Projekt: Ny fabrikationshal på Storstrømvej i Kjersing, Esbjerg N. KH Smede- og Maskinfabrik A/S

Transkript

1 1 Titelblad Titel: Bygherre: Emne: Projektgruppe: Ny fabrikationshal på Storstrømvej i Kjersing, Esbjerg N KH Smede- og Maskinfabrik A/S Bygningen og dens omgivelser Gruppe B4-1-f09 Projektperiode: Hovedvejleder: Vejleder: Jens Hagelskjær, AAUE Ebbe Kildsgaard, ISC Jan Kirchner, Orbicon Sven Krabbenhøft, AAUE Universitet: Esbjerg Institute of Technology - Aalborg Universitet Gruppe B4-1-f09 består af: Sejla Smajlovic Yama Taj Mark Beier Jørgensen Lene Friis Petersen Anders Mose Thomsen Michael Hvid Jensen Synopsis Denne rapport omhandler opførelsen af en ny fabrikationshal med tilhørende administrations- og folkerumsbygning, beliggende i industriområdet på Storstrømsvej i Kjersing i Esbjerg Nord. I rapporten lægges vægt på konstruktionens opbygning, herunder detailprojektering af udvalgte dele af hallens bærende konstruktioner inklusiv udvalgte samlinger. Desuden foretages en dimensionering af udvalgte punktfundamenter, samt analyse og vurderinger af kloaksystemet i området med løsningsforslag og projektering af ny regnvandsledning og pumpe. Side 1 af 67

2 2 Indholdsfortegnelse 1 Titelblad Indholdsfortegnelse Forord Indledning Problemformulering Områdebeskrivelse Tegninger Konstruktionens opbygning Rammer - Analyse af understøtninger Materialer Krankonstruktion Laster Beregningsforudsætninger Egenlast Snelast Vindlast Nyttelast Kranlast Lastkombinationer Dimensionering Ramme Kran Gavlsøjler Vindgitter Halvtag Samlinger Fundering Betongulv Betonoverdæk Kloakering Problemformulering for kloakering Tegninger Side 2 af 67

3 11.3 Områdebeskrivelse Dimensionering af regnvandsledning Spildevandsledningens tilstand Dimensionering af pumpe Diskussion Konklusion Litteraturliste Side 3 af 67

4 3 Forord Dette projekt har titlen Ny fabrikationshal på Storstrømsvej i Kjersing i Esbjerg Nord, og er udarbejdet af ingeniørstuderende på bygge- og anlægskonstruktion, 4. semester under Det Naturvidenskabelige Fakultet ved Aalborg Universitet Esbjerg. Projektet er udarbejdet i perioden fra den 2. februar til den 28. maj 2009 af projektgruppe B4-1-f09. Det overordnede tema for projektet er Bygningen og dens omgivelser, hvorunder der er arbejdet med projekteringen af en ny fabrikationshal med tilhørende administrations- og folkerumsbygning, beliggende i industriområdet på Storstrømsvej i Kjersing i Esbjerg Nord. Rapporten er udarbejdet med henblik på, at opnå forståelse for sammenspillet mellem projektering og udførelse af bygge- og anlægskonstruktioner og behandler, på baggrund af dette, fagområderne stålkonstruktion, fundering og afløbsteknik. Den udarbejdede rapport henvender sig hovedsageligt til personer med samme faglige baggrund som 4. semester studerende, dvs. studerende på bygge- og anlægsretningen på 4. semester, samt til hovedvejleder Jens Hagelskjær fra AAUE og vejlederne Ebbe Kildsgaard fra ISC, Jan Kirchner fra Orbicon og Sven Krabbenhøft fra AAUE. I den anledning ønsker projektgruppen, at rette en stor tak til ovennævnte vejledere for besvarelse af spørgsmål, der har været knyttet til udarbejdelsen af rapporten. Rapporten er delt op i en hovedrapport, en bilagsrapport og en Mathcad bilagsrapport. Rapporten kan læses selvstændigt, mens bilag kan læses, hvis der ønskes yderligere oplysninger og redegørelser om beregninger, teori m.m. Ud for hvert afsnit i rapporten er der et tilhørende afsnit i bilaget under samme overskrift, således at de henvisninger der er i rapporten til et bilag, findes i bilagsrapporten ud for samme overskrift, som i rapporten. Mathcad bilagsrapporten er struktureret med farver således, at gul indikerer data der indsættes i Mathcad, blå er mellemresultatet, og grøn er det endelige resultat. Endvidere er der vedlagt en tegningsmappe med AutoCAD tegninger. Rapportens figurer og tabeller er nummereret hver for sig i kronologisk rækkefølge, uafhængigt af de afsnit de står under. Figurer og tabeller, som er selvstændigt udarbejdet af projektgruppen, får tildelt kilden eget materiale og figurer og tabeller, som ikke er selvstændigt udarbejdet af projektgruppen, får tildelt den kilde, hvorfra de er hentet. I rapporten anvendes fodnoter til både kildehenvisninger og ordforklaringer, og er markeret med 1,2,3 osv.. Fodnoter, som står ud for overskriften til et afsnit, gælder for hele afsnittet, og fodnoter, som står efter et punktum, gælder for den foregående sætning. Kildehenvisninger er angivet med forfatterens navn, efternavn, sidetal og eventuelt tabelnavn, formelnavn m.m. ved specifikke henvisninger. Ved henvisning til internetsider angives linket til den anvendte hjemmeside samt sidste besøgsdato. Side 4 af 67

