Forslaget indledes med en punktvis opdelt og overordentlig klar problembeskri velse, der sammenfattende redegør for sm~huses stabilitet.

Transkript

1 OG DOMMERKOMITEENS BEMÆRKNINGER: Forslaget indledes med en punktvis opdelt og overordentlig klar problembeskri velse, der sammenfattende redegør for sm~huses stabilitet. Endvidere tilkendegiver forfatterne sammenfattende, at hensigten med forslaget er at skabe forenkling -med de fordele en forenkling indebærer. Ideen er at disponere sig ud af det, som forfatterne skriver, næsten umulige problemkompleks, der er opstået ved opklassificering af bygningsdele i relation til bærende og stabiliserende konstruktioner vægge fra at medvirke system. ved at frigøre lette idet stabiliserende Dommerkomiteen er enig med forfatterne i ønsket om forenkling og finder de anviste metoder en god mulighed for forenkling. En mulighed, der snarest bør efterprøves i praksis. For en god ordens skyld skal nævnes, at dommerkomiteen er opmærksom på, at også lette inder - vægge kan bringes i anvendelse som stabiliserende elementer. men hvis det er ressourcekrævende at beregne hvorledes vandrette påvirkninger overføres til vægge og der er mange fejlkilder ved udførelsen. nedsættes sikkerheden. hvis kontrolomfanget ikke øges tilsvarende. Da dette forslags ide netop er at forenkle beregnings- og udførelsesmetoder uden samtidig at øge kontrolomfanget, er det disse egenskaber dommerkomiteen først og fremmest har lagt vægt på at fremhæve ved præmieringen. At de anviste metoder for placering af stabiliserende elementer tillige giver stor fleksibilitet i plan og muliggør mange facadeløsninger, er en ikke uvæsentlig kvalitet ved forslaget. Forslaget bør viderebearbejdes med bl.a forslag til hvorledes de foreslåede stabiliserende komponenter ved artikulering kan indgå som led i bygningens arkitektur. 22

2 2. præmie kr BYGGESKADEFONDENS KOMMENTARER: Nr Anders Christensen R~dgivende Civilingeniør Aps Lyngby Hovedgade Lyngby. Efterbearbejdning samarbejde med Frederiksen & Knudsen Arkitekter MAA AIS, Østerbrogade i 52, 1. Tv København Ø. Fonden fremhæver projektet for dets overordentlig præcise problemanalyse. Heri ridser forfatteren klart og tydeligt op, hvorfor byggerierne i dag rummer mange konstruktive svigt. Videre fremhæves projektets løsningsforslag for dets enkelhed. Enkelheden står i fornem kontrast til det i problemanalysen omtalte komplicerede konstruktive integrationsprincip. Projektet er efter præmieringen viderebearbejdet. I viderebearbejdelsen er der lagt vægt på at belyse, hvor stabilelementerne kan optræde som synlige arkitektoniske elementer i rummene. Der er skitsernæssigt for tre forskellige boligtyper samtidig redegjort for den fleksibilitet som anvendelsen i såvel plan- som facadeudformning, af dette statiske princip muliggør. Fonden fremhæver forslaget for på forbilledlig vis at sammenkæde arkitektur og teknik. Forslaget formår dermed i høj grad at leve op til ønsket om, at der bygges både smukt, økonomisk og byggeteknisk sikkert. 23

