Konstruktionsuppgift i byggnadsmekanik II. Flervåningsbyggnad i stål. Anders Andersson Malin Bengtsson

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Konstruktionsuppgift i byggnadsmekanik II. Flervåningsbyggnad i stål. Anders Andersson Malin Bengtsson"

Kristin Sandström
för 7 år sedan
Visningar:

1 Konstruktionsuppgift i byggnadsmekanik II Flervåningsbyggnad i stål Anders Andersson Malin Bengtsson

2 SAMMANFATTNING Syftet med projektet har varit att dimensionera en flervåningsbyggnad i stål utifrån givna förutsättningar vad gäller snö- och nyttig last.. De delar som har dimensionerats är takbalk, innerbalkar, bla, bla,. För fasadpelare har beräkningar utförts med både första och andra ordningens teori. Bla, bla, bla. Fasadbalken har dimensionerats med hänsyn både till moment enligt elasticitetsteori och gränslastteori. Bla, bla.. Resultatet av dimensioneringen blev att takbalken ska utföras av en IPE-profil med stålkvalitet bla, bla.. Innerbalkarna ska vara en HEB med dimension bla, bla. Vid en jämförelse av beräkningarna för pelaren utförda med första och andra ordningens teori så Handberäkningarna har även verifierats med hjälp av datorberäkningsprogrammet Frameanalysis. 1

3 INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING 1 FÖRORD 3 INLEDNING 4 TEORI 5 GENOMFÖRANDE 7 RESULTAT 9 SLUTSATS 10 BILAGOR 2

4 FÖRORD Denna rapport är resultatet av en projektuppgift i kursen byggnadsmekanik II på byggnadsingenjörsprogrammet i bla, bla. 3

5 1. INLEDNING Utifrån en tilldelad ritning över en flervåningsbyggnad i stål, se bilaga 1 ska stålstommen dimensionernas. Bla, bla. Dimensioneringen har därför gått till så att handberäknade krafter och moment för balkar och pelare har verifierat dessa beräkningsprogrammet Frame-analyses. 4

6 2. TEORI I nedanstående avsnitt presenteras de teorier och formler som använts för beräkningar av de olika stomkomponenterna bla bla bla. Teorier och formler är hämtade ur Heyden [1] och Johannesson [2]. 2.1 Innerbalkar Innerbalkarna ligger fritt upplagda mellan innerpelarna och momentkapaciteten beräknas enligt ekvation (1). (1) Z är tvärsnittets plastiska böjmotstånd och σ motsvarar materialets sträckgräns. Hattbalkens plastiska böjmotstånd fås genom att dela in tvärsnittet i två lika stora delar och bla, bla. För det angripande momentet M S gäller: M S M R M S fås för en fritt upplagd balk ur ekvation (2). (2) 2.2 Fasadbalkar Moment enligt elasticitetsteori Moment enligt gränslaststeori. 2.3 Takbalkar Takbalken fungerar som en fritt upplagd balk och momentkapaciteten beräknas enligt elasticitetsteori med hjälp av ekvation (1), avsnitt

7 2.4 Innerpelare För innerpelarna sätts knäcklängden lika med fria våningshöjden och beräknas därför med Eulers knäckningsfall 2 enligt ekvation (3). (3) P c är pelarens kritiska last och βl är den effektiva knäcklängen där β sätts till 2 för innerpelarna. E är materialets elasticitetsmodul och I är tvärsnittets tröghetsmoment. 2.5 Fasadpelare Bla, bla Dimensionering enligt 1 a ordningens teori Dimensionering enligt 2 a ordningens teori 6

8 3. GENOMFÖRANDE Dimensioneringen började med innerbalkarna, fasadbalkar och takbalkar. Detta för att få upplagskrafter att lastnedräkna till övriga delar i stommen. De laster som utgör förutsättningarna för dimensioneringen ses i tabell 3.1. Tabell 3.1, Lastförutsättningar Snölast [kn/m 2 ] Nyttig last [kn/m 2 ] Huvudlast: 1,50 Vanlig last: 1,05 Huvudlast: 3,75 Vanlig last: 2,63 Handberäkningarna för krafter och moment verifierades senare i beräkningsprogrammet Frame-Analyses. Bla, bla. 3.1 Innerbalkar 3.2 Fasadbalkar Moment enligt elasticitetsteori Moment enligt gränslastteori 3.3 Takbalkar För takbalken blir den dimensionerande lastkombinationen endast snölasten som huvudlast och egentyngden på takkonstruktionen eftersom ingen nyttig last verkar på taket. Eftersom c/c- avståndet mellan takbalkarna är 10,8 meter enligt ritningen i bilaga 1 så blir den dimensionerande utbredda lasten: (1,5+0,6) 10,8 = 22,68 kn/m. Alla balkar får samma tvärsnittsdimension som den längsta balken, dvs den mest belastade. Stålkvaliteten väljs till S275. Det angripande momentet M S beräknas ur ekvation (2). Därefter sätts M S = M R varefter erforderligt värde på Z kan bestämmas ur ekvation (1) och balkprofil kan väljas. Bla, bla bla.. 7

9 8

10 3.4 Innerpelare 3.5 Fasadpelare Dimensionering enligt 1 a ordningens teori Dimensionering enligt 2 a ordningens teori 9

11 4. RESULTAT I kapitlet redovisas de dimensioner som beräkningarna resulterat i för de olika stomdelarna i stålbyggnaden. Detaljerade handberäkningar återfinns i bilaga 2 och datorberäkningarna för krafter och moment i bilaga Innerbalkar. 4.2 Fasadbalkar. 4.3 Takbalkarna Till takbalkar väljs IPE?. Stålkvalitet 275JR. 4.4 Innerpelare. 4.5 Fasadpelare. 10

12 5. SLUTSATS Eftersom uppgiften inte krävde eurocode som utgångspunkt för dimensionering bör resultaten endast ses som en fingervisning om hur. bla, bla, bla.. Skillnaden mellan resultatet för fasadbalken beräknad med elasticitets- och gränslaststeori blev. vilket kan ses som. bla, bla, bla. 1 a ordningens teori gjorde att fasadpelarens dimensioner.., bla, bla. Då pelaren beräknades med 2 a ordningens teori så blev bla, bla, bla. Skillnaden kan ses som väldigt. bla, bla, bla. Bla, bla, bla Vid en jämförelse med datorberäkningarna i Frame-analysis så kan man konstatera att bla, bla, bla. 11

13 6. REFERENSER [1] Heyden, Dahlblom, Olsson och Sandberg. (2013). Introduktion till Strukturmekaniken. [2] Johannesson och Vretblad.(2011). Byggformler och tabeller. 12

14 BILAGOR 13

Relevanta dokument

Umeå Universitet Tillämpad fysik och elektronik Byggteknik

Umeå Universitet Tillämpad fysik och elektronik Byggteknik KONSTRUKTIONSUPPGIFT: FLERVÅNINGSBYGGNAD I STÅL 1. SYFTE Syftet med konstruktionsuppgiften är att studenterna skall få övning i att dimensionering av stålkonstruktioner samt se hur en bärande stomme till