Broseminarium 10 juni Frågor kring. Eurokod 2. Bo Westerberg

Transkript

1 Eurokod 2 1 Broseminarium 10 juni 2014 Bo Westerberg Frågor kring

2 Ämnen i frågor till Eurokod Helpdesk (fler flerkan ha tillkommit, och alla frågor har inte kommit via Helpdesk) Förankring av armering Skarvning av armering Bockning av armering Minsta avstånd mellan armeringsstänger Täckande betongskikt Övre gräns för armeringens sträckgräns Krav på relativ kamarea för armering Minimiarmering Sprickbredder Tvärkraft Genomstansning Utmattning Draghållfasthet för betong i brottgränstillstånd Utförandeklasser Beräkning av kryptal Laster på broar Kontrollberäkning av befintliga konstruktioner Formler för spjälkarmering Armering mot hörnavspjälkning enligt EN Beräkning av deformation Beaktande av toleranser

3 Förankring Figur 8.3 Två frågor om förankring av armering en EN : 1) I Figur 8.3 visas måttet a. Menas fria avståndet till närmaste järn, eller som i BBK04 "avståndet mellan stänger för vilka vidhäftning utnyttjas på samma sträcka", Figur a-b i BBK04. 2) Tvärgående armering som inte är svetsad: i BBK94 fanns meningen "som inte är utnyttjad för annan kraftupptagning". Den meningen var borttagen i BBK04. Hur är det i EK2? Får tex i en balk byglar som behövs för att ta upp tvärkraften medräknas som tvärgående armering? Hur är det om byglarna inte behövs för tvärkraften, utan är minimiarmering enligt 9.2.2? Svar: 1) Det bör vara närmaste järn för vilket vidhäftning utnyttjas, även om det inte framgår i EK2. 2) Armering som är utnyttjad för annan kraftupptagning, t.ex. för tvärkraft, bör inte samtidigt tillgodoräknas som tvärarmering. En minimiarmering, som inte behövs med hänsyn till bärförmågan, bör däremot kunna tillgodoräknas. Exempel: minimiskjuvarmering i områden där V Ed V Rd,c.

4 Förankring Fråga: Förankring av längsgående stänger: Tabell 8.2 hänvisar till figur 8,1 (b), (c) och (d). I figur 8.1 förekommer figurbenämningen b) på 3 ställen, c) och d) saknas. c) d) Ska de tre sista figurerna vara i tur och ordning c), d) och e)? Svar: De tre sista figurerna ska mycket riktigt vara c), d) och e). Felet finns bara i den svenska översättningen, inte i originalet.

5 Förankring Fråga angående förankringslängd av armering, i SS-EN :2005 avsnitt 8.4: Vid val av α 4 i Tabell 8.2, gäller värdet 0,7 alltid? Det verkar väldigt märkligt att reducera med 0,7 om det inte finns någon omslutning av fastsvetsad tvärarmering som α 4 är faktor för. Ska man istället välja 1,0 om man inte har någon omslutning av fastsvetsad tvärarmering? Svar: α 4 = 0,7 gäller om det finns påsvetsad tvärarmering som uppfyller villkor i figur 8.1e. I annat fall är α 4 = 1,0.

6 Förankringslängd för släta stänger Fråga: Förankringslängd av armering behandlas i SS-EN kap. 8. I punkt 8.1 anges att kapitlet endast gäller kamstänger. Detta är det normala i dag, men hur gör man om man måste kontrollera en slät stångs förankring både med och utan ändbock/slinga. Tidigare fanns det en generell formell i Betonghandboken som gällde både för kamstång och slätstång 3.9:123. Svar: Dimensioneringsreglerna i Eurokod 2 gäller enbart för kamstänger, eller andra stänger (t.ex. profilerade) som uppfyller kriterierna för relativ kamarea f R i bilaga C. Det finns inga regler för släta stänger. Vad man kan göra, t.ex. vid kontrollberäkning av en befintlig konstruktion med släta stänger, är att tillämpa reglerna i BBK 04. Betonghandboken ger såvitt jag vet inget utöver BBK när det gäller släta stänger.

7 8.7.2 Omlottskarvar (2) Omlottskarvar: bör normalt anordnas med förskjutningar mellan olika stängers skarvar.undantag ges i (4) nedan; (3) Placeringen av stänger i omlottskarvar bör följa figur 8.7: avståndet i längsled mellan två intilliggande omlottskarvar bör.inte vara mindre än 0,3 gånger skarvlängden, l 0 ; (4) Då utformningen överensstämmer med (3) ovan får andelen av de dragna stängerna som skarvas i ett snitt vara 100 %, förutsatt att alla stänger ligger i ett lager. Om stängerna placeras i flera lager bör nämnda andel minskas till 50 %. Kommentar: Texten är oklar och har lett till missförstånd och olika tolkningar. Orden i ett snitt finns inte i den engelska texten, men har lagts till i den svenska översättningen, annars blir det obegripligt.

8 8.7.2 Omlottskarvar Tolkning beträffande i samma snitt a) I samma snitt kan man skarva upp till - 50 % av dragen armering i flera lager -100% av dragen armering i ett lagersamt all trycktarmering. Skarvar ligger i olika snitt om fritt avstånd > 0,3l 0, annars i samma. b) Skarvlängden påverkas av andelen skarvar i samma snitt genom faktorn α 6. c) Vid beräkning av α 6 anses skarvar C och D inteligga i samma snitt som A Obs. Annan definition av andel skarvar i samma snitt gäller för tillåten andel enligt a) Avstånd mellan skarvcentra > 0,65l 0 Därför ej i samma snittvid ber. av α 6

9 Tvärarmering vid omlottskarvning: Tvärgående armering för dragna stänger (1) Det behovs tvärgående armering i skarvområdet för att ta upp dragkrafter i tvärled. (2) Om de skarvade stängernas diameter är mindre än 20 mm eller om andelen skarvade stänger i ett avsnitt är mindre än 25%, så får, utan närmare kontroll, tvärgående armering eller byglar som behövs av andra skäl förutsättas vara tillräcklig. (3) Om de skarvade stängernas diameter, φ, är 20 mm eller större bör den tvärgående armeringens totala area ΣA st (summan av alla stänger i de skarvade stängernas plan) vara minst densamma som arean, A s, hos en skarvad stång (ΣA st 1,0A s ). Den tvärgående armeringen bör placeras vinkelrätt mot den skarvade armeringen och mellan densamma och betongytan. Om mer än 50% av armeringen skarvas i ett snitt och avståndet, a, mellan angränsade skarvar i ett avsnitt är 10φ (se figur 8.7) bör tvärgående armering utgöras av byglar eller slingor förankrade inåt i tvärsnittet. Fråga: Enligt (2) fordras ingen tvärarmering för skarv av järn upp till φ 20 Enligt (3) erfordras tvärarmering för skarv av järn över φ samt (3) andra stycket: om > 50% skarvas ska tvärarmeringen utgöras av byglar... Frågan är huruvida andra stycket i (3) gäller även för (2) (arm. under φ 20)? (Jag tycker dock att texten i (2) motsäger detta)

10 Tvärarmering vid omlottskarvning: Svar: Andra stycket i (3) förutsätts endast gälla för φ 20 och uppåt. Om φ 20, och om > 50% skarvas i samma snitt, och om avståndet mellan skarvar är 10φ, så ska det inte bara finnas tvärarmering, den ska dessutom bockas in i tvärsnittet. För armering med φ < 20 och > 25 % skarvat i samma snitt fordras tvärarmering, men den behöver inte bockas in i tvärsnittet, inte heller vid mer än 50 %. I övriga fall, dvs φ < 20 eller 25 % skarvat i samma snitt, behövs ingen särskild tvärarmering.

11 Omlottskarvning av byglar Fråga: I SS-EN (3) står det följande: Byglar bör vara effektivt förankrade. En omlottskarv i en skänkel nära balklivets yta är tillåten förutsatt att bygeln inte utnyttjas som vridarmering. Min fråga är då vad som menas med "nära" balklivets yta? Tidigare har omlottskarv varit tillåten då täckskiktet ökats lokalt (10 mm), skulle detta kunna användas? Svar: Nära balklivets yta syftar på den yttersta skänkeln i fall det finns även inre skänklar. Det finns inget speciellt krav ifråga om täckskikt i detta sammanhang, det räcker att man uppfyller de allmänna täckskiktskraven. Den regel om ökning av täckskiktet med 10 mm som åsyftas finns i BBK 04, men något motsvarande finns inte i Eurokod 2. Byglar kan alltså skarvas i livet utan speciella krav ifråga om täckskikt.

12 Skarvning av byglar i samma snitt 1) Ska faktorn α 6 enligt SS EN , 8.7.3, tabell 8.3, beaktas för tvärkraftsarmering? Tidigare enligt BBK 04, , kunde man skarva alla byglar i samma horisontella snitt. Vid de flesta exponeringsklasser krävde två mötande C-byglar då 10 mm utökat TB. Men vad gäller nu? 2) Ekvationen för beräkning av förankringslängd står under rubriken Förankring av längsgående stänger (SS EN , 8.4). Förankring av byglar finns under rubrik ) I 9.2.2(3) står där att omlottskarv för skänkel nära livets yta är OK. Huruvida denna skarv kan utföras i samma snitt eller inte är jag osäker på. 1) Faktorn a 6 bör beaktas även för tvärkraftsarmering. Frågan är vad som är samma snitt, återkommer till det 2) 8.5 ger exempel på förankring av byglar, som alternativ till omlottskarv i livet 3) (3) säger bara att det är tillåtet att omlottskarva byglar nära ytan, inte hur man beräknar skarvlängd med hänsyn till skarvning i samma snitt. Byglar ligger normalt i ett lager, och då kan man skarva 100 % i samma snitt.

13 Skarvning av byglar i samma snitt Vad är samma snitt för beräkning av α 6 i detta sammanhang? Förslag: ett snitt med lutning enligt fackverksmodell: Om alla byglar skarvas blir andelen skarvar i samma snitt Andel= 2 0,65 cot cot = 1,3 = 1,3 0,9 1,4 Andel < 50 % om d > 2,8l 0, < 25 % om d > 5,6l 0

14 Begränsning av produkten (α 2 α 3 α 5 ) vid skarvning? Fråga: Ekv (8.5) begränsar produkten α 2 α 3 α 5 till 0,7 vid beräkning av förankringslängd enligt För beräkning av skarvlängd enligt kap (1) hänvisas till tabell 8.2, men gäller begränsningen enligt ekv (8.5) även för skarvlängd? Svar: I (1) står att faktorerna α 1, α 2, α 3 och α 5 bestäms enligt tabell 8.2. Faktorerna beskrivs i (1), tillsammans med begränsningen enligt ekv (8.5). Detta kan tolkas som antingen a) att beskrivningen inklusive ekv (8.5) gäller även vid skarvning, eller b) att hänvisningen i gäller endast tabell 8.2, inte det övriga som står i (1), dvs inte ekvation (8.5). Det är f.n. oklart vilken tolkning som tänkt att gälla. Alla tre faktorerna beaktar dock s.k. omslutningseffekt, varför det är rimligt att beakta begränsningen även vid skarvning.

15 Bockning av armering Fråga: Vilka bockningsradier ska anges i armeringsspecifikation om det hänvisas till SS- EN 13670? Konstruktören brukar skriva ut bockningsradierna i föreskrifterna, men det finns vissa som inte vill (eller kan) det. Jag brukar använda BBK04 när det inte anges något i föreskrifterna, vilket jag antar fungerar alldeles utmärkt. Kan jag även i fortsättningen använda mig av den? Svar: För bockningsradier gäller SS-EN 1992 med tillhörande bilaga NA, vars innehåll ges i Boverkets EKS och Trafikverkets motsvarande TRVFS. BBK 04 gäller i princip inte längre, men de bockningsradier som ges där stämmer med aktuella regler. Regler för tillåtna dorndiametrar vid bockning ges i SS-EN avsnitt 8.3. Nationella parametrar för detta avsnitt ges i EKS och TRVFS. Det finns även en ny armeringsstandard, SS , som också innehåller råd om bockningsradier m.m. Se även nästa fråga och svar, kriterium a) och b). Kriterium b) innebär att bockningsradier inte kan anges utan konstruktörens medverkan.

16 Bockning av armering Fråga: I Eurokod 2, 8.3, anges tillåten dorndiameter. Armeringsleverantörer önskar fortsättningsvis att bockningsradie anges på armeringsförteckningar. Om de standardiserade bockningsradierna med motsvarande dorndiameter i BBK fortfarande gäller, finns i så fall någon hänvisning dit? Eller finns någon tabell i Eurokod motsvarande tabell a i BBK 04? Svar, se nästa bild

17 Bockning av armering Frågan är kanske inte så enkel som det kan verka (förutom att radie = diameter/2). Man måste skilja mellan två olika kriterier för minsta bockningsradie: a) Risken för skador på armeringen. Rekommenderade värden på minsta bockningsdiameter ges i tabell 8.1N, men i Sverige gäller andra värden. Enligt EKS (och TRVFS) är minsta bockningsradie 0,75 ggr den dorndiameter som används vid bockprovning. Värdena i BBK 04 tabell a är ursprungligen baserade på den regeln, med anpassning till ett antal standarddiametrar. Ny armeringsstandard kan eventuellt ge smärre avvikelser från värden i tabell a. b) Risken för skador på betongen (krossning eller spjälkning). Här gäller ekvation (8.1), som ger minsta bockningsdiameter; minsta bockningsradie är således halva detta värde, lämpligen avrundat uppåt till närmaste standardradie. Ekvation (8.1) ger i regel större bockningsradier än BBK ( a). Kriterium b) fordrar i princip att konstruktören gör en beräkning.

