- PDF Gratis nedladdning

Transkript

1 2 HD/F plattor 2.1 Utformning, tillverkning, armering 2.2 Dimensionering 2.3 Kraftöverföring i fogar 2.4 Ursparingar, upplagslängder, förankringar 2.5 HD/F Upplagd på balk 2.1 Utformning, tillverkning, armering Tillverkning av håldäcksplattor sker i huvudsak enligt stränggjutningsmetod. Elementens undersida gjuts mot stålform. Kanter och ovansida formas av maskinen. Olika system användes tex Spirol, Variax, Dycore, Elematic, Spirol och Variax. Variationer finns vad gäller hålens form, antal och storlek. Plattorna tillverkade enligt stränggjutningsmetod är dock från hållfasthets och deformationssynpunkt i stort sett likvärdiga. HD/F plattorna gjutes normalt i hållfasthetsklass C40/50. De armeras i underkant med spännlinor. Hålplattor har slät undersida för direkt målningsbehandling. Översidan belägges vanligen med avjämning eller pågjutning. Mer detaljerad beskrivning återfinns i en kommande produktstandard för håldäck SS EN 1168 (beräknas vara tillgänglig hösten 2005). 2.2 Dimensionering Plattyper, data samt övre gränsvärden på moment och tvärkraftkapacitet Värdena på M u och V u är redovisade i säkerhetsklass 3. Med övre gränsvärde menas de värden som fås vid plattorna uppspända med maximal spännkraft. Flera olika armeringsvarianter förekommer vid varje tvärsnitt. Den variant, som ur materialsynpunkt ger bästa ekonomi, har ofta en något lägre bärförmåga, än den redovisade. HD/F Egentyngd fogad platta kn/m 2 Tvärsnittsarea m 2 /m I m 4 /m x10 4 M cr knm/m M u knm/m V u kn/m 120/20 120/27 120/32 120/38 2,6 3,7 4 4,6 0,11 0,16 0,16 0,19 5,2 13,4 20,8 33, Plattornas sprickmoment (M cr ) varierar något med längden. Redovisade värden ger en ungefärlig nivå med avseende på spännförluster och spännvidder. M cr är beräknat för XC1 och L50 enl. (BBK 04, avsnitt och SS , tabell 3). XC1 = Exponeringsklass. L50 = Livslängdsklass 50 år. Plattornas momentkapacitet i brottgränstillstånd (M u ) kan normalt ökas något genom att de armeras med fler linor utan att totala uppspänningskraften eller sprickmomentet (M cr ) ökas. Plattornas skjuvkapacitet i brottgränstillstånd (V u ) kan ökas genom att en eller flera kanaler gjuts igen intill upplag. Däremot har spännkraften ringa inverkan på skjuvkapaciteten. Dimensionering för större moment (M u ) eller tvärkrafter (V u ) än de i tabellen redovisade, bör ske först efter samråd med elementtillverkaren. Tröghetsmomentet I gäller för osprucken sektion. Om momentet i bruksgränstillstånd (M sd ) överstiger sprickmomentet, kan plattan anses vara uppsprucken, varvid värdet på I reduceras. 1 av 10

2 2.2.2 Tvärsektioner med mått för HD/F 120/ Dimensionering med avseende på brottgränstillstånd Diagram lastkapacitet utöver egentyngd (q u ), övre gränsvärden vid maximal armering Kurvorna är redovisade i säkerhetsklass 3. Vid brytpunkten i kurvorna är såväl plattornas böj som skjuvkapacitet maximalt utnyttjad. Skjuvkapaciteten blir dimensionerande vid mindre spännvidder och böjkapaciteten vid större spännvidder. 2 av 10

