EN Eurokod 6, dimensionering av murverkskonstruktioner, allmänna regler och regler för byggnader Arne Cajdert, AC Byggkonsult

Transkript

1 EN Eurokod 6, dimensionering av murverkskonstruktioner, allmänna regler och regler för byggnader Arne Cajdert, AC Byggkonsult Allmänt Eurokod 6 ger dimensioneringsregler för murverkskonstruktioner i byggnader och anläggningar. Den omfattar krav på bärförmåga, brukbarhet och beständighet för konstruktioner. Andra krav, t.ex. beträffande värme- och ljudisolering, behandlas inte. Innehåll Eurokod 6 del 1-1 i fortsättningen förkortad EK 6, har följande huvudinnehåll och preliminärt sidantal. Även svenska rubriknamn är preliminära, då den ännu inte översatts till svenska. Förord 4 1 Allmänt 16 2 Dimensioneringsförutsättningar 3 3 Material 16 4 Beständighet 3 5 Strukturanalys (beräkning av krafter och moment) 15 6 Brottgränstillstånd 23 7 Bruksgränstillstånd 2 8 Detaljutformning 13 9 Utförande 2 Bilagor (alla informativa) Kapitel 1 Allmänt innehåller bl a definitioner av 63 murverkstermer och 137 symboler. Kapitel 2 Dimensioneringsförutsättningar hänvisar till EN 1990 (brottgränstillstånd, partialkoefficienter för laster, lastkombinationer) och EN 1991 (lastvärden), samt ger en tabell med rekommenderade partialkoefficienter på materialsidan, γ M, för olika kontrollklasser. Varje medlemsland kan fastställa egna γ M anpassade till olika nivåer av tillverknings- och utförandekontroll, eller använda tabellvärdet för en viss kontrollklass som då definieras nationellt. Kapitel 3 ger materialdata för murstenar och murblock av olika material, murbruk, armering etc, där många parametrar är nationellt valbara (NDP), t.ex. hållfasthetsvärden och deformationskoefficienter. Metoden med NDP är betingad dels av medlemsländernas rätt att själva sätta sina säkerhetsnivåer, dels av en strävan att inte försena Eurokoden ytterligare eftersom det är förenat med stora svårigheteratt nå enighet mellan medlemsländerna med sina olika murverkstraditioner och olika syn i kontrollfrågor. Avsikten är dock att på sikt åstadkomma en samordning.

2 Kapitel 4 behandlar kraven på beständighet för olika murverkskomponenter, t.ex. minsta stålkvalitet, korrosionsskydd och täckskikt i olika miljöklasser. Kapitel 5 ger regler för beräkning av krafter och moment, andra ordningens effekter, effektiva vägghöjder, stabiliserande väggar etc. Kapitel 6 behandlar beräkning av bärförmågan i brottgränstillståndet, t.ex. knäckningslasten för bärande väggar, koncentrerade laster, lastkapacitet för vind eller jordtryck samt beräkning av slakarmerat eller spännarmerat murverk. Kapitel 7 ger kortfattade regler för dimensionering i bruksgränstillstånd. Kapitel 8 ger detaljregler för murförband, minimiarmering, skarvning, förankring mellan väggar och bjälklag, ringarmering. Kapitel 9 behandlar utförande kortfattat med hänvisning till EN Bilagor Bilaga A: Val av partialkoefficienter mht utförande. Bilaga B: Metod för beräkning av en stabiliserande kärna. Bilaga C: Metod för beräkning av väggars lastexcentricitet. Bilaga D: Diagram för reduktionskoefficienter mht stabiliserande väggar enligt avsnitt Bilaga E: Tabellmetod för beräkning av momentfördelning i transversalbelastade väggar. Bilaga F: Gränsvärden för väggars höjd/längd/tjockleksförhållande mht bruksgränstillståndet. Bilaga G: Beräkning av reduktionsfaktor mht slankhet och excentricitet (knäckning). Bilaga H: Diagram för förstoringsfaktor vid koncentrerad last enligt avsnitt Bilaga I: Dimensioneringsmetod för väggar med kombinerad vertikal- och transversallast. Bilaga J: Förstoringsfaktor på skjuvhållfastheten f vd vid dimensionering av tvärkraftskapaciteten för armerat murverk. Övriga Eurokoddelar för murverkskonstruktioner EN , regler för branddimensionering Denna del omfattar dimensionering för brandbelastningsfallet, och är avsedd att användas tillsammans med EN , EN och EN Endast avvikelser från eller komplettering av dimensioneringsregler vid normal temperatur behandlas. Kraven på murverk vid brand avser att undvika för tidig kollaps av stommen (lastbärande funktion) begränsa brandspridningen utöver bestämda områden (separerande funktion)