3 Indledning Småhusbyggeriet har de senere år fremvist en række svigt. som kan føres tilbage til utilstrækkelig robusthed af bygningernes bærende konstruktioner overfor de påvirkninger. som stammer fra vindlast. Derimod ses svigt. der kan tilskrives utilstrækkelig bæreevne overfor lodret last (sne. egenlast og nyttelast) langt sjældnere. Problemet er i høj grad erkendt. og har givet anledning til en række af anvisninger, vejledninger. fejlblade etc.. der næsten alle har de projekterende teknikere som målgruppe. Medens opmærksomheden for år tilbage i høj grad var rettet mod bygningernes evne til at modstå af sugning af lette tagkonstruktioner etc., koncentreres udgivelserne nu mere og mere om evnen til at modstå vindlastens vandrette virkninger -om husets vandrette stabilitet. Det er fælles for hovedparten af disse publikationer. at de tager udgangspunkt i. hvad der kunne kaldes ude facto standarden" for udformning af småhuse, og øjensynligt tager denne byggeskik for givet. ustandarden" omfatter typisk småhuse i en etage uden kælder, med rumafgrænsende bygningsdele udført af limede porebetonelementer. tagkonstruktioner baseret på fabriksfremstillede trægitterspær og skalmurede facader. Denne bygningsudformning danner baggrunden for de følgende betragtninger- Under indtryk af ønsker om kortest mulig fremstillingstid og krav om overholdelse af stadig strammere økonomiske rammer har denne bygningstype gennem årene udviklet sig på en måde. som har undertrykt en række oprindelige, konstruktive kvaliteter i småhusbyggeriet. En rød tråd i udviklingen har været -og er -at man har udnyttet den styrke- og stivhedsmæssige kapacitet i flest mulige af de rumafgrænsende bygningsdele. som er til rådighed med den valgte planløsning. Dette har man gjort for helt at undgå udgiften til bygningsdele. stabilitet. Selv hvor denne fremgangsmåde der alene har til formål at sikre husets krones med held. har den i sig en række kvalitetsmæssige og brugsmæssige ulemper. 1.Metoden medfører en væsentlig reduktion af fleksibiliteten i rumindretningen fordi alle -eller næsten alle -rumafgrænsen de vægge indgår som en integreret del af det stabiliserende sy. stem og således er..bærende vægge". Der stilles desuden skærpede krav til udførelsen af de enkelte vægge. fordi revnedannelser i disse kan medføre svigt idet overordnede stabiliserende system. 2. Indskrænkningen i fleksibilitet udvides tilloftbeklædningen, der, enten den består af trælofter eller gipslofter. ofte tillægges den funktion at fordele de vandrette vindkræfter til de stabiliserende vægge. 24

