Aalborg Universitet Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet B-sektoren

Transkript

1 Aalborg Universitet Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet B-sektoren TITEL: Kennedy Arkaden TEMA: Projektering og udførelse af byggeog anlægskonstruktioner Projektperiode: P6, 2. februar maj 2004 Projektgruppe: C101 Gruppemedlemmer: Sonny Christensen Anders Dahl Lasse Gilling Lasse Frølich Kristensen Morten Buus Larsen Jacob Scharling Pedersen Magnús Skúlason VEJLEDERE: Konstruktion Lars Pilegaard Hansen Fundering Willy Lund Anlægsteknik Willy Olsen Antal kopier: 11 Hovedrapport sideantal: 104 Bilagsrapport sideantal: 148 Synopsis: Denne rapport omhandler opførelsen og projekteringen af Kenndy Arkaden. Der behandles problemstillinger indenfor konstruktion, fundering og anlægsteknik. Bygningens stabilitet undersøges i en skitseprojektering og premieresalen i biografen udvælges til detailprojektering. Denne opbygges af præfabrikerede betonelementer, hvor der dimensioneres et TT-dæk og et vægelement. TTdækket er et forspændt element, hvor bæreevnen eftervises i brudgrænsetilstanden og efter en times standardbrandforløb. Ved fundering er det ligeledes premieresalen, som betragtes. Her dimensioneres et pæleværk med 48 pæle, og der gives et forslag til fundering af terrændækket. Byggeriet er med kælder og ved udgravning hertil, indfattes byggegruben dels med spunsjern og dels med frie skråninger. Spunsjernene og et sugespidsanlæg dimensioneres, og stabiliteten af de frie skåninger eftervises. I anlægsteknikdelen behandles byggepladsen, jordarbejdet og det udførelsesmæssige ved opførelsen af kælderen og premieresalen. Desuden udregnes pris og varighed for jordarbejdet, kælderen og premieresalen. Totalt sideantal: 252 Tegninger antal: 19

2

3 Forord Denne rapport er udarbejdet af projektgruppe C101 ved B-sektorens 6. semester ved Aalborg Universitet indenfor retningen Bygge- og anlægskonstruktion. Projektets overordnede tema er Projektering og udførelse af bygge- og anlægskonstruktioner. I projektet behandles tre overordnede emner: Konstruktion, fundering og anlægsteknik. Vægtningen af disse emner er hhv. 37,5%, 37,5% og 25%. Rapporten består af en hoved- og bilagsrapport samt en tegningsmappe. I hovedrapporten er forudsætninger og resultater samlet, mens bilagsrapporten indeholder de mellemliggende beregningstrin. Bilagsrapporten indeholder desuden en række appendiks. I beregningerne i bilagsrapporten vises afrundede værdier, hvorfor resultatet kan afvige lidt fra udregningerne. Der udleveret en geoteknisk rapport og en række tegninger for Kennedy Arkaden, som projektet tager udgangspunkt i. Den geotekniske rapport er vedlagt i et appendiks bagerst i bilagsrapporten, og en udvalgt del af tegningerne er at finde i tegningsmappen. Kildehenvisninger foregår ved Harvard-metoden på formen [Forfatter udgivelsesår, evt. sidetal/afsnit], og bagerst i både hoved- og bilagsrapport er samlet en litteraturliste. I rapporten henvises mellem forskellige afsnit, og det angives, når der henvises på tværs af hoved- og bilagsrapporten. Henvisninger til formler angives med et nummer i parantes. Rapporten har ikke nogen konkret målgruppe, da det er et undervisningsprojekt, men overordnet henvender hovedrapporten sig til bygherre/ingeniører, bilagsrapporten til ingeniører/entreprenører og tegningsmappen til entreprenører/håndværkere. Aalborg, maj 2004 Sonny Christensen Anders Dahl Lasse Gilling Lasse Frølich Kristensen Morten Buus Larsen Jacob Scharling Pedersen Magnús Skúlason

4

5 Indhold 1 Indledning Bygningens indhold Afgrænsning I Konstruktion 13 2 Skitseprojektering Materialevalg Stabilitet af konstruktivt hovedsystem Konstruktionselementer Bygningens stabilitet 18 4 Robusthed 21 5 Beregningsforudsætninger Normer og litteratur Materialer Detailprojektering af TT-dæk Tværsnit Forspændingskraft Svind, krybning og relaxation Momentbæreevne Forskydningsbæreevne Flanger Nedbøjning Brand Dimensionering af elementvægge Vægelement Elementsamling

6 INDHOLD II Fundering 37 8 Forundersøgelser Geologiske forhold Geoteknisk rapport Byggegrube til kælder Forudsætninger om byggegruben Grundvandssænkning Stabilitet af skråninger Spunsvæg Kælderkonstruktionen Kælderens opbygning Jord- og vandtryk Opdrift Fundering af premieresalen Beregningsforudsætninger for pæleværk Eftervisning af bæreevnen Undersøgelse i anvendelsesgrænsetilstanden III Anlægsteknik Byggeprocessen Organisation Anlægstekniske undersøgelser Byggepladsen Jordarbejde Udgravning Påfyldning Etablering af råhus Forskalling og støbning af kælder Elementmontage Varighed og tilbud Tidsplan Tilbudsberegning

7 INDHOLD IV IT IT i projektet Hjemmeside Udveksling af filer Billeder i rapporten V Konklusion 95 Litteratur 99 3

8

9 Kapitel 1 Indledning Indholdsfortegnelse 1.1 Bygningens indhold Etage Etage Etage 2 og Etage Etage 7 og Afgrænsning Dette projekt omhandler byggeriet af Kennedy Arkaden i Aalborg midtby. Byggeriet er placeret ved John F. Kennedy plads og erstatter den tidligere rutebilstation på matriklen. Den nye bygning fungerer som et center med busterminal, supermarked, specialbutikker, kontorer samt en biograf med ti sale. Den geografiske placering er vist på figur 1.1. Figur 1.1: Placering af Kennedy Arkaden angivet med sort prik 5

10 KAPITEL 1. INDLEDNING Projektet tager udgangspunkt i tegninger over Kennedy Arkaden, som står opført pr. 1. april Den har et etageareal på m 2. Placeringen i forhold til de omkringliggende veje og bygninger er vist på figur 1.2. Figur 1.2: Placering og adgangsforhold til bygningen Adgang for busser, cykler og fodgængere sker i terræn fra Jyllandsgade. For biler sker adgang fra en ny adgangsvej fra Østre Allé broen via en bro, der føres ind på parkeringsdækket på 2. etage. Busser har adgang via ramper fra Østre Allé broen samt fra Jyllandsgade. Kennedy Arkaden har et grundareal på meter og opføres niveauforskudt i tre, seks og otte etager som vist på figur 1.3. Den del af bygningen med tre etager er 12m over terræn. De tre fløje i seks etager har en højde på 22meter, og det nord-vestlige hjørne med otte etager kommer op i en højde på 29 meter. 6

