Statisk Rapport. VIA University Collage, Campus Aarhus C Bygningskonstruktøruddannelsen, 4. semester

Transkript

1 Statisk Rapport VIA University Collage, Campus Aarhus C, 4. semester Projektnavn: Lisbjerg Klasse: Gruppe nr.: 1 Dato: Antal sider: 27 Udarbejdet af: Rasmus og Jeppe Underskrift Kontrolleret af: Joachim Underskrift Godkendt af: Alexander Underskrift

2 Indholdsfortegnelse 1 Projektgrundlag Bygværket Beskrivelse af bygningen Bygværkets opbygning Grundlag Forundersøgelser Konstruktioner Det bærende hovedsystem Det afstivende system Laster Egenlast Nyttelast Naturlast Etagereduktionsfaktor Statiske beregninger Lastkombination Dimensionering af fundament LER = kohæsionsjord Sand = Friktionsjord Page 2 of 27

3 1 Projektgrundlag 1.1 Bygværket Beskrivelse af bygningen Denne statik rapport omhandler et 7600 m2 alment-etageboligbyggeri som skal udføres over to etaper. Vi skal forholde os til én af etaperne på 3800 m2, som skal opdeles i 2 og 3 værelses Lejligheder på henholdsvis 110 og 90 m m2. 2 af lejlighederne skal indrettes som handicapboliger og 200 m2 af byggeriet skal udnyttes til erhverv. Byggeriets ydervægge skal udføres med betonelementer som bærende del og teglsten som udvendig overflade. Derudover skal Penthouselejligheder udføres i lette konstruktioner og have niveauspring mod Lisbjerg skole. Der lægges stor vægt på, at byggeriet opføres af præfabrikerede elementer i moduler og præfabrikerede løsninger, som samtidig vil medføre færre faggrupper og tilhørende færre arbejdsoperationer og bygningsdetaljer på byggepladsen. Byggeriet er beliggende på matrikel nr. 1d i lokalplan 828, Lisbjerg Bygværkets opbygning Penthouse tag Taget er et grønt tag af produktet DIADEM 50, som har en lav egenlast. Det grønne tag ligger på en 18 mm. tagkrydsfiner plade, som er fastgjort til 38*73 mm taglægter med en afstand på 400 mm c/c. Taglægterne er fastgjort til 25*50 mm. klemlister som sammen med taglægterne, danner ventilationssplalten til udluftning af taget. Klemlisterne er fastgjort på 417 mm. posi joist spær, som ligger med en afstand på 300 mm. og er fastgjort til Penthouse facadernes top rem med 90x90 mm vinkler med rip. På Posi spærenes underside er der monteret 45*95 mm. reglar med en c/c afstand på 600 mm. mellem reglarne er 95 mm. Rockwool isolering monteret og fastgjort med forskallingsbrædder med en afstand på 300 c/c. Som færdig overflade monteres 2. lag gips. Penthouse væg Væggen er konstrueret som en let søjlekonstruktion af 45*295 mm. bærende stolper, monteret med en c/c afstand på 600 mm og med 300 mm. rockwool kl. 30. imellem. Stolperne er monteret mellem en top og bundrem på ligeledes 295 mm. 8 mm. vindspærre fra cembritt bliver monteret på væggens yderside hvorefter 25 mm. klemlister monteres med en c/c afstand på 600 mm. Til sidst fastgøres beklædningsbrædderne til klemlisterne. På væggens inderside monteres dampspærren hvorefter 45x70 mm. regler monteres med en c/c afstand på 600 mm. mellem reglarne monteres 70 mm. Rockwool kl mm. krydsfiner monteres som afstivende del, hvorpå 2. lag 13 mm. gipsplader monteres. Page 3 of 27