18 Bockning av armering Frågan är huruvida alla tre strecksatserna i 8.3 (3) måste uppfyllas, för att man inte ska behöva beakta betongkriteriet för bockningsdiametern: Dorndiametern behöver inte kontrolleras med avseende på risk för brott i betongen om följande villkor är uppfyllda: - stångens förankring kräver inte en längd överstigande 5φ bortom bocken;, eller - stången är inte belägen vid kanten (avser bockens plan nära betongytan) och det finns en tvärgående stång med diameter > φ på insidan av bocken; - dorndiametern är minst den som rekommenderas i tabell 8.1N. Svar: Vid möte beslöts att lägga till ordet eller i slutet av första strecksatsen i 8.3 (3). Annars skulle det vara omöjligt att göra byglar med rimliga bockningsradier. (Byglar med små bockningsradier har alltid använts, och har visat sig fungera både i verkliga konstruktioner och vid försök, utan att det blivit några betongbrott i bygelhörn.) Den sista strecksatsen är överflödig här (detta gäller ju alltid).

19 Minsta avstånd mellan armeringsstänger Fråga: Angående minsta fria avståndet mellan två närliggande armeringsjärn i samma lager: I BBK 04 är det 2 x diametern men vad är det i eurokoderna? Har sett i ett datorprogram från Strusoft att där skriver de att det är 1 x diametern. Står detta någonstans i eurokoderna? Svar: Minsta avstånd mellan stänger behandlas i avsnitt 8.2 (2). Rekommenderat värde är 1 x stångdiametern, och detta tillämpas även i Sverige (trots att vi tidigare hade större värden). Om det finns skarvar ska dock fritt avstånd mellan skarvar vara minst 2 x stångdiametern och minst 20 mm.

20 Täckande betongskikt Fråga: En fråga om täckande betongskikt med hänsyn till beständighet i Eurokod: I EKS står att erforderliga åtgärder kan anses ha vidtagits om betongkonstruktionen uppfyller kraven i SS-EN206-1 och SS , men i Eurokoden står minsta täckande betongskikt med hänsyn till beständighet för armering enligt EN Vilken gäller egentligen, SS eller EN 10080? Går den nationella bilagan EKS först, eller? Tabell 4.4N Minsta täckande betongskikt, cmin,dur, med hänsyn till beständighet för armering enligt EN Svar: Det som står i tabellhuvudet till tabell 4.4N betyder att värdena i tabellen gäller för armering enligt EN 10080; det menas inte att täckskikten ges i EN Tabell 4.4N (och 4.5N) ersätts i Sverige med de regler och värden som ges i EKS 9. (Tidigare EKS hänvisade till SS , men numera står allt i EKS 9.)

21 Täckande betongskikt Fråga: Enligt definition i EK (1P) är täckande betongskikt avståndet mellan ytan på den armering som är närmast betongens yta (inklusive förekommande byglar eller ytarmering) och närmaste betongyta. Enligt exempel som finns i Svenska Betongföreningens Handbok till Eurokod 2 (volym II) sidan A-5 står tydligt att byglar ingår i täckande betongskikt. Svar: I handboken står inte att byglar ingår i täckskiktet. Kraven på täckskikt ska uppfyllas för både byglar och huvudarmering. Två kriterier för minsta täckskikt: 1) beständighet (exponeringsklass), c min,dur = enligt EKS 2) vidhäftning och förankring, c min,b = stångdiametern. Täckskikt för bygel Täckskikt för huvudarmering I handbokens exempel blir krav 2) avgörande, då balken befinner sig i en exponeringsklass där c min,dur = 10 mm och huvudarmeringen är φ 20. Byglar upp till φ 10 får då också tillräckligt täckskikt, men detta gäller inte generellt.

22 Övre gräns för armeringens sträckgräns Fråga: Enligt Bilaga C (Normativ) i SS-EN får man använda armering som har en karakteristisk flytgräns MPa. I EKS 8 har man satt flytgränsen till max 500 MPa. Ska jag tolka att man i Sverige får bara använda armering som har en karakteristisk flytgräns inom MPa? Svar: Det som står om maximal sträckgräns i EKS 8 är klart motsägande. I EKS 9 har man emellertid tagit bort denna formulering, så det är nu helt klart att f yk kan ligga i intervallet MPa.

23 Krav på relativ kamarea för armering Fråga: I EKS 9, 3.2.2(3)P 9a, står att Armering med sträckgräns 500 < f yk användas om relativ kamarea f R MPa får Vad är det för armering som uppfyller det kravet på relativ kamarea (naturligtvis ihop med övriga krav som måste uppfyllas för att armeringen skall få användas enligt EKS)? Hur beskriver man den lämpligen tex på en föreskriftsritning eller vid beställning? Svar: Värdena på f R i tabell C.2N är nationellt valbara, och regeln i EKS 9 innebär att kravet höjs för armering med f yk > 500 MPa. Kravet berör alltså inte den i Sverige vanligaste armeringen, B500B. (Även denna armering uppfyller dock ofta kravet f R 0,11.) För armering med f yk 500 MPa gäller alltså rekommenderade värden enligt tabell C.2N. För armering med f yk > 500 MPa gäller det skärpta kravet på relativ kamarea f R enligt EKS 9. I princip räcker det att på beställning eller ritning hänvisa till krav enligt EN 1992 och EKS, eventuellt med detaljerade hänvisningar.

24 Minimiarmering i ordinär balk (m.m.) Fråga (starkt förkortad): För att en balk ska få räknas som armerad ska den ha viss minsta mängd armering. Minsta böjarmering är proportionell mot effektiva höjden d, dvs ju högre balk desto mer armering. Detta kan ge mer armering än vad brottgränsdimensioneringen skulle ge!? Liknande gäller för väggar, ju tjockare vägg, desto mer miniarmering för att den ska får räknas som armerad. I (1) anm. 2 står även: Alternativt får, för bärverksdelar av mindre betydelse för vilka viss risk för sprödbrott kan accepteras, A s,min sättas till 1,2 gånger den area som erfordras vid verifieringen i brottgränstillstånd. (2) Tvärsnitt som innehåller mindre armering än A s,min bör betraktas som oarmerade. Ska detta tolkas som att man bör öka brottgränsarmeringen 20 %? Svar, se nästa bild

25 Minimiarmering i ordinär balk (m.m.) Svar: All minimiarmering bygger på principen att armerad betong ska kunna få ett segt brott. Om armeringen inte kan bära den last som gör att betongen spricker, kan det ske en plötslig kollaps och ett allt annat än segt brott. Se 9.1 (3). Uttrycket för minimiarmering i balkar (ekv 9.1N) är härlett ur denna princip för ett rektangulärt tvärsnitt med vissa förutsättningar, där sprickmomentet ger dragspänning f ctm i betongen och armeringen ska klara detta moment i sprucket tvärsnitt med spänning f yk. (För andra förutsättningar, t.ex. tvärsnitt, blir uttrycket approximativt.) Armeringsbehovet ökar med ökande balkhöjd, eftersom sprickmomentet då ökar. Alternativet med 1,2 ggr brottgränsarmeringen är ett trubbigare verktyg, och kan inte alltid garantera segt brott. Det bör därför bara användas för bärverksdelar av mindre betydelse, som det också står i (1) ANM. 2. I övrigt ska minimiarmering även förhindra grova sprickor och kunna ta upp tvångskrafter. Här är det inte alltid säkert att minimiarmering räcker, men det är alltid bättre än inget. Motsvarande princip gäller för andra konstruktioner; en armering som kan ge segt brott etc. i exempelvis en tunn vägg är inte tillräcklig i en tjockare vägg.

26 Minimiarmering i hög balk Frågan gäller SS EN , 9.7 (1), och avser hur man beräknar ytarmeringen enligt denna punkt och var denna placeras? Ett klarläggande önskas då vår tolkning gett väldigt stora minimiarmeringsmängder för grova konstruktioner. Svar: Minsta armering bör i vardera ytan vara ett rutnät med arean 0,001A c, dock minst 150 mm 2 /m. Armeringsmängden är nationellt valbar, men Sverige har valt att använda rekommenderat värde (gäller både byggnader och broar). Citat ur SBF:s Handbok till Eurokod 2 (egen kursivering): Syftet med minimiarmeringen är dels att ge viss sprickfördelning inom dragna områden, dels att underlätta spridning i tvärled av koncentrerade krafter samt allmänt hålla ihop skivan efter uppsprickning. Även om skivans dragstag har kontrollerats med avseende på sprickbredd kan det finnas risk för besvärande böjsprickor inom den zon intill dragstaget där höga dragspänningar kan förväntas i bruksstadiet.

27 Minimiarmering för sprickbreddsbegränsning Fråga angående minimiarmering för sprickbreddsbegränsning i betongplatta på mark: k c = 1,0 (krympning ger ren dragning) k = 1,0 (gäller för plattor med tjocklek under 300 mm) A ct = hela betongarean f ct,eff = f ctm Vid sprickbreddskrav sätts σ s till ett värde enligt tabell 7.2N eller 7.3N m.h.t. aktuellt krav. Utan sprickbreddskrav sätts σ s = f yk. Det blir betydligt mer armering enligt Eurokoden jämfört med gamla BBK. Finns fler reducerande faktorer (t.ex. 0,7 om golvet vilar på en yta med friktion, såsom i BBK)? Svar, se nästa bild

28 Minimiarmering för sprickbreddsbegränsning Svar: EK2 kan ge mycket minimiarmering, bl.a. på grund av armeringen ska balansera hela dragzonsarean, inte bara (som i BBK) en effektiv area kring armeringen. Det finns inga fler reducerande faktorer än k och k c. För tjocka plattor på mark, med rent drag på grund av förhindrad krympning, innebär detta hela tvärsnittsarean, vilket kan leda till orimliga armeringsmängder. Minimiarmering behövs endast vid krav på sprickbreddsbegränsning, och detta krav behöver ju inte alltid gälla för det inre av en tjock platta. På så sätt skulle man möjligen kunna motivera en minimiarmering baserad på en mindre area än hela tvärsnittsarean. Studier har visat att man verkligen kan få sprickfördelning närmast kring armeringen, utan att armeringen dimensionerats för hela tvärsnittsarean. Det strider dock f.n. mot definitionen av A ct, och är därför tillsvidare tveksamt ur rent formell synpunkt. Effektiv betongarea enligt BBK kan ge för lite armering. A ct

29 Minimiarmering i grundplattor Fråga: En leverantör av programvaror menar, med hänvisning till kapitel (Massiva plattor), att alla grundsulor med sidlängd < 5h kan beräknas utan krav på minimiarmering enligt , som ju gäller för plattor med sidlängd 5h. Finns stöd för att man i sådana fall skulle kunna slopa minimiarmeringen, utan utförligare kontroller? Borde inte 9.8 vara det kapitel man hänvisar till när det gäller grundsulor? Svar: Avsnitt 9.3 (1) gäller för plattor med sidlängd minst 5h; grundplattor har ofta mindre sidlängd. För grundplattor gäller dessutom avsnitt 9.8, och där finns inget krav på minimiarmering (annat än att huvudarmering ska vara minst φ 8). Formellt sett finns därmed inget krav på minsta armeringsarea för grundplattor. Minimiarmering är dock till för att förhindra spröda brott och grova sprickor, se 9.1 (3), och det vill man väl normalt undvika även för en grundplatta (såvida den inte kan räknas hem som oarmerad). Konstruktören behöver inte bara utgå från rent formella definitioner av begreppen platta resp grundplatta ; 9.1 (3) kan även betraktas som en allmän grundregel, som enklast uppfylls med minimiarmering.

30 Armering för ev. dragspänningar i ö.k. på grundplatta Fråga angående tolkning av EK2 avsnitt om armering i grundplattor: I vanliga grundplattor/pelarfundament (typ centrisk pelare med huvudsakligen vertikal last, rektangulär platta med liten utsträckning, säg 3x3 m) behövs ofta endast underkantsarmering för bärförmågan (vid moment i pelaren kan även lite överkantsarmering fordras). Då övriga lasteffekter såsom tvångsspänningar av förhindrad krympning och temperaturrörelse är små (p g a plattans begränsade utbredning), så att överytan kan anses osprucken, kan jag inte se att någon speciell minimiarmering behöver inläggas i överytan (utöver den som eventuellt behövs för brottgränstillstånd). Jag tolkar skrivningen i SS-EN avsnitt för grundplattor: (3) Om lasteffekterna orsakar dragspänningar i grundplattans överyta bör dessa bestämmas och erforderlig armering läggas in. som en bekräftelse på resonemanget ovan, d v s att armering endast behöver inläggas om så erfordras m h t bärförmåga i brottgränstillstånd, eller om plattan kan förväntas spricka i bruksgränstillsstånd (och man behöver begränsa sprickvidden). Om så inte är fallet behövs ingen armering (d v s för en grundplatta finns inga andra speciella minimiarmeringskrav). Är denna tolkning riktig? Svar, se nästa sida

31 Armering för ev. dragspänningar i ö.k. på grundplatta Svar: Dragspänningar kan uppstå i överytan på en grundplatta med centrisk last, men de är i regel inte nödvändiga för jämvikten i brottgränstillstånd, utan kan förklaras som en sekundär effekt av att trycksträvan i en fackverksmodell till stor del passerar långt från överkanten. Om man vill begränsa sprickbredder bör minimiarmering enligt läggas in, men i regel finns väl knappast behov av att begränsa sprickbredder i överkanten på en grundplatta, om där inte finns någon armering med statisk funktion. För en grundplatta med excentrisk last kan det bli annorlunda, som frågeställaren också påpekar, då kan det ju uppstå dragkrafter i överkanten som måste tas av armering, men det är en annan fråga.

