CAEBBK10 Balkpelare betong

Transkript

1 CAEBBK10 Balkpelare betong Användarmanual Eurocode Software AB 1

2 Innehåll 1 INLEDNING TEKNISK BESKRIVNING ARMERING BALKAR OCH PLATTOR NEDBÖJNING BALKAR OCH PLATTOR PELARE INSTRUKTIONER KOMMA IGÅNG MED CAEBBK INDATA GRUNDDATA BETONG & ARMERING LASTER Bjälklagslaster Taklaster Pelarlaster TVÄRSNITT REDIGERA INDATA KRAFTER LASTKOMBINATIONER ARMERING OCH NEDBÖJNING FÖR FACK RANDVILLKOR VISA/RESULTAT LASTKOMBINATION/LAST/KRAFTER DIAGRAM UTDATA MATERIAL OCH ARMERING RESULTAT BALK RESULTAT PELARE STATIKRESULTAT UTSKRIFTSVAL HJÄLP

3 CAEBBK10 Balkpelare betong 1 Inledning 1.1 Teknisk Beskrivning CAEBBK10 är ett beräkningsprogram för balkpelare. Programmet är inriktat mot konstruktionstyperna bjälklag, takbalk samt pelare. Programmet kräver minimal indata av användaren, som sedermera kommer att erhålla mycket information i form av moment, tvärkraft samt nedböjning, vilket krävs vid dimensionering av dessa konstruktionstyper Armering balkar och plattor Beräkning av erforderlig mängd längs- och skjuvarmering dels för balkar med olika typer av tvärsnitt dels för enkelspända plattor. Böjarmering bestäms genom att man ställer upp två jämviktsekvationer dels en för momentjämvikt som bestämmer neutrallagrets läge dels en för kraftjämvikt som bestämmer 3

4 erforderlig mängd dragarmering. Betongparametrarna ALPHA och BETA bestäms genom att dela upp tvärsnittet i ett stort antal delytor där varje delytas bidrag summeras. Vid summeringen beräknas töjning för varje delyta vilket med hjälp av arbetskurvan ger aktuell betongspänning. Tryckarmering läggs in när det inte uppstår flytning i dragarmeringen. Skjuvarmering beräknas enligt BBK KAP och KAP Armeringen avslutas efter dragkraftskurvan. Vid inläggning av armering följs de anvisningar som finns i BBK KAP och beträffande armeringes placering och gjutluckor. Programmet avrundar täckskiktet till närmaste större täckskikt enligt följande tabell 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, etc. Antal armeringslager får inte överstiga 10 stycken Nedböjning balkar och plattor Nedböjningen beräknas för segmentet med beaktande av krympning, krypning, yttre verkande normalkraft och eventuell spännkraft i dragarmeringen. Effektiva kryptalet beräknas genom att proportionera kryptalet med hänsyn till de beräknade fältmomenten. Krökning för std I beräknas enligt BH KAP 4.6:221 och 4.6:222. Krökning av korttidslast beräknas enligt BH KAP 4.6:231 EKV 6 medan krökningen för långtidslast beräknas enligt BH KAP 4.6:232 EKV 11A. Programmet tar även hänsyn till krökningsminskning mellan sprickorna genom att multiplicera krökningen av böjande moment med ny, se BBK KAP EKV 4.5.5c. 4

5 1.1.3 Pelare Effektiva kryptalet beräknas genom att proportionera kryptalet med hänsyn till de beräknade första ordningens kantspänningarna, beräknade enligt Naviers ekvation. Momentet beräknas enligt andra ordningens teori, med konstant styvhet längs segmentet. Eftersom andra ordningens moment är beroende av pelarens styvhet utförs beräkning enligt följande metod: a. Programmet räknar fram andra ordningens moment för angiven minimiarmering. b. För detta moment dimensioneras tvärsnittet vilket för slanka pelare leder till en mycket större armeringsmängd än minimiarmeringen. c. Med armering enligt b beräknas ett nytt andra ordningens moment d. Med moment enligt c beräknas armeringsmängden. e. Med hjälp av dessa värden bestäms skärningen mellan två linjer: Den ena för sambandet mellan armeringsmängd och andra ordningens moment och den andra för sambandet mellan moment och armeringsmängd. Styvheten beräknas enligt BH KAP 6:5 Initialkrogighet och initiallutning väljs enligt BBK KAP Beräkning av andra ordningens moment utförs m h a upprepad användning av areamomentmetoden. Programmet lägger in armering symetriskt i över- respektive underkant av tvärsnittet. Detta fungerar bra för de flesta tvärsnitt dock ger denna armeringsinläggning problem när man försöker räkna runda pelare med detta program. Det man kan göra är att öka stenstorleken på ballasten för att öka avståndet mellan järnen. 5