4 Konklusion. Denne funktion kan kun udfyldes af loftbeklædningen, såfremt en række krav til materialer og befæstelsesmidler, pladestørrelser etc, er opfyldt. Det ingeniørmæssige argument for inddragelse af loftbeklædningen i det stabiliserende system er ofte, at beklædningens stivhed er overlegen i forhold til konstruktionerne i tagrummet (gangbro, afsværtning etc,), men det er en påstand, som sjældent eftervises beregningsmæssigt, blandt andet fordi det i mange tilfælde ikke lader sig gøre indenfor rimelige tidsmæssige og honorarmæssige rammer. 3. Konsekvensen af integration af forskelligartede bygningsdele og materialer i det stabiliserende system er en stigende konstruktionsmæssig kompleksitet -en stadig højere grad af statisk ubestemthed. For at fastlægge påvirkningernes fordeling i en statisk ubestemt konstruktion skal de indgående konstruktionsdeles stivhedsegenskaber være kendt. Selv små unøjagtigheder på dette punkt kan medføre væsentlige afvigelser i kraftfordelingen og en hertil svarende usikkerhed i vurderingen af revnerisiko og sikkerhed mod væltningglfdning af væggen. Imidlertid er det sjældent -eller aldrig -muligt at opnå et tilstrækkeligt intimt kendskab til stivhedsforholdene ide komplekse konstruktioner. blandt andet fordi stivhedsforholdene i samlingerne er stærkt afhængige af den udførelsesmæssige kvalitet. Erkendelse af dette forhold har ført til en stigende tendens til at tage udgangspunkt i brudstadiet. når bæreevnen af det stabiliserende system skal eftervises. Brudberegningen er rettet mod en vurdering af sikkerheden mod sammenbrud. men er ikke et brugbart grundlag for vurdering af revnerisici. En forudsætning ved gennemførelse af brudberegningen er. at de medvirkende konstruktioner udviser en rimelig sejhed i brudøjeblikket. En sådan sejhed kan muligvis forudsættes i søm. mede forbindelser mellem loftskiven og porebetonvæggene. men ikke i selve porebetonvæggene. og brudberegningens pålidelighed kan derfor i en række tilfælde drages i tvivl. 4. I udførelsesmæssig sammenhæng stiller den stigende integration store krav til såvel håndværkernes opmærksomhed og omhu som kvalitetskontrollens effektivitet. Det kan imidlertid anses for dokumenteret i forbindelse med en lang række svigt. at disse forudsætninger er yderst vanskelige at opfylde. 5. Sidst, men ikke mindst. m~ det konstateres, at det i en det svigttilfælde viser sig, at utilstrækkelig beregningsmæssig behandling af de komplicerede, konstruktive sammenhænge er en medvirkende ~rsag, Hertil kommer, at bygningsmyndighedernes tekniske kontrol af projektmaterialet er stærkt mindsket gennem de senere ~r. Det er -med udgangspunkt i ovenst~ende betragtninger -vor konklusion. at den del af sm~husbyggeriet. hvis stabilitet er baseret p~ limede porebetonvægge. i statisk henseende er endt i et galt spor. der trædes dybere og dybere under vægten af publikationer. anvisninger, forsøg med mere, som i den bedste mening sigter mod at fastholde og udbygge et konstruktivt integrationsprincip, som ikke har evnet at begrænse antallet af svigt af ensartet type gennem flere ~r. Hensigten med det følgende er derfor at søge mod mindre integration og højere grad af statisk konstruktiv enkelhed(i de overordnede stabiliserende systemer. Med en forenkling følger en række fordele, bl.8.: 1.Forøgelse af fleksibiliteten planløsningen. 2. Mulighed for en beregningsmæssig pålidelig eftervisning af modstandsevnen idet stabiliserende system indenfor rimelige honorarmæssige rammer. 3. Mulighed for en målrettet kvalitetskontrol af et begrænset antal "Hot spots". discipliner, hvis indsats har direkte betydning for kvaliteten af det stabiliserende 4. Begrænsning af det antal udførelsesmæssige system. Derved øges også mujigheden for en målrettet instruktion af de berørte håndværkere kun med medvirkning treprise. og helst af en fag-en ~ tt1 t11 ~ tt1 ro 25

5 De følgende overvejelser er alene rettet mod bygningsdele, der skal sikre bygningens modstandsevne overfor vandrette kræfter. Vi anbefaler, at man disponerer sig ud af det nærmest uløselige problemkompleks, der er opst~et som følge af opklassificering af bygningsdele i relation til de bærende konstruktioner. Dette kan gøres ved at frigøre porebetonvægge og loftbeklædninger fra medvirken idet stabiliserende system, idet vi anser begge disse bygningsdele for generelt uegnet til dette form~l. De byggetekniske dispositioner er følgende: 1. OPTAGELSE AF VANDRET LAST I BYGNINGENS TVÆRRETNING. I tagkonstruktionens midte udlægges en vinddrager i hele bygningens længde. Drageren understøttes på -og fastgøres til foden af de præfabrikerede spær, der fra spærfabrikken forsynes med påforinger til dette formål. Den langsgående vinddrager, der samtidig fungerer som gangbro, foreslås udformet med veldefinerede som en krydsfinerkonstruktion styrke- og stivhedsegenskaber. Vinddrageren opbygges med randstringere, som optager de bøjende momenter -medens krydsfineren optager forskydningskræfterne. For bl.a. at minimere sømglidning sømmes krydsfiner og stringer sammen via et gennemgående vindtrækbånd. Gangbroen fastgøres i enderne og eventuelt i et mellempunkt til præfabrikerede "stabilelementer", der er i stand til at overføre vandrette kræfter til bygningens fundament. Stabilelementerne, der sikres mod glidning v æltning ved fastboltning til fundamentet, foreslås udformet meget stive med veldefinerede Som eksempel styrke- og stivhedsegenskaber. er valgt en stålbuk, udført i firkantrør- Stabilelementerne kan rummes enten i hulrummet mellem for- og bagmur eller indbygges i indervægge, eller i forbindelse hermed. Fundamentet gives lokalt en udstrækning og udformning, der er tilpasset fastgørelsen af stabilelementerne og optagelse af de ikke ubetydelige vandrette- og lodrette koncentrerede kræfter, der skaloverføres i element-fundamentsamlingerne. Gangbroen og de to eller -ved længere bygninger -tre tilknyttede stabilelementer udgør et veldefineret og enkelt konstruktivt system tiloptagelse af kræfterne i bygningens tværretning. VINDDRAGER \ 26