5 4 Indledning På baggrund af det overordnede tema, Bygningen og dens omgivelser, tager dette P4 projekt udgangspunkt i et konstateret behov for et større nybyggeri, ønsket opført i industriområdet på Storstrømsvej i Kjersing i Esbjerg Nord. Projektet er specificeret i et Byggeprogram, som ses i bilaget, og omfatter opførelsen af en ny fabrikationshal med et bebygget areal på ca m 2 med en udendørs overdækket lagerplads på ca. 340 m 2. Hallen er indrettet med tre rum, et værktøjslager, et værkførerkontor og et rum med gang og toiletarealer. Hallens bærende konstruktion udformes som en stålrammekonstruktion med konsoller, der skal bære en langsgående kranbjælke i hver ende. På baggrund af Byggeprogrammet, er der udført en detailprojektering af dele af de bærende konstruktioner, samt dimensioner på de vigtigste konstruktionsdele, bl.a. stålrammer, stålsøjler og kranbjælken. Endvidere er der, på grundlag af en geoteknisk rapport, dimensioneret tre fundamenter for henholdsvis gavlsøjlen, halvtagssøjlen og rammesøjlen og fundamenternes sætninger for de udvalgte dele er bestemt. Sidst er foretaget en analyse af afløbssystemet for et udvalgt område tilknyttet fabrikationshallen. I forbindelse med dette, er der foretaget en vurdering, af de eksisterende regn- og spildevandsledninger, og på baggrund heraf, er der dimensioneret en ny regnvandsledning, og foreslået forbedringer til spildevandsledingen. Der er desuden dimensioneret en pumpestation. Med projektrapporten, følger tegningsmateriale, der viser opbygningen af fabrikationshallen, samt fundament og afløb. Der er udarbejdet arkitekttegninger og systemtegninger af byggeriets elementer, herunder facadetegninger, tværsnitstegninger af væg og tag, gulvplantegninger, tagplantegninger, tegninger af gavle. Der er desuden udarbejdet tegninger af regn- og spildevandsledningerne samt fundamentet. 5 Problemformulering Byggeprogrammet, som ses i bilaget under 4 Indledning, leder frem til følgende problemstillinger: Der er to frihøjder der skal overholdes. Den ene frihøjde er inde i selve fabrikationshallen, hvor der skal være en minimumshøjde på 7 meter op til krogen i krankonstruktionen. Minimumshøjden på 7 meter inde i fabrikationshallen vil få indflydelse på den fulde højde af fabrikationshallen. Den anden frihøjde er på minimum 6 meter ude under halvtaget. Der er i byggeprogrammet opgivet en taghældningen på 5 til 15, som skal fastlægges. I Byggeprogrammet er der et oplæg til materialevalget. Dog er der 2 alternativer til tagkonstruktionen. Dette leder frem til følgende problemformulering: - Hvordan projekteres fabrikationshallen på Storstrømsvej i Kjersing i Esbjerg Nord, i henhold til, konstruktionen, funderingen og afløbssystemet, så specifikationerne i byggeprogrammet opfyldes? Side 5 af 67