3 Förutsättningar: Betong: C40/50 Exponeringsklass: XC1 Livslängdsklass: L Dimensionering med avseende på bruksgränstillstånd Diagram spricklast övre gränsvärde. Enligt (BBK 04a) För q sd < q r är plattan osprucken, vilket dock ej är något normkrav. Om q sd > q r kan plattan förutsättas vara uppsprucken, och dess effektiva tröghetsmoment reduceras. Nedböjningen av långtidslast blir i detta fall större än enligt Förutsättningar: Betong: C40/50 Exponeringsklass: XC1 Livslängdsklass: L50? =1,0 => s = k. f ctk Enligt BBK 04 avsnitt och SS tabell Deformationer 3 av 10

4 Diagram uppböjning vid montering Uppböjning är redovisade för plattor dimensionerade för gränsvärden enligt diagram resp Plattornas uppböjning ligger normalt inom skrafferat område. Vid spännviddsförhållandet l/h > 40 gäller värden nära den undre gränsen. För platta 120/38 gäller dock att uppböjning inom hela spännviddsområdet ligger nära den övre gränsen. Lagringsförhållanden, lagringstid samt tid för avspänning har stor inverkan på uppböjningen. Redovisade värden är approximativa och får uppfattas som riktvärden. Om dimensioneringslasterna är lägre än gränsvärderna enligt diagram och , kan spännkraft och armeringen reduceras. Uppböjning vid montering blir härvid mindre än enligt diagram , se beräkningsexempel (ekv 6) Långtidsutböjning Långtidsutböjning efter montering beräknas med hänsyn tagen till att krympningen i betongen medför ändring i deformationen av uppspänning och egentyngd. Långtidsutböjningen kan om q sd < q r uppskattas ur: (Ekv 4) Där E = betongens korttidselasticitetsmodul = MPa och I = tröghetsmomentet enligt tabell Total utböjning blir Y tot = Y mon + Y (Ekv 5) För q sd > q cr kan plattan förutsättas vara uppsprucken. Långtidsutböjningen kan då blir större än enligt ekvation Beräkningsexempel Plattor med spännvidden 11 m. Säkerhetsklass 3. Miljöklasser: XC1 Livslängdsklass: L50 Laster: Permanenta laster 4 av 10

5 Påförda permanenta laster utöver plattans egentyngd g 2 = 1,0 kn/m 2 Nyttiga laster Bunden lastandel q kb = 1,0 kn/m 2 Fri lastandel q kf = 1,5 kn/m 2 Lastreduktionsfaktor för vanlig last? = 0,5 Lastreduktionsfaktor för långtidslast? l = 0,2 Dimensioneringslast i Brottgränstillstånd q d = 1,0 + 1,3(1,0 + 1,5) = 4,25 kn/m 2 Dimensioneringslast i Bruksgränstillstånd q sd = 1,0 + 1,0(1,0 +0,5 1,5) = 2,75 kn/m 2 Långtidslast q l = 1,0 + 1,0(1,0+0,2 1,5) = 2,30 kn/m 2 Prova med HD/F 120/27 Brottgränstillstånd: Enligt diagram är övre gränsvärde på lastkapaciteten 8,0 kn/m 2 i säkerhetsklass 3. Bruksgränstillstånd: Enligt diagram är övre gränsvärde på spricklast 5,0 kn/m 2. Platta HD/F 120/27 kan väljas. Deformationer: Eftersom dimensioneringslasterna är avsevärt mindre än de övre gränsvärdena för lastkapacitet och spricklast, erfordras ej så stor spännkraft som diagrammen baserats på. Uppböjning vid montage blir därför mindre än enligt diagram Uppböjning kan grovt uppskattas ur diagram och (ekv 6) (Ekv 6) Där? qd = 0,8 q u q d = 0 i kn/m 2. H och l i m ger?y mon i mm C = 0,6 vid HD/F plattor Y mon = Y mon diagr +?Y mon Uppböjning av långtidslast, q l, beräknas enligt ekv (4). Antag att kryptalet f = 2,0 fås: Total utböjning blir: Y tot = = 12 mm 2.3 Kraftöverföring i fogar 5 av 10