4 Penthouse dæk Penthouse dækkets bærende del er et 220 mm. sl dæk som lægger af på bygningens facader. Ovenpå sl dækket placeres 600 mm. Rockwool kl. 30. Mellem isoleringen monteres 505 mm. justerbar opklodsning hvorpå 45*95 mm. reglar (strøer) fastgøres med en afstand på 450 mm c/c. Ovenpå strøerne udlægges et 22 mm Novopan klimagulv med gulvvarmeslanger. Som færdig overflade fastgøres et 22 mm plankegulv. Skalmur Bygningens skalmur er konstrueret af et 200 mm. bærende betonvægselement med 250 mm. Rocwool facade isolering og en for-mur af 108 mm. teglsten. Lette Skillevæg Bygningens skillevægge er konstrueret af 95 mm. stålskelet med 70 mm. rockwool isolering kl. 30 mod lyd og 2 lag 13 mm. gips på hver side. Væg mod trappeskakt Som adskillende/bærende væg til trappeskakten monteres en 180 mm. betonelement hvorpå trappereposeet udført i beton og betontrappen er fastgjort til. Tykkelsen på væggene er valgt pga. lyd Adskillende bærende væg Mellem lejlighederne har vi valgt at montere et 200 mm. bredt betonelement som går fra kælderen til penthousets tag. Tykkelsen på væggene er valgt pga. lyd Etagedæk stue/stue 220 mm. SL dæk med et spænd på 10,3 m og en bredde på 2,396 m., monteres og støbes sammen med skalmurens bagmur. Dækkene sammenstøbes med en 8 mm. fuge og fastgøres sideværts til henholdsvis trappeskaktvæggen og den adskillende væg for at danne en skivefunktion. Ovenpå SL dækket fastgøres 95 mm justerbar opklodsning hvorpå 45*95 mm reglar (strøer) fastgøres. Mellem opklodsningen lægges 190 mm. Rockwool isolering kl. 30 Ovenpå strøerne fastgøres et 22 mm. novopan klimagulv med gulvvarmeslanger og som færdigt overfalde, lægges et 22 mm. plankegulv. Page 4 of 27

5 Etagedæk Stue/kælder 220 mm. SL dæk med et spænd på 10,3 m og en bredde på 2,396 m., monteres og støbes sammen med kældervæggens bagmurdækkene sammenstøbes med en 8 mm. fuge og fastgøres sideværts til henholdsvis trappeskaktvæggen og den adskillende væg for at danne en skivefunktion. Ovenpå SL dækket fastgøres 95 mm justerbar opklodsning hvorpå 45*95 mm reglar (strøer) fastgøres. Mellem opklodsningen lægges 190 mm. Rockwool isolering kl. 30 Ovenpå strøerne fastgøres et 22 mm. novopan klimagulv med gulvvarmeslanger og som færdigt overfalde, lægges et 22 mm. plankegulv. Under SL dækket monteres 100 mm. Rockwool isolering (gips og cement belagt) som færdig overflade. Kældervæg Som kældervæg anvendes sandwich elementer af betonbagplade på 150 mm./kingspan isolering på 150 mm. og en betonforplade på 100 mm. Fundament Som fundament anvender vi et insitustøbt betonfundament på 500 mm. For nærmere specifikationer se punkt 2.2. Skillevægs fundament Som skillevægsfundament anvender vi et insitustøbt betonfundament på 300 mm. 1.2 Grundlag Normer Her anføres alle normer og andre gældende regler, der er anvendt. - (EN DK NA: Nationalt Anneks til Eurocode 1: Last på bygværker) - (DS/EN 1991, part 1-3) Litteratur Her anføres den anvendte speciallitteratur ofte kan man nøjes med Teknisk Ståbi. Andet anføres kun, hvis det er direkte anvendt f.eks. hvis der hentes formler fra litteraturen. Andet Her anføres andre specielle referencer som f.eks. forsøgsrapporter, hvis der er udført forsøg over specielle ting, anvendte Edb-programmer osv. - (Revit til planer osv.) - (Visio til diagrammer osv.) Page 5 of 27

6 1.3 Forundersøgelser Evt. boreprofil Page 6 of 27

7 1.4 Konstruktioner Det bærende hovedsystem Lodret last Den lodrette last fordeler sig fra penthousetaget ned i de lette ydervægge, som vist på det lodrette last skema fordeler lasten fra de lette ydervægge sig mod nord ned på dækket og videre ned på de tunge ydervægge. Mod syd går lasten fra de lette ydervægge ned på en I-bjælke, som ligger af på gavl væggene. Dækket under penthousen ligger af på de tunge ydervægge. Penthouse Lejlighed De bærende vægge har en søjlefunktion Dækket har en pladefunktion Bærende vægge Spændvidde I-Bjælke Ud over de allerede forklarede lastnedførsler, fordeler de lodrette laster sig som vist på det efterfølgende lastskema: Page 7 of 27