6 2 Instruktioner Användbara steg för att genomföra beräkningar i CAEBBK Komma igång med CAEBBK10 Under Arkiv/Information finns möjlighet för inmatning av information gällande projektet, så som Projekt, Position samt Beskrivning. Under Arkiv finns även verktyg likt, Spara, Öppna samt Skriva ut. Dessa funktioner återfinns även i verktygsfältet. Figur 1 - Börja arbeta med 6

7 2.2 Indata Under menyn Indata finns möjlighet att ge fullständig indata genom att följa Indata-Guiden. Här finns återfinns även stegen i Guiden uppdelat för att lätt ange indata så som Grunddata, Material samt Laster. 7

8 2.2.1 Grunddata Under Grunddata kan man välja mellan tre olika konstruktionstyper: Bjälklag, Takbalk samt Pelare. Här skall även anges den totala längden på konstruktionen [m] samt antal upplag/stöd. Vid beräkning av takbalk skall en lutning på konstruktionen anges. Klicka på Nästa för att komma vidare i guiden. Figur 2 - Grundindata 8

9 2.2.2 Betong & Armering Nästa steg är att välja konstruktionens materialegenskaper.. Under Säkerhetsklass anges vilken typ av säkerhetsklass beräkningar skall genomföras. Alternativen är; SK1, SK2, SK3, Olyckslast samt Skyddsrum. Måttavvikelser beaktas genom att kryssa för rutan. Om konstruktionen är förhindrad med avseende till buckling skall detta anges. Genom att klicka på Föregående kommer kan du ändra på den indata du gav i tidigare steg. Max stenstorlek i betongen används vid beräkning av fria avståndet mellan armeringslager se BBK KAP Figur 3 Betong & Armering Laster I detta skede skall indata gällande Laster anges. Dessa laster beror på vald konstruktionstyp Bjälklagslaster Här anges egenvikten för Bjälklaget [kn/m 2 ] samt för Balken [kn/m]. Under menyn lokaltyp anges vilken typ av miljö bjälklaget befinner sig i. Beräkningar kan genomföras för Vistelselast, Samlingslast, Trängsellast, Tung last, Balkonger, Altaner, Takterrasser, Vindsutrymmen med fast trappa, Vindsutrymmen med lucka, Trappor samt Gårdsbjälklag. Till sist skall c/c-måttet för balkarna anges [m]. 9

10 Taklaster Vid beräkning av Takbalkar ökar mängden av indata. Överst till vänster anges Taktyp; Sadel, eller Pulpet. c/c-mått för Takbalkar anges i [m]. Egenvikten anges för Taket [kn/m 2 ] alternativt beräknas genom att trycka på pilknappen. Vid beräkning skall Pågjutning, Plattjocklek samt Tungheten anges. Egenvikten för Balk anges [kn/m]. Snölast kan antingen matas in manuellt [kn/m 2 ] eller hämtas ur tabell för orter via pilknappen. I det fall då behov av beräkning på snöficka finnes kan även detta beräknas. Bocka för Snöficka och ange Start, Utbredning samt formfaktorer för Vänster respektive Högersida. Vindlast beaktas genom att bocka för vindlast samt ange en Referenshastighet [m/s], vilken Terrängtyp konstruktionen befinner sig i samt Höjd över omgivande terräng. Figur 4 Taklaster 10

11 Pelarlaster För pelarlaster skall Egenvikt för Vägg [kn/m2] samt Pelare [kn/m] anges. Ett c/c-mått gällande pelare skall anges [m] används för att beräkna inverkan av de utbredda laster som väggensegenvikt och vindlasten. Normalkraft anges för de olika stadierna Brukstadie, Brottstadie samt Olycksstadie [kn]. Vid beräkning med vindlast skall en Referenshastighet anges [m/s]. Terrängtyp samt Höjd över omgivande terräng krävs för beräkningar. Figur 5 Pelarlaster 11

12 2.2.4 Tvärsnitt För att underlätta inmatning av geometrier finns olika varianter av generellt I-tvärsnitt inlagda. Rektangulärt tvärsnitt T-tvärsnitt L-tvärsnitt (Kantbalk) R-tvärsnitt (Soffbalk) 8-kantigt tvärsnitt I-tvärsnitt 8-kantigt tvärsnitt Indata är höjd (diameter). För att simulera en rund pelare är det lämpligt att sätta höjden = diametern, detta ger resultat på säkra sidan. Vid liten tryckzon bör höjden ökas något. Armeringen läggs dock in som för en vanlig balk med armering i överkant och underkant. Figur 6 Tvärsnitt 12