32 Beräkning av sprickbredder Fråga: Bifogar beräkningar av sprickbredder för ett betongbjälklag. Jämförelse EK2 och BBK 04. EK2 ger orimligt små sprickbredder. Svar: Jag har kontrollberäknat exemplen och kommit till liknande resultat. EK2 ger ofta mindre beräknad sprickbredd än BBK 04, men inte alltid; det kan ibland vara tvärtom. Det senare är vanligt vid stor tvärsnittshöjd. Om man anser att EK2 ger orimliga resultat bör man jämföra med försöksresultat, inte med BBK 04. Försöksresultat visar alltid mycket stor spridning, och det finns ingen beräkningsmodell som kan beakta alla parametrar med god överensstämmelse. Jämförelser med sprickbredder uppmätta i verkliga konstruktioner är vanskliga. Det visar sig ofta att beräknade värden kan vara flera gånger större. Till detta finns flera rimliga förklaringar. Sådana jämförelser har hur som helst inte tytt på att beräknade värden skulle vara för små. Observera att kraven alltid avser beräknad sprickbredd, inte uppmätt eller verklig.

33 Beräkning av sprickbredder Fråga: Angående sprickbildning enligt EC2-1-1 kap (5): Kan punkten tolkas så att om kraven enligt 9.2.2, samt uppfylls så behöver ingen kontroll av skjuvspricksbredder göras, och f ywd = f yd kan väljas för dimensionering av skjuvoch vridarmering? Svar: Tolkningen är korrekt, formellt sett., = 0,08 Om man verkligen vill vara säker på att ett visst sprickbreddskrav uppfylls är det dock inte säkert att minimiarmering räcker, bl.a. eftersom minsta skjuvarmering enligt grundar sig på utnyttjande av skjuvarmeringens flytgräns f yk. Noggrann beräkning av skjuvsprickor i bruksgränstillstånd är möjlig, och behandlas t.ex. i Betongföreningens Handbok till Eurokod 2, Betongrapport 15, utgåva 2, Ett enklare sätt kan möjligen vara att grunda minimiarmeringen enligt på en lägre spänning än f yk, t.ex. enligt

34 Korrigering vid användning av tabell 7.2N och 7.3N Sprickbreddskontroll utan direkt beräkning Fråga: Jag försöker använda formel (7.7N) för korrigering av stångdiameter. Jag har tolkat det som att stångdiameter enligt tabell 7.2N ska modifieras om förutsättningarna avviker från de som anges i tabell 7.2N. Om förutsättningarna är desamma bör den modifierade stångdiametern bli densamma som enligt tabellen. När jag testar att beräkna förutsättningarna givna i tabellen blir det dock väldigt fel. Istället för Ø12 blir det Ø7. Tabellvärdena som jag använder i formel (7.7N) från tabell 7.2N är f ct,eff = 2,9MPa h cr =0,5h (h-d)=0,1h =, 2,9 h 2 h =12 2,9 2,9 0,5h 8 0,1h =12 0,5 0,8 =7,5 mm

35 Korrigering vid användning av tabell 7.2N och 7.3N Sprickbreddskontroll utan direkt beräkning Svar: Eftersom h cr = 0,5h så uppfattade jag att det var fråga om ren böjning, inte dragning. Då ska ekv (7.6N) användas, och där ingår k c = 0,4, vilket insatt ger att alla korrektioner blir = 1: =, 2,9 h 2 h =12 2,9 2,9 0,4 0,5h 2 0,1h =12 mm En följdfråga visade dock att det egentligen skulle handla om ren dragning: Vid ren dragning är det ekv (7.7N) som ska användas, men då är h cr = h, vilket ger: =, 2,9 h 8 h =12 2,9 2,9 h 8 0,1h =12 1 0,8 Här är det uppenbarligen fel i formeln! =15 mm Troligen ska k 1 = 0,8 ingå i täljaren, eftersom detta värde nämns under tabellen, eller också ska det stå 10 i stället för 8 i nämnaren.

36 7.3.2: Tolkning av h, 2,5 ; 3; 2 Fråga: Vi har noterat att viss kommersiellt tillgänglig mjukvara misstolkat begränsningarna för A c,eff som generella för all utformning, och inte specifika för respektive delfigur a), b) och c), såsom texten med sin förtydligande parentes anger. Följden av denna feltolkning blir i många fall att armeringen är placerad utanför A c,eff. A nivå för armeringens tyngdpunkt B effektiv betongarea, A c,eff a) Balk Vi vill be er att bekräfta att detta är en olyckligt otydlig formulering och att den även fortsatt ska läsas såsom den läses tex i BBK eller DIN? Samma figurer återfinns i BBK94 på ett mycket tydligt sätt samt i BBK04 där rättelsebreven korrigerar liknande vantolkningar enligt ovan. Svar: De tre begränsningarna 2,5(h-d), (h-x)/3 och h/2 gäller inte specifikt för delfigurerna a), b) respektive c). De gäller generellt för alla olika fall, med undantag för att (h-x)/3 helt enkelt inte är relevant för c), då det inte finns någon tryckzon. B effektiv betongarea, A c,eff b) Platta B effektiv betongarea för översidan, A ct,eff C effektiv betongarea för undersidan, A cb,eff c) Dragen bärverksdel

37 Sprickbreddskrav m.h.t. vattentäthet Frågor: 1. I SS-EN kap anges som krav för vattentäthet att genomgående sprickor ska begränsas eller i allmänhet undvikas. Finns det något i NA avseende detta? 2. I de tidigare svenska normerna (BBK, Bro 2004) fanns även krav på begränsning av böjsprickornas storlek. Finns det något sådant krav i EC? 3. I Tightness Class 2 exemplifieras appropriate measures med liners or water bars. Den hävdvunna lösningen i Sverige har tidigare varit att begränsa sprickvidden i ytan är detta då en appropriate measure? Svar: 1. Det finns inga nationella avvikelser till EN (dvs vi väljer rekommenderade värden på de få ställen där val är möjligt). 2. Böjsprickor begränsas enligt EN avsnitt Obs att den svenska tillämpningen innebär att man helt frångår de rekommenderade värdena (tabell 7.1N). Se EKS Appropriate measures refererar till fall där det finns genomgående sprickor. Om det inte finns sådana behövs således inte de nämnda appropriate measures (tätskikt, fogband). Avsaknad av genomgående sprickor är således appropriate i sig, och några särskilda krav på sprickbreddsbegränsning med hänsyn till vattentäthet finns i så fall inte.

38 Krav på decompression i byggnader resp. broar Fråga: I am studying Swedish NA for concrete, especially for buildings (EN ). I would like to ask one question related to this NA. Svar: (= frånvaro av dragspänningar) There are several changes related to calculation of limit crack width. Unfortunately, I have not found any information about decompresssion check in this NA for prestressed concrete buildings. Is this requirement still valid according to SS NA and should be applied, or is decompression check not necessary for prestressed building members? National annex for bridges gives clear information about decompression check. For buildings there is no general decompression requirement in Sweden, thus, prestressed members may be cracked. For bridges decompression is required in the frequent load combination in exposure classes XS and XD.

39 Tvärkraftsarmering i kort balk som inte är hög Frågan gäller tvärkraftskontroll vid gränsen mellan hög och ordinär balk. Svar: l > 3h i figuren, det är således inte en hög balk, innebärande att tvärkraftsdimensionering/kontroll fordras. Vid kontroll av V Rd,c kan last reduceras vid upplag, men kan man då reducera samtidigt vid båda upplagen, vilket om l < 4d ger överlappande reduktioner? Reduktion vid ett upplag i taget rekommenderas generellt. Beroende på utfallet av V Rdc -kontrollen kan tvärkraftsarmering behövas. Vid enbart jämnt fördelad last blir det dock enligt (5) inget behov av tvärkraftsarmering, om z cotθ - områdena överlappar varandra såsom i figuren. Om dessutom (8) enbart ska gälla för koncentrerad last (såsom det tolkas i Betongföreningens Handbok), blir det således inte aktuellt med någon skjuvarmering.

40 Tvärkraftsarmering vid kort skjuvspann Fråga: Figur Tvärkraftsarmering vid korta skjuvspann: Extra "spjälkarmering" beräknas enl ekv (6.19): A s = V Ed /sinα Armeringsbehovet ökar med lutningen, vilket är fel. Lutande byglar är effektivare än vertikala då trycksträvan lutar. I Betongföreningens handbok Tvärkraftsarmering vid last nära upplag och figur 6-9 konstateras också att (6.19) inte är korrekt men något förslag på lösning ges inte. (6.19) är möjligen relevant för en fast punktlast. För rörliga laster som trafik på en bro förefaller regeln överflödig, då mängden skjuvarmering inte bör öka när punktlasten kommer så nära stöd att den kan bäras direkt till stöd med en trycksträva. Svar, se nästa sida

41 Tvärkraftsarmering vid kort skjuvspann Svar: Om armeringen ses som en spjälkarmering borde en lutande armering vara minst lika effektiv som en vertikal, och erforderlig area borde därför i varje fall inte bli större än för vertikal armering. I EK2 ses denna armering dock bara som en ren skjuvarmering, som ska kunna ta en andel β av tvärkraften. Av vertikal jämvikt följer då att lutning ger större area. För rörliga punktlaster ökar armeringsbehovet per längdenhet när lasten närmar sig upplaget, men endast marginellt såvida inte balken har mycket kort spännvidd i förhållande till höjden. Detta är opraktiskt, men regeln kan knappast vålla stora problem för rörliga punktlaster.

42 Tvärkraftsarmering vid kort skjuvspann En lutande armering borde vara minsta lika effektiv vid given area, men f.n. finns ingen formell möjlighet att tillgodoräkna sig detta. Det som står i handboken är endast att det för last mycket nära upplaget vore bättre med en horisontell armering, t.ex. enligt regler för sekundärarmering i konsoler, J.3. Det borde vara möjligt att modifiera ekv (6.19) så att den beaktar armeringens eventuella lutning på ett bättre sätt. Ett förslag ges i nästa bild.

43 Tvärkraftsarmering vid kort skjuvspann = =, sin = sin = 2 cot 2 2 0,9 0,9 cot < cot, 2 cos 2 cot cos 2 0,9cot 0,45cos, = 0,45cos sin sin

44 Genomstansning (m.m.) 3 frågor, som avser brokonstruktioner: 1) I SS-EN , 5.3.1, sägs att punkt (2) i SS-EN inte gäller. Det anges även att (6) inte gäller. Detta synes dock onödigt då (2) bl.a. behandlar just (6). Frågan är dock när en konstruktion ska anses vara balk alternativt platta om inte punkt (2) är gällande längre. 2) SS-EN , 6.4: Finns det någon begränsning vad gäller sidoförhållandena för när endast genomstansning kontrolleras? Tänker på pelare med avlångt eller stort tvärsnitt. Tidigare kontrollerades tvärkraft på viss del av tvärsnittet. 3) SS-EN , 6.4: Tidigare kunde man dimensionera en innerpelare för genomstansning genom att sätta total last till 4 gånger lasten på mest belastade kvadrant samtidigt som excentricitetsfaktorn sattes till 1.0. Kan man fortfarande göra så? Svar, se följande bilder

45 Fråga 1: I SS-EN , 5.3.1, sägs att punkt (2) i SS-EN inte gäller. Det anges även att (6) inte gäller. Detta synes dock onödigt då (2) bl.a. behandlar just (6). Frågan är dock när en konstruktion ska anses vara balk alternativt platta om inte punkt (2) är gällande längre Bärverksmodeller för global analys (1)P Bärverksdelar klassificeras (2) För byggnader är reglerna (3) till (7) nedan tillämpbara: (3) En balk är en bärverksdel vars spännvidd inte är mindre än tre gånger tvärsnittets totalhöjd. I annat fall lllllljbör den anses vara en hög balk. (4) En platta är en bärverksdel vars minsta sidlängd inte är mindre än fem gånger skivans totaltjocklek. (5) En platta med övervägande jämnt fördelade laster får anses vara enkelspänd om den (6) Ribbdäck eller våffelbjälklag behöver inte behandlas som separata delar i analysen under förutsättning att (7) En pelare är en bärverksdel för vilken Svar på fråga 1): I EN (brodelen) sägs att (2) och (6) i EN gäller inte Tar man bort (2) så försvinner även (3) - (7), men det är knappast meningen. (3), (4), (5) och (7) bör även gälla för broar, däremot inte (6).

46 Fråga 2), sidoförhållande, stansning, skjuvning Någon begränsning av sidoförhållande eller storlek som i BBK finns inte. Utan skjuvarmering blir det inget problem eftersom skjuvhållfastheten för genomstansning enligt (6.47) är samma som för enkelspänd skjuvning enligt (6.2). Med skjuvarmering blir det svårare, då additionsmodell används vid stansning, fackverksmodell vid enkelspänd skjuvning. Här saknas anvisning. Eftersom det inte strider mot något i EK2 kan man kanske särskilja områden för stansning respektive enkelspänd skjuvning enligt principen i BBK. Fråga 3), excentricitetsfaktor Excentricitetsfaktorn bör beräknas enligt Där finns det dock en förenkling som säger att man kan approximera faktorn till 1,15 för innerpelare, om längderna för angränsande spann inte avviker mer än 25 % från varandra. 4 x värsta kvadranten är normalt på säkra sidan.

47 Genomstansning (m.m.) Fråga: I SS-EN :2005/AC:2010 Figur 6.18 är avståndet mellan pelarens och kapitälets ytterkanter l H > 2h H men i bildtexten är l h > d + h H. Är det l H > 2h H som gäller även i bildtexten? I (10) anges att "Reglerna i och är även tillämpliga vid kontrollsnitt inom kapitälet..." Hur hanteras fallet när l H är något längre än 2h H och r cont.int faller utanför kapitälet? Är det underförstått att r cont.int alltid hamnar inom kapitälet? Svar, se nästa bild

48 Genomstansning (m.m.) Svar: Det ska stå 2h H även i figurtexten. Reglerna förutsätter l H > 2h H, och då hamnar snittet r cont,int alltid innanför kapitälet, eftersom cotθ = 2.

49 Utmattning Fråga: I SS-EN :2005, paragraf (1), finns en maximal spänningsvidd förskriven för icke svetsade, dragna armeringstänger (70 Mpa). Gäller det även bockade stänger? Svar: (1) är avsett att vara ett förenklat alternativ, och det är rimligt att värdet som anges även gäller för bockade stänger. Värdet täcker in reduktionen för bockning enligt tabell 6.3N i de flesta fall, utom för mycket höga antal lastväxlingar och/eller små bockningsradier. Upp till 1 miljon lastväxlingar täcker värdet 70 MPa in även mycket små bockningsradier. Det är dock inte helt klart vad som avses, varför ett ställningstagande från behörig myndighet vore på sin plats.