6 6 Områdebeskrivelse 1 I forbindelse med ønsket om at opføre en ny fabrikationhal med tilhørende administrations- og folkerumsbygning i industriområdet på Storstrømsvej i Kjersing i Esbjerg Nord, beskrives området på baggrund af lokalplan 242, gældende for industriområdet i Kjersing. Grunden, hvorpå fanrikationshallen er tænkt opført, er ca Området er i forvejen udlagt til industri- og erhvervskvarter, hvor større virksomheder, som bl.a. Dansk Bilglas og Techno-Tool, har sæde. Figur 1 viser projektområdets beliggenhed i industriområdet ved Storstrømsvej i Esbjerg. Figur 1: Projektområdet; kilde: Byggeprogram, og d Området er omfattet af lokalplan 242, som kan ses på Figur 2. 1 Lokalplan nr. 242, for erhvervsområde i Kjersing, Esbjerg Kommune Side 6 af 67

7 Figur 2: Afgrænsning af lokalplan 242 for erhvervsområde i Kjersing, Esbjerg Kommune 1987; kilde: Lokalplan 242. Området er præget af etablerede virksomheder af blandet karakter, med størstedelen koncentreret i den sydvestlige del af området. For at give plads til kommende projekter, er fortidsminderne blevet nedlagt, således at de ikke virker som hindring for opførelse af kommende byggeri. Dog er der en fredet gravhøj i den nordvestlige del af området. Under 2. Verdenskrig blev der opstillet forskellige foranstaltninger i området, og der er en sandsynlighed for, at disse kan få indflydelse på kommende projekter, eftersom betonblokke fra disse, stadig ligger begravet under jorden. Området et af de lettest tilgængelige industriområder i Esbjerg, eftersom der er let adgang til offentlige veje og jernbane, og god offentlig transport. På Figur 2 ses jernbanen nederst til venstre på figuren, som følger lokalplanens vestlige grænse. Området er 2 km fra Esbjerg motorvej, og forbundet med motorvejen via Kjersing Ringvej, hvor det er muligt at komme til Esbjerg Havn. Med hensyn til støj, ligger støjgrænsen for området på 55 db og 70 db for nogle delområder. For området hvor fabrikationshallen skal opføres, ligger den maksimale støjgrænse på 60 db, og området hører til kategorien: Erhvervsområder med forbud mod generende virksomhed. Lokalplanen opstiller også krav til bygningens funktion. Området, hvor fabrikationshallen skal opføres, er udlagt til byggeri, hvis funktion skal være koncentreret om industri indenfor håndværk, byggefag, engroshandel, lager, transport samt forretnings- og servicevirksomheder. Det gælder desuden, at det samlede rumfang af bygningen højst må være 3 af grundarealet og det bebyggede areal må ikke overstige halvdelen af grundarealet. For erhvervsbygninger gælder desuden, at de ikke må opføres i mere end to etager. I forhold til bebyggelsens højde og skyggegener på nabogrunde, er den maksimale højde af bygningen fastlagt til at Side 7 af 67

8 være 10 meter over niveauplan. Viser det sig at bygningen ikke lever op til dette krav, kan der søges om dispensation fra byrådet. Dette er kun muligt, hvis bygningsfunktionen kræver det. Bebyggelsen må ikke placeres mindre end 5 m fra naboskel. Erhvervsbygninger skal placeres med hovedretningen parallelt eller vinkelret på adgangsvejens skel. Med hensyn til bebyggelsens ydre fremtræden, må blanke og reflekterende materialer på udvendige bygningssider og tage ikke anvendes, da byrådet ikke ønsker materialer der virker skæmmende i området. Med hensyn til kloakering, er området separat kloakeret. Afledning af overflade- og spildevand skal være tilsluttet eksisterende hovedledninger. Med hensyn til forsinkelsesbassiner for overfladevand, er der ingen krav om at de skal etableres, så længe der ikke er behov for det. Hvis behovet viser sig, er kravene til forsinkelsesbassinerne, at de skal anlægges med beplantning, således at de tilpasses eksisterende naturforhold i området. Området er fladt og ligger i kote 25. I forbindelse med byggeriet er der ønsker og krav fra bygherrens side til, hvordan fabrikationshallen skal konstrueres og hvilke materialer der skal indgå. Disse krav er specificeret i byggeprogrammet i bilag for 4 Indledning. Gruppen har udarbejdet tegninger af konstruktionen, ud fra hvad der er blevet oplyst i byggeprogrammet, samt hvordan gruppen mener, at konstruktionen skal opbygges. Tegninger er beskrevet i det næste afsnit. Side 8 af 67

