Kv.16 Principiell grundläggning

Transkript

1 Uppdrag nr Uppdragsnamn Hagastaden Projekteringsskede FÖRSTUDIE Ansvarig part K2 Konstruktion Konstruktör Niels Brattström Uppdragsledare Johan Hofstedt Upprättad Ändring datum Ändring A K2-PM-0204 Kv.16 Principiell grundläggning A Se revideringshistorik NIBR Ändring Ändring datum Ändring avser Ändrad av ELU Konsult AB Valhallavägen 117 Västra Hamngatan 14 Adelgatan 9 Box 27006, STOCKHOLM GÖTEBORG MALMÖ Telefon Telefon Telefon Org.nummer Cert. ISO 9001, ISO 14001

2 K2-PM (7) Innehåll 1 Bakgrund Principell lösning Pelare i fasad Interna pelare Grundläggning Konsekvener vid en explosion Vertikala deformationer Horisontella deformationer Vistelse i explosionspåverkade utrymmen... 7 Revideringshistorik Revidering A Kap.2 Uppdelat i förtydligande underkapitel Kap. 3 Uppdelat i förtydligande underkapitel Kap. 3.1 Kap. 3.2 Kap. 3.3 Kapitel justerad, risk för uppkast av material har bedömts låg. Skyddskoncept med deformationszon inarbetat. Nytt kapitel, avser vistelse i explosionspåverkade utrymmen.

3 K2-PM (7) 1 BAKGRUND Kvarter 16 i Hagastadens östra kvarter planeras att anläggas ovan tunnel Stallmästartunneln och intill tunnel Norrtullstunneln, se Figur 1. Då tunnlarna inte är dimensionerad för explosionslaster krävs det med hänsyn till risk för fortskridande ras att bärande byggnadsdelar grundläggs på ett avstånd om minst 2 m från tunnlarna. För att åstadkomma detta erfordras avväxlande konstruktioner som för ner last som infaller ovan tunnlar till grundläggningspunkter vid sidan av dem. ELU har fått i uppdrag av Stockholm Stad att ta fram en principiell lösning för en sådan stomme. Figur 1 Planvy med underliggande tunnlar. Geometri baserad på P3-010-N Figur 2 Sektion A-A och B-B. Geometri baserad på P3-010-N och våningshöjd antagen till 4 m.

4 K2-PM (7) 2 PRINCIPELL LÖSNING Byggnaden planeras att användas som kontorslokaler, för vilka en flexibel planlösning generellt eftersträvas. Med hänsyn till detta är en stomme bestående av håldäckselement med upplag på tvärgående balkar och pelare en lämplig lösning. En alternativ pelarplan för en sådan stomme illustreras i Figur 3, från vilken det framgår att pelare A1, B1-B2, C2-C3, D3-D4 samt E1 och E4-E6 hamnar direkt ovan tunnelkonstruktioner. Figur 3 Principiell stomplan A-A se Figur 4 C-C se Figur 6 B-B se Figur 5 D-D se Figur Pelare i fasad För att ta hand om olyckligt belägna pelare längs byggnadens fasad erfordras fackverk. För att erhålla bästa upplag för pelare A1 och E1, som kräver konsol-konstruktioner, bör fackverket löpa kontinuerligt runt byggnaden, se Figur 3 (rött). För en kontinuerlig konstruktion bör det fastställas att samspelet mellan variabla och permanenta laster inte orsakar upplyft i pelare. Då fackverk hanterar laster genom internt tryck och drag bör de skyddas på ett sådant sätt att en explosion inte skadar dess ingående komponenter. Detta kan åstadkommas genom att placera fackverket en våning upp och skapa en distans till explosionsutrymmet (tunneln), se Figur 4 - Figur 6.

