Konsekvensklasser for bygningskonstruktioner

Transkript

1 DS-information DS/INF udgave Konsekvensklasser for bygningskonstruktioner Consequences classes for building constructions

2 DS/INF 1990 København DS projekt: M ICS: ; Første del af denne publikations betegnelse er: DS/INF, hvilket betyder, at det er en information, der er udarbejdet på nationalt niveau. DS-publikationen er på dansk. DS-publikationstyper Dansk Standard udgiver forskellige publikationstyper. Typen på denne publikation fremgår af forsiden. Der kan være tale om: Dansk standard standard, der er udarbejdet på nationalt niveau, eller som er baseret på et andet lands nationale standard, eller standard, der er udarbejdet på internationalt og/eller europæisk niveau, og som har fået status som dansk standard DS-information publikation, der er udarbejdet på nationalt niveau, og som ikke har opnået status som standard, eller publikation, der er udarbejdet på internationalt og/eller europæisk niveau, og som ikke har fået status som standard, fx en teknisk rapport, eller europæisk præstandard DS-håndbog samling af standarder, eventuelt suppleret med informativt materiale DS-hæfte publikation med informativt materiale Til disse publikationstyper kan endvidere udgives tillæg og rettelsesblade DS-publikationsform Publikationstyperne udgives i forskellig form som henholdsvis fuldtekstpublikation (publikationen er trykt i sin helhed) godkendelsesblad (publikationen leveres i kopi med et trykt DS-omslag) elektronisk (publikationen leveres på et elektronisk medie) DS-betegnelse Alle DS-publikationers betegnelse begynder med DS efterfulgt af et eller flere præfikser og et nr., fx DS 383, DS/EN 5414 osv. Hvis der efter nr. er angivet et A eller Cor, betyder det, enten at det er et tillæg eller et rettelsesblad til hovedstandarden, eller at det er indført i hovedstandarden. DS-betegnelse angives på forsiden. Overensstemmelse med anden publikation: Overensstemmelse kan enten være IDT, EQV, NEQ eller MOD IDT: Når publikationen er identisk med en given publikation. EQV: Når publikationen teknisk er i overensstemmelse med en given publikation, men præsentationen er ændret. NEQ: Når publikationen teknisk eller præsentationsmæssigt ikke er i overensstemmelse med en given standard, men udarbejdet på baggrund af denne. MOD: Når publikationen er modificeret i forhold til en given publikation.

3 Indholdsfortegnelse 1 Indledning Baggrund Sikkerhedsstyring Definition af konsekvensklasser Projektering og byggesagsbehandling Principper for indplacering i konsekvensklasser Helhedsvurdering Konsekvenser af svigt Hovedkonstruktion og konstruktionsdele Utraditionelle eller komplekse konstruktioner Svigtmåder Bygningens art og anvendelse Konstruktionens omgivelser Dokumentation Retningslinjer for indplacering i konsekvensklasser Retningslinjer, jf. Eurocode Grænseværdier Eksempler på indplacering i konsekvensklasser Vurdering af risiko i særlige tilfælde Generelt Beregning af risiko Omkostninger til at nedsætte risikoen for svigt Referencer Side 3

4 1 Indledning 1.1 Baggrund Serien af standarder i eurocodesystemet blev primo 2009 obligatorisk for dokumentation af bærende bygningskonstruktioner i Danmark. Hermed indførtes i Eurocode 0 begrebet konsekvensklasser som værktøj til at tage hensyn til konsekvenserne af svigt eller funktionsfejl af konstruktionen (DS/EN 1990:2007). Begrebet konsekvensklasse afløste ved denne lejlighed begrebet sikkerhedsklasse fra det tidligere normsystem. Begreberne sikkerhedsklasse og konsekvensklasse har erfaringsmæssigt været håndteret med nogen usikkerhed både ved byggesagsbehandling og projektering. Denne DS/INF beskriver og definerer i flere detaljer, hvordan indplacering af konstruktioner i konsekvensklasser bør foretages. Derved opnås en forventningsafstemning mellem myndigheder, bygherrer og projekterende, ligesom unødige byggeomkostninger og for lav sikkerhed kan undgås. I sagens natur kan de anførte grænseværdier og eksempler ikke dække alle tænkelige bygningsformer, -konstruktioner og -anvendelser. Hvor man derfor ikke kan finde hjælp i denne DS/INF, er man henvist til en ingeniørmæssig vurdering. 1.2 Sikkerhedsstyring Af Eurocode 0 (DS/EN 1990:2007), afsnit 2.2, Sikkerhedsstyring fremgår, at der ved valg af sikkerhedsniveau skal tages hensyn til blandt andet følgende forhold: 1. Årsager til og/eller måden, hvorpå en grænsetilstand nås 2. Konsekvenser af brud med hensyn til risiko for menneskeliv og personskade økonomiske tab offentlig reaktion på svigt. 3. Omkostninger og foranstaltninger, der er nødvendige for at nedsætte risikoen for svigt. Indplacering af en konstruktion eller dele heraf i en konsekvensklasse vedrører især ovenstående pkt. 2, og denne DS/INF behandler i det følgende hovedsageligt dette emne. Med hensyn til vurdering af årsager til og/eller måden, hvorpå en grænsetilstand nås: se efterfølgende afsnit 2, Principper for indplacering i konsekvensklasser. Endelig er betydningen af omkostninger til nedsættelse af risikoen kommenteret i afsnit 4, Vurdering af risiko i særlige tilfælde. 1.3 Definition af konsekvensklasser Det danske nationale anneks til Eurocode 0 (DS/EN 1990 DK NA:2010) definerer konsekvensklasser således: CC3+ (Ekstra høj) Som CC3, men hvor konsekvenserne af svigt er særligt alvorlige, for uddybning, se pkt. 3 CC3 (Høj) Høj risiko for tab af menneskeliv, eller de økonomiske, sociale eller miljømæssige konsekvenser er meget store CC2 (Middel) Middel risiko for tab af menneskeliv. Økonomiske, sociale eller miljømæssige konsekvenser er betydelige CC1 (Lav) Lav risiko for tab af menneskeliv, og de økonomiske, sociale og miljømæssige konsekvenser er små eller ubetydelige. For konsekvensklasserne CC1, CC2 og CC3 skelnes mellem 3 forskellige værdier af en sikkerhedsfaktor ved dimensionering af konstruktionerne. For CC3+ anvendes samme sikkerhedsfaktor som CC3, men denne klasse indebærer særlige krav til kontrol af den statiske dokumentation. 1.4 Projektering og byggesagsbehandling Indplacering af en bygningskonstruktion eller dele heraf i konsekvensklasser anvendes dels som grundlag for krav om byggesagsbehandling, dels som grundlag for de projekterendes udarbejdelse og kontrol af dokumentation for de bærende konstruktioner. 4