8 Page 8 of 27

9 Lodret lastnedgang i trappeskakt På hver etage er trapperepos monteret på de bærende vægge i trappeskakten. Trappen er ligeledes monteret på de bærende vægge. Lasten fra de bærende vægge føres direkte ned i fundamentet. Adskillende vægge = Søjlefunktion Adskillende vægge Repo = Pladefunktion Spændvidde Trappe = Pladefunktion Ud over de allerede forklarede lastnedførsler, fordeler de lodrette laster sig som vist på det efterfølgende lastskema: Page 9 of 27

10 1.4.2 Det afstivende system Vind på facade med lette skillevægge Vinden rammer formuren (plf) som fordeler sine kræfter gennem murbindere (søf) ind til facadens bagmur (plf). Kræfterne parralelsforskydes fra bagmuren til det ovenstående og nedenstående dæk (skf) hvorfra de parralelforskyder sig til de afstivende gavle (skf) og skillevægge (skf). Endeligt fordeles kræfterne ned til fundamentet. Vindpåvirket facadevæg Afstivende vægge Vindpåvirket facadevæg Afstivende vægge = Pladefunktion = Skivefunktion Page 10 of 27

11 Vind på facade Vinden rammer formuren (plf) som fordeler sine kræfter gennem murbindere (søf) ind til facadens bagmur (plf). Kræfterne parralelsforskydes fra bagmuren til det ovenstående og nedenstående dæk (skf) hvorfra de parralelforskyder sig til de afstivende gavle (skf). Endeligt fordeles kræfterne ned til fundamentet. Vindpåvirket facadevæg Afstivende vægge Vindpåvirket facadevæg = Pladefunktion Afstivende vægge = Skivefunktion Page 11 of 27

12 Vind på gavl Vinden rammer formuren (plf) som fordeler sine kræfter gennem murbindere (søf) ind til gavlens bagmur (plf). Kræfterne parralelsforskydes fra bagmuren til det ovenstående og nedenstående dæk (skf) hvorfra de parralelforskyder sig til de afstivende facader (skf). Endeligt fordeles kræfterne ned til fundamentet. Vindpåvirket facadevæg Afstivende vægge Vindpåvirket facadevæg Afstivende vægge = Pladefunktion = Skivefunktion Page 12 of 27

13 1.5 Laster Egenlast Terrændæk (g terrændæk) Materiale Beton Insitu Isolering kl. 40 Lecanødder (Densitet Weber) Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) 24 0, * 0,100 2,4 2 0,300 2 * 0,300 0,6 4,9 0,300 4,9 * 0,300 1,47 Samlet egenlast g terrændæk 4,47 Kældervæg (q kældevæg) Materiale Beton bagplade Isolering kl. 20 (Densitet Kingspan) Beton forplade Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) 24 0, * 0,150 3,6 0,34 0,150 0,34 * 0,150 0, , * 0,100 2,4 Samlet egenlast q kældervæg 6,051 Etagedæk mod kælder (q etagedæk, tung) Materiale Densitet (kn/m 3 ) Skillevæg (let) (Egenlast skillevæg let) Trægulv Gulvvarme (Densitet Danfoss) Spånplade m. spor Strøer c/c 600 Isolering kl. 30 mel. strøer Isolering kl. 30 Beton SL Dæk (Densitet abeo) Hård isolering kl. 35 Installationer (Særlige egenlaster) Nedhægtelofter (Særlige egenlaster) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) ,8 6 0,015 6 * 0,015 0,09 1,37 0,016 1,37 * 0,016 0, ,022 8 * 0,022 0, ,095 6 * (0,045 * 0,095) / 0,6 0,042 0,3 0,095 0,3 * 0,095 0,028 0,3 0,195 0,3 * 0,195 0,058 6,86 0,220 (6,86 * 0,110) + (23,53 * 0,110) 3,34 23,53 2 0,100 2 * 0,100 0, , ,2 Samlet egenlast Q etagedæk, tung 5,056 Page 13 of 27