11 Figur 1.3: Etageplan af bygningen. Ubenævnte mål i meter Bygningens facader fremgår af figur 1.4. Facaderne er opført i overensstemmelse med lokalplanen for matriklen [Lokalplan 2001]. Dette indebærer, at der optræder store glasarealer, hvilket der skal tages højde for ved dimensioneringen af bygningen. Herudover opføres bygningen med fladt tag, hvilket ligeledes er i overensstemmelse med lokalplanen for matriklen. 7

12 KAPITEL 1. INDLEDNING Figur 1.4: Facade mod nord, vest, syd og øst 8

13 1.1. BYGNINGENS INDHOLD 1.1 Bygningens indhold Følgende foreligger en beskrivelse af de enkelte etagers indretning, og hvad de skal indeholde. Dette gøres for at give et større indblik i de laster, der påføres de enkelte etager samt for at forklare, hvordan bygningen er opbygget Etage 0 Etage 0 er kælderen, der anlægges i det syd-østlige hjørne, jf. figur 1.5. Kælderen er ca m, og anlægges med en højde på 3 m. Figur 1.5: Kælderen der anlægges i det syd-østlige hjørne Kælderen kommer hovedsageligt til at indeholde depotrum, som udlejes til lejemål i bygningen. Det ses f.eks. at dagligvarebutikken, der etableres i etage 1, får et stort depotrum i kælderen. Udover depotrum anlægges der i kælderen teknik-, tavle-, kompressor- og transformatorrum samt et rum til affald Etage 1 Etage 1 fremgår af figur 1.6. Denne etage bliver i hele bygningens grundareal, og anlægges med en varierende loftshøjde på 3,7 m til 4,0 m jf. tegning U-6 i tegningsmappen. Det ses af figuren, at det hovedsageligt er butikker, der præger denne etage, hvoraf den ene er en stor dagligvarebutik. Denne dagligvarebutik får en udendørs varegård på bygningens sydlige side. I stueplanets syd-vestlige hjørne indrettes den nye busterminal, som kommer til at ligge ud til busholdepladserne, der anlægges på bygningens sydlige side, jf. figur 1.2. Herudover kommer der i den første etage til at ligge en premieresal til biografen. Premieresalen bliver gennemgående i tre etager, og får dermed en loftshøjde på 11,2m. Bredden af salen er ca. 20 m, mens længden af salen vokser fra etage 1 til etage 2 og 3, hvilket fremgår af tegning U-6 i tegningsmappen. Grunden til at længden af premieresalen ændres er, at der 9

14 KAPITEL 1. INDLEDNING etableres et rum, der går ind under biografsæderne. I premieresalen bliver der plads til 367 personer. Figur 1.6: Etage 1 i Kennedy Arkaden indrettes med butikker Etage 2 og 3 De to efterfølgende etager 2 og 3 er ens indrettet, hvorfor figur 1.7 er gældende for dem begge. Etagerne anlægges i hele bygningens grundareal, dog afbrudt af en gårdhave, der indrettes i midten af bygningen. Gårdhaven anlægges i niveau med etage to, og bliver åben ind til parkeringsdækket. Af figur 1.7 fremgår det, at der i den nordlige ende af Kennedy Arkaden etableres en biograf. Biografen får 10 sale, hvor salene 1 til 9 på figuren kommer til at være gennemgående i begge etager. Ligeledes bliver indgangsfoyeren til biografen gennemgående i begge etager. Udover biografen bliver der kontorarealer i den nord-vestlige del af bygningen. I den sydlige del af bygningen etableres et parkeringsdæk. Der bliver adgang til dette for biler i anden etage via broen, der føres ind til Kennedy Arkaden fra Østre Allé jf. figur 1.2. Der anlægges parkeringsdæk på 3 etager, og der bliver plads til ca. 400 biler Etage 4-6 De efterfølgende tre etager bliver indretningsmæssig ens og fremgår af figur 1.8. De tre etager opføres kun i fløje, der etableres i bygningen vest-, nord- og østlige side. De enkelte etager i fløjene får hver en loftshøjde på 2,6 m. Rummene i i fløjene udlejes overalt til kontorer. 10

15 1.1. BYGNINGENS INDHOLD Figur 1.7: Etage 2 og 3 med biograf og parkeringsdæk Mellem de tre fløje anlægges en sydvendt tagterrasse. Her bliver der adgang for folk, som arbejder i fløjene. I den sydlige ende ligger øverste parkeringsdæk, der bliver uden overdækning. Figur 1.8: Etage 4 til 6 består af 3 fløje, som indrettes med kontorer 11

16 KAPITEL 1. INDLEDNING Etage 7 og 8 De sidste to etager fremgår af figur 1.9. Disse etager opføres som et tårn med et grundareal på ca m i det nord-vestlige hjørne af bygningen. Tårnet indrettes til et kontor i etage syv, mens der på øverste etage anlægges en kantine. Loftshøjden i de to etager i tårnet bliver 2,6 m. Figur 1.9: Etage 7 og 8 fremstår som et tårn i det nord-vestlige hjørne Af figur 1.9 ses det, at der på fløjenes tage etableres teknikrum. Teknikrummene kommer til at indeholde alt ventilation. 1.2 Afgrænsning I dette projekt afgrænses til primært at arbejde med kælderen og premieresalen i biografen. Af hensyn til sammenhængen inddrages hele bygningen i nogle tilfælde. Projektet tager udgangspunkt i, at den forhenværende rutebilstation er nedrevet, og at det er en plan grund, som overtages. 12

17 Del I Konstruktion

18

19 Kapitel 2 Skitseprojektering Indholdsfortegnelse 2.1 Materialevalg Stabilitet af konstruktivt hovedsystem Skive-plade system System med afstivende kerner Stabilitet af Kennedy Arkaden Konstruktionselementer Skitseprojekteringen omhandler valg af materialer, konstruktivt hovedsystem og konstruktionselementer for hele bygningen. Der opstilles en række forslag, hvor fordele og ulemper diskuteres, hvilket resulterer i det endelige valg af materialer, konstruktivt hovedsystem og konstruktionselementer. 2.1 Materialevalg Materialevalget foretages ud fra bygningens størrelse og funktionskrav. Et væsentligt funktionskrav er, at bygningen indeholder tre dæk til parkering, der giver store nyttelaster, som skal optages. Desuden bevirker den store premieresal, at nogle elementer skal spænde over store afstande. Dermed skal de bærende konstruktionsdele have stor styrke, og der afgrænses til materialerne stål og beton. Der er mange personer, som skal opholde sig i bygningen, hvorved der stilles store krav til brandsikkerheden. Herudfra findes det uhensigtsmæssigt at anvende stål, og som materiale til de bærende konstruktionsdele vælges beton. 2.2 Stabilitet af konstruktivt hovedsystem Der opstilles to forslag til udformningen af det konstruktive hovedsystem: Et skive-plade system og et system med afstivende kerner. Behandlingen af stabilitet omhandler kun optagelse af vandrette laster, idet lodrette laster i alle tilfælde føres til jorden ved bjælke-/ pladevirkning i dækkene og søjle-/ skivevirkning i søjlerne eller væggene. 15