9 7 Tegninger Tegningerne består af hovedtegninger[h] og detaljetegninger[d], og disse kan findes herunder. D01 Rammehjørnesamling D02 Samling i kip D03 Samling mellem halvtag og ramme D04 Samling ved halvtag og søjle D05 Rammesamling ved fundament D06 Søjlesamling ved fundament D07 Krankonsolbjælke D08 Vindgittersamling D09 Gavlsøjlesamling mod ramme D21 Beklædning Ydervæg D22 Beklædning Tag ramme D23 Beklædning Tag halvtag H01 Situationsplan H11 Plantegning gulv H12 Plantegning Loft H13 Plantegning fundamentplacering H21 Facade nord H22 Facade syd H23 Facade øst H24 Facade vest H31 Snit mellem facade øst og facade vest H31 Snit mellem facade nord og facade syd H41 Vindgitterplacering H51 Kloakeringsoversigtstegning H61 Kranbjælke Alle ovennævnte tegninger er tegnet i målet [mm]. Der er på alle tegninger et tegningshoved, som vist på Figur 3. Figur 3: Tegningshoved; kilde: Eget materiale. Alle tegninger er vedhæftet rapporten, i PDF format. Nu hvor tegningerne er gennemgået, vil selve opbygningen af konstruktionen blive beskrevet, i henhold til byggeprogrammet, og hvordan gruppen mener, at konstruktionen skal opbygges. Side 9 af 67

10 8 Konstruktionens opbygning Fabrikationshallens opbygning ses på nedenstående figur, Figur 4. Konstruktionen består af en fabrikationshal, med en kran, og et halvtag ved siden af hallen. På figuren ses selve hallen og halvtaget, og hvordan kræfterne fordeler sig i konstruktionen. Ved halvtaget, går kræfterne fra taget i venstre side ned i rammerne og i højre side ned i søjlerne, og videre ned i fundamentet. I hallen går kræfterne ligeledes fra taget ned i rammerne og videre ned i fundamentet. Desuden er der kræfterne fra kranen, som går ned i et profil, og derefter videre ned i rammen og ender i fundamentet og overføres til jorden under konstruktionen. Figur 4: Fabrikationshallens opbygning med kræfterne i konstruktionen; kilde: Eget materiale. 8.1 Rammer - Analyse af understøtninger I dette afsnit analyseres de forskellige muligheder, hvorpå konstruktionen kan understøttes, hvorefter det mest optimale valg for en understøtning af konstruktionen vil blive vurderet Frihøjde Ifølge lokalplanen må byggeriet højest være 10 m. højt. Minimumsdimensionen for kranen er begrænset af længden Bsh (fra top af motor til krogen), min. Luft over motor og afstanden på løfte krogen, mål er fra afsnittet, 8.3 Krankonstruktion, hvor flere detaljer om kranen er beskrevet. hø = h+ hø + æ. hø = =7975. Kranen skal bruge en højde der er min. 7,975m. Der er derfor 10 7,975 =2,025 tilbage i højden. Indenfor disse 2,025m, skal der være plads til selve rammen, og beklædning både på tag og i rammehjørner. Denne højde er svær præcis at definere, da disse mål ikke kendes på nuværende tidspunkt. En mulighed kunne være, at lave en udførlig beregning på hvad beklædning og rammer ca. kommer til at fylde, med gruppen vurderer at dette vil være for omstændigt i forhold til, hvad højden skal bruges til. Gruppen vælger derfor i stedet at indlægge en frihøjde, hvor det vurderes, at der er plads til beklædning og rammen. Denne højde kan senere vise sig at være højere eller lavere, og skal derfor ses som et overslag. Side 10 af 67