6 Gangbroen udføres med en sådan bredde, at udbøjningen for vindlasten kan holdes på en maximal størrelse på 3-4 mm incl. deformationsbidraget fra stabilelementerne. Det vil normalt medføre bredder på 1,2 meter eller mere, hvilket også vil give gangbroen en væsentlig brugsmæssig kvalitet. Med stivhedsforhold, som nævnt, vil de indvendige porebetonvægge kunne fastholdes efter sædvanlig praksis, uden betydende risiko for revnedannelse. ~ 2. OPTAGELSE AF VANDRET LAST I BYGNINGENS LÆNGDERETN I NG EKSEMPEL på stabilelementer tt1 tt1 Medens facadevæggene er fastholdt foroven via murremme og spærfag til den afstivende gangbro, er dette ikke Ll? tilfældet med væggene i gavle og -ved rækkehuse -i lejlighedsskel. For at sikre en veldefineret vandret understøtning af oversiden af disse vægge, og for at optage vindpåvirkning på gavlene, forbindes foden af de to yderste spærfag ved J' Stålbuk af to rørprofiler tt1 ro begge gavle med krydsfinerplader, således at der opstår to tværbjælker parallelle med gavlen. Bjælkerne er sammensatte trækonstruktioner med krydsfinerpladerne som krop og spærfødderne som flanger- Disse to bjælker, der har konstruktionshøjde svarende til spærafstanden, forbindes punktvis med gavlkonstruktionen, og fører de langsgående kræfter herfra til ialt to stabilelementer, anbragt i facaderne. Kræfterne i facaderne mellem tværbjælkerne og stabilelementerne udveksles via remmene p~ St,1søjle med skr,1stivere og bardunstrammere bagmuren, ifald stabilelementerne ikke er anbragt umiddelbart ved tværbjælkens ende. To stålsøjler med fladjernskryds Forankret hel vægskive 27

7 SAMLING AF STABILELEMENT OG GANGBRO SNIT I GANGBRO 28

8 Dispositionerne m.h.t. det stabiliserende system har følgende fordele: 1. Porebetonvæggene skal nu kun overføre lodret last. hvilket de er velegnede til. Det vil medføre øget frihed ved disponering af planløsningen. De indvendige vægge kan fastholdes som hidtil uden betydende risiko for revnedannelser provokeret af bevægelser i tagkonstruktionen. Eventuelle revnedannelser i væggene kan i alle tilfælde klassificeres som uden betydning for bygningens stabilitet. 2. Loftbeklædningen frigøres fra funktionen som lastfordelende skive idet stabiliserende system, hvilket muliggør "nedklassificering" af samlingerne mellem loft og tagkonstruktion og større frihed i henseende til valg af beklædning. 3. Den konstruktive virkemåde er forenklet betydeligt. hvorfor eftervisning af. at den fornødne sikkerhed er tilstede, er meget simpel. Dette kan ikke siges at være tilfældet i dag. 4. Det konstruktive system kan uden ændringer bruges til bygninger med beliggenhed svarende til beliggenhedsklasse land og hede. hvor den hidtidige praksis har givet ekstraordinære problemer. Da stivheden af sammensatte bygningselementer ikke hidtil har været undersøgt i tilstrækkeligt omfang, mener vi, det vil være nødvendigt at få øget viden på dette område f.eks. ved at opbygge den her foreslåede gangbrotype og måle udbøjninger for velvalgte lastsituationer. For at ændre en praksis eller give alternative valgmuligheder, må viden og konkrete anvisninger vise vejen. Resultaterne fra stivhedsforsøgene må følges op af en eksempelsamling, hvor også stabilelementet indgår, i kombination med enkle tabeller til brug for dimensionering. SNIT GAVL SNIT VED FUNDAMENT 29