20 KAPITEL 2. SKITSEPROJEKTERING Skive-plade system Princippet i et skive-plade system fremgår af figur 2.1. Figur 2.1: Principskitse af skive-plade system med illustration af optagelse af vandret last Af figur 2.1 fremgår det, at systemet er opbygget af vægge, som bærer dæk, der spænder mellem væggene. Pilen med vandret last i snittet på figur 2.1 er en resultant, som repræsenterer vindlasten, der er sammensat af tryk på forsiden og sug på bagsiden. Den vandrette last skaber tryk, træk og forskydning i undersiden af bygningen, som det fremgår af figuren. Vandret lastpåvirkning føres til jorden ved skivevirkning i væggene. Fordelen herved er, at elementerne er i stand til at optage store kræfter, når de belastes ved skivevirkning. En af ulemperne er, at der sættes en begrænsning på størrelsen af rummene i bygningen, idet dækelementernes spændvidde er begrænset System med afstivende kerner Princippet i et system med afstivende kerner fremgår af figur 2.2. Figur 2.2: Principskitse af system med afstivende kerne med illustration af optagelse af vandret last Systemet er opbygget af dæk, som bæres af bjælker og søjler. Dækkene er fastgjort til en eller flere kerner, hvor samlinger mellem dæk og kerne udføres således, at de kan overføre kræfterne. Ved vandret lastpåvirkning føres lasterne ved skivevirkning gennem dækkene til de afstivende kerner, som fører lasterne til jorden. Dette stiller store krav til styrken og stivheden af de afstivende kerner. Fordelen ved systemet er, at det giver fleksibilitet med hensyn til indretning af rummene. Desuden er der mulighed for at placere de afstivende kerner i forbindelse med elevatorskakte og trappeopgange, således de dele af bygningen, som i forvejen er gennemgående, anvendes til kerner. Ved at bruge elevatorskakte og trappeopgange 16

21 2.3. KONSTRUKTIONSELEMENTER kan lasterne også fordeles på flere kerner, hvorved styrke- og stivhedskravet til den enkelte kerne mindskes Stabilitet af Kennedy Arkaden Bygningens nederste etage skal indeholde butikker, hvor der ønskes store frie rum og fleksibilitet mht. indretningen. På denne baggrund findes stabiliserende kerner mest hensigtsmæssig. 2.3 Konstruktionselementer Valget af beton til det konstruktive hovedsystem, giver følgende muligheder med hensyn til konstruktionselementer: In situ støbt beton Præfabrikerede betonelementer In situ støbt beton kan armeres slapt eller efterspændes. Hvis armeringen efterspændes giver det bedre deformationsegenskaber for konstruktionselemenerne. Til gengæld er efterspæding tidskrævende i forhold til slap armering. På grund af byggeriets størrelse vurderes det at være mere hensigtsmæssigt at anvende præfabrikerede forspændte og slapt armerede betonelementer, da in situ støbning vil kræve et stort forskallingsarbejde, som resulterer i, at byggeriets opførelsestid forlænges. Desuden bliver kvaliteten af elementerne mere ens ved præfabrikation og afhængigheden af vejrliget reduceres, da betonen er hærdnet, når den leveres. Derfor vælges til det videre forløb at anvende præfabrikerede betonelementer. 17

22 Kapitel 3 Bygningens stabilitet I dette kapitel undersøges bygningens stabilitet ud fra princippet med afstivende kerner specielt med henblik på at finde kræfterne fra den vandrette lastpåvirkning i vægelementerne omkring premieresalen. Figur 3.1 og 3.2 viser de stabiliserende vægge i bygningen. Det er valgt at se bort fra bygningsdele, hvis indflydelse på konstruktionens stabilitet skønnes at være uvæsenlig. I beregningerne er der hovedsageligt medtaget trappeskakte, elevatorskakte og vægge omkring premieresalen markeret med 7. Figur 3.1: Plantegning med de stabiliserende vægge De stabiliserende vægge forudsættes at optage de vandrette laster fra vindlast, fundet i bilag 1, ved skivevirkning. Kræfterne fra vindlasten på hele bygningen føres ned i dæk 1, som er 4,7 m over terrændækket, og fordeles efter de stabiliserende elementers stivheder. Det for- 18

23 Figur 3.2: Bygningens stabiliserende kerner er markeret med med mørk tone udsætter, at dækket mellem etage 1 og 2 er gennemgående i hele bygningen uden væsentlige huller og at dækket er stift. Vægprofilerne regnes som usammenhængende vægge under forudsætning af, at samlingerne i hjørner mellem konstruktionselementerne ikke kan overføre forskydningskræfterne. Væggenes evne til at optage kræfter vinkelret på deres eget plan negligeres. Det er valgt at se bort fra døråbninger i de stabiliserende vægelementer, hvilket vurderes ikke at være en stor fejlkilde, da dette kun indebærer få åbninger. Beregningerne er foretaget efter [Bolonius 2002], hvor der desuden er forudsat: Plan tøjningsfordeling Plan spændingstilstand Lineærelastisk materiale Forskydningsdeformationer kan negligeres Væggene indspændes i fundamenterne Forskydningskræfterne i premieresalens elementer for vind fra hhv. nord og øst er beregnet i bilag 2 som vist på figur 3.3 og 3.4. Af figur 3.3 og 3.4 fremgår det, at det er store kræfter, som premieresalens vægge skal optage. Specielt påvirkes den korte tværgående væg af en stor kraft ved vindpåvirkning fra øst. Dette bevirker, at samlingerne mellem elementerne i denne væg påvirkes af en stor forskyndningskraft. 19

24 KAPITEL 3. BYGNINGENS STABILITET Figur 3.3: De resulterende kræfter der påvirker premieresalens vægge. Kræfterne stammer fra vind på nordfacaden og virker i dæk 1 Figur 3.4: De resulterende kræfter der påvirker premieresalens vægge. Kræfterne stammer fra vind på østfacaden og virker i dæk 1 20