50 Utmattning Fråga: The three paragraphs (2), (3), (2) all concern restraints. But the paragraphs for thermal effects, settlements and shrinkage have slightly different words where we can t find a reason for the differences and the use of terms appears to be careless. The base of all three is that the effects should be included when they are significant and that they can be excluded if they are unsignificant in which case ductility and rotation capacity should be checked. The confusion is within the examples given. For thermal effects and settlements the examples are fatigue conditions and stability. For shrinkage the example is only stability. Firstly it is hard to understand why the same examples are not given for all three. Secondly the term fatigue conditions is not clear. Does this mean in the FAT limit state or in any STR limit state in a structure subject to fatigue? Svar: Second order effects are mentioned for all cases, whereas fatigue is mentioned for thermal effects and settlements, but not for shrinkage and creep. It is not self-evident that the examples should be the same for all cases. Settlements, shrinkage and creep are all irreversible effects and considered as permanent actions, whereas thermal effects can be variable and even cyclic. Therefore, it is logical to mention fatigue in connection with thermal effects. Perhaps it should not be mentioned for settlements, like it is not mentioned for shrinkage and creep. On the other hand, the effects on fatigue may probably be stronger in combination with settlements than with shrinkage and creep, which may be the idea behind the existing text. The term fatigue conditions refers to cases where fatigue has to be considered, i.e. the FAT limit state.

51 Draghållfasthet för betong i brottgränstillstånd Fråga: Var finns uppsprickningskriteriet för betong i brottgränstillstånd? (motsvarande fanns tidigare i BBK 3.5) Svar: Eftersom det hänvisas till BBK 3.5 antas att det handlar om oarmerad betong. I så fall är det EK ekvation (12.1) som gäller, med α ct,pl = 0,5 enligt bilaga NA. Detta ger samma utnyttjande av draghållfasthet i brottgränstillstånd som enligt BBK med spricksäkerhetsfaktor ζ = 2,0.

52 Utförandeklasser Fråga: Vad gäller för utförande och kontroll när det gäller betong? Vilka utförandeklasser/tillverkningsklasser finns? Vilka standarder tar upp detta? Är det samlat i en standard som t.ex. EN13670 Eurokoder behandlar inte utförande och kontroll men hänvisar till andra EN-standarder. För utförande av betongkonstruktioner hänvisar EN (EK2) till utförandestandarden EN 13670, och i den ges utförandeklasser. För tillverkning av betong hänvisas till EN 206. EN 206 behandlar fordringar, egenskaper, tillverkning och överensstämmelse för betong. Tillämpning av EN 206 i Sverige beskrivs i SS , där även koppling till våra tidigare tillverkningsklasser görs i viss mån.

53 Beräkning av kryptal Fråga: I finns diagram för kryptal, för RH 50% resp RH 80%. För beräkning med formler hänvisas till Bilaga B. Våra beräkningar ger stora skillnader i resultatet mellan diagram och formler. Man kan anta att antingen diagrammen eller formlerna är fel. Vilken metod ska användas, och hur används diagramvarianten i databeräkningar? Svar: Figur 3.1 kan användas när man bara behöver kryptalets slutvärde och när förutsättningarna stämmer hyggligt med diagrammens d:o. Bilaga B kan användas när man behöver beakta tidsförloppet och/eller fler parametrar. Ytterligare en anledning kan vara programmering. Jag har använt bilaga B många gånger, men inte gjort direkta jämförelser med figur 3.1. Om jag får ett konkret exempel kan jag titta på det.

54 Frågor kring laster på broar Fråga 1, EN , anm. under figur 4.2a: Kan utbredd last finnas på lastfält utan boggi? Om så är fallet, ska bromslasten reduceras då den beräknas med hjälp av boggins vertikallast? Fråga 2, EN Tabell 4.4a: Kan bromslast finnas utan tillhörande vertikallast, jämför EN 1990 Bilaga A2 Tabell A2.3 kommentar 5)? Fråga 3, EN : Gäller punkt (3) både brott- och bruksgränstillstånd? Kan temperatur aldrig vara huvudlast? Fråga 4, EN 1990 A2.2.6, Tabell A2.1 anm. 3): Finns någon motsvarande punkt för järnvägsbroar?

55 Frågor kring laster på broar Fråga 1, EN , anm. under figur 4.2a: Kan utbredd last finnas på lastfält utan boggi? Svar: Boggi antas endast förekomma i tre lastfält. I eventuella ytterligare lastfält förekommer således endast utbredd last. Om så är fallet, ska bromslasten reduceras då den beräknas med hjälp av boggins vertikallast? Beskrivningen av laster ger ingen grund för sådan reduktion.

56 Frågor kring laster på broar Fråga 2, EN Tabell 4.4a: Kan bromslast finnas utan tillhörande vertikallast, jämför EN 1990 Bilaga A2 Tabell A2.3 kommentar 5)? Svar: Kombinering av bromslast och vertikallast framgår av tabell 4.4a, som gäller för vägbroar. Bromslast kan ges av vertikallast i ett annat spann. Kommentar 5) till tabell A2.3 gäller järnvägsbroar; något motsvarande sägs inte för vägbroar: 5) Den minsta, gynnsamma vertikallast som kan uppträda samtidigt med enskilda komponenter av trafiklasten (t.ex. centrifugalkraft, accelerations- eller bromskraft ) är 0,5 LM71 osv.

57 Frågor kring laster på broar Fråga 3, EN : Gäller punkt (3) både brott- och bruksgränstillstånd? Kan temperatur aldrig vara huvudlast? (3) Då temperaturpåverkan beaktas, bör den betraktas som variabel last och användas med partialkoefficient och ψ-faktor. Svar: Punkt (3) gäller i båda fallen, i brottgränstillstånd behöver dock temperatur endast beaktas i vissa fall (2): (2) Temperaturpåverkan behöver i brottgränstillstånd endast beaktas om inverkan är av väsentlig betydelse (t. ex. vid utmattning, i stabilitetsfall där andra ordningens effekter är betydande, etc.) Den behöver inte beaktas i andra fall, förutsatt att bärverksdelens duktilitet och rotationsförmåga är tillräckliga. När temperaturlast beaktas i brottgränstillstånd kan den vara huvudlast, men den behöver inte vara det.

58 Frågor kring laster på broar Fråga 4, EN 1990 A2.2.6, Tabell A2.1 anm. 3): Finns någon motsvarande punkt för järnvägsbroar? Anm. 3): Rekommenderat värde på ψ 0 för temperaturlaster kan i de flesta fall reduceras till 0 i brottgränstillstånden EQU, STR och GEO. Se även eurokoderna EN 1992 t o m EN Svar: I motsvarande anm. 3) i Tabell A2.3 för järnvägsbroar hänvisas till EN I punkt 1.1(2) i EN står att Måttligt exponerade bärverk behöver inte dimensioneras för temperaturlast, vilket gäller allmänt. I praktiken innebär detta samma sak som anm. 3) för vägbroar, dvs ψ 0 = 0. Hänvisningen till EN 1992 syftar t.ex. på (2), se föregående fråga. Detta kan även uttryckas som att man sätter ψ = 0 i de fall då man inte behöver beakta temperaturlast.

59 Kontrollberäkning av befintliga konstruktioner Fråga 1: Hur skall man tolka Eurokod när man kontrollerar befintliga betongkonstruktioner för en ny last? Det som ofta blir problem att uppfylla är just miniarmeringen vertikalt i balkar och väggskivor. Fråga 2: Skall man uppfylla miniarmeringen kan man i stort sätt inte bygga om något, utan att förstärka med kolfiber eller riva. Fråga 3: I Svenska Betongföreningens Betongrapport nr 15 Volym 1 s (fotnot), står det något om att minimiarmeringen bara skall gälla där tvärkraftsarmering behövs?, kan man använda sig av detta? Svar på fråga 3: Det står inte i handboken att minimiarmeringen bara skall gälla där tvärkraftsarmering behövs. Det står att detta var ett förslag från arbetsgruppen, som dock inte anammades av Boverket.

60 Kontrollberäkning av befintliga konstruktioner Svar på fråga 1 och 2: Eurokoderna gäller för dimensionering av nya konstruktioner, inte uttryckligen för kontrollberäkning av befintliga. För broar finns regler om klassningsberäkningar, men för husbyggnader är det oklart. Arbete med Eurokod Assessment of existing structures har påbörjats, och reviderad EK2 kan komma att få avsnitt på samma tema. Resultat av dessa arbeten dröjer dock flera år. Hur ska man då göra vid kontrollberäkning eller dimensionering för ändrade förutsättningar, t.ex. ökad last, håltagning e.d? Befintliga konstruktioner uppfyller ju sällan Eurokodens krav på minimiarmering. Där förändringen inte medför ökade snittkrafter bör den gamla konstruktionen duga. Vid ökade snittkrafter kan Eurokodens krav på minimiarmering medföra behov av förstärkning, även om bärförmågan skulle vara tillräcklig med befintlig armering. Viktigast är dock att uppfylla krav på bärförmåga. Om armeringen inte uppfyller minimikrav måste konstruktören själv bedöma huruvida förstärkning behövs, med hänsyn till att minimiarmeringens främsta uppgift är att möjliggöra sprickfördelning och segt brott. Frågan bör slutligen besvaras av Boverket.

61 Formler för spjälkarmering, (6.58) och (6.59) Fråga: Jag dimensionerar plintar som uppfyller de geometriska villkoren för Full diskontinuitet enligt (3). När jag räknar ut dragkraften T enligt ekvation (6.58) och (6.59) så får jag ett lägre värde med ekvation (6.59), i vissa fall till och med negativt. Det handlar här om låga plintar och stora fotplåtar. Exempel på geometri är höjden H = 1,60 m, sidans längd b = 2,0 och fotplåtens sida a = 0,85m. Lasten är 14,7 MN. Ekv (6.58) ger T = 2113 kn och ekv (6.59) ger T = 942 kn. Vilket värde på dragkraften är rätt? Svar se nästa sida = 1 4 (6.58) ,7 (6.59)

62 Formler för spjälkarmering, (6.58) och (6.59) Svar: Ekv (6.59) är troligen fel, det bör vara H istället för h, dvs i stället för = ,7 bör det vara , kn i exempel i st f 942 Om (6.59) ändå skulle ge lägre värde än (6.58) bör (6.58) användas. Felet uppmärksammades för flera år sedan, men jag vet inte om det kommit med i någon rättelselista.

63 Armering mot hörnavspjälkning enligt EN Informativ bilaga J, J Upplagszoner i broar Fråga: Regeln om hörnarmering kan ge mycket stora armeringsmängder under ett brolager, exempelvis med lagerreaktion 10 MN. Måste denna regel tillämpas (vissa granskare har krävt det)? Svar: Bilagan är informativ, och görs inte till normativ i TRVFS. Då behöver den inte tillämpas i Sverige. I så fall bör man istället dimensionera spjälkarmering på vanligt sätt (inklusive armering för last vid kant enligt BBK d, då detta fall inte behandlas i EK2). Detta kan ibland ge en total armering i samma storleksordning som J

64 Beräkning av deformation Fråga: I formel (7.18), kontroll av deformationer genom beräkning, SS-EN , sid 128, ska det vara α eller δ? + 1 där och är deformationsparameter i osprucket respektive sprucket tvärsnitt, (stadium I respektive II), beaktar graden av uppsprickning Svar: Det spelar ingen roll vilken bokstav man använder; α kan stå för antingen krökning, vinkeländring eller nedböjning, precis som det står i texten. Om man låter α beteckna krökning så används formeln för beräkning av krökning i ett tillräckligt stort antal tvärsnitt, varefter man sedan kan integrera sig fram till vinkeländring och/eller nedböjning. Detta är det noggrannaste sättet att beräkna deformationer, och det som ger störst nytta av dragen betong mellan sprickor (vilket är det som beaktas med parametern ζ ), då man i så fall beräknar ζ separat för varje tvärsnitt. Som förenkling kan man låta α beteckna t.ex. maximal vinkeländring eller nedböjning. I så fall blir inverkan av dragen betong mellan sprickor mindre, eftersom man då bör basera ζ på tvärsnitt med största moment, vilket ger resultat mer eller mindre på säkra sidan.

65 Beaktande av toleranser Frågor: 1) I SS-EN figur 4 b, finns toleranser för armeringens läge och täckskiktets tjocklek angivna. Minustolerans c dev = 10 mm hanteras i beräkningar genom att man lägger på 10 mm, räknar med att täckskiktet kan vara 10 mm tjockare om det är ogynnsamt, och med det nominella täckskiktet om det är ogynnsamt. 2) Där finns även en plustolerans, c plus på mellan 10 och 15 mm, hur hanteras den? För en tunn konstruktionen kan det ju vara mycket ogynnsamt att flytta in armeringen mot centrum. 3) I BBK fanns en gräns för huruvida man behövde ta särskild hänsyn till toleranser i beräkningar, 150 mm och 250 mm; vid tunnare tvärsnitt skulle armeringen placeras i de ogynnsammaste lägen som toleranserna gav vid beräkningen. Finns liknande gräns enligt EK2? 4) Vid beräkning av sprickor är täckskiktet av betydelse, tjockare är ogynnsammare. Behöver man beakta plustolerans för täckskiktet i detta sammanhang, dvs inte bara lägga på 10 mm för minustoleransen utan även ytterligare mm för plustoleransen? 5) Det finns även i SS-EN figur 4 c en tolerans för omlottskarvar. De tillåts vara 6% kortare än den angivna skarvlängden. Är dessa toleranser inbakade då skarvlängden beräknas enligt EK2, dvs kan man ange den beräknade skarvlängden rakt av på en ritning, eller måste skarvlängden ökas med toleransen så att den verkliga skarvlängden garanterat inte blir kortare än den beräknade skarvlängden? Svar på efterföljande sidor

66 Beaktande av toleranser Svar, allmänt: Toleranser handlar i första hand om utförandet. Vid normal dimensionering räknar man således inte med några andra värden än nominella. Plustolerans på täckskikt kan i detta sammanhang ses som en minustolerans på effektiv höjd, men vid beräkning används normalt det nominella värdet på effektiv höjd. Att man räknar med nominella värden är en förutsättning för de partialkoefficienter som man normalt använder (1,15 respektive 1,5). Det gäller även skarvar, där de värden som kan beräknas enligt 8.7 är nominella. Dessa behöver alltså inte ökas med någon tolerans när de förs in på ritning. Det är endast om man i brottgränstillstånd vill utnyttja lägre partialkoefficienter enligt A.2.2 i EN som det är aktuellt att räkna med andra värden än de nominella, som då (vanligen) minskats med toleranser.