5 Såfremt ikke alle konstruktionsafsnit og/eller konstruktionsdele i bygværket henføres til samme konsekvensklasse, vil den højeste konsekvensklasse være bestemmende for krav til byggesagsbehandling af hele konstruktionen, jf. bygningsreglementet BR10, kap , stk. 1, og kap , stk. 4 (Erhvervs- og Byggestyrelsen, 2010). Normalt fastlægger den bygværksprojekterende konsekvensklassen(erne) for bygværkets konstruktioner; se bygningsreglementets bilag 4 om den bygværksprojekterendes opgaver og ansvar (BR 10). Det kan forekomme, at byggemyndigheden underkender valget af konsekvensklassen(erne). 2 Principper for indplacering i konsekvensklasser 2.1 Helhedsvurdering Indplacering af en konstruktion i konsekvensklasse beror på en helhedsvurdering af konstruktionens svigtmåder, anvendelse og omgivelser. Konsekvensklassen anvendes til at beskrive konsekvenser af et svigt ud fra en helhedsvurdering og vil ikke være afhængig af specifikke forhold ved konstruktionen, fx svigtmekanismer, svigtårsager, manglende tradition ved konstruktionstypen eller funderingsforhold. 2.2 Konsekvenser af svigt Indplacering af konstruktioner i konsekvensklasser er som nævnt ovenfor bestemt af konsekvenser af svigt, men det kan i praksis være vanskeligt at vurdere disse svigtkonsekvenser præcist. Hvor der derfor er en risiko for en given konsekvens næsten uanset hvor lille denne risiko måtte være bør man derfor indplacere konstruktionen i den dertilhørende konsekvensklasse. 2.3 Hovedkonstruktion og konstruktionsdele En konstruktion kan i sin helhed henføres til en konsekvensklasse, eller man kan vælge at henføre konstruktionsafsnit eller enkelte konstruktionsdele til forskellige konsekvensklasser alt efter konsekvenserne af svigt i konstruktionsafsnittene eller konstruktionsdelene. I en konstruktion vil der ofte være dele, hvor et svigt vil have betydelig konsekvens for hele eller store dele af den samlede konstruktions sikkerhed og funktion. Disse konstruktionsdele udgør tilsammen hovedkonstruktionen, som fx kan omfatte hoveddragere, stabiliserende konstruktionsdele og søjler, som bærer overliggende konstruktionsdele. Hovedkonstruktionen omfatter således alle de konstruktionsdele, der er nødvendige for en stabil nedføring af påvirkninger til jord. Konstruktionsdele, der ikke indgår i hovedkonstruktionen, kan ofte henføres til en lavere konsekvensklasse end hovedkonstruktionen. Som eksempler på konstruktionsdele, der ofte ikke indgår i hovedkonstruktionen, kan nævnes tage, trapper, altaner og dele af etagedæk. I praksis vil det oftest være hensigtsmæssigt at henregne hele konstruktionsafsnit til én konsekvensklasse, fx tag til middel konsekvensklasse og bærende vægge inkl. afstivende dæk til høj konsekvensklasse. 2.4 Utraditionelle eller komplekse konstruktioner Ved tilrettelæggelse af utraditionelle konstruktioner bør man være særligt varsom ved håndtering af sikkerheden mod svigt. Utraditionelle konstruktioner er konstruktioner, der ikke er stor og lang erfaring med, fx brug af nye materialer og statiske systemer, nye udførelsesmetoder og forbindelseselementer eller brug af velkendte konstruktionsmåder i nye situationer, som der ikke er erfaring med, fx kendte rammekonstruktioner ved større spænd end normalt eller nye betonrecepter med fiberarmering ved normale konstruktioner. Ved tilrettelæggelse af komplekse konstruktioner bør man være særligt varsom ved håndtering af sikkerheden mod svigt. Komplekse konstruktioner er konstruktioner, hvor lastnedføringerne kan være vanskelige at overskue, og hvor ændringer i forudsætninger kan have væsentlig betydning for ligevægtstilstande, snitkræfter og reaktioner, fx mange gange statisk ubestemte rumlige konstruktioner som rumgitre og rumlige bjælke-søjler, konstruktioner med store udbøjninger og visse foreller efterspændte konstruktioner. Ved sådanne utraditionelle og/eller komplekse konstruktioner bør usikkerheden almindeligvis ikke influere på indplacering i konsekvensklasse, men derimod håndteres ved passende forholdsregler til at sikre konstruktionens robusthed, ved vurdering af dokumentationsklasse, jf. SBi-anvisning 223 (Aagaard og Feddersen, 2009), eller ved at gennemføre ekstra kontroller. 5