9 " " t ~ " "'< Forenklingen af det stabiliserende system giver større fleksibilitet. Stabiliteten varetages af få stabilelementer, som kan placeres med stor frihed. Forenklingen af det stabiliserende system giver større fleksibilitet. Stabiliteten varetages af få stabilelementer; som kan placeres med stor frihed. Stor fleksibilitet i planløsningen giver store muligheder for forskellige facadeløsninger. Stor fleksibilitet i planløsningen giver store muligheder for forskelige facadeløsninger: 30

10 RÆKKEHUS 2 ETAGER Alle vægge er stabiliserende, og dermed låses planløsningen. tr1 ro Forenklingen af det stabiliserende system giver større fleksibilitet. Stabiliteten varetages af få stabilelementer, som kan placeres med stor frihed. Stor fleksibilitet i planløsningen giver store muligheder for forskellige facadeløsninge: 31

11 Stabilelementer DEFINITION: Ved et stabilelement forstås her et selvstændigt etagehøjt vægelement (f.eks. længde ca. 2,4 m), der er stabilt i sit eget plan for en vandret last på eks. 12 kn påført i toppen af væggen. Lastens størrelse på 12 kn er Jalgt, så der kun er behov for få stabilelementer pr. hus, og væglængden er valgt så stabilelementerne kan opnå en stivhed, der er dominerende i forhold til husets øvrige vægge. AFGRÆNSNINGER: Vi har valgt at se bort fra indspændte søjler, rammer og elementer med slappe diagonaler, på grund af vanskelighederne med opnåelse af tilstrækkelig stivhed. Vi har ikke medtaget vægge af sammenlimede smalle porebetonelementer og vægge hvor gipspladebeklædningen regnes kraftoverførende, da disse ikke kan opfylde definitionskravet. Egentlige betonelementer, som i øvrigt er velegnede er ikke medtaget på grund af de tunge løft. GENERELT. Alle stabilelementer skal stå på et støbt fundament. der er i stand til at optage og videreføre lasten til bæredygtigjord. og som har tilstrækkelig vægt til at optage forankringskraften. Generelt forsynes stabilelementer med glidningsstop og v æltningsforankring i.h.t. de statiske beregninger. STABILELEMENT synligt i rummet 32

12 EKSEMPLER på stabilelementer 11 STENS ARMERET TEGLMURVÆRK. Indmuret korrosionsfast armering tilopnåelse af indre styrke og gevindstænger til fastgørelse til loftskive. I I '1 I.; I I I I' r... I I r 1..I I I I. I I ~..t;,.. t I :; :.;: I:,ti.1tl : I I I...I, I. t i... I, I I.. I I 12 STENS ARMERET BLOKMURVÆRK ELLER UDSTØBNINGSBLOKKE. Indstøbt korrosionsfast armering. Gevindstænger til fastgørelse tilloftskive. HELVÆGSELEMENT, LETBETON. Forankring og forbindelse tilloftskiven kan ske med klæbeankre som forbindelsesmiddel. PLADEBEKLÆDT SKELETVÆG. Træskeletvæg med krydsfiner på begge sider; forankring tilloftskiven med skruer. Forankret med klæbeankre til fundament STANGSYSTEM. F.eks. stangsystem af rektangulere rørprofiler. Forankring til fundament med klæbeankre. Forankring tilloftsskive med bolte. 33