25 Kapitel 4 Robusthed I det følgende undersøges robustheden af bygningen i henhold til [DS 409/Till ]. Der afgrænses til at undersøge robustheden af den del af bygningen, der udgør parkeringshuset. Robustheden dokumenteres ved eftervisning af lastkombination 3.2. De enkelte elementer dimensioneres ikke, men opbygningen beskrives. I henhold til [DS 409/Till , 5 (11)] er maksimalt kollapsomfang 240 m 2 på to over hinanden liggende etager dog maks. 360 m 2 i alt. På figur 4.1 er et lodret snit gennem parkeringshuset vist. Figur 4.1: Lodret snit gennem parkeringshus. Kælder ikke vist Øverst på figur 4.2 er vist et vandret snit gennem parkeringshuset med placering af søjler, bjælker og dækelementer. Bjælkerne er elementer, der er ca. 12 og 14 m lange. Nederst på figuren er vist en skitse af kollapsomfanget ved bortfald af en søjle i etage 1. Det skal bemærkes, at samlingerne mellem bjælkeelementerne er forskudt ved to over hinanden liggende etager. Ved bortfald af søjlen markeret med 1 bliver de to bjælker, der understøttes af søjlen, udkragede. Da spændarmeringen er placeret i undersiden af bjælkerne, kan de ikke optage det negative moment, som de bliver belastet af. Dermed vil de knække som markeret med 2 og 3, og understøtningen af søjle 4 forsvinder. Bjælken over 4 bliver hårdt belastet, i- det spændvidden øges, og der påføres en punktlast fra den overliggende søjle. Bjælken skal derfor dimensioneres i lastkombination 3.2 uden mellemunderstøtningen. Etagearealet, der kollapser som beskrevet i overstående, er ca. 240 m 2 og altså i overensstemmelse med [DS 409/Till , 5 (11)]. 21

26 KAPITEL 4. ROBUSTHED Figur 4.2: Øverst et vandret snit gennem parkeringsdæk 1 i parkeringshuset. De tykke streger viser placeringen og opdelingen af bjælker. Nederst et lodret snit 22

27 Kapitel 5 Beregningsforudsætninger Indholdsfortegnelse 5.1 Normer og litteratur Materialer TT-dæk Vægelementer Fuger Konstruktionsdelens beregningsforudsætninger omhandler biografens premieresal. Hele bygningen regnes i høj sikkerhedsklasse. Ved dimensioneringen ses der bort fra vandret masselast. 5.1 Normer og litteratur De danske normer og litteraturen i litteraturlisten anvendes. 5.2 Materialer Der anvendes beton med forskellig styrke og miljøklasse afhængig af, hvilke elementer det skal indgå i. Fælles for armeret betonen er, at den maksimale kornstørrelse er 16 mm, og at rumvægten er 25 kn/m TT-dæk TT-dækkene udføres i beton 45, der henføres til skærpet kontrolklasse. Da betonen er armeret bliver partialkoefficienten: γ c = 1,65 γ 0 γ 5 = 1,65 1,10 0,95 = 1,72 Der regnes i passiv miljøklasse. TT-dækkenes betonstyrker og E-modul fremgår af tabel 5.1. Længdearmeringen i TT-dækkene består af forspændte L12,5 liner. Linerne kategoriseres som lav relaxationliner og henføres til skærpet kontrolklasse. 23

28 KAPITEL 5. BEREGNINGSFORUDSÆTNINGER f ck [MPa] f cd [MPa] f ctk [MPa] f td [MPa] E 0k [MPa] E 0d [MPa] ,1 1, , Tabel 5.1: Styker og E-modul af beton i TT-elementer. Trækstyrke og elasticitetsmodul er udregnet i henhold til [DS , 3.2] Partialkoefficienten for armeringen i betonen: γ s = 1,30 γ 0 γ 5 = 1,30 1,10 0,95 = 1,36 Data for en L12,5 line fremgår af tabel 5.2 og arbejdskurven af figur 5.1. A s [ mm 2 ] f uk [MPa] f ud [MPa] E k [MPa] E d [MPa] , , Tabel 5.2: Data for en L12,5 line [Kloch 2001] Figur 5.1: Arbejdskurve for L12,5 liner. Til højre på figuren fremgår det aritmetisk udtryk for arbejdskurven Til den slappe armering i TT-dækkene anvendes armeringsstål Y550. Flydespænding og E-modul fremgår af tabel 5.3. f yk [MPa] f yd [MPa] E sk [MPa] E sd [MPa] , Tabel 5.3: Data for slap armering i TT-dæk 24

29 5.2. MATERIALER Vægelementer Vægelementerne udføres i beton 30, som henføres til skærpet kontrolklasse og passiv miljøklasse. Derfor er partialkoefficienten den samme som for TT-dækkene. Styrker og E- modul for vægelementerne fremgår af tabel 5.4. Den regningsmæssige værdi af begyndelseselasticitetskoefficienten E 0crd bestemmes ved [Heshe et al. 2001, s.4.4-4]: E 0crd = f cd f ck + 13 f ck [MPa] f cd [MPa] f ctk [MPa] f ctd [MPa] E 0k [MPa] E 0crd [MPa] 30 17,4 1,7 1, , Tabel 5.4: Styker og E-modul af beton i vægelementer. Trækstyrke og elasticitetsmodul er udregnet i henhold til [DS , 3.2] Vægelementerne armeres med slap armering, som svarer til den slappe armering i TTdækkene Fuger Fugebeton udføres i beton 20 med maksimal stenstørrelse på 4 mm og henføres til normal kontrolklasse. Partialkoefficienten bliver: Fugebetonens styrker fremgår af tabel 5.5. γ c = 1,65 γ 0 γ 5 = 1,65 1,10 1,0 = 1,82 f ck [MPa] f cd [MPa] f ctk [MPa] f ctd [MPa] ,4 0,77 Tabel 5.5: Styrke af fugebeton Armering i fugerne henføres til skærpet kontrolklasse, og har samme materialeparametre som den slappe armering i vægelementerne og TT-dækkene. 25

30 Kapitel 6 Detailprojektering af TT-dæk Indholdsfortegnelse 6.1 Tværsnit Forspændingskraft Svind, krybning og relaxation Momentbæreevne Forskydningsbæreevne Flanger Nedbøjning Brand Detailprojekteringen omhandler premieresalen. Opbygningen af premieresalen fremgår af 6.1, hvor det ses, at de bærende elementer består af dæk- og vægelementer. Den første del af projekteringen behandler TT-dækket over premieresalen, der er vist på tegning K-1 i tegningsmappen. Figur 6.1: Premieresalens bærende system Premieresalen har følgende indvendige mål l b h = 24 m 19,6 m 11,2 m. 26