67 Beaktande av toleranser Svar på enskilda frågor: 1) I SS-EN figur 4 b, finns toleranser för armeringens läge och täckskiktets tjocklek angivna. Minustolerans c dev = 10 mm hanteras i beräkningar genom att man lägger på 10 mm, räknar med att täckskiktet kan vara 10 mm tjockare om det är ogynnsamt, och med det nominella täckskiktet om det är ogynnsamt. Detta är inte rätt uppfattat. Nominellt täckskikt är minsta tillåtna plus tillägg för avvikelse, normalt 10 mm, under vissa förutsättningar mindre. Detta nominella värde ger effektiv höjd, och något annat värde används inte i beräkningen, såvida man inte vill reducera partialkoefficienter enligt A ) Där finns även en plustolerans, c plus på mellan 10 och 15 mm, hur hanteras den? För en tunn konstruktionen kan det ju vara mycket ogynnsamt att flytta in armeringen mot centrum. Plustoleransen enligt EN används inte i beräkningar. Minustoleransen används som en marginal för avvikelser när man bestämmer nominellt täckskikt, se svar på fråga 1. 3) I BBK fanns en gräns för huruvida man behövde ta särskild hänsyn till toleranser i beräkningar, 150 mm och 250 mm; vid tunnare tvärsnitt skulle armeringen placeras i de ogynnsammaste lägen som toleranserna gav vid beräkningen. Finns liknande gräns enligt EK2? Några sådana gränser finns inte i EK2. Man kan beakta avvikelser i beräkningen, för att kunna använda lägre partialkoefficienter enligt A.2.2, men det är alltid frivilligt.

68 Beaktande av toleranser 4) Vid beräkning av sprickor är täckskiktet av betydelse, tjockare är ogynnsammare. Behöver man beakta plustolerans för täckskiktet i detta sammanhang, dvs inte bara lägga på 10 mm för minustoleransen utan även ytterligare mm för plustoleransen? Man räknar med nominellt täckskikt även här. Det spelar ingen roll om man skulle ha räknat med avvikelser för att reducera partialkoefficienter i brottgränstillstånd, eftersom detta inte är aktuellt i bruksgränstillstånd. 5) Det finns även i SS-EN figur 4 c en tolerans för omlottskarvar. De tillåts vara 6% kortare än den angivna skarvlängden. Är dessa toleranser inbakade då skarvlängden beräknas enligt EK2, dvs kan man ange den beräknade skarvlängden rakt av på en ritning, eller måste skarvlängden ökas med toleransen så att den verkliga skarvlängden garanterat inte blir kortare än den beräknade skarvlängden? Beräknade skarvlängder är nominella värden, dvs värden som förs in på ritningar. Hänsyn till avvikelser ingår i de normala partialkoefficienterna.

69 Dynamic problems Vibrations and comfort Definition of the problem Comfort criteria Human induced vibrations Loads due to walking vertical; horizontal Loads due to jumping or running Design procedures Examples from the Arena project Some practical modelling issues Increased importance in recent years

70 Definition of the problem Comfort criteria What is the level of performance we require from the structure What type of load definition we adopt amplitudes frequency content How do we model the structure and perform the analyses criteria, loading and structural models

71 Two types of criteria: Definition of the problem Comfort criteria A) Eigenfrequencies (Eurocode) The eigenfrequencies for vertical vibration modes should be higher than 5 HZ The eigenfrequencies for horizontal (transversal) and torsional vibrations should be higher than 2.5 Hz B) Vibration amplitudes These are related to the amplitudes of the vibrations which are induced in the structure under certain dynamic loading and should be checked only if the eigenfrequency criteria can not be fulfilled. The criteria in terms of vibration amplitudes are (for most codes) given in terms of accelerations. The problem in this context is that these limits are very subjective Increased importance in recent years

72 Vibration amplitudes These are very different for different codes

73 Some problems Most of the criteria previously shown suffer from two drawbacks: They do not differentiate between different bridge locations and functionalities They do not differentiate between vertical and transversal (horizontal directions)

74 Syncronisation and lock-in Synchronization the tendency to walk at the same pacing rate Lock in the tendency to synchronise the pacing rate with the motion (vibration) of the bridge The lock-in phenomenon is not an issue for vertical vibrations based on tests at the Solferino bridge it has been suggested that a crowd of pedestrians are not able to maintain the walking at the resonant frequency. The lock-in phenomenon is however possible for lateral excitation (Milenium Bridge, Solferino Bridge). The explanation is simple the pedestrians consciously adjust their walk (the sailor s walk) to maintain the balance. The phenomenon requires a certain critical number of pedestrian in a crowd to synchronise (or a certain level of vibration to be reached): 8πξm f1 N cr = 1 ; K 300Ns/ m K = ξ damping ratio f 1 frequency of the first lateral mode m 1 modal mass separate criteria for vertical and lateral vibrations

75 Proposal from Sétra VERTICAL VIBRATIONS High comfort: a v,max <0.5 m/s 2 the vibrations are (practically) imperceptible for the persons on the bridge. Mean comfort: 0.5< a v,max < 1 m/s 2 the vibrations are barely discernable for the persons on the bridge. Low comfort: 1< a v,max < 2.5 m/s 2 under certain circumstances (which do not occur so often) the vibrations of the bridge are clearly perceptible but they are not intolerable. Unacceptable: 2.5 m/s 2 < a v,max Horisontal vibrations a h,max < 0.1 m/s 2 The above value is not related to comfort but to the risk for lock-in. In this case it is better to make sure the frequency criterion (2.5 Hz) is fulfilled. This is more nuanced

76 SS-ISO 10137:2008 The base curve defines the threshold of perception people are most sensitive to the frequency range 4-8 Hz. The criterion is expressed in terms of the r.m.s values Referenskurva Reference curve för for accelerationen accelerations a t ( t ) a( t) dt ; τ = s = + τ RMS o 1 τ t 0 for a harmonic motion: a RMS (r.m.s) [m/s [m/s2] 2 ] frequency frekvens [Hz] [Hz] a RMS = a max 2 This is easy to apply for harmonic motions but more intricate for a general type of time dependency in the response the frequency affects the human perception

77 Human induced dynamic loading AMPLITUDE TIME VARIATION FREQUENCY CONTENT NUMBER OF PEDESTRIANS walking, running, jumping general characteristics

78 Human induced dynamic loading (a) slow walking heel strike toe off (b) fast walk walking both feet are constantly in contact with the ground Walking vertical component

79 Human induced dynamic loading f v = 1 T v = pacing frequency (vertical component) The worst effect occurs when a pedestrian walks in resonance with the frequency of the bridge f v =f B at a stride equal to 0.9 m. (Blanchard et. al. 1977) One pedestrian walking over the bridge

80 Human induced dynamic loading pacing frequency Gaussian distribution pacing frequency for normal walking vertical component

81 Human induced dynamic loading combined vertical force heel strike toe off v n 0 + G0αi sin(2 ifvt Φi) i= 1 F ( t) = G π G 0 =static weight walking groups of pedestrians

82 Fourier coefficients Different suggestions for the Fourier coefficients: A. Blanchard et al. [11] suggests a moving force model which only considers the first term in the Fourier series with: α 1 =0.257 (G 0 =700 N) B. Reiner et al. [13] suggests a Fourier series based on the first four terms according to figure 4. Note that in this case the coefficients are frequency dependent. C. SS-ISO α 1 =0.37(f v -1) for f v = Hz; α 2 =0.1; α 3 =0.06 D. Sétra α 1 =0.4 Hz; α 2 =0.1; α 3 =0.1. In addition Φ 2 =Φ 3 =π/2 various proposals vertical force

83 Sétra ( sin( 2π f ) + 0.1sin( 4π f t π / 2) + 0.1sin( 6π f / 2) ) F ( t) = G0 t π v v v v first harmonic second harmonic third harmonic α 1 =0.4 ; α 2 = α 3 =0.1 ;

84 Horizontal (transverse) component The transverse component corresponding to changing from one foot to another occurs at half the frequency of the vertical component. With the phase shifts very close to zero, the expression (in terms of the vertical pacing frequency) can be written as: F tr n 1 3 ( t) = G αisin(2πifvt); i =,1,, 2, K; α1/ 2 = α3/ 2 = 0.05; α1 = α2 2 2 i= 1/ 2 0 = 0.01 Still a Fourier representation

85 Number of pedestrians N Assume that we have a total of N pedestrians on the bridge Assume also that they all walk at resonant frequency (pacing frequency=bridge frequency) but with a random phase distribution. (this is generated by different arrival times on the bridge; the arrival times are assumed to have a Poisson distribution) It can then be shown (Matsumoto) that the average dynamic response to the N pedestrians is obtained by multiplying the effect of one pedestrian with a factor: N equiv = N which actually means that among the total of N pedestrians a number equal to N equiv are perfectly synchronized. The drawback of this proposal is that we assume that all pedestrians are moving at the same frequency. how many walk totally synchronized N equiv

86 Proposals based on M-C simulations Assume pedestrians moving at random frequencies and phases Choose a number of foot bridge types presenting different modes (500 bridges actually) In each simulation determine the maximum effect The concept (Sétra)

87 Proposals based on M-C simulations For each simulation calculate an equivalent number of pedestrians which, when evenly distributed on the footbridge, at the resonant frequency will produce the same maximum effect. Note the way in which the load is applied NOTE this is aimed at resonance loading

88 Processing the results Results N N equiv equiv = 10.8 = 1.85 ξn N; ; for d = pers/m for d = 1pers/m 2 2 ξ critical damping ratio ; N total number of people Define a characteristic loading

89 Design procedure 1. Decide the degree of comfort (max, medium, min) (0.5 m/s 2 ; m/s 2 ; m/s 2 ) 2. Compute the eigenfrequencies of the bridge for two cases without pedestrians with d=1person/m 2 3. Determine the design loads depend on the frequencies d=0.5 (sparse) ; 0.8 (dense); 1 person/m 2 (very dense) 4. Perform the dynamic analysis

90 Fv( t) = G G0 F vk = ψn equiv F ( t) v sin ( 2π f ) B Design loads Note: If the bridge frequency is between 1 and 2.6 Hz then resonance is in the first harmonic ( ). The first term which is constant in time is neglected 700 (the static load) ψ is a coefficient which takes into account the risk of resonance 1 2.6(Hz)

91 Design loads F ( t) = 0.1G0 sin F v vk = ψn equiv F ( t) v ( 2π f ) B Note: If the bridge frequency is between 2.6 and 5 Hz then resonance is in the second harmonic ( ). 2.6< 5(Hz)

92 Example 40 m 40 m 3.5 m ; 3055 ; 210 Choose medium comfort

93 Example Mode 1 0 / %& 1 / %& ().* +/, -. / /.** sin sin (N) = % ;? CDEF 10.8 = G H CDEF sin (N) I JK L JK M N0.*0OPQ -R /.**0S (N/m) I JK I JK Design loads

94 Example Mode 2 0 / %& 1 / %& ( ).* +, -. / -.TN sin sin (N) 3 G H CDEF sin (N) I JK L JK M N.U*OPQ -R -.TN-S (N/m) I JK Design loads

95 Running and jumping toe off heel strike walking running and jumping

96 The situation is a little different now dynamic loading (running and jumping) time (s) kpg sin( Fv( t) = 0 0 π t/ t p ) 0 t t t p p t T v P (kn) t P t p =contact duration T v = 1/f v ; f v = load frequency α=t p/ T v =contact ratio k p =impact factor T v T v ACTIVITY α NOTE: 1 T v T v 0 Fv,max π kpg0 sin( πt/ tp) = G0 kp = = G 2α 0 running 2/3 aerobics 1/2 normal jumping 1/3 high jumping 1/4 running and jumping

97 Running and Jogging Still a Fourier representation for the loads v n 0 + G0αi sin(2 ifvt Φi) i= 1 F ( t) = G π Fourier coefficients Reiners (experimental data) Frequency interval: 2-4 Hz Design load (Gruntmann): F SF (t); vk = v This proposal is valid for small groups (max 10 persons) It is based on the assumption that all have the same velocity but different frequencies and step length ISO α = α2 = 0.4 α = Still Fourier

98 Jumping Still a Fourier representation for the loads v n 0 + G0αi sin(2 ifvt Φi) i= 1 F ( t) = G π Frequency interval: Hz ISO C(N)=1 Smith [11] ISO C(N)= Fourier coefficients ISO α = f 1 α = (2f 2 α = (3f 3 SMITH aerobics α = α2 = ; α3 = 0 α = ; 4 Design load F vk = v v ) v Φ Φ C( N) NF ( t); v ) 2 4 = π / 2 = π / C(N) = coordination factor = coordinated jumping highest frequency measured=2.8 Hz

99 National arena Pedestrian bridge Composite structure steel bridge with a concrete deck dynamic analyses

100 FEM model Composite structure steel bridge with a concrete deck Transversal beams pay attention to modelling details

101 The first step eigenfrequencies Change in eigenfrequencies for two meshes convergence analysis and effective mass

102 The first step eigenfrequencies the first bending mode f=3.37 Hz the second bending mode f=4.153 Hz The first and second bending modes