13 2.3 Redigera indata Krafter För att redigera indata använd menyn och välj Redigera för att sedan kunna välja mellan redigering av Krafter eller Lastkombinationer. Vid redigering av krafter kan du till vänster välja mellan de olika krafter som verkar på konstruktionen. Överst till höger anges vilken typ av last det rör sig om (egenvikt, last bunden, nyttig last bunden, nyttig last fri, snölast, vindlast, olyckslast). Under detta finns möjlighet att ändra Typ av kraft (punkt kraft, punkt moment, jämt utbredd samt trapets) det rör sig om. Riktningen på kraften kan ändras om så önskas (egenvikt, Z- riktning, X-riktning, vinkelrät, parallell). Start samt Utbredning [m] kan ändras om så önskas. Under Ordinata vänster samt Ordinata höger kan om så önskas kraftens storlek i Y-riktningen ändras. Ett alternativ till denna metod är att ställa musmarkören över önskat objekt för redigering, högerklicka och du kommer då att erhålla den meny i vilken du kan göra ändringar. Figur 7 Krafter 13

14 2.3.2 Lastkombinationer Under Redigera/Lastkombinationer finns möjlighet att ändra på de koefficienter som återfinns i beräkningar för lastkombinationer. Uppdelningen till vänster är på Bruksstadie (nyttig last & total last), Brottstadie med egenvikt, nyttig last, snölast samt vindlast som huvudlast och sist Olyckslast. Till höger återfinns fält där du som användare kan fylla i de koefficienter som du önskar ha med vid beräkning för de olika stadierna. Figur 8 Krafter 14

15 2.3.3 Armering och nedböjning för fack I denna meny kan du styra avkortningens utförande genom att välja Ingen avkrotning, Avkorta i två etapper, Avkorta i tre etapper. Du kan även lägga in mer armering av vad brottstadieberäkningen ger för att minska nedböjningen. Figur 9 Armering och nedböjning för fack 15

16 2.3.4 Randvillkor För att ändra randvillkoren behöver du bara flytta musmarkören över stöden och högerklicka. Du kommer då att få en meny över Brytpunkter där du kan välja mellan Rullstöd, Fast upplag, Inspänd, Elastiskt upplag samt Ledat upplag. Som användare kan du även ange en koordinat för din brytpunkt. Vad gäller Elastiskt upplag kan du även ange en styvhet för brytpunkten [kn/mm]. Figur 10 Krafter 16

17 2.4 Visa/Resultat Under Visa i menyn finner du mycket information vad beträffar resultat. Här kan du bland annat få information om hur de olika lastkombinationerna ser ut för olika stadier. Du erhåller olika typer av resultatsdiagram samt hela rapporter för beräkningar längs konstruktionen Lastkombination/Last/Krafter Här visas de olika beräkningsstadierna: Brukstadie, Brottstadie samt Olyckslast med olika typer av laster som huvudlast. I kolumnerna visas i följande ordning: Koef. Last Kraft Ord. v. Ord. h. Plac. v. Utbredn. Vilken koefficient som används vid beräkning av lastkombination. Vilken typ av last det rör sig om. På vilket sätt kraften ser ut. (Punkt kraft, Jämt utbredd, Trapets etc.) Ordinata vänster, anger storlek på kraften i ev. vänsterspann. Ordinata höger, anger storlek på kraften i ev. högerspann. Placering av kraft räknat från vänster. Till vilken längd en begränsat utbredd last verkar inom. 17

18 2.4.2 Diagram Under Visa/Diagram finner du en rad olika användbara diagram. Det första diagrammet du får upp är ett Momentdiagram. Uppe i verktygsfältet finns fyra knappar med diagram-symboler på, se Figur val Figur 11 - Momentdiagram Klicka på nästa diagram-symbol för att erhålla ett Tvärkraftsdiagram. Likaså här kan du flytta musmarkören över diagrammet och erhålla information, se Figur 12. Figur 12 - Tvärkraftsdiagram 18

19 Det tredje diagrammet är ett Moment- och Tvärkraftsdiagram där du kan se hur de samverkar. Det fjärde och sista diagrammet är ett Nedböjningsdiagram där du kan se hur nedböjningen varierar utefter konstruktionen, se Figur 13. Figur 13 - Nedböjning Utdata material och armering De redovisade materialparametrarna är omräknade med hänsyn till säkerhetsklass och eventuell förhöjning om måttavvikelser är beaktade. Betong fcc: Dimensionerande tryckhållfasthet fct: Dimensionerande draghållfasthet Ec: Dimensioneringsvärde på betongen elasticitetsmodul Armering Beteckning: Armeringens beteckning enligt BBK TAB 2-4 fi: Armeringens diameter i mm fst: dimensionerande draghållfasthet för armeringsstål fsc: dimensionerande tryckhållfasthet för armeringsstål, är normalt lika med fst se BBK KAP Täckskikt Täckskikten beräknas enligt BBK KAP c: Inmatat värde på täckskiktet c1: Minsta täckande betongskikt cs: Minsta fria avstånd mellan parallella stänger i samma lager co: Minsta fria avstånd mellan parallella stänger i olika lager 19