31 6.1. TVÆRSNIT TT-dækket over premieresalen forspændes for at undgå revnedannelse i anvendelsesgrænsetilstanden. Ved dimensionering af dækket bestemmes forspændingskraften. Følgende reduceres denne kraft for svind, krybning og relaxation. Ud fra forspændingskraften og den beregnede reduktion heraf eftervises brudmomentet af dækket i brudgrænsetilstanden. Desuden dimensioneres dækket for forskydning i kroppen, forskydning mellem krop og flange, flangebrud og brand. Lastkombinationer og laster på dækket fremgår af afsnit 3.1 i bilagsrapporten. 6.1 Tværsnit TT-dækkets tværsnit fremgår af figur 6.2. Dækket har et modulmål på 2400 mm og en højde på 700 mm. Flangerne støbes med tykkelsen 50 mm, mens kroppene får en bredde på 300 mm. I bunden af hver af kroppene lægges 15 forspændte liner af typen L12,5, mens der i toppen placeres 6 liner af samme type. Der ilægges spændarmering i både under- og overside for at undgå, at træk-/trykspændingerne over TT-dækkets tværsnit ikke bliver for store. Placeringen af linerne er i overensstemmelse med krav til minimumsafstande [DS , figur V a]. Figur 6.2: Tværsnit af TT-dæk. Alle mål i mm 6.2 Forspændingskraft Forspændingskraften beregnes i anvendelsesgrænsetilstanden, således tværsnittet er urevnet. Kraften bestemmes ud fra de spændinger, der tillades i to tilstande: Efter støbning, hvor forspændingskraften påføres og under brug, hvor dækkene er placeret over premieresalen. Spændingerne, der tillades, er fastsat ud fra et erfaringsmæssigt grundlag [Kloch 2001] samt i overensstemmelse med [DS ], og fremgår af afsnit 3.3 i bilagsrapporten. Linerne i over- og underside opspændes alle med den samme forspændingskraft. Denne er bestemt pr. line i afsnit 3.3 i bilagsrapporten ud fra udtrykkene udledt i appendix A i bilagsrapporten. Der er fundet følgende interval for forspændingskraften: 101,3 kn/line K 241,4 kn/line Der vælges at opspænde hver line med en kraft på 125 kn, hvorfor de 30 liner i undersiden for en samlet forspænding på 3750 kn, mens de 12 liner i oversiden får en forspænding på 1500 kn. 27

32 KAPITEL 6. DETAILPROJEKTERING AF TT-DÆK I afsnit 3.3 i bilagsrapporten er det ligeledes eftervist, at spændingerne, som påføres fra forspændingskræfterne i alle tværsnit, ikke overstiger den tryk-/trækspænding, som betonen kan optage. 6.3 Svind, krybning og relaxation Betonteknologiske fænomener som svind og krybning giver plastiske deformationer i betonen og derfor spændingsændringer i de opspændte liner. Relaxationen er en plastisk tøjning i armeringen. Alle tre er tidsafhængige og vil forårsagde et tab i den initiale forspændingkraft. I forbindelse med svind og krybning er temperaturen, luftfugtigheden samt belastningstidspunkterne af afgørende betydning. Ved dimensionering af TT-dækket er det derfor valgt at opdele tidsforløbet i tre perioder. Temperatur og luftfugtighed i afhængighed af den givne periode fremgår af tabel 6.1. Periode [Døgn] Temperatur [ C] Relativ fugtighed [%] Tabel 6.1: Temperatur og luftfugtighed i afhængighed af den givne periode. De oplyste værdier er skønnede gennemsnitsværdier. Tiden 0 er det tidspunkt, hvor dækket udstøbes, og linerne opspændes Af produktionstekniske årsager opereres med meget høje temperaturer og høj relativ fugtighed i det første døgn efter udstøbning. I den anden periode er den relative fugtighed vurderet til 80%. Dette er gjort på baggrund af, at dækkene efter udstøbning formodentlig vil blive oplagret udendørs, samt at luftfugtigheden først vil falde et stykke tid efter montagen. En gennemsnitlig temperatur på 10 C findes rimelig. I tredje periode er den relative fugtighed 45%, hvilket svarer til indendørs normalt klima[herholdt et al. 1985]. Dette vurderes ud fra, at bygningen vil være taget i brug i næsten hele denne periode. Temperaturen er sat til 20 C, der er normal indetemperatur. Foruden de termiske forhold er belastningstidspunkterne essentielle, da krybningen er direkte afhængig heraf. I tabel 6.2 fremgår den forudsatte belastningshistorie. t = 0 t = 1 t = 21 TT-dækket udstøbes og liner opspændes 1 døgn efter udstøbning påføres den initiale forspændingskraft. Egenlasten aktiveres ligeledes Efter tre uger tages TT-dækket i brug og de resterende laster påføres Tabel 6.2: TT-dækkets belastningshistorie. t i døgn Da der placeres liner i både over- og underside bestemmes krybetøjningen i disse niveauer. Ud fra ovenstående forudsætninger er tøjningerne for linerne i undersiden listet i tabel 6.3. Udregningerne er udført i afsnit 3.5 i bilagsrapporten. 28

33 6.4. MOMENTBÆREEVNE Periode[Døgn] Svind [ ] Krybning [ ] Samlet tøjning [ ] , ,080 0, ,228 0,489 0,717 Sum 0,248 0,569 0,817 Tabel 6.3: Tøjninger ved linerne i undersiden som følge af svind og krybning Den tilsvarende totale tøjning for linerne i oversiden er fastlagt til 1,005. I bilagsrapporten afsnit 3.6 er det fundet, at den resulterende tøjning svarer til et krafttab på 17,3 kn/line og 14,1 kn/line for hhv. over- og underside. Relaxationen i armeringen er bestemt til 3, 5% af den initiale forspændingskraft. Da svindog krybetøjningen giver et spændingstab i armeringen, vil der opstå en gensidig påvirkning med relaxationen. I beregningerne er der taget højde for dette ved at korrigere relaxationen således at denne reduceres. Forspændingskraften reduceres derfor fra 125 kn/line til 104,6 og 107,6 kn/line i henholdsvis over- og undersiden. 6.4 Momentbæreevne Brudmomentet fra lastpåvirkningen i brudgrænsetilstanden er i afsnit 3.7 i bilagsrapporten beregnet til 730,4 knm. Tværsnittets momentbæreevne beregnes i brudgrænsetilstanden, hvor lastkombination 2.1 er vurderet farligst. Dette gøres ud fra, at forspændingskræfterne giver en begyndelsestøjning i armeringslinerne, hvor der er regnes med reduceret forspændingskraft for svind, krybning og relaxation. Der regnes med den reducerede forspændingskraft, da dette bevirker, at tværsnittets momentbæreevne bliver mindst. Ud fra den beregnede trykzonehøjde er der i afsnit 3.7 i bilagsrapporten beregnet en regningsmæssigmomentbæreevne på 904, 2 knm, hvilket er større end momentet fra lastpåvirkningen. På denne baggrund er tværsnittets momentbæreevne overholdt i brudgrænsetilstanden. I afsnit 3.7 i bilagsrapporten er det ligeledes eftervist at spændingen, der optræder i linerne i undersiden i brudsituationen, ikke overstiger linernes brudspænding. 6.5 Forskydningsbæreevne Ud fra [DS , ] er det i afsnit 3.8 i bilagsrapporten eftervist, at det ikke er nødvendigt at forskydningsarmere kroppen af TT-dækket. Dette er er gjort ud fra forskydningskraften, der virker ved understøtningerne, da forskydningskraften her er størst. 6.6 Flanger I flangerne indlægges armeringsnet for at optage momentet. Der vælges et armeringnet med en maskevidde på 125 mm og en diameter på 6 mm. Armeringsnettet placeres i midten af flangerne, hvilket bevirker, at disse kan optage lige store positive og negative momenter. 29

34 KAPITEL 6. DETAILPROJEKTERING AF TT-DÆK I afsnit 3.9 i bilagsrapporten eftervises det, at momentbæreevnen af flangernes tværsnit er tilstrækkelig til at optage momentet fra lastpåvirkningen. 6.7 Nedbøjning Nedbøjningen af TT-dækket er beregnet i anvendelsesgrænsetilstanden i afsnit 3.10 i bilagsrapporten. Ved beregning af nedbøjningen er der taget højde for, at dækket er spændt op med liner i over- og undersiden, og derved at dækket har en pilhøjde, når dette monteres. Ud fra beregningerne findes den maksimale nedbøjning til 51 mm, hvilket svarer til 1/386 af spændvidden. Det vurderes, at nedbøjningen er acceptabel. 6.8 Brand Tagkonstruktionen i premieresalen skal iht. [BR 1995, Stk.5] dimensioneres som BSbygningsdel 60. Det vælges at undersøge for et standardbrandforløb i overenstemmelse med retningslinierne opstillet i [DS , ] og [DS , 11]. Dette er valgt, da det vurderes, at der primært forefindes cellulosebaserede materialer i premieresalen. Ved eftervisning af bæreevnen iht. [DS , 9.4] ses der bort fra loftbeklædningen, hvorved dækket er direkte eksponeret for branden. Opbygningen af tagkonstruktionen samt den valgte beregningsmodel fremgår af figur 6.3. Figur 6.3: Øverst ses opbygningen af tagkonstruktion i premieresalen. Nederst er vist den valgte beregningsmodel, hvor TT-dækket er direkte eksponeret Ved dimensionering i L.K. 3.3 skal de mekaniske parametre for beton og armering reduceres i overenstemmelse med den givne temperaturpåvirkning. Dette er en følge af, at styrkerne 30

35 6.8. BRAND for de to materialer reduceres ved øgede temperaturer. Ved dimensioneringen er følgende styrkeparametre derfor reduceret: Betonens trykstyrke Betonens trykbrudtøjning Armeringens flydespænding Med de reducerede styrkeparametre gennemføres en traditionel bæreevneberegning for et armeret betontværsnit. I afsnit 3.11 i bilagsrapporten, er det fundet, at brudmomentet er overholdt og at brandmodstandsevnen derfor er tilstrækkelig. Med henblik på gennemførelse af en finere beregning, er det valgt at anvende finite elementmetode programmet Fire2D. Temperaturberegningerne i programmet bygger på Fouriers differentialligning for varmeledning. Alle beregninger er transiente, dvs. at påvirkningen kan varierer med tiden, hvilket er tilfældet under et brandforløb. Dette udnyttes i programmet til simulering at temperaturfordelingen i tværsnittet. Efter en times standardbrand vil isotermerne forløbe i tværsnittet som illustreret på figur 6.4. Figur 6.4: Isotermer i udvalgt del af tværsnittet efter en times standardbrand. Spændarmeringslinierne er nummereret Af figuren ses det, at den maksimale temperatur er 945 C ved randen, og at temperaturen aftager forholdsvis hurtigt ind igennem tværsnittet jf. isotermkurverne. Ud fra programmet er det fundet, at temperaturen i tværsnittets midte stadig er nær udgangstemperaturen. Ved eftervisningen af bæreevnen er temperaturen i de enkelte armeringsliner essentielle. I [DS , (3)] regnes temperaturen i linerne som den temperatur, et uarmeret tværsnit ville have i det punkt, hvor armeringsstålets centerlinie ligger. Dermed tages der ikke højde for forskellen mellem varmeledningskoefficienterne for henholdsvis beton og 31

36 KAPITEL 6. DETAILPROJEKTERING AF TT-DÆK armering. Temperaturforløbet i linerne 1, 2, 4 og 5 beregnet ud fra programmet fremgår af figur 6.5. Figur 6.5: Temperaturforløb for line nr. 1, 2, 4 og 5 i løbet af en times standardbrand I bilagsrapporten afsnit 3.11 er temperaturen i disse liner fastlagt efter en times standardbrand. I tabel 6.4 fremgår værdierne fundet ved de to beregningsmetoder. 32

37 Armeringsnummer Temperatur/DS411 [ ] C Temperatur/Fire2D [ ] C BRAND Tabel 6.4: Temperatur i line 1, 2, 4 og 5 efter en times standardbrandforløb beregnet ud fra [DS ] og Fire2D Sammenholdes værdierne i tabel 6.4 ses det, at temperaturerne beregnet vha. programmet, er en del højere end dem, der er bestemt ud fra [DS ]. Ved at sammenholde temperaturerne beregnet i henhold til [DS ] i tabel 6.4 med figur 6.5 fremgår det, at de beregnede temperaturer forekommer allerede efter ca. 50 minutter. Det må derfor forventes, at linerne har en lavere styrke, og at brudmomentet i L.K. 3.3 derfor er mindre. Det fundne brudmoment i bilagsrapporten afsnit 3.11 er noget højere end momentet fra lastpåvirkningen, og det vurderes derfor ikke at udgøre en risiko. Endvidere er det i beregningerne forudsat, at TT-dækket er direkte eksponeret hvilket er en tilnærmelse, da der der på undersiden er påmonteret en loftkonstruktion jf. figur 6.3. Det vælges at anvende et Rockfon Luna loft fra producenten Rockfon [Rockfon 2004]. Dette er specielt designet loft til biografsale, der udover at opfylde krav mht. lydabsorption og refleksionsevne har en god brandmodstandsevne. Dette fungerer som en brandhæmmende foranstaltning og det vurderes derfor, at bæreevnen efter en times standardbrand er tilstrækkelig. 33

38 Kapitel 7 Dimensionering af elementvægge Indholdsfortegnelse 7.1 Vægelement Elementsamling I dette kapitel dimensioneres et vægelement i premieresalen samt en samling mellem to vægelementer. 7.1 Vægelement Der udvælges et vægelement i den nordvestlige side af premieresalen. Elementets placering er vist på figur 7.1 samt på tegning K-2 i tegningsmappen. Vægelementet er 3370 mm højt, 2400mm bredt og 200mm tykt. Væggen armeres med et armeringsnet i hver side af væggen af typen φ10 c/c100. Vægelementet vælges, da det er påvirket af den største egenlast. Figur 7.1: Snit gennem premieresalen, hvor væggens placering er vist ved skravering Vægelementet dimensioneres henholdsvis som en centralt og en excentrisk belastet søjle. Ved beregningen ses bort fra forskydningskraften, der optages ved skivevirkning. Vægelementet undersøges for lastkombination 2.3, da egenlasten er stor i forhold til de variable laster. Metode II i [DS , ] anvendes til undersøgelse af vægelementets bæ- 34

39 7.2. ELEMENTSAMLING reevne som excentrisk belastet søjle. I afsnit 4.1i bilagsrapporten er bæreevnen af vægelementet eftervist. 7.2 Elementsamling Premieresalen skal optage en stor del af den vandrette last virkende på bygningen. Det er derfor af stor vigtighed, at samlingerne mellem elementerne, som premieresalen er opbygget af, kan modstå påvirkningen. Ved dimensionering af samlingerne afgrænses til kun at betragte den lodrette samling mellem de to vægge, som er hårdest påvirket af forskydning. Den korte væg i premieresalen er udvalgt, da det blev fundet i kapitel 3, at det er denne væg, som er hårdest vandret belastet ved vind fra øst. Den vandrette kraft giver den største forskydningskraft i midten af væggens længde, og derfor er det den lodrette samling på dette sted, som dimensioneres. Den udvalgte samling ses på figur 7.2, hvor det fremgår, at det kun er samlingen mellem de to nederste vægelementer, der betragtes. Figur 7.2: Udvalgt samling mellem de to midterste vægelementer i premieresalens korte væg. Mål i m De lodrette samlinger mellem væggene udføres som armerede støbeskel, og den udvalgte samlings geometri fremgår af figur 7.3, hvor dimensionerne på armeringen også er vist. 35

40 KAPITEL 7. DIMENSIONERING AF ELEMENTVÆGGE Figur 7.3: Plan og snit af fortandet støbeskel med armering. Mål i mm På figur 7.3 ses det, at væggene er fortandede for dermed at øge forskydningsbæreevnen. Geometrien af tænderne er valgt indenfor rammerne, som er opgivet i [DS , Figur V ]. Hårnålebøjlerne deltager i forskydningsoptagelsen, og de er placeret med en afstand på 150 mm. I afsnit 4.2 i bilagsrapporten er det eftervist, at bæreevnen af støbeskellet er tilstrækkelig. 36

41 Del II Fundering

42

43 Kapitel 8 Forundersøgelser Indholdsfortegnelse 8.1 Geologiske forhold Geoteknisk rapport Styrkeparametre Strømningsparametre Geologiske forhold Lokaliteten er beliggende i Østerådalen, hvorved der kan forventes blødbund i området. På grund af tidligere bebyggelse er området plant, og der kan forventes forskellige fyldforekomster. Overordnet er de tertiære aflejringer i Aalborg området fra perioden Danien. Ved aflæsning i [Jacobsen 1984] findes at stenalderhavet har gået til kote 6 i forhold til DNN (Dansk Normal Nul). Terrænet på lokaliteten ligger ca. i kote 4, og dermed har stenalderhavet været inde over området. Således kan der forventes postglaciale marine aflejringer. I Aalborgområdet er der mulighed for at træffe senglaciale ferskvandsaflejringer i form af aalborgler, aalborgsand og aalborggrus. De geotekniske boringer viser generelt, at der findes fyld og blødbunds jord over senglacialt sand og ler. 8.2 Geoteknisk rapport I forbindelse med projektarbejdet er der udleveret en geoteknisk rapport: Aalborg Rutebilstation 14. dec Heraf fremgår det, at der er foretaget 8 geotekniske boringer og en prøvepumpning. De geotekniske boringer er udført før nedrivningen af det forrige byggeri, og de er derfor ikke placeret centralt indenfor byggegruben. Der er registreret laggrænser og foretaget geologisk klassifikation af jordarterne. I nogle boringer er der udført SPT- og vingeforsøg. På tegning F-1 i tegningsmappen fremgår lagfølgetegninger mellem udvalgte boringer. 39

44 KAPITEL 8. FORUNDERSØGELSER Styrkeparametre Den geotekniske rapport angiver, at følgende styrkeparametre kan anvendes: Senglacialt sand ϕ k,pl 35 Senglacialt ler c u = kn/m 2 Der er udført prøveramning, og herudfra bestemmes pælebæreevner, som anvendes til dimensionering af fundamenterne Strømningsparametre I afsnit 5.2 i bilagsrapporten er resultaterne fra den udførte prøvepumpning behandlet. Rækkevidden bestemmes i retningerne nord-syd og øst-vest til hhv. 142 og 71m. Den hydrauliske ledningsevne skønnes forsigtig udfra resultaterne til 1, m/s. 40

45 Kapitel 9 Byggegrube til kælder Indholdsfortegnelse 9.1 Forudsætninger om byggegruben Grundvandssænkning Stabilitet af skråninger Spunsvæg I dette kapitel behandles udgravningen til kælder. Byggegrubens geometri fastlægges, en spunsvæg og et grundvandssænkningsanlæg dimensioneres. 9.1 Forudsætninger om byggegruben På figur 9.1 er byggegrubens placering vist i forhold til Jyllandsgade og de geotekniske boringer beskrevet i den geotekniske rapport. Af figuren ses, at boring B200 og B203 ligger indenfor byggegruben, mens B202 og R101 ligger i umiddelbar nærhed, så disse jordbundsforhold må forventes at kunne optræde i byggegruben. Koten til oversiden af den laveste del af kældergulvet er 0,23 m, idet der ses bort fra lokale sænkninger ved f.eks. elevatorskakte. Opbygningen af kælderkonstruktionen fremgår af figur 10.1 på side 48. I kote -0,42 m er der i boring B200, B202 og B203 truffet et bæredygtigt sandlag, mens der i boring R101 er blødbund i form af tørv og gytje, og det bæredygtige sandlag ligger ca. 0,3 m dybere. Derfor anbefales det, at der graves ud til den laveste kote af følgende: Kote -0,42 m svarende til FUK Overside af bæredygtigt sandlag Hvor der graves dybere end FUK, skal der således udlægges en sandpude, hvorpå kælderen støbes. I det følgende regnes med jordbundsforholdene ved boring R101, da jordbundsforholdene ved denne boring er ugunstigst for byggegrubeindfatningen og kræver den største sænkning af grundvandet, da udgravningsdybden her er størst. Byggegruben afgrænses mod syd og øst af spunsvægge og mod nord og vest af skråninger med et anlæg på 1:1. Langs kælderens ydre afgrænsning er der anbefalet 2,5 m arbejdsplads, hvorved byggegruben bliver som vist på figur