103 Dynamical analyses Loading definition for mode 2 contours of vertical accelerations vertical acceleration time response at one location Both modes 1 and 2 need to be analysed

104 Dynamical analyses Load definition jumping (vandal load); 425 persons Load definition jogging jogging and vandal loads mode 1

105 Warning for resonance loading t=0.1 m L x =12 m L y =10 m E=30 GPa ρ=2400 kg/m 3 A simple example a simply supported plate time integration period elongation

106 The first three modes 1 h-w; f 1 =2.776 Hz 2 h-w in X; f 1 = Hz 2 h-w in Y; f 1 = Hz simply supported plate

107 Resonance load in mode 2 Loading: p( t) = p sin(2π f2 0 t ) p 0 Note: All mode shapes with the exception of mode 2 are orthogonal to the load vector 2 h-w in X; f 1 = Hz simply supported plate

108 Choice of time step PROCEDURE 1. Identify the frequency contained in the loading (Fourier analysis if necessary). Let the highest frequency in the loading be f max,l 2. Choose a FE-mesh that accurately represents all modes upp to f 0 =4f max,l 3. Chose the time step according to: t f0 20f 0 Note: Sometimes f 0 can be chosen much closer to f max,l than the factor 4 above. This is especially true if the static response in the higher modes is small (i.e. the mode shapes are almost orthogonal to the load vector) Note that the time step can effectively determine a cut-off frequency

109 Period errors (contraction/elongation) Period error P=T FEM /T ω t Use such a diagram also for controlling the period errors by the use of an adequate time step Choice of the time step

110 Choice of time step t = 0.015s 1 10f 2 = s e = 32% t = 0.005s 1 30f 2 = s e = 0.75% dt=0.015 s dt=0.005 s exact Az [m/s2] t [s] f 2,S f 2,L is affected by period elongation however is an input data which remains constant f 2,S f 2, L and are no longer exactly equal! simply supported plate

111 Det svenska normpaketet för broar Ebbe Rosell

112 Det svenska normpaketet för broar Observera att avskaffandet av ordet norm inom svensk brobyggnad med lanseringen av BRO 94 i år firar 20 årsjubileum! Ebbe Rosell

113 Idag pratar jag om: Vad regelverken syftar till Hur regelverken hänger ihop Vad byggproduktförordningen innebär för branschen Hur förfrågningsunderlaget påverkas av entreprenadformen Vad som händer med regelverken framöver

114 Dagens rubriker är därför: Renodlad beställare Regelverksstruktur; alltså hur det hänger ihop Anpassat regelverk CE-märkning av byggprodukter Konsultuppdrag och förfrågningsunderlag Nya eurokoder

115 Renodlad beställare

116 Trafikverket ska bli en renodlad beställare Affärsmässighet är ett ledord Tydligare roller för anställda och leverantörer Tydligare ansvar för anställda och leverantörer Bättre beställningar och bättre uppföljning

117 Trafikverket ska bli en renodlad beställare Affärsmässighet innebär att: Alla inblandade, inte minst konsulter, behöver bli bättre rollspelare i affärsrelationerna. Bra rollspelare har känsla för partsförhållanden och ansvarsfördelning. En kurs i entreprenadjuridik eller AMA-formalia kan vara mer värd än en påbyggnadskurs i modellering med finita element

118 Regelverksstruktur; alltså hur det hänger ihop

119 Vad regelverken syftar till Uppfylla krav från EU Styrning från regering och riksdag Erhålla bra konstruktioner Tydliga affärsrelationer

120 Vad regelverken syftar till Uppfylla krav från EU Fri inre marknad = vi måste åberopa europeiska standarder Styrning från regering och riksdag Erhålla bra konstruktioner Tydliga affärsrelationer Vår renodlade beställarroll Klimat och miljömål, Ansvar för säkerhet för användare och tredje man. Hushållning med skattemedel i ett lagom långsiktigt perspektiv

121 Vad regelverken syftar till Uppfyllandet av krav från EU medför att vi måste ändra regelverken Styrning från regering och riksdag medför att vi måste ändra regelverken Önskan att köpa totalåtaganden från konsult och entreprenör medför att vi måste ändra regelverken

122 Hur regelverken hänger ihop First and Last and Always: BBK, BSK och BKR finns inte! Författningar gäller för alla! Detta gäller för alla byggherrar!

123 Hur regelverken hänger ihop Regelverkspyramiden Frågor? Övergripand e krav, i första hand Myndighetsföreskrifter BFS TRVFS TRV ÖK (vakant) Kravdokum interna AMA ent, TRVK 10 i första (TK) TRVAM TRVR (TR) Godtagna hand i A Handböcker 10 Handböcker lösningar kontrakt TRVKB Metodbeskr. Metodbeskr. och andra 10 Etc. Utformning Etc. kunskaper och dimensioneri ng Material, utförande och kontroll

124 Myndighetsföreskrifter Övergripande krav, i första hand interna BFS TRVFS TRV ÖK Kravdokument, i första hand i kontrakt Godtagna lösningar och andra kunskaper TRVK (TK) TRVR (TR) Handböcker Metodbeskr. Etc. AMA 10 TRVAMA 10 TRVKB 10 Handböcker Metodbeskr. Etc. Utformning och dimensionering Material, utförande och kontroll

125 Myndighetsföreskrifter Övergripande krav, i första hand interna BFS TRVFS TRV ÖK Kravdokument, i första hand i kontrakt Godtagna lösningar och andra kunskaper TRVK (TK) TRVR (TR) Handböcker Metodbeskr. Etc. AMA 10 TRVAMA 10 TRVKB 10 Handböcker Metodbeskr. Etc. Utformning och dimensionering Material, utförande och kontroll

126 Myndighetsföreskrifter Tillämpning av eurokod i Sverige styrs av myndighetsföreskrifter Boverkets BFS 2011:10 (BFS 2013:10 EKS 9) Vägverkets VVFS 2004:43 (TRVFS 2011:12) Transportstyrelsen har fått föreskriftsrätten för vägar och järnvägar, inklusive tunnlar och broar. Boverkets, Vägverkets och Trafikverkts föreskrifter gäller tills Transporstyrelsen ger ut nya föreskrifter

127 Myndighetsföreskrifter Utöver tillämpningsdokument för eurokod har Vägverket givit ut ytterligare två föreskrifter VVFS 2003:140 Vägverkets vägregler, VVR VVFS 2004:31 Vägverkets konstruktionsregler, VKR (VVFS 2007:103) Tas över av Transportstyrelsen

128 Myndighetsföreskrifter Övergripande krav, i första hand interna BFS TRVFS TRV ÖK Kravdokument, i första hand i kontrakt Godtagna lösningar och andra kunskaper TRVK (TK) TRVR (TR) Handböcker Metodbeskr. Etc. AMA 10 TRVAMA 10 TRVKB 10 Handböcker Metodbeskr. Etc. Utformning och dimensionering Material, utförande och kontroll

129 Övergripande krav TRVÖK riktar sig internt Trafikverket och styr processer och kravdokuments utformning TRVÖK Trafikverkets övergripande krav för fysisk planläggning av vägar och järnvägar TRVÖK Trafikverkets övergripande krav för vägars och gators utformning Fler på väg

130 Myndighetsföreskrifter Övergripande krav, i första hand interna BFS TRVFS TRV ÖK Kravdokument, i första hand i kontrakt Godtagna lösningar och andra kunskaper TRVK (TK) TRVR (TR) Handböcker Metodbeskr. Etc. AMA 10 TRVAMA 10 TRVKB 10 Handböcker Metodbeskr. Etc. Utformning och dimensionering Material, utförande och kontroll

131 Kravdokument Kravdokument görs gällande i kontrakt, exempelvis TRVK Bro 11, inklusive nya del A TRVK Tunnel 11 TRVK Väg TK Geo 11 Dessa kravdokument behandlar utformning och dimensionering, men

132 Kravdokument hur blir AMA ett kravdokument för material, utförande och kontroll? Trafikverket har beslutat att för utförandeentreprenader ska teknisk beskrivning upprättas i anslutning till AMA Anläggning

133 Kravdokument hur blir AMA ett kravdokument för material, utförande och kontroll? För totalentreprenader ska teknisk beskrivning upprättas enligt BSAB-struktur. Entreprenören ska genom sin projektering visa att krav på avsedd teknisk livslängd etc. uppfylls. AMA Anläggning blir då en handbok som visar godtagna material och metoder. Ibland ställer TB krav på att AMA ska följas

134 Kravdokument Något om TB upprättad i anslutning till AMA: Rätt sak på rätt plats! Inte bara teknik utan också en specifikation av en affärsuppgörelse. Bindande juridik. Kom ihåg att beskriva vilka egenskaper CEmärkta produkter ska ha. Beskrivningskompetens! Räknenissar klarar inte hela uppdraget själva

135 Namn på kravdokument Vägverkets och Banverkets publikationsserier används inte längre. Nya regelverk ges ut som TDOK Mer formell hantering Inte så säljande marknadsföring Strikt versionshantering med

136 Myndighetsföreskrifter Övergripande krav, i första hand interna BFS TRVFS TRV ÖK Kravdokument, i första hand i kontrakt Godtagna lösningar och andra kunskaper TRVK (TK) TRVR (TR) Handböcker Metodbeskr. Etc. AMA 10 TRVAMA 10 TRVKB 10 Handböcker Metodbeskr. Etc. Utformning och dimensionering Material, utförande och kontroll

137 Godtagna lösningar Här hamnar alltså beprövad kunskap som vi vet fungerar, men som vi inte kräver att den används. TRVR är en handbok som är knuten till TRVK

138 Ännu en pyramid Trafikverket TRVK ÖGK TRVAMA TRVKB Författning Lag, förordning eller myndighetsföreskrift utgiven av riksdag och regering eller myndighet med föreskriftsrätt. EU-förordning och TSD. Övergripande krav Interna krav för Trafikverkets verksamhet. Kraven kan vara för generella för kontrakt eller gälla aktiviteter som inte läggs ut på kontrakt. Exempel är krav på inspektion av broar och krav på samråd med andra myndigheter. Trafikverkets kravdokument. Ingår i kontrakt mellan TRV och leverantörer. Styr också den egna verksamheten. För byggnation delas dokumenten i projektering (TRVK Bro) och material, utförande och kontroll. TRVR Handböcker MB AMA Standarder Handböcker Rapporter Trafikverkets kunskapsdokument Rådgivande eller kunskapsbärande dokument vars innehåll Trafikverket tar ansvar för. Kunskapsdokument utgivna av andra Rådgivande eller kunskapsbärande dokument. AMA och standarder är referensverk som genom hänvisning blir krav i kontrakt

139 Handböcker Handböcker återger kunskap Kunskap kan vara ny eller gammal Utgivaren ansvarar för att kunskapen är aktuell vid utgivningen Användaren ansvarar för att kunskapen är aktuell vid tiden för användningen eller att den anpassas till de krav som gäller då Om TRV i krav eller råd hänvisar till en handbok ansvarar TRV för att handboken är tillämplig och fortfarande aktuell. Det gäller förstås bara för det hänvisningen omfattar

140 Projekt Anpassat regelverk

141 Bakgrund Trafikverket ska tillämpa intentionerna i Renodlad Beställare och lägga över ett större ansvar och åtagande på leverantörerna vid vårt kravställande Trafikverkets regelverk (cirka 1500 st) består ut av regler från Banverket, Vägverket och Trafikverket med stor skillnad på struktur och innehåll. Regelverket behöver moderniseras

142 Syfte skapa förutsättningar för marknaden och dess drivkrafter till ökad innovation och produktivitet, utveckla Trafikverkets roll och agerande som beställare i syfte att överlämna ett större åtagande och ansvar till leverantörerna, ge förutsättningar för ökad konkurrens i anläggningsbranschen

143 Mål Att skapa ett modernt regelverk som inte styr på detaljerad lösning och medför lägre kostnader för byggande och drift och underhåll av Trafikverkets anläggningar. Målet är att få våra regelverk anpassade till Regelverkspyramiden och på så sätt stödja Trafikverkets affärer på ett bättre sätt

144 Arbetssätt Trafikverket har tagit beslut att: Anpassat Regelverk ska bedrivas i projektform Projektet ska involvera marknaden i framtagandet av det nya regelverket Trafikverket tar beslut om innehållet och strukturen av det nya regelverket

145 Regelverksöversyn Projektet: Samordning med nuvarande styrning och krav i ledningssystem, kravdokument, AMA-systemet, inköpsmallar mm. Målet är ett modernt regelverk som styr både på teknisk lösning och funktionskrav. Projektstart och projektslut Levereras fortlöpande per teknikslag under perioden

146 Regelverkspyramiden

147 Anpassat regelverk

148 Anpassat regelverk vår organisation Anpassat regelverk Andreas Hult Samordnande projektledare Bengt Högberg Inköpsansvarig Elin Skarin Verksamhetsstyrning Maria Hagberg Kommunikationsansvarig Åsa Nordgren 1 Planläggning Elin Sandberg 2Bro och Tunnel Ebbe Rossel 3 Kraftförsörjning Anders Bylund 4 Vägkonstruktion och banunderbyggnad Tomas Winnerholt 5 Banöverbyggnad Johan Gunnarsson 6 Signalsystem Lars Holmgren 7 Trafikledning Lars Jonsson 8 Tele Erica Willborg 9 Väg och banutformning Mathias Wärnhjelm 10 Anläggningsdata, geodesi och märkning Maria Davidsson 11 Leverans mottagningskontroll Mikael Anderson 12 Struktur och begreppsmodell Johan Asplund Styrgrupp Anna Lundman Anders Strandberg Datasamordning Mikael Lindell

149 CE-märkning av byggprodukter

150 Ni vet redan: Att våra regelverk kräver CE-märken på många produkter. Att det finns harmoniserade europeiska produktstandarder. Att det finns olika bekräftelseprocedurer som väljs beroende på konsekvensen av ett fel. Att CE-märkning kontrolleras av anmälda organ. Att vi är med i EU. Vad en byggprodukt är. Att det finns lagstiftning som vi måste följa

151 Men vet ni att bakgrund och orsaker vändes ut och in 1 juli 2013? att det inte längre är vi som bestämmer? att vi måste rätta oss efter andra?