3 EN , dmensionering, materialval och utförande Denna del behandlar bl.a. val av material med hänsyn till miljöklass, utformning av murverksdetaljer, blandning av murbruk samt tillåtna måttavvikelser vid murning. Ett informativt Annex A definierar miljöklasserna MX1-MX5 och ger exempel på dessa. Annex B ger godtagbara murbrukskvaliteter för olika murmaterial och miljöklasser. Annex C ger godtagbara material och korrosionsskydd för balkar, fogarmering, kramlor etc i olika miljöklasser. Annex D ger villkor för utförandeklasser A-C. EN , förenklade beräkningsmetoder Denna del gäller endast oarmerat murverk, och ger förenklade beräkningsmetoder på säkra sidan 1 för väggar utsatta för vertikallast och vindlast; väggar med koncentrerade laster; skjuvväggar; källarväggar utsatta för jordtryck och vertikallast; vertikalbelastade väggar i byggnader med max 3 vån höjd över marknivå; skjuvväggar i byggnader med max 3 vån höjd över marknivå; icke-bärande innerväggar. Alternativa beräkningsregler I BKR 1:5 står följande: Europastandarder eller europeiska förstandarder som överförts till svenska standarder (SS-EN eller SS-ENV) och som ger metoder för att verifiera byggnadsverks bärförmåga, stadga och beständighet får användas som alternativ eller komplettering till vad som föreskrivs i denna författning. Den europeiska förstandarden ENV :1995 fastställdes 1998 som svensk standard med beteckningen SS-ENV Den är avsedd att användas i kombination med anvisningarna i ett svenskt anpassningsdokument, NAD(S)/SS-ENV , publicerat av Banverket, Boverket och Vägverket i samråd. SS-ENV-standarderna får användas som alternativ eller komplettering till BKR. SS-ENV med tillhörande NAD kan alltså användas i stället för BKR:s murverksföreskrifter. Man får dock inte fritt blanda delar av de olika beräkningssystemen, utan måste vid dimensionering av en enskild eller samverkande byggnadsdelar konsekvent tillämpa endera systemet. ENV ger exempelvis kompletterande regler för skjuvarmerade murverksbalkar, tillåten omfördelning av moment i kontinuerliga balkar, analytiska uttryck för beräkning av reduktionsfaktorn med hänsyn till knäckning samt allmänna principer för förspänt murverk, något som saknas i BKR och svenska handböcker. När EK 6 är utgiven och tillämpbar, kommer den tillsammans med sin nationella bilaga NA 2 att under en övergångstid fungera jämsides med alternativen BKR, resp. ENV + NAD. Se vidare nedan under Tidplan. 1 Jämfört med noggrann beräkning enligt EN