14 Etagedæk (q etagedæk, let) Materiale Skillevæg (let) (Egenlast skillevæg let) Trægulv Gulvvarme (Densitet Danfoss) Spånplade m. spor Strøer 45 x 95 c/c 600 Isolering kl. 30 mel. strøer Isolering kl. 30 Beton SL Dæk (Densitet abeo) Installationer (Særlige egenlaster) Nedhængt loft (Særlige egenlaster) Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) ,8 6 0,015 6 * 0,015 0,09 1,37 0,016 1,37 * 0,016 0, ,022 8 * 0,022 0, ,095 6 * (0,045*0,095) / 0,6 0,042 0,3 0,095 0,3 * 0,095 0,028 0,3 0,195 0,3 * 0,195 0,058 6,86 0,220 (6,86 * 0,110) + (23,53 * 0,110) 3,34 23, , ,2 Samlet egenlast Q etagedæk, let 4,856 Skalmur (q skalmur) Materiale Beton indervæg Isolering kl. 30 Teglsten - ydervæg (Densitet Danfoss) Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) 24 0, * 0,150 3,6 0,3 0,295 0,3 * 0,295 0, , * 0,108 1,836 Samlet egenlast Q skalmur 5,524 Skillevæg (let) Materiale Fermacell x 2 Stålskelet 95mm c/c 600 Med isolering Fermacell x 2 (Densitet abeo) Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) 9 0,025 9 * 0,025 0,225 1,975* 0,095 1,975 * 0,095 0, ,025 9 * 0,025 0,225 Samlet egenlast q tag/tagterrasse 0,637 * = % å =,, = Page 14 of 27

15 Skillevæg (tung) Materiale Beton Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) 24 0, * 0,200 4,8 Samlet egenlast q tag/tagterrasse 4,8 Tag/tagterrasse (q tag/tagterrasse) Materiale Træ brædder Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) 6 0,015 6 * 0,015 0,09 Strøer 45 x 95 c/c 600 Trykfast isolering Beton SL dæk (Densitet abeo) 6 0,095 6 * (0,045 * 0,095) / 0,6 0, ,500 2 * 0, ,86 23,53 0,220 (6,86 * 0,110) + (23,53 * 0,110) 3,34 Samlet egenlast q tag/tagterrasse 4,472 Penthouse væg (q penthouse væg) Materiale Gips Krydsfiner 45 x 70 lægte c/c 600 Isolering kl. 30 mel. Lægte 45 x 295 konstruktionstræ c/c 600 Isolering kl. 30 mel. Træ Cembrit 45 x 25 liste c/c x 190 beklædning Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) 9 0,026 9 * 0,026 0, ,022 7 * 0,022 0, ,070 6 * (0,045 * 0,070) / 0,6 0,031 0,3 0,070 0,3 * 0,070 0, ,295 6 * (0,045 * 0,295) / 0,6 0,132 0,3 0,295 0,3 * 0,295 0, , * 0,008 0,12 6 0,025 6 * (0,045 * 0,025) / 0,6 0, ,190 6 * (0,025 * 0,190) 0,028 Samlet egenlast q penthouse væg 0,81 Page 15 of 27

16 Tag Penthouse (q Tag Penthouse) Materiale Grønt tag (Byggros.com diadem 50) Krydsfiner Tag lægter 38x73mm c/c 400 Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) - 0,050-0,5 7 0,022 7 * 0,022 0, ,038 6 * (0,038 * 0,073) / 0,4 0,042 25x50 Klemliste c/c ,025 6 * (0,025 * 0,050) / 0,3 0,025 Isolering 417mm 0,3 0,417 0,3 * 0,417 0,125 PosiJoist c/c 300 (Palsgaardgruppen. Dk)) - 0,417-0,35 45x95 regel c/c ,095 6 * (0,045 * 0,095) / 0,6 0,043 Isolering kl. 30 0,3 0,095 0,3 * 0,095 0,028 19x95mm Forskalling c/c 6 0,019 6 * (0,019 * 0,095) / 0,3 0, (Densitet HFB Gips 9 0,026 9 * 0,026 0,234 Samlet egenlast q Tag Penthouse 1,537 Dæk Penthouse (q dæk Penthouse) Materiale Plankegulv (Byggros.com diadem 50) Gulvvarme (Densitet Danfoss) Spånplade m. spor Isolering kl.30 Regel 45x95 c/c 600 Isolering mel. Regel SL-Dæk (Densitet - abeo) Densitet (kn/m 3 ) Størrelse (M) Beregning Specifik tyngde (kn/m 2 ) 6 0,015 6 * 0,015 0,09 1,37 0,016 1,37 * 0,016 0, ,022 8 * 0,022 0,176 0,3 0,504 0,3 *0,504 0, ,095 6 * (0,045 * 0,095) / 0,6 0,043 0,3 0,095 0,3 * 0,095 0,028 6,86 23,53 0,220 (6,86 * 0,110) + (23,53 * 0,110) 3,34 Samlet egenlast q tag/tagterrasse 3,85 Page 16 of 27