152 CE Conformité Européenne Europeisk överensstämmelse

153 CPR Construction Product Regulation Byggproduktförordningen Det är stort. Vi har ännu inte förstått hur stort

154

155 Vad byggproduktförordningen innebär för branschen Vad är en byggprodukt? Produkt eller byggsats som tillverkas och släpps ut på marknaden för att varaktigt ingå i byggnadsverk eller delar därav och vars prestanda påverkar byggnadsverkets prestanda i fråga om de grundläggande kraven för byggnadsverk (art 2 i CPR)

156 Vad byggproduktförordningen innebär för branschen Vilka är de grundläggande kraven för byggnadsverk? BRCW 1 Bärförmåga, stadga och beständighet BRCW 2 Säkerhet vid brand BRCW 3 Hygien, hälsa och miljö BRCW 4 Säkerhet och tillgänglighet vid användning BRCW 5 Bullerskydd BRCW 6 Energihushållning och värmeisolering BRCW 7 Hållbar användning av naturresurser (BRCW = Basic Requirements for Construction Works)

157 Korsande krav på europeisk standard Byggproduktförordningen kräver att en tillverkare CEmärker enligt en harmoniserad europeisk standard om det finns en relevant sådan. LOU och LUF kräver att offentliga upphandlare hänvisar till en europeisk standard om det finns en relevant sådan. Det är samma standard i båda fallen

158 Något om beteckningar: hen publiceras inte med den beteckningen. EN-standard som enligt sitt förord har mandat från Europeiska kommissionen och har en ZA-bilaga är en hen. I Sverige ges den ut som SS-EN

159 Andra CE-märkningar som påverkar oss Från ska CE-märkning enligt SS-EN tillämpas på stålkonstruktioner. En del av våra konstruktioner är maskiner. Då tillämpas CE-märkning enligt Maskindirektivet

160 Roller: Byggproduktförordningen CEN / SIS Anmält organ (Notified body) Kräver bedömda och deklarerade egenskaper om det finns hen eller EAD. Ger ut de standarder som ska användas för bedömningen. Ger tillverkare rätt att CE-märka. Detta redovisas med Certifikat. Tillverkare Upprättar Prestandadeklaration och sätter på CE-märke

161 Inte bara märket! CE-märken i all ära men mest intressant är prestandadeklarationen. CE-märke och prestandadeklaration ska visa: Vilken standard som gällde vid bedömningen. Tillverkarens namn och adress. Anmälda organets nummer. Certifikatets nummer. År Deklarerade egenskaper

162 Påverkar Byggproduktförordningen oss brobyggare? Brobyggare är vana vid att beställaren bestämmer reglerna. Det är inte så enkelt längre. Det finns lagstiftning som påverkar oss brobyggare trots att den egentligen gäller för någon annan

163 Påverkar Byggproduktförordningen oss? Byggproduktförordningen är en författning som är bindande för tillverkare och importörer av byggprodukter. Byggproduktförordningen gäller för produkter som sätts på marknaden ( säljs ). Våra byggnadsverk byggs av produkter som köps på marknaden. Vi kan bara bygga med grejer som vi kan köpa

164 Påverkar Byggproduktförordningen oss? Byggproduktförordningen är en författning som är bindande för tillverkare och importörer av byggprodukter. Byggproduktförordningen gäller för produkter som sätts på marknaden ( säljs ). Våra byggnadsverk byggs av produkter som köps på marknaden. Vi kan bara bygga med grejer som vi kan köpa. Vi som beställer, projekterar eller bygger av regler påverkas av det som gäller för den som tillverkar eller importerar produkter

165 Råttan på repet TRV Beställare VKR, BKR Vi kan bara köpa det entreprenören kan köpa. NCC Birsta Entreprenör Kontrakt, TRVK Bro, AMA Tillverkare av produkt Byggproduktförordningen Entreprenören kan bara köpa det tillverkaren får sälja. Tillverkaren får bara sälja produkter som uppfyller byggproduktförordningen

166 För en del passar det aldrig När vi skrev våra egna regler kunde vi ge dispenser. Kravet på CE-märkning kommer nu från EU-lagstiftning. Tro inte att det går att begära dispens från kravet på CE-märkning. De tekniska detaljerna står i en standard och CEmärkningen övervakas av ett anmält organ någonstans i världen. Tro inte att det går att ha egna idéer om modifieringar av en tillverkares CE-märkta produkt

167 Exempel på egna idéer om tillverkares produkter VV standardräcke hade ståndare c/c1800 mm. Det visste alla och det respekterades. Nya räcken ska ha de ståndaravstånd tillverkaren anger. Provningen + CE-märkningen. Serieproduktion. Reservdelar. Vi får höra att konsulter hittat på egna ståndaravstånd. Hur kan en ingenjör vara så in i helskotta (---) när det finns ett certifierat ledningssystem enligt ISO 9001?

168 Undantag från CPR då? Det finns några undantag i Artikel 5 i Byggproduktförordningen. Artikel 5 i korthet: Inte serietillverkad och bara tillverkad för ett utpekat byggnadsverk Tillverkad på byggplatsen för att byggas in i ett utpekat byggnadsverk Tillverkad för ett historiskt byggnadsverk med officiellt skydd

169 Undantag från CPR då? Artikel 5 inte lätt att läsa. Jurister och ingenjörer kan tänkas ha helt olika mening om vad som står där. Ingenjörer betraktar gärna sina arbeten som undantag. Särskilt om det gynnar deras idéer eller konstnärssjälar. En jurist kan ha en helt annan åsikt. Svaret finns i inledningen av Artikel 5. Artikel 5 gäller bara i avsaknad av nationella bestämmelser som kräver deklaration av väsentliga egenskaper. Enligt Boverket har vi sådana bestämmelser i EKS. Troligen får vi det också i kommande TSFS

170

171 Inte alltid så lätt att hitta AMA Anläggning 10 GBC Konstruktioner av betongelement i anläggning För betongelement som omfattas av harmoniserade produktstandarder ska tillverkning och bekräftelse av överensstämmelse ske i enlighet med bilaga ZA i dessa standarder. Exempel: Valvbåge av stål på murar av betongelement

172 Inte alltid så lätt att hitta AMA Anläggning 10 GBC Konstruktioner av betongelement i anläggning För betongelement som omfattas av harmoniserade produktstandarder ska tillverkning och bekräftelse av överensstämmelse ske i enlighet med bilaga ZA i dessa standarder. Exempel: Valvbåge av stål upplagd på murar av betongelement. SS-EN Förtillverkade betongprodukter - Broelement Scope (omfattning): applies to......used in bridge construction... piers, abutments are out the scope of this European Standard

173 Inte alltid så lätt att hitta AMA Anläggning 10 GBC Konstruktioner av betongelement i anläggning För betongelement som omfattas av harmoniserade produktstandarder ska tillverkning och bekräftelse av överensstämmelse ske i enlighet med bilaga ZA i dessa standarder. Exempel: Valvbåge av stål upplagd på murar av betongelement. SS-EN Förtillverkade betongprodukter - Broelement Scope (omfattning): applies to......used in bridge construction... piers, abutments are out the scope of this European Standard

174 Inte alltid så lätt att hitta AMA Anläggning 10 GBC Konstruktioner av betongelement i anläggning För betongelement som omfattas av harmoniserade produktstandarder ska tillverkning och bekräftelse av överensstämmelse ske i enlighet med bilaga ZA i dessa standarder. Exempel: Valvbåge av stål upplagd på murar av betongelement. SS-EN Förtillverkade betongprodukter Stödmurselement Omfattning: De produkter som täcks in av denna Europastandard avses bli använda som delar i stödmurar, vid tillämpningar som: i broars frontmurar och deras sidomurar;

175 Inte alltid så lätt att hitta AMA Anläggning 10 GBC Konstruktioner av betongelement i anläggning För betongelement som omfattas av harmoniserade produktstandarder ska tillverkning och bekräftelse av överensstämmelse ske i enlighet med bilaga ZA i dessa standarder. Exempel: Valvbåge av stål upplagd på murar av betongelement. SS-EN Förtillverkade betongprodukter Stödmurselement Omfattning: De produkter som täcks in av denna Europastandard avses bli använda som delar i stödmurar, vid tillämpningar som: i broars frontmurar och deras sidomurar;

176

177 Vad byggproduktförordningen innebär för branschen (1) Nästan alla produktstandarder är skrivna för CPD. Då var standarderna skrivna som kravdokument Då räckte det att uppfylla standardens krav CPR kräver att dessa standarder används som om de var skrivna för CPR Enligt CPR är anger standarder metoder för bedömning och deklaration av egenskaper Enligt CPR anges inte krav i standarderna; kraven anges av myndigheter eller beställare Detta kräver kunskaper hos alla inblandade!

178 Vad byggproduktförordningen innebär för branschen (2) Beställaren kan inte längre ange att ska uppfylla krav enligt SS-EN XXXX-X Beställaren ska utifrån standarden ange vilka egenskaper som ska vara deklarerade och vilka prestanda som ska uppfyllas Krav på prestanda kan komma från myndighetsföreskrift, beställarens krav eller projektering

179 Vad byggproduktförordningen innebär för branschen (3) CPR kräver bedömda och deklarerade prestanda om det finns hen eller EAD Anmält organ (Notified body) ger via Certifikat tillverkare rätt att CE-märka Tillverkare upprättar Prestandadeklaration och CE-märker produkten

180 Vad byggproduktförordningen innebär för branschen (4) CE-märke och prestandadeklaration, DoP, ska visa Anmälda organets nummer Tillverkare År Certifikatets nummer Standardens nummer Identifikation och avsedd användning Deklarerade prestanda

181 Vad byggproduktförordningen innebär för branschen (5) Krav på prestanda måste identifieras, sammanställas och kommuniceras till leverantör Krav på prestanda måste kontrolleras vid offert, leverans och slutbesiktning Detta påverkar hela kedjan; Beställare, Projektör, Entreprenör, Tillverkare och Byggplatsuppföljare

182 Vad byggproduktförordningen innebär för branschen (6) Kraven på deklarerade egenskaper måste sammanställas och kommuniceras till leverantör för att sedan kontrolleras vid offert, leverans och slutbesiktning. För det få ihop det behövs bättre kunskaper hos: Beställare t.ex. teknikspecialister och upphandlare Projektörer t.ex. beskrivare Entreprenörer t.ex projekteringsledare och inköpare Tillverkare t.ex. konstruktörer och säljare Byggplatsuppföljning

183 Tillbaks till exemplet med den lilla bron AMA Anläggning 10 GBC Konstruktioner av betongelement i anläggning För betongelement som omfattas av harmoniserade produktstandarder ska tillverkning och bekräftelse av överensstämmelse ske i enlighet med bilaga ZA i dessa standarder. Beställaren ska ange vilka egenskaper som ska vara deklarerade och vilka värden som ska uppfyllas. Är det uppfyllt i GBC? Det finns alltid mer jobb

184 Hur långt har vi kommit då? Hur många har förstått: Att det ska vara CE-märken på vissa produkter. (Många) Att det ska vara rätt standardbeteckning i märket. (Några) Att det ska vara rätt deklarerade egenskaper. (Få) Hur detta påverkar det egna arbetet. (Få) Följdverkningar för branschens arbetssätt. (Någon?)

185 Konsultuppdrag och förfrågningsunderlag

186 Allt börjar med en projekterande konsult Första steget är att köpa en konsult, Trafikverket tillämpar nu mallar för Uppdragsbeskrivningar för projekterande konsulter Tydlig kravställning Kalkylerbarhet Nationellt arbetssätt Konsultuppdrag även till fastpris

187 Mallar för uppdragsbeskrivning (UB-mallar) UB-mallen innehåller fasta bilagor med leveranser Väg/Järnvägsplan, planläggningstyp 2 och 3 Väg/Järnvägsplan, planläggningstyp 4 Systemhandling Förfrågningsunderlag för utförandeentreprenad Förfrågningsunderlag för totalentreprenad Bilagor med styrande och stödjande dokument samt komplement

188 Mallar för uppdragsbeskrivning (UB-mallar) Eftersom vi ska bli renodlade beställare och eftersom vi vill att projekterande konsulter arbetar metodiskt och systematiskt: Kan UB-mallarna tyckas omständliga. Innehåller UB-mallarna i vissa fall krav på redovisning av flera studerade alternativ. Ett exempel är av brotyp. Det kan verka dyrt men vi har gjort detta med avsikt eftersom ett noggrant förarbete spar pengar senare

189 Förfrågningsunderlag i utförandeentreprenad Utförandeentreprenad Köps på AB04 TB upprättas i anslutning till AMA Anläggning Observera att TB inte bara är teknik utan också en specifikation av beställningen

190 Förfrågningsunderlag i totalentreprenad Totalentreprenad Köps på ABT06 TB enligt Beskrivningsexempel OTB Väganläggning som snart blir mall TB för TE Principiellt ska så lite som möjligt visas eftersom en part står för lämnade uppgifter Utförandeentreprenad med konstruktionsansvar Är en entreprenadform som inte finns Är bannlyst på grund av de juridiska luckorna

191 Nya eurokoder Ebbe Rosell, TK 203 Eurokoder och Trafikverket

192 Det viktiga först: Ja 2020 Tre nya Det har börjat Vi har en plan

193 Nya eurokoder i stora drag Planerad utgivning Arbetet startar nu Om finansieringen blivit klar sker rekrytering till project team under tidiga våren Det finns ett mandat europeiska kommissionen. Det heter M/515. Det finns ett svar från CEN TC 250 som visar hur man tänker lösa mandatets uppgifter. Det finns en organisation. Det finns en plan för tre nya eurokoder. Det finns utpekade insatser utöver vanlig teknikutveckling