46 KAPITEL 9. BYGGEGRUBE TIL KÆLDER Figur 9.1: Byggegrubens placering i forhold til Jyllandsgade og de geotekniske boringer. Mål i m 9.2 Grundvandssænkning Da udgravningen til kælderen føres under grundvandsspejlet, er det nødvendigt at sænke grundvandet midlertidigt. Det anbefales at anvende sugespidser til dette. Det forudsættes, at de anvendte sugespidser er 2"rør, hvor de nederste 1 2 m er udført med slidser. Sugespidserne spules ned i sandlaget, og kapaciteten af en sugespids er 1,0 m 3 /h. For at introducere en sikkerhed på grundvandssænkningen er den hydrauliske ledningsevne forsigtigt skønnet til k T = 1, m/s i henhold til beregningerne fra prøvepumpningen i afsnit 5.2 i bilagsrapporten. Derudover kræves, at anlægget kan sænke grundvandet tilstrækkeligt, selv om 6 kritiske sugespidser skulle træde ud af funktion. Det anbefales, at sænke grundvandet således at vandspejlets øverste punkt er 0,1 m under bunden i byggegruben. Sugespidsanlægget er vist på tegning F-4 i tegningsmappen. Der anvendes 98 sugespidser, der skal nedspules 8 m under terræn, idet den maksimale sænkning i afsnit i bilagsrapporten er bestemt til ca. 6 m under terræn. Den samlede volumenstrøm, der skal oppumpes, 42

47 9.3. STABILITET AF SKRÅNINGER er 79 m 3 /h, som beregnet i afsnit 6.1 i bilagsrapporten. En del af denne vandmængde skal evt. reinjiceres, for at hindre at grundvandet sænkes ved Jyllandgade. Den resterende volumenstrøm kan udledes til Østre Landgrøft, forudsat at Nordjyllands Amt giver tilladelse hertil. Det vurderes, at det vil være billigere at etablere en ledning til Østre Landgrøft, end at betale afledningsafgift til Aalborg Kommune. Der skal etableres pejlerør ved Jyllandsgade, hvori der dagligt skal foretages pejlinger. Hvis det viser sig, at grundvandsspejlet sænkes ved Jyllandsgade, skal der foretages reinjicering. 9.3 Stabilitet af skråninger Stabiliteten af skråningerne med anlæg 1:1 vist på figur 9.1 undersøges i det følgende. Et snit gennem en skråning er vist på figur 9.2. Der regnes i korttidstilstanden, og dermed anvendes udrænede styrkeparametre. Der afgrænses fra at regne i langtidstilstanden. Figur 9.2: Forudsætninger for undersøgelse af stabiliteten, hvor der er afgravet en meter af fyldlaget. Mål og koter i m Udgangspunktet for undersøgelsen af stabiliteten af skråningerne omkring byggegruben er den geotekniske model vist på figur 9.2. Styrkeparametrene er skønnet på baggrund af den geotekniske rapport, som beskrevet i afsnit i bilagsrapporten. Stabiliteten undersøges for brudlinier som vist på figuren: I blødbundslagene regnes med en cirkel, der tangerer sandlaget I sand-fyldlaget regnes med en logaritmisk spiral med forskriften: r = r 0 e v tan(ϕ d), hvor r er radius ved vinklen v, og r 0 er begyndelsesradius Skråningen er stabil, hvis stabilitetsforholdet er større end 1, og i afsnit 6.2 i bilagsrapporten er stabilitetsforholdet fundet til 2,15 for brudlinien vist på figur

48 KAPITEL 9. BYGGEGRUBE TIL KÆLDER For andre placeringer af brudliniens pol bestemmes stabilitetsforholdet, idet alle de undersøgte brudlinier tangerer oversiden af sandlaget. Resultatet er vist på figur 9.3. Figur 9.3: Værdier af stabilitetsforholdet for de markerede poler. Alle de undersøgte brudlinier tangerer oversiden af sandlaget som vist Det ses, at den mindste værdi af stabilitetsforholdet er fundet til 2,15. Da polen svarende til denne værdi er placeret midt mellem to ens værdier i både vandret og lodret retning vurderes de 2,15 at være tæt på den minimale værdi af stabilitetsforholdet. Da det mindste stabilitetsforhold er større end 1, er skråningen stabil. 9.4 Spunsvæg Spunsvægge kan udføres af forskellige materialer, og til denne byggegrube vurderes en spunsvæg af stål at være hensigtsmæssig. Yderligere vælges Z-profiler, da samlingerne i disse ikke er påvirket af forskydningskræfter. Byggegrubens dybde er 4, 6 m, og på baggrund heraf vælges at udføre indfatningen som en fri spunsvæg. Dermed forudsættes det, at spunsvæggen ikke forankres. Spunsvæggen dimensioneres for de farligste jordbundsforhold i området, hvilket er jordbundsforholdene i boring R101. Da skråningsstabiliteten er undersøgt for samme jordbundsforhold, anvendes samme styrkeparametre, jf. afsnit 9.3. På figur 9.4 ses de forenklede jordbundsforhold, der ligger til grund for spunsvægberegningerne. Dimensioneringen af spunsvæggen fremgår af bilag

49 9.4. SPUNSVÆG Figur 9.4: Jordbundsforholdene der er regnet med i spunsvægberegningen. Styrkeparametrene refererer til korttidstilstanden. I langtidstilstanden regnes med ϕ d = 25,7 og c d = 0 i kohæsionsjorden I afsnit i bilagsrapporten er det fundet, at spunsvæggen ikke kan regnes som ru væg, da dette giver anledning til en nedadrettet reaktion under spunsvæggen, som ikke kan overføres. Beregningen med ru væg er medtaget for at vise beregningsproceduren samt for at påvise, at ruheden af spunsvæggen skal nedsættes. Der findes en stor nedadrettet reaktion, og spunsvæggen dimensioneres derfor som helt glat væg. I den periode, hvor spunsvæggen skal indfatte byggegruben, er GVS sænket af et sugespidsanlæg. GVS-niveauet kan dog stadig variere ved svigt af en eller flere sugespidser, som resulterer i, at GVS stiger. Det er valgt at undersøge to grænsetilfælde: Et hvor GVS ligger helt oppe i bunden af byggegruben, og et hvor GVS ligger under spunsvæggen uanset rammedybde. Resultaterne ses i tabel 9.1, hvor betydningen af, om der regnes i korttids- eller langtidstilstanden, også fremgår. GVS-niveau Tilstand Rammedybde Maks. moment Under spunsvæg Korttidstilstand 9,06 m 157 knm/m I byggegrubebund Korttidstilstand 11,68 m 241 knm/m I byggegrubebund Langtidstilstand 13,24 m 559 knm/m Tabel 9.1: Resultat af beregninger af spunsvæg i forskellige tilfælde. Alle tilfælde er beregnet med glat væg Det fremgår af tabel 9.1, at den dimensionsgivende tilstand er langtidstilstanden med GVS beliggende i byggegrubens bund. I afsnit i bilagsrapporten er det fundet, at det maksimale moment i den dimensionsgivende tilstand kan optages af et Z-spunsjern profiltype 4N fra producenten Lemvigh-Müller og Munck A/S [Teknisk Ståbi 2002, s. 221]. Dimensionerne af spunsjernet ses på figur