20 2.4.4 Resultat balk Armeringsmängder enligt BH kap 3.6 Läge Mdim Ndim en d As Ntot Antal järn i lager nr knm kn mm mm mm2 st ök-v uk-v ök-f uk-f ök-h uk-h Elevation längsarmering enligt BH kap 3.9 Kant Järn Längd Järn Längd st m st m ök! ! ök! ! ök ! ! :::::::::::::::::::::::::::::::::::::: uk !? ! la= 0.00! lu =0.38 m! uk ! ! la= 1.32 Antal (balk): Antal armeringsstänger i aktuellt lager Delning (platta ): Ange armeringens delning, centrumavstånd Längd: Totallängd för armeringsjärnen inklusive förankringslängd och dragkraftskurvans förskjutning la: Anger avståndet mellan armeringsjärnets högerände och centrum för höger upplag lu:eventuell uppbockningslängd, dvs det mått armeringen skall dras förbi teoretiskt upplags centrum Skjuvarmering enligt BH kap 3.7 Start Slut x-dim Vd Vs fi Beta Skär Delning Antal m m m kn kn mm st mm st Start: Start intervall, anges ifrån vänster ände Slut: Slut intervall, anges ifrån vänster ände x-dim: Dimensionerande snitt för aktuellt intervall Vd: Dimensionerande tvärkraft i snitt x-dim Vs: Byglarnas tvärkraftskapacitet i aktuellt intervall fi: Bygeldimension i mm beta: Bygellutning Skär: Antal skär per bygel Antal: Antal byglar inom angivet intervall 20

21 2.4.5 Resultat pelare Lstkmb Mdim Ndim d As Ntot Antal järn i lager nummer... nr knm kn mm mm2 st Lstkmb: Lastkombination nummer Mdim: Andra ordningens dimensionerande moment Ndim: Dimensionerande normalkraft d: Effektiv höjd för aktuell armering as: Erforderlig armeringsmängd Ntot: Totalt antal armeringsjärn Antal järn i lager nummer: Armeringsjärnens fördelning i tvärsnittet Lstkmb Mdim Ndim Sigma,cc Anm Sigma,till Sigma,st nr knm kn MPa MPa MPa OK Lstkmb: Lastkombination nummer. Mdim: Andra ordningens dimensionerande moment. Ndim: Dimensionerande normalkraft Sigma,cc: Betongspänning vid tryckt kant. Anm: OK om aktuella spänningar är mindre än dimensioneringsvärdet. Sigma,till: Dimensioneringsvärde för betongspänning. Sigma,st: Aktuell stålspänning vid dragen kant Statikresultat Här erhålls en rapport i vilken indata samt beräkningsresultat redovisas. De indata som återfinns i denna rapport är bland annat geometri, verkande krafter samt lastkombinationskoefficienter. De resultat som redovisas ligger till grund för de diagram som finns beskrivna i 21

22 Diagram. Moment, Tvärkrafter samt Normalkrafter återfinns för beräkningar av olika lastkombinationer. Det första som återfinns i Statikresultat är brytpunkterna med koordinater i X-led samt beteckningar för typ av stöd. Följt av tvärsnittskonstanter så som Yttröghetsmoment I [mm 4 ], Elasticitetsmodul [GPa] samt Area [m 2 ]. Ytterliggare indata som finns med är exempelvis Lokaltyp, Egenvikt, Vindlast samt Terrängtyp. Efter dessa indata finner du en sammanställning av beräkningar genomförda för olika lastkombinationer för de olika spannen. Moment, Tvärkraft samt Normalkraft finns redovisade till storlek, riktning och plats Utskriftsval Här kan du som användare välja hur mycket information som skall finnas med vid utskrift. De alternativ som finns att ha med och som är förvalda är: BKR lastindata, Snittkrafter max/min, Snittkrafter i 8-dels punkter samt Upplagsreaktioner. 2.5 Hjälp Under Hjälp i menyn finner du en kortare beskrivning OM programmet. Information om huruvida beräkningar genomförs samt hänvisningar till Svenska koden BBK. Du kan även skicka ett Ärende till Eurocode Software AB som kan gälla felrapport, idé eller någon fråga som uppkommer när du arbetar med. Bifoga gärna indatafil vilket ger ett snabbare och bättre svar. 22