11 Højden bestemmes ud fra tages hældning, der i byggeprogrammet er oplyst til at være mellem 5 og 15, hvilket giver en højde på taget, ud over rammesøjlehøjden, på mellem 1,050m og 3,215m. For at give både plads til både taghældning og frihøjde, sættes taghældningen til 5. Ud fra undersøgelser i TrussLab, som ses i bilaget, har det vist sig, at moment- og forskydningskrafterne bliver lavere, jo højere hældningen bliver. Samtidig giver en højere taghældning, et større materialeforbrug, da selve tagfladen bliver større. Der er derfor både fordele og ulemper ved den valgte taghældning. Den valgte taghældning på 5, giver en frihøjde på =2,025 1,050=0,975. Denne frihøjde opdeles i to, så der er en frihøjde på =, =0,488 over kranen og 0,488 på taget. Det vurderes at der er plads til både beklædning og ramme indenfor disse 0,975. Højderne ses på nedenstående figur, Figur 5. Figur 5: Skitse af højderne i konstruktionen; kilde: Eget materiale Det optimale statiske system med taghældning på 5 Der er tre mulige statiske systemer for hallen: 3 charniersramme, 2 charniersramme og indspændt ramme. For at vælge den optimale løsning, placeres en ensfordelt last på 10 /, på de tre statiske systemet. Dette ses i bilaget. Der optegnes moment- og forskydningskurver ud fra beregning i TrussLab, for en taghældning på 5 der, som tidligere nævnt, er vurderet til at være den maksimale taghældning, der overholder lokalplanen. Dataene fra beregningerne i TrussLab ses i nedenstående tabeller, Tabel 1 og Tabel 2: Knude 2 charniersramme 3 charniersramme Indspændt ramme , Tabel 1: Tabel over momenterne i de 3 rammekonstruktioner med 5 taghældning; kilde: Eget materiale. Det ses ud fra tabellen, at det numerisk største moment er knude 2 og 4 (rammehjørnerne). Her er det mindste moment i rammehjørnerne ved 2 charniersrammen og den indspænte ramme, på ca. 330 (se blå markering i Tabel 1). Momentet for 3 charniersrammen er på 553. Side 11 af 67

12 Knude 2 charniersramme 3 charniersramme Indspændt ramme Tabel 2: Tabel over forskydningskrafterne i de 3 rammekonstruktioner med 5 taghældning; kilde: Eget materiale. Det ses ud fra ovenstående tabel, at den numerisk største forskydningskraft også er i knude 2 og 4 (rammehjørnerne), og at forskydningskrafterne stort set er ens, på ca. 97. De numerisk mindste momentkurver for rammehjørnerne, er dermed 2 charniersrammen og den indspændte ramme, hvor forskydningskurverne stort set er ens. 3 charniersrammen, er dermed ikke den optimale løsning. Valget mellem 2 charniersrammen og den indspændte ramme, afhænger af, om der ønskes en udfligning i rammehjørnerne. Hvis der vælges en indspændt ramme, har det den fordel, at det kan give en stivere konstruktion, hvis der eks. er problemer med nedbøjningen. 8.2 Materialer Der er foretaget en analyse af konstruktionsmaterialerne til fabrikationshallen. Ved tagkonstruktionen er der foretaget et valg mellem to alternativer, og for de resterende dele er der foretaget en vurdering på de materialer der er foreslået i Byggeprogrammet Tagkonstruktion Ved tagkonstruktionen er der, i Byggeprogrammet, opgivet to alternativer, der kan vælges mellem: Alternativ 1: Alternativ 2: 2 lags tagpapdækning 150 mm mineraluld pladebatts Trapezprofilerede stålplader som fabrikat Plannja 111 Tagstålplader som fabrikat Inter Profiles type IP Colorsteel 19 Træåse pr. 800 eller mm fastgjort til lasker påsvejst stålrammer 150 mm mineraluld Dampspærre Spredt træforskalling 25 mm lys træuldbetonplader Her har gruppen valgt alternativ 2, da det vurderes, at det vil skabe den pæneste helhed i konstruktionen. Her tænkes der på, at der vil komme det samme tag på halvtaget og saddeltaget for fabrikationshallen. Desuden vil alternativ 2 give den bedste akustik, da træuldsbetonplader giver en bedre akustik end stålplader. Endvidere vil dampspærren i alternativ 2 give et bedre indeklima. Det skal dog nævnes, at alternativ 1 er den økonomisk bedste løsning. Side 12 af 67

