et tyska plattbärlaget på 400mm. Konstruktionshöjen blir så liten som 640mm. Observera att enna meto inte är bepröva och bör kontrolleras av en konstruktör. Figur 6.4 Hypoteslösning till bjälklagskonstruktion för self serv. Även enna hypoteslösning skulle meföra en längre byggti, eftersom et gjuts på ett lager betong för att skapa plattbärlaget. Dock byggs et inga formar, som et kräves i hypoteslösningen för show room, eftersom plattbärlaget leveras me ett lager betong på unersian och fungerar som en kvarligganeform. 3

41 7 Spännvier och byggelement i Sverige IKEA Helsingborg är uppbyggt me pelare, me avstånen /16, se figur 4.1. Detta innebär att balkar har spännvien m och bjälklagets spännvi är 16m. Balkar och bjälklag som använs i etta bygge är av betong, ock förekommer även samverkansbalkar. Stålbalkar förekommer också, men inte i en bärane stommen, utan i fasaerna för att hålla fasaplåten på plats, eftersom våningshöjen på lagret är över m. Uppgifterna till etta kapitel (7) kommer från Strängbetong AB Thomas Pettersson. Den 9 april 010, se bilaga. Figur 7.1. Pelaravstån 33

42 7.1 Konsekvenser för bjälklag till följ av ökae spännvier Tabell 7.1 visar olika fall me hänsyn till spännvi, last samt bjälklagstyp. Det är tyligt att bjälklaget växer i höj när spännvien ökar. Det visas också att vi högre laster, måste man gå över från håläck till TT-kassetter, men också vi längre spännvier. Ett bjälklag av typen HD/F 10/40 (400mm i höj) som spänner över 16m, har kapacitet att klara laster upp till 5 kn/m. För högre laster som t.ex. kan förekomma i IKEA:s tag-själv lager, är lasten uppgår till 15 kn/m, bör en TT/F 40/0 (00mm i höj) använas för att klara samma spännvi på 16m. TT-kassetter får vanligtvis samverka me större pågjutning på mm, för att klara större laster å et inte framställs tillräckligt höga element. Då funkar TT-plattan som ett plattbärlag är armeringen ligger i unerkant i liven för att hantera ragpåkänningar, mean tryckzonen förstärks av pågjutningen. Tabell 7.1, behanlar inte extra pågjutningar utan enast minimum kravet på 60mm. Tabell 7.1 Olika spännvier och laster bestämmer bjälklagsimensioner Alternativ till TT-kassetter och håläck Ytterligare alternativ finns tillgängliga. Plattbärlag är ett alternativ som har använs i IKEA Frankfurt. Det kan komma att likna en form av betong me fastgjuten armering. se figur 7.. (se även kapitel 3.1.3). Denna variant kan lika väl använas i Sverige å elementen tillverkas även här. 34

43 Figur 7.. Plattbärlag innan pågjutning. ( Förelen me förtillverkae element är att arbetet går mycket fortare och smiigare. Man får även en tät och stabil stomme snabbare vilket påskynar bygget. Trots tiseffektiviseringen me prefabricerae element, så kan platsgjutning ge bättre förutsättningar. (Se kapitlet 4.1 för fler förelar me platsgjutning). Samtliga byggnaer som har inventerats har använt sig av /16 spännvierna, utan en i USA som använe 9/1 spännvier. Anleningen till att USA använer sig av större spännvier beror på större foron som ska få plats i eventuella parkeringar mellan pelare. Därför finns et ingen anlening till att bygga i Sverige me spännvien 9/1. (USA-huset som har inventerats har inget parkeringsäck, men har änå använts sig av stanaren i USA) 7.1. Slutsatser av bjälklag Vi minre laster mot 4-5 kn/m, utförs bjälklaget helst me HD/F, ett förspänt håläcksbjälklag, eftersom et resulterar i en lägre konstruktionshöj. Vi högre laster eller koncentrerae laster som et förekommer i tag-själv lagret, räcker inte håläcket till, om spännvien på 16m ska bibehållas. Ett TT/F bjälklag,.v.s. förspäna TT-kassetter, klarar högre laster och är alternativet för tag-själv lagret. 7. Konsekvenser på balk tillfölj av ökae spännvier Laster på en IKEA-byggna varierar mellan 4kN/m (möbelutställningslokalen) och 13-15kN/m (tag-själv lager). Brottgränsberäkningar me essa laster enligt nean: 35

44 Lasterna på en ytterbalk: (För laster på innerbalk, se kapitel ) q q 1.0( G ) + 1.3Q q 1.0() + 1,3(15) 0kN m (Tag-själv lager) k k / 1.0( G ) + 1.3Q q 1.0() + 1,3(4) 105,6kN m (Möbelutställning) k k / G k är summan av e aktuella egentyngerna. Dessa är uppskattae av strängbetong, se bilaga. Anleningen till att man multiplicerar me, är för att balkarna i kanten tar laster från meters bjälklag (halva bjälklagets spännvi). Nean följer imensionering me hänsyn till momentkapacitet. Observera att balkens egentyng ej är me i beräkningarna. Moment me nyttig last 15kN/m och balkspännvien m: ql M (Ekv 3.1) ql 0* M M 1760kNm Dimensioneringen ger en balkprofil av minst RB/F 50/90. (Rektangulär massiv förspän balk, 900mm i konstruktionshöj) Moment me nyttig last 4kN/m och balkspännvien m: ql * M M 44. knm Dimensioneringen ger en RB/F 40/70. (Rektangulär massiv förspän balk, 700mm i konstruktionshöj) 7..1 Öka balkspännvi från m till 16 m Moment me nyttig last 15kN/m och balkspännvien 16m: ql 0*16 M M 7040kNm 36

45 Momentet blir för stort, ock finns et en lösning me ubbla balkar. Två stycken IB/F 50/150, som placeras vi varanra, se figur 4.6. (Rak balk me I-tvärsnitt me 1500mm i konstruktionshöj) Moment me nyttig last 4kN/m och balkspännvien 16m: ql 105.*16 M M 3379kNm Även här så blir momentet ganska stort, men ock räcker et me en IB/F balk för att klara et. Dimensioneringen blir en IB/F 40/150. (Rak balk me I-tvärsnitt, 1500mm i konstruktionshöj) Figur 4.6 Dubbla IB/F balkar som bär bjälklag 7.. Slutsatser av balkar Om pelarnas avstån från varanra ska ökas, innebär et att balkarnas spännvier också ökas, vilket meför även en ökning på konstruktionshöjen,.v.s. balkarnas höj. Vi laster i storleksorningen 15kN/m, som förekommer i tag-själv lagret, är et inte lämpligt att öka spännvien, från m till 16m, eftersom et skulle innebära ubbla 1,5 meters höga balkar. När et gäller laster som är närmare 4 kn/m, blir konstruktionshöjen lika stor på 1,5m, ock behövs enast en singel balk. När balkhöjen är så pass stor, så innebär et att våningshöjen ökar, vilket leer till att huset får en högre total höj. I vissa områen kan totalhöjen vara begränsa av kommunen och å måste anra lösningar hittas för att följa kraven. 37

46 Balktyper vi olika spännvier och laster Pelare står allti ivägen för inrening av lokaler, ärför vill man öka spännvier på balkar och bjälklag för att minimera antal pelare i lokalerna. I etta kapitel imensioneras betongbalkar för olika spännvier i respektive avelningar i varuhuset: self serv warehaouse, show room och market hall. Dimensioneringen görs enast me betongbalkar som hittas i Bygga me prefab pärmen (199). Anra lösningar me minre konstruktionshöjer kan finnas. Observera att et är spännvierna på balkarna som unersöks (, 1, 16, 0, 4m) och bjälklaget har samma spännvi (16m), se figur.1. Beräkningarna reovisas utförligt i bilaga 4, 5 och 6. 3 Figur.1 Spännvier på balkar och bjälklag