17 Andre særlige egenlaster ved bestemmelse af dækkonstruktioners bæreevne kan fastsættes I h.t. følgende tommelfingerregler med mindre andet gør sig gældende: Nedhængte lofter: Installationer: 0,2 kn/m2 0,1 kn/m Nyttelast Bolig (Kategori A1): q k = 1,5 kn/m² Trapper (Kategori A4): q k = 3,0 kn/m 2 Balkoner (Kategori A5): q k = 2,5 kn/m 2 Kontor (Kategori B): q k = 2,5 kn/m² (EN DK NA: Nationalt Anneks til Eurocode 1: Last på bygværker) Såfremt der er tale om lette, flytbare skillevægge, indgår lasten som permanent, fri last og således som nyttelast (sikkerhedsfaktor 1,5) (Eurocodes, FU DS/EN , pkt ) Ækvivalensen fra linjelast til fladelast er som følger: - < 1 kn/m ækvivaleres (sidestilles) med 0,5 kn/m2 gulvareal - < 2 kn/m 0,8 kn/m2 - < 3 kn/m 1,2 kn/m2 - Ved tungere ikke-bærende vægge må man individuelt se på placeringen og dækkonstruktionen. Page 17 of 27

18 1.5.3 Naturlast Snelast Snelast, beregningsprocedure (DS/EN 1991, part 1-3) Beregningsprocedure vedrørende regningsmæssige snelaster for normale konstruktioner (designlaster) Designlast for sne på tage: S = K γ c c μ S S = 1,1 1,5 11,0 1,0 0,8 1,0 = 1,32kN/m K FI = Ekstra sikkerhedsfaktor 1,1 såfremt høj konsekvensklasse γ = Sikkerhedsfaktor = 1,5 for alle bevægelige laster c e = Beliggenhedsfaktor (= C top*c s = 1,0) c t = Termisk factor = 1,0 µ = Formfaktor = 0,8 S k = Karakteristisk anelast (terrænværdi) = 1, Etagereduktionsfaktor (Eurocode 1: Laster, DS/EN ) A n = etagereduktionsfaktor = Ψ Antal etager: n = 1 kontoretage n = 5 boligetager (inkl. loftsværelser) Lastkombinationsfaktor: Ψ = 0,6 (kontor) Ψ = 0,5 (bolig) Ψ = 0,3 (sne) = ,6 1 = 1 = ,5 5 = 0,6 2 Statiske beregninger 2.1 Lastkombination Den lastkombination som skal udregnes er brudgrænsetilstanden STR/GEO, hvor Danmark har besluttet at bruge formel 6.10.b. fra tabel A1.2b (se lastkombinationereurocode_0). denne opgaves lastkombinationsskemaer er bygget op omkring en linjelast nedførsel som vist på figuren Page 18 of 27

19 Page 19 of 27

20 Gruppe 1 Page 20 of 27

21 Page 21 of 27

22 Page 22 of 27

23 Page 23 of 27

24 Gruppe 1 Page 24 of 27

25 2.2 Dimensionering af fundament Linjelast E d = 290,73 kn/m R [kn/m 2 ] Jordens regningsmæssige bæreevne C v [kn/m 3 ] Jordens forskydningsstyrke (findes i boreprofil) = 220 linjelasten = 290,73 kn/m γ Partielkoefficient 1,8 N S i Bæreevnefaktor Formfaktor Hældningsfaktor (1 da væggen står lodret på fundament) q [kn/m 2 ] Effektive overlejringstryk (mindste spænding på siden af fundamentet) b [m] Bredde af fundament l [m] Længden af fundament Fundamentsstørrelserne er udregnet på en bund af ler og sand, som har følgende formler. Page 25 of 27

26 2.2.1 LER = kohæsionsjord Partikelstørrelse < 0,002mm Bæreevne: = 5,1, +, = 1,8 = 220 1,8 = 122,2 = 0, , , , ,3 22 = 56,1 = 5,1 122,2 + 56,1 = 679,32 Page 26 of 27

27 = =, 679,32 Den udregnet R d er den absolut minimale bredde for fundamentet Sand = Friktionsjord 0,06mm < partikelstørrelse > 2mm = = 20 3 = 60 = ,427 10, ,1 14,72 = 960,81 = =, 960,81 Page 27 of 27