5 K2-PM (7) Figur 4 Sektion A-A Tunnlar schematiskt illustrerade i vertikalled Figur 5 Sektion B-B Tunnlar schematiskt illustrerade i vertikalled Figur 6 Sektion C-C Tunnlar schematiskt illustrerade i vertikalled

6 K2-PM (7) 2.2 Interna pelare Avväxlande konstruktioner som är belägna inne i byggnaden erhåller kortast spännvidd om de tillåts korsa underliggande tunnel vinkelrätt, se Figur 3 (blått). Med hänsyn till att lasten är större i en intern pelare bör kortast möjliga spann eftersträvas för tillhörande avväxlande konstruktion. Dessa kan antingen utformas likt fackverket i fasaden, se Figur 7 (vänster), eller tillåtas löpa över flera våningar, se Figur 7 (höger). För det sistnämnda alternativet bör det fastställas att lasten i strävorna kan tas som tryck i betongplattan då ett dragband över tunneln kan skadas vid en explosion. Figur 7 Sektion D-D med alternativa lösningar - Tunnlar schematiskt illustrerade i vertikalled 2.3 Grundläggning Där bortschaktning av jordmassor kring tunnlarna ska undvikas grundläggs de avväxlande konstruktionerna lämpligen på stålrörspålar som slås ner till berg. Hänsyn bör då tas till horisontella rörelser i jord vid en explosion, se vidare kapitel 3.2. I områden där tunnel ska schaktas fram (för underbyggnad/garage) tillämpas med fördel ett skyddskoncept i form av deformationszon, se vidare i kapitel KONSEKVENER VID EN EXPLOSION 3.1 Vertikala deformationer I PM Hagastaden, konsekvens av explosion i tunnel ( ) utreds Norralänkens tunnlar med hänsyn till en eventuell explosion. Där framgår det att tunnlarna erfordrar en viss mängd ovanliggande jord, cirka 2 m, för att undvika brott i tak. I samlingsmodell P3-010-N ligger kv.16 i direkt anslutning till underliggande tunnel Stallmästartunneln, se Figur 8. Även om detta inte blir den slutliga utformningen så kommer tunnelkonstruktionen med största sannolikhet ligga relativt grunt i förhållande till byggnaden.

7 K2-PM (7) Förutsatt att fackverken placeras en våning upp är risken för skador på dessa till följd av uppkast av material inne i byggnaden så pass låg att den enligt R 1 inte behöver beaktas. Det bör dock säkerställas att tillhörande pelare på bottenvåningen kan hantera denna last eller placeras skyddade mot uppkast vid ett eventuellt brott. Även om brott inte uppstår framgår det av ovannämnda PM att relativt stora vertikala deformationer kan förekomma i tunnlarnas tak. Det bör därför säkerställas att dessa deformationer inte överförs till byggnadens bottenplatta på ett sådant sätt att pelare påverkas negativt. Figur 8 Sektion A-A (se Figur 3) ur samlingsmodell P3-010-N Horisontella deformationer I PM Hagastaden, konsekvens av explosion i tunnel ( ) framgår det att brott i tunnelns vägg är svårt att undvika, även om den mothållande jordmassan är stor. Vid brott uppgår den horisontella deformationen i tunnelns väggar till cirka 0,2 m vid 2 m motfyllnad. Horisontella rörelser hanteras enligt R 1 med fördel genom att anlägga en deformationszon i samband med underbyggnader intill tunneln, det vill säga ett luftfyllt tomrum mellan bärande väggar/pelare/plintar och tunnelns väggar. Enligt ovannämnda PM bör en sådan deformationszon uppgå till minst 1 m. Om detta konceptet inte tillämpas bör det säkerställas att bärande konstruktioner har bibehållen kapacitet för ovanliggande laster med hänsyn till den horisontella rörelse som uppkommer i jorden vid grundläggningspunktens läge, det vill säga 2 m från tunnelvägg. Alternativet kan det enligt ovannämnda PM säkerställas bibehållen kapacitet finns förutsatt att en godtycklig längd om 10 m slås bort till följd av en deformerande tunnelvägg. 3.3 Vistelse i explosionspåverkade utrymmen Enligt PM Hagastaden, konsekvens av explosion i tunnel ( ) tillåts omfattande lokala skador på ovanliggande byggnad, vilket innebär att det bedöms acceptabelt att människor som befinner sig på bottenvåningen direkt ovan tunneln skadas allvarligt vid en explosion inne i tunneln förutsatt att fortskridande ras förhindras. Bottenvåningen kan därför enligt R 1 nyttjas för stadigvarande vistelse. 1 Riskanalytiker i Hagastaden