13 8.2.2 Ydervægskonstruktion Ydervægskonstruktionen skal bestå af følgende materialer: Stålfacadeplader som fabrikat Inter Profiles type IP Colorsteel 19 (udvendig) Vindspærre Træåse eller stålprofilåse pr mm fastgjort til lasker påsvejst stålrammer 200 mm mineraluld isolering Dampspærre Spredt træforskalling Indvendig 12 mm Nesporexplade Det er blevet vurderet at materialerne er ok Tagkonstruktionen Tagkonstruktionen skal bestå af følgende materialer: Tagstålplader som fabrikat Inter Profiles type IP Colorsteel 19 Træåse eller stålprofilåse fastgøres til lasker påsvejst stålprofilbjælke Det er blevet vurderet at materialerne er ok Samlinger Der skal anvendes bolte i klassen 8.8 eller 10.9, og der må minimum anvendes M16 bolte. Svejningernes a-mål, a3 er det mindste, der må regnes bærende. Normalt bruges a4, hvis ikke bæreevnekravet tilskriver et større a mål. 8.3 Krankonstruktion I Byggeprogrammet er der formuleret krav til kranen. Kravene er, at kranen skal være en skinnekørende traverskran med en løftekapacitet på 10 tons, som svarer til 98,2[kN]. På baggrund af ovenstående er der er valgt en kran fra Stahls katalog af typen: - Double Girder Overhead Travelling Cranes, kg 2 Denne krantype ser ud som vist på følgende figur, Figur 6: 2 s , d Side 13 af 67

14 Figur 6: Længder på kran; kilde: s Der er blevet valgt en krantype, der har følgende mål: L = 23,0m, L6 = 340 mm, L8 = 608 mm, 06 = 600 mm, og BSH = 875mm. Det kan ses ud fra Figur 6, hvor de forskellige mål er at se. Længden L er valgt til 23m, da der i alt er 24m til rådighed til midterlinje af rammen. Ved siden af L skal der være luft i begge ender som udgør, 0,2m + 0,2m = 0,4m. Yderligere har selve I-profilet i rammen til halkonstruktionen også en dybde, så her skal der afsættes lidt mere plads. Med denne længde er der afsat 0,6m plads til I-profilerne. Hvis der havde været valgt en længere kran, ville der kun have været 0,1m plads til I-profilerne, hvilket er antaget at være for lidt plads. Højden under krogen skal være min. 7m ifølge Byggeprogrammet. I denne krans opbygning, er standarden angivet til 6m under krogen og ned til en genstand på jorden. Dette betyder, at kranen ikke helt vil gå efter standarden og da den sættes til 7m, som foreskrevet fra byggeherren. Producenten burde kontaktes omkring, om der vil forekomme større kræfter i krankonstruktionen, når armens længde øges, men dette er undladt her. Der er også andre specifikationer til kranen. Disse ses på plantegningen på Figur 7: Side 14 af 67

15 Figur 7: Kranens opbygning; kilde: s Hvor, L5 = 3746mm, L2 = 3150mm, og ØD = 200mm. Afstanden mellem hjulene er L2, selve hjulene er ØD, og sidens længde er L5. Hjulene aflastes på et RHS-profil, som betegnes runway og RHS-profilet bæres af rammen i halkonstruktionen Laster på krankonstruktionen Kraft på et hjul Kraften er opgivet til =74, Egenlast Egenlasten af krankonstruktionen, er opgivet til æ :9000 9,82 =88, Nyttelast Kravet til løftekapaciteten er 10 = ,82 =98,2. Motoren følger løftekapaciten og skal derfor summeres. Motoren har en vægt på 830kg. Krav på 10 t + motor = ,82 =106, s , d Side 15 af 67

16 9 Laster De laster der virker på konstruktionen er: Egenlast, nyttelast, vindlast, kranlast og snelast. Disse vil blive beskrevet og beregnet i dette afsnit. Først skal beregningsforudsætningerne dog bestemmes. 9.1 Beregningsforudsætninger Konsekvensklasse og sikkerhedsklasse Konsekvensklasse Der er tre forskellige konsekvensklasser. Fabrikshallen er i konsekvensklassen: Middel 4. