Konstruktions teknik III

Transkript

1 Konstruktions teknik III Konstruktionsberäkningar Betong, BBK04 1 Föreläsare Thomas Almgren 2 1

2 Kursmaterial Stenciler/kompendier BKR BBK04 BSK Kursprogram Datum Innehåll Övrigt 1 24/10 Konstruktionsberäkningar, krav, lastfall, dokumentation. Betong Betongbestämmelser från BBK94 till BBK04. Exponeringsklasser, täckskikt, konstruktiv utformning. Datorberäkningar 2 2/11 Datorberäkningar 3 7/11 Murverk Dimensionering väggar, balkar 4 Stomstabilitet Stålstommar Skivverkan i träkonstruktioner 5 Förband i stål Svetsförband, förutsättningar, konstruktiv utformning, svetshandlingar. Skruvförband, förutsättningar, detaljutformning 6 Förband i trä Spikförband, skruvförband, träskruvförband. Material, detaljutformning. 7 Vippning, instabilitetsfenomen 4 2

3 Byggregler Lagar som reglerar byggandet: PBL Plan- och bygglagen BVL lagen om tekniska egenskapskrav på byggnadsverk BVF förordningen om tekniska egenskapskrav på byggnadsverk 5 Byggregler Som tillämpningsföreskrifter på bygglagarna använder vi: BBR BKR BBK 04 BSK 99 Betonghandboken Material Konstruktion Arbetsutförande Eurocode

4 Eurocode 7 Konstruktionsprinciper Konstruktionsprocessens mål: producera konstruktionshandlingar som är lämpliga för den aktuella byggnaden verifiera att handlingar överensstämmer med byggherrens krav, myndighetsbestämmelser säkerställa att handlingarna beskriver en konstruktion som är tillfredställande från ekonomisk synpunkt 8 4

5 Partialkoefficientmetoden Vid dimensionering av byggnadskonstruktioner ställs tre grundläggande krav: Säkerhet mot brott Funktion vid normal användning Beständighet under konstruktionens livslängd 9 Krav på säkerhet mot brott Orsak till brott: en ogynnsam kombination av inverkande faktorer har uppkommit. Laster materialhållfasthet, mått En last som inte beaktats vid dimensioneringen har uppträtt. Annan karaktär eller annan storleksordning Ett grovt fel har begåtts vid konstruktionsarbetet, materialtillverkningen eller uppförandet. Åtgärder: tillräckligt stora säkerhetsfaktorer förbättrad utbildning förbättrad organisation på arbetsplatsen effektivare kontroll 10 5

6 Krav på funktion vid normal användning Skador kan vara permanenta eller tillfälliga Permanenta öppna sprickor i konstruktionsdelen sprickor i andra byggnadsdelar, t.ex. mellanväggar störande permanenta nedböjningar Tillfälliga tillfälligt öppna sprickor i spännbetongkonstruktioner tillfälligt stora nedböjningar hos balkar vibrationer 11 Krav på beständighet Krav på säkerhet mot brott och funktion vid normal användning skall var uppfylld under konstruktionens hela användningstid => krav på beständighet Beständighet uppnås genom: utföra konstruktionen av material som har tillräcklig beständighet ge konstruktionen skydd som har tillräcklig beständighet Utforma konstruktion så att inspektion och reparation är möjliga samt planera regelbunden inspektion Ge konstruktionen en sådan utformning (t.ex. ökade dimensioner) att skador pga. otillräcklig beständighet inte påverkar säkerhet och funktion. 12 6

7 Säkerhetsklasser I Sverige används säkerhetsklasser vid dimensionering: Säkerhetsklass 1, liten risk för allvarlig personskada Säkerhetsklass 2, någon risk för allvarlig personskada Säkerhetsklass 3, stor risk för allvarlig personskada 13 Laster Alla konstruktioner utsätts för laster. Indelning görs för lasters: variation i tiden Permanenta laster Variabla laster variation i rummet Bundna laster Fria laster utbredning Koncentrerad last Utbredd last 14 7

8 Lasttyper 15 Konstruktionsberäkningar Syfte Allmänt Beräkningars allmänna del Beräkning med dator 16 8

9 Syfte Beräkningar är i allmänhet ett nödvändigt hjälpmedel vid utformningen av en konstruktion Verifikation inför i första hand granskande myndighet att ställda krav på konstruktionen uppfylls vid vald utforming Beräkningar utgör under konstruktionens hela användningstid en viktig del av dokumentationen av tankegången bakom konstrukionens utforming 17 Allmänt Preliminära och slutliga beräkningar konstruktionsberäkningar värmeisolering lufttäthet fukt- och ljudisolering Normer 18 9

10 Beräkningars allmänna del Konstruktionsberäkningar för ett projekt delas upp i: en allmän beskrivande del en del med detaljberäkningar I den allmänna delen ges en orientering om byggnadens utformning, beräkningsförutsättningar mm. under följande rubriker innehåll tillhörande ritningar beskrivning grundförhållande kvalitetsfodringar på material och arbete sammanställning av laster beteckningar beräkningsmetoder 19 Beskrivning Konstruktionsberäkningar med mer än 10 sidor förses med innehållsförteckning beskrivning byggnadskroppars benämning stomlinjebeteckningar och huvudmått planbeteckningar, plushöjder bärande huvudsystem och stabiliserande system dilatationsfogar 20 10

11 Detaljberäkningar Detaljberäkningar för en viss konstruktionsdel disponeras normalt enligt: beräkningsmodell och lastantagande beräkning av krafter och moment dimensionering deformation och sprickbredder 21 Beräkningsmodell Välj en beräkningsmodell som i rimlig utsträckning beskriver konstruktionens verkningssätt Av redovisning skall framgå teoretiska spännvidder styvhetsförhållande beaktande av uppsprickning uppläggningssätt och kontinuiteter eftergivlighet hos upplag eftergivlighet hos avstyvande konstruktionsdelar beaktande av imperfektioner inverkan av håltagningar och slitsar 22 11

12 Beräkningar i speciella fall Ombyggnad Olyckslast och brand Byggnad under uppförande Elementbyggnader 23 Beräkning med dator Programbeskrivning beräkningsmodell begränsningar, regler användningsområden uppställning av indata resultatutskrifter Konstruktören bör endast använda dator som hjälpmedel för beräkningar som han, åtminstone i princip och utan tidspress, skulle kunna utföra manuellt 24 12

13 Checklista Allmänt Byggherekrav Datorprogram Laster och lastkombinationer Beräkningsmodell Beräkning av krafter och moment Dimensionering Deformationer och sprickbredder Grundläggning Stabiliserande system Brandmotstånd Ombyggnad Byggnad under uppförande 25 Brottyper Spröda brott sker plötsligt utan förvarning t.ex. dragbrott i betong Sega brott långsamt, med stor plastisk deformation t.ex. armeringsstång som dras till brott 26 13

14 Påkänningstyper Tryck Drag Böjpåkänning Skjuvpåkänning 27 Skjuvspänning 28 14

15 Knäckning Knäckning sker plötsligt och utan förvarning Slankhet avgör knäcklast förhållande mellan tvärsnitt och längd

16 Varför betong? 31 Effektiv höjd avstånd armeringens tyngdpunkt tryck kant 32 16

17 Exempel 33 Skjuvarmering Böjbelastning skjuvspänning Störst vid upplag 34 17

18 Varmvalsat stål 35 Kallbearbetat stål 36 18

19 Kallbearbetning Kan utföras på tre sätt: sträckning valsning vridning 37 Ståltillverkning Tempcore 38 19

20 Armeringsmaterial Armeringssorter (stänger): Ss260S B500BT Ks600ST Ps500 Ps Armeringsstänger Typiska påkännings - töjningssamband 40 20

21 Armeringsstänger B500BT, Ss260s Ks600S 41 Armeringsnät Lagernät Nps x 2.35 m Lagerspecial Nps 500, Nps 700 5,90 x 2,30 m 42 21

22 Märkning av armering Ks500ST- och B500B-stålet kännetecknas av att de snedställda kammarna på stångens ena sida har alternativt olika lutningar. Märkning Kamstängerna kännetecknas av tvärkammar på båda sidorna med längsgående fenor emellan. Ena stångsidan är märkt med tjocka och tunna kammar samt vårtor med ca 1 m mellanrum, vilket anger producerande verk. Våra kamstänger är märkta enligt nedan. Ks500ST/B500BT; Kamgruppmärke Projektering av armering Betongpåkänningar utförandeklasser Stålpåkänningar stålsort stångdiameter belastningstyp 44 22

23 Val av stångdiameter klenare dimensioner, bättre med avseende på sprickbildning 45 Täckande betongskikt BBK

24 Täckande betongskikt SS Exponeringsklasser X0 Ingen risk för korrosion eller angrepp XC (Carbonation) Korrosion föranledd av karbonatisering XD (De-icing) Korrosion pga. andra klorider än havsvatten, tex. tösalt XS (Sea-water) Korrosion pga. klorider från havsvatten XF (Frost) Angrepp av frysning/upptining XA (chemical Attack) Kemiskt angrepp 48 24

25 Täckande betongskikt huvudarmering byglar, sekundärarmering 49 Minsta avstånd mellan parallella armeringsenheter 50 25

26 Anordning armering 51 Skarvning omlottläggning svetsning mekanisk skarv 52 26

27 Skarvning allmän regel, när så anges på ritning i samma tvärsnitt får inte mer ½ armeringsarean skarvas eller area för ett lager i ett armeringslager, varannan stång 53 Bockningsradier bockbarhet armeringstyp 54 27

28 Byggnadsdelar balkar 55 Byggnadsdelar pelare väggar bredd > 5 ggr tjocklek 56 28

29 Armeringshandlingar Ritningar Förteckningar Beskrivning 57 Armeringsritningar 58 29

30 Ritningstext antal stänger eller enheter diameter centrumavstånd bockningstyp (löpnummer i förteckning) 59 Ex. armeringsritning 60 30

31 Armeringsförteckning Stålleverantören Konstruktören Entreprenörens armeringsansvarige 61 Typblad armering 62 31

32 Förtillverkningsgrader Inläggningsfärdig armering Förtillverkade armeringsenheter Armering i lagerlängd 63 Förtillverkade enheter nät överkantsenheter armeringskorgar ufo 64 32

33 Armering i lagerlängd 12 m längd 65 Bockningsradier Alla stänger förutom byglar, B500BT Byglar, B500BT 66 33

34

35 69 35