6 2.3.1 Förskjutningskrafter Plattornas längdsgående kanter är försedda med spår (jmf fig ) samt i vissa fall även med vertikala förtagningar. Fig Förskjutningskrafter kan överföras genom fogarna. Fogbruksgjutning skall utföras enligt elementtillverkarens anvisningar. Skjuvpåkänningen i fogen får uppgå till 0,1 MPa vid släta fogytor och till 0,15 MPa vid fogytor med vertikala förtagningar. Skjuvpåkänningen räknas på tillgänglig foghöjd. I tvärgående fogar skall finnas minst armering A F för sammanhållande resulterande förskjutningskraft F. (Ekv 7) k = 0,7 i fogar utan förtagningar och 1,2 i fogar med förtagningar Avlastade element, linjelaster Vid HD plattor finns möjlighet att genom fogarna avlasta en platta till intilliggande plattor. Figur Nedanstående överslagsmässiga fördelning av linjelaster och av laster från avlastade plattor kan göras, vid HD/F plattor med b=1200mm. För en mer nyanserad analys hänvisas till respektive elementtillverkare. Last från den avlastade plattan C i fig får upptas med min 30% av plattorna B och max 20% av plattorna A. En linjelast q enligt fig får upptas med min 50% av en strimla med bredden b = 1,2 m och med max 25% av två strimlor med bredden b. Större linje eller punktlaster på fri plattkant bör undvikas, så länge tvärarmering ej inläggs. Dimensionering i sådant fall sker efter samråd med elementtillverkaren HD/F bjälklag fungerande som horisontell skiva Ett bjälklag av HD/F plattor kan med fördel dimensioneras som stabiliserande horisontell skiva. Observera att de enskilda plattorna i detta fall, även vad gäller vertikallast, skall dimensioneras i säkerhetsklass 3. För att bjälklaget skall uppfylla skivfuntionen, krävs att armering inlägges i skivan. Armeringen dimensioneras dels för böjande moment, dels för tvärkrafter. Armeringen bestäms ur: I tvärfogar utmed fasad 6 av 10

7 (Ekv 8) Där F h = Horisontell förskjutningskraft enligt fig F v = Vertikal förskjutningskraft enligt fig k = Enligt l = Längd på aktuell platta se fig B = Skivans bredd, fig Obs värdet på B får ej väljas större än 0,7L. L = Skivans längd, se fig M, V = Moment resp tvärkraft i skivan av horisontell last. I tvärfogar över mittbalk vid bjälklag i två fack, fig , inläggs armering A F1. I detta fall gäller att: I längsfogar eller i igjutna hålkanaler. (Ekv 9) k kan om kanalerna räknas som förtagningar väljas till 2,0. b = plattans bredd. Armeringen A Fl dras med erforderligt förankring från tvärfogar. Armeringen inlagd i längsfog skall förses med ändkrok. Bjälklagets krymprörelser koncentreras ofta intill de styva delar som utgör skivans upplag, trapphus, tvärväggar. Det är därför inte lämpligt att inom dessa områden okritiskt räkna med värden på skjuvpåkänningen enl För att klara skjuvpåkänningen kan det bli nödvändigt att armera ihop vissa plattor tvärs fogen eller att, genom lämpligt utformad fogarmering, överföra skjuvkraften genom kantbalkarna. 7 av 10

8 Figur Bjälklag fungerande som horisontell skiva. OBS. Inverkan av krymprörelser måste beaktas intill skivans upplag Installationer i HD/F plattor Plattorna erbjuder tack vare sina kanaler goda installtionsmöjligheter i längdsled. Kanalerna kan användas direkt för ventilationsluft från utrymmen över och under bjälklaget. Anslutningar till primära ventilationskanaler göres enkel genom hålborrning och med speciellt anpassade anslutningsstosar i kanalerna. För avloppsrör och brunnar utföres i monterade plattor ursparingar genom att hål över en kanal tas upp. Hålen igjutes. Klenare rörinstallationer och elledningar monteras ofta på platsen i kanalerna genom borrade hål och ursparingar. Genom plattorna och därmed kanalernas modulanpassade lägen underlättas projekterings och installationssamordning liksom framtida förändringar. Kanalerna i upprepade plattor kan öronmärkas exempelvis för el, vent, tele samt för förankring av plattan, enl och Ursparingar, upplagslängder, förankringar Håltagningsanvisningar Elementen är försedda med hål 8 12 mm för dränering. Hålen placeras ca 1200 mm från plattände i varje kanal. Dräneringshålen lämnas öppna till dess risk för vattenfyllning av kanalerna ej längre föreligger dvs plattorna befinner sig under tatt tak eller motsvarande. Runda hål med diametern = kanalens bredd minus 40 mm, kan borras lämpligen efter montage i centrum kanal. Ursparingar och hål skall placeras inom skrafferade ytor enl. fig Omfattningen av hål och ursparingar beror på plattans utnyttjandegrad. Håltagningar och ursparingar enligt figur kan i en platta ej utföras samtidigt i kant och mittzon. De bör utföras på fabrik före montage. Hållfasthetskontroll skall alltid utföras i samband med håltagningar. Större håltagningar kan kräva extra armering såväl i längd som tvärriktning Upplagslängder HD/F plattorna bör ha en upplagslängd a som nominellt är minst: a = 60 mm vid H = 200 mm. a = 80 mm vid H = 270 mm. a = 100 mm vid H = 320 mm. Vid små laster kan upplagslängder enligt ovan reduceras. 8 av 10

9 2.4.3 Förankring vid upplag Bestämmelser om fortskridande ras kräver att plattorna förankras mot upplaget för en kraft min 20 kn/m. Förankringarna kan inläggas antingen i en igjuten kanal eller i elementfog så att fullgod förankring erhålles. Armering inlagd i elementens längsfogar bör förses med ändkrok. Den armeringen som erfordras för skivverkan, enl får medräknas som rasarmering. Mer om detta i Svängningar, deformtionspåverkan och olyckslast, 1994, kapitel Infästningar Infästningar kan göras med expander eller med bandstål i elementfogar. Skjutspik i plattornas uk rekommenderas inte. Figur Rekommenderade håltagningszon i HD/F plattor 2.5 HD/F Upplagd på balk Då HD/F elementen är upplagda på balkar är deras bärförmåga mindre än då de är upplagda på väggar. Ju styvare balk, desto mindre skillnad, om övriga inverkande faktorer hålls konstanta. Denna skillnad i bärförmåga beror på de tvärgående påkänningar som uppkommer i HD/F elementen då de följer med balkens deformation och därmed på ett eller annat sätt samverkar med balken och deltar i dess lastupptagande funktion. Även om samverkan mellan balk och HD/F element inte är avsiktlig erhålls i praktiken en oavsiktlig samverkan som måste beaktas. Storleken av de tvärgående påkänningarna påverkas av faktorer som: 9 av 10

10 Balktyp. Kontinuerlig eller fritt upplagd balk. Spännvidder. Utformningen av anslutningen mellan balk och HD/F element. Pågjutning (armerad eller oarmerad). HD/F elementens tvärsnittsgeometri. Fenomenet har studerats i två forskningsprojekt (Flexible supports I och II, ) vilket resulterat i dimensioneringsanvisningar (Design recommendations, 1995). Ytterligare information ges i fib Bullentin 6; Guide to good practice, Special design considerations for precast prestressed hollow core floors. Vid normala balklängder och med en utnyttjandegrad på ca 60 70% mht HD/F element tvärkraftkapacitet, se avsnitt 2.2, brukar huvuddragpåkänning vara mindre än tillåten f ctd. Man skall alltid göra en kontrollberäkning. f ctd = dimensioneringsvärde på betongens draghållfasthet. För dimensionering av HD/F element mht flexible supports bör elementleverantören kontaktas. Figur Deformerat HD/F bjälklag. 10 av 10