4 Kontrollberäkningarna av ENV-versionerna Boverkets Rapport 1997:5 Kontrollberäkning av Eurocodes redogör för jämförande beräkningar för konstruktioner i betong, stål, trä, murverk samt för grundläggning, enligt tre alternativa normsystem: BKR 94 och tillhörande handböcker, E ENVutan NAD ochec ENV med NAD 3. Resultatet kan översiktligt beskrivas sålunda: Bärande yttervägg med stor normalkraft (i bottenvåningen): EC + NAD har högre lastkoefficienter än BKR, samtidigt som beräkningsmodellen tar hänsyn till murverkets inspänning i bjälklagen och därmed leder till större lastexcentriciteter för ytterväggen. Beräknad totalkostnad (med hänsyn enbart till kraven på tryckhållfasthet) blev i detta exempel därför 38 % högre för EC + NAD jämfört med BKR 4. Bärande innervägg med stor normalkraft: För denna blev skillnaden ej så stor: 12 % lägre kostnad för EC + NAD jämfört med BKR. Bärande yttervägg med liten normalkraft (i översta våningen) Här blir vind som huvudlast, kombinerad med en relativt låg vertikallast från takkonstruktionen, avgörande. För detta lastfall blir den vertikala lastkapaciteten mindre relevant som jämförelseparameter. Det är i stället böjmomenten i väggen av vindlast som blir avgörande. Resultat: 23 % lägre kostnad för EC + NAD jämfört med BKR. Skalmur Olikheter i vindlastkoefficienter och hållfasthetsparametrar tar i stort sett ut varandra. Resultat: Ungefär lika kostnad för EC + NAD och BKR. Armerad balk Även här tar normernas inbördes olikheter ut varandra. Resultat: Ungefär lika kostnad för EC + NAD och BKR. Nationell bilaga NA Den nationella bilagan kan innehålla, direkt eller genom att hänvisa till särskilda regler, information om sådana parametrar, som är lämnade öppna i Eurokoden för nationellt val, så kallade nationellt valda parametrar (NDP). Följande NDP är aktuella i NA för EK 6: partialkoefficienten γ M för material (kapitel 2); materialdata (kapitel 3): recept för murbruk i olika hållfasthetsklasser, formler för murverks tryckhållfasthet, grundvärden och övre gräns för skjuvhållfasthet, böjdraghållfastheter, elasticitetsmoduler, deformationsvärden (krypning, krympning, temperaturutvidgningskoefficient); 2 Kommer att ingå i Boverkets föreskriftsserie EBS. 3 Den EC6-version som beräkningarna baseras på, är ovannämnda ENV :1995. De ändringar, som skett fram till nuvarande version, torde inte ge nämnvärt annorlunda resultat. Viktigare är att man med EN 1990 och de nationella annexen kommer att ha större möjligheter att anpassa EC6 till den nationella säkerhetsnivån. 4 Reglerna för murverkets inspänning i bjälklag återfinns i Eurokodens Annex C, som i SS-ENV-versionen var ett normativt annex, medan det i nuvarande version är informativt. Detta innebär att man i det kommande svenska nationella annexet (NA) har möjligheter att modifiera beräkningsmodellen, samtidigt som lastkoefficienterna kan justeras som NDP. Därmed kan en bättre anpassning till nuvarande säkerhetsnivå enligt BKR göras.

5 krav på korrosionsskydd för armering (kapitel 4): täckskikt, godkända ytbehandlingar i olika miljöklasser; samverkansfaktor (kapitel 5) vid beräkning av effektiv tjocklek för kanalmurar; slankhetsgräns (kapitel 6) λ c mht krypning vid knäckningsberäkning; minsta antal kramlor (kapitel 8) för skalmurar och dubbelmurar. NA kan också innehålla: regler för tillämpning av informativa annex; hänvisning till kompletterande icke-motstridande information, som kan underlätta för användaren att tillämpa Eurokoden; anvisningar för tillämpning av Eurokoden vid utveckling av nya murverkssystem, som inte uttryckligen omnämns i denna 5. Tidplan Senast i december 2005 väntas EK 6 bli klar i slutlig version och utsänd till de nationella standardiseringsorganen, varefter en 2-årig översättnings- och kalibreringsperiod tar vid. Under den tiden görs de nationella valen (NDP), som kommer att publiceras i en bilaga till Eurokoden; därefter följer övergångsperioden, som varar minst 3 år, innan Eurokoden blir obligatorisk och alla motstridande nationella regler och standarder måste vara upphävda. Vi är då framme vid år För t ex torrstaplat murverk utan bruk i fogarna skulle regelutvecklingen kunna baseras på de grundläggande dimensioneringsreglerna i SS-EN 1990, kombinerade med relevanta delar av Eurokoden.