194 Ordförande Steve Denton University of Bath Parsons Brinckerhoff Driven och drivande projektledare

195 We are embarking on a hugh project Steve Dentons öppningsord på startmötet i Delft i november

196 Organisation SC = Sub Committee WG = Working Group HG = Horizontal Group WG 7 Basis of design

197 Motsvarande svenska organisation

198 Tre nya eurokoder Tre nya standarder tas fram för konstruktionsmaterial som inte finns med i nuvarande eurokoder. Det gäller konstruktioner av: Glas Fiberarmerad plast Membran

199 Två specialområden Det finns arbetsgrupper som på ett övergripande sätt tar sig an: Befintliga bärverks bärförmåga. Bärverks robusthet

200 Sammanslagning av delar Ytterligare några glimtar Ny del för samverkan mellan trä och betong Hopp om att design approach 1-3 (dimensioneringssätten) stryks

201 Utpekade insatser i urval Utvidga mot bärighetsbestämning för befintliga konstruktioner. Utveckla regler för robusthet. Reducera antalet möjligheter till nationella val. Förbättra användarvänligheten. Inarbeta nya kunskaper från innovation och om hållbar utveckling. Ta fram en klar och tydlig lista över bakgrundsdokument

202 Förbättra användarvänligheten / CAP CAP = Chairman s Advisory Panel on the Ease of Use and Reduction of NDP. Tillfällig grupp som ska ge förslag på hur eurokoderna kan bli tydligare, entydigare och mer lättarbetade. Gruppen sattes samman av practitioners. Ebbe Rosell deltar. Första möte i slutet av februari

203 Förbättra tydlighet För att minska skillnader i språk och struktur kommer alla de nya eurokoder att redigeras av samma grupp. men det är inte så enkelt alla gånger Dagens eurokoder följer inte CENs skrivregler för numrering av tabeller och figurer. Om man anpassar sig kan man få redigeringshjälp av CEN. Om inte har man högre kostnader för redigering. De pengarna tas då från teknikutvecklingen

204 Ordning! Produktstandarder har ibland egna idéer om dimensionering av bärverk dvs. säkerhetsformat, laster och bärförmåga. CE-märkning av produkter med avseende på bärförmåga kommer då i konflikt med eurokod och med nationella val till eurokod. I Sverige innebär det att Byggproduktförordningen kommer i konflikt med myndighetsföreskrifter om tillämpning av eurokoder. De styrande dokument som ger TC 250 suveränitet i frågor om bärförmåga i förhållande till kommittéer för produktstandarder förnyas. Men det tar tid innan sådant får genomslag

205 Sammanfattning: Klart Tre nya ämnen glas, plast och membran. Det har redan börjat. Det finns en plan. Det finns mandat. Bra ska bli bättre!! Foto: Svensk NTC i kommittéen för eurokod för betongbroar EN

206 Dagens rubriker var: Renodlad beställare Regelverksstruktur; alltså hur det hänger ihop Anpassat regelverk CE-märkning av byggprodukter Konsultuppdrag och förfrågningsunderlag Nya eurokoder Har vi tid för några frågor?

207 Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell Max Fredriksson Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

208 AGENDA Regelverk Utformning av spännarmering AMA / utförande FEM-modellering Dimensionering Exempel Frågor / diskussion Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

209 Regelverk Före införandet av Eurocode BBK (Boverkets handbok för betongdimensionering) - BBR (Boverkets byggregler) - BKR (Boverkets konstruktionsregler) BFS 2004:10 (EBS 1, tillämpning av europeiska beräkningsstandarder) Bro VVFS 2004:31 (VKR) - VVFS 2004:43 (EBS, tillämpning av europeiska beräkningsstandarder) BV Bro, utgåva 9 - TSD, tekniska specifikationer för driftskompabilitet Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

210 Regelverk Efter införandet av Eurocode SS-EN (Betongkonstruktioner/Allmänna regler) SS-EN (Betongbroar) TRVFS 2011:12 (tillämpning av europeiska beräkningsstandarder) BFS 2013:10 (EKS 9, tillämpning av europeiska konstruktionsstandarder) TSFS 2011:65 (TSD, tekniska specifikationer för driftskompabilitet) TRVK Bro 11 (TRVR Bro 11) AMA Anläggning (Allmän material- och arbetsbeskrivning) - TRV AMA Anläggning - ETA (europeiskt tekniskt godkännande) - OTBb (objektspecifik teknisk beskrivning byggnadsverk) Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

211 Utformningskrav för spännarmering TRVK / TRVR Bro Placering och utformning av förankringar - Objektspecifika byggherreval Täckande betongskikt 65 mm till foderrör Eurocode 2 inkl. TRVFS / BFS Avstånd mellan foderrör Placering av skarvkopplingar och dess andel av total spännarmeringsmängd Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

212 Utformningskrav för spännarmering ETA för aktuellt spännsystem Avstånd mellan förankringar - Utformning av spiraler Tillåtna krökningsradier för foderrör Avstånd mellan galgar Foderrörsdiameter Varierar mellan olika spännsystem! Faktorer för friktionsförluster Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

213 AMA Anläggning / TRV AMA Anläggning EBC.121 med underrubriker styr utförandet av spännarmering, exempel på innehåll: Materialkrav - Lågrelaxerande spännarmeringsstål - Foderrör av stål - Krav på ETA Utförandekrav - Spännkablar ska vara raka och vinkelräta mot förankringen 1 m närmast förankring - Galgar av stål ska användas för fixering av foderrör - Vid frysrisk ska foderrör förses med dräneringsrör Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

214 AMA Anläggning / TRV AMA Anläggning EBC.121 med underrubriker styr utförandet av spännarmering, exempel på innehåll: Krav på kontroll - Tilläggskontroll av spännkablarnas linjeföring - Tilläggskontrollplan tas normalt fram av konstruktör Krav på erforderlig betonghållfasthet vid uppspänning anges av konstruktör - Bestämmer c/c mellan ankare och spiralers utformning enligt ETA - Påverkar vilka spänningar som kan tillåtas i byggstadiet vid dimensionering Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

215 Modellering av spännarmering Bro 2004 / BBK Äldre beräkningsprogram, tex. Strip Step 2 Förspänning utgörs av yttre last TRVK Bro / Eurocode Krav ställs i princip alltid på FEM-beräkningar Hur modelleras förspänning i en FEM-modell? Spännarmeringen inkluderas i FEM-modellen Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

216 Modellering av spännarmering Hur inkluderas spännarmering i FEM-modellen? (Vi använder Brigade/Standard och Brigade/Plus) Kablar / kabelgrupper modelleras med stångelement - Stångelement = element som endast tar normalkraft Stångelementen kopplas till värdelement - Värdelement kan utgöras av skalelement, balkelement eller solidelement som representerar överbyggnaden Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

217 Modellering av spännarmering Konsekvenser av att inkludera spännarmeringen i FEM-modellen Spännarmeringen påverkas av yttre laster - Drag i spännarmering av egentyngd, trafiklast, etc. - Tryck i spännarmering av krympning Övriga FEM-modellen påverkas av spännarmeringen - Tryck och böjning i betongen av egentyngd, trafiklast, etc. - Drag och böjning i betongen av krympning Statiskt bestämt moment och tvångsmoment separeras inte i modellen Man måste vara medveten om att spännarmeringen är en del av modellen! Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

218 Modellering av spännarmering Uppspänning av spännkablar i FEM-modellen Normalt läggs en föreskriven töjning på kabelelementen P Spännkraft [N] E p E-modul för spännarmering [Pa] A p Spännarmeringsarea [m 2 ] Δε Föreskriven töjningsskillnad mellan kabelelement och värdelement [-] Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

219 Modellering av spännarmering Uppspänning av spännkablar i FEM-modellen Normalt läggs en föreskriven töjning på kabelelementen Δε P Spännkraft [N] E p E-modul för spännarmering [Pa] A p Spännarmeringsarea [m 2 ] Δε Föreskriven töjningsskillnad mellan kabelelement och värdelement [-] ΔT Temperaturändring [K] α Längdutvidgningskoefficient [1/K] Tvång mellan värdelement och kabelelement ger spännkraften Observerat att modellering på detta sätt leder till förlust av spännkraft till följd av värdelementens deformation ε p i utdata från FEM-modell < föreskriven Δε Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

220 Modellering av spännarmering Beräkning av friktionsförluster Minskning av spännkraft längre från aktivt ankare till följd av friktion mellan spännkabel och foderrör P [N] P max Spännkraft under uppspänning P m0 Spännkraft efter förankring Aktivt ankare Får användas om kraften i domkraften kan mätas med noggrannhet ±5% Passivt ankare x [m] P max = min( A p 0,80 f pk ; A p 0,95 f p0,1k ) P m0 = min( A p 0,75 f pk ; A p 0,85 f p0,1k ) Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

221 Modellering av spännarmering Beräkning av friktionsförluster BBK 04 och Bro 2004 k μ θ s Friktionsförlust av oavsiktlig vinkeländring per meter Friktionskoefficient mellan spännarmering och foderrör Summa vinkeländring över sträckan s Längdmätning längs kabeln Eurocode k Oavsiktlig vinkeländring per meter Brigade använder dock fortfarande förlustberäkning enligt BBK! Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

222 Modellering av spännarmering Tidsberoende förluster Minskning av spännkraft till följd av krypning, krympning och relaxation P [N] Direkt efter uppspänning P m0 Vid t 1 Vid t 2 Aktivt ankare Passivt ankare x [m] Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

223 Modellering av spännarmering Olika sätt att beräkna tidsberoende förluster Beräkna förluster helt i annat program och använda som indata i FEM-modellen Beräkna förlustfaktorer A, b, c och d och används om indata i FEM-modellen (Brigade/Standard) Gör en visco-elastisk analys där krympning, krypning och relaxation modelleras med materialmodeller för betong och armering (Brigade/Plus) Används när etappvis utbyggnad erfordras Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

224 Dimensionering Skillnader mot slakarmerad konstruktion Kontroller i SLS / byggstadiet Momentkapacitet i ULS Lokal dimensionering kring förankringszoner Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

225 Dimensionering Kontroller i SLS / byggstadiet Tryckspänningar i byggstadiet och karakteristisk lastkombination σ cc < 0,6 f ck t Sprickbreddskontroll i frekvent lastkombination - Sprickbreddskrav i exponeringsklass XC1-XC4 - Krav på frånvaro av dragspänningar i XD och XS - Leder till generellt hårdare krav för vägbroar än för järnvägsbroar - Observera att ULS kan dimensionera XCexponeringsklasser Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

226 Dimensionering Kontroller i SLS / byggstadiet Dragspänningar i kvasipermanent lastkombination - Krav på frånvaro av dragspänningar i XC2-XC4 - Vi brukar dock även begränsa spänningen < 0 i betongytan för att slippa sprickdimensionering Dragspänningar i byggstadiet - Inga krav finns enligt regelverken - Vi brukar begränsa spänningarna så att betongen förblir osprucken under byggstadiet σ ct < f ctk / γ m / ξ Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

227 Dimensionering Beräkning av tvångsmoment För kontinuerliga bärverk består momentet av förspänning av två delar; statiskt bestämt moment och tvångsmoment å M tvång är tillkommande moment orsakat av förhindrad deformation. M [Nm] Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

228 Dimensionering Beräkning av tvångsmoment Momentkapacitet i ULS kontrolleras mot M Ed M Ed, exkl. förspänning M tvång alternativt M Ed M Ed,inkl. förspänning M 0 Tvångsmoment och statiskt bestämt moment måste separeras 2D-ramprogram kan ofta separera M 0 och M tvång FEM-program saknar generellt funktion för att separera M 0 och M tvång Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

229 Dimensionering Beräkning av tvångsmoment FEM-beräkningen ger endast totalt moment M p Beräkna statiskt bestämd del (M 0 P e) utifrån inlagd kabelgeometri och tvärsnittets tyngdpunkt - Aktuell spännkraft med hänsyn till friktions- och långtidsförluster måste beräknas (P ) - Spännkablarnas excentricitet mht tvärsnittets tyngdpunkt måste beräknas (e ) - Lämpligt för fall där tvärsnittets tyngdpunktläge ej varierar längs bron Beräkna tvångsmoment (M tvång ) utifrån erhållna reaktionskrafter i förspänningslastfallet - Kräver att systemberäkningen görs statiskt bestämd, dvs. vissa randvillkor tas bort Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

230 Dimensionering Momentkapacitet i ULS Tvärsnittsjämvikt för spännarmerat tvärsnitt Skillnaden mot ett slakarmerat tvärsnitt är främst ε p0 = töjning i spännarmering före belastning Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

231 Dimensionering Momentkapacitet i ULS Arbetskurva förspänningsstål Med lutande övre del på kurvan kan momentkapaciteten ofta ökas Vi brukar bortse från den övre delen eftersom SLS ofta är dimensionerande Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

232 Dimensionering Lokal dimensionering av förankringszoner Enligt Eurocode bör förankringszoner dimensioneras med fackverksmodeller Tryck Drag Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

233 Dimensionering Lokal dimensionering av förankringszoner Dragband 0,25 1 0, Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

234 Dimensionering Överföring av spännkraft till flänsar Dragband Om stålspänning begränsas till 250 MPa erfordras ingen sprickbreddskontroll Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

235 Exempel bro Bro för väg 40 över Karlsnäs industriområde i Ulricehamn Spännarmerad lådbalkbro i betong Spännvidd m Fri brobredd 21,5 m Spännbetongbroar enligt TRVK Bro Rikard Migell & Max Fredriksson

236 Exempel bro FEM-modell Dimensionering / utvärdering 3D CAD modell för spännarmering Spännbetongbroar enligt Eurocode Rikard Migell & Max Fredriksson

237 Exempel bro Spännbetongbroar enligt TRVK Bro Rikard Migell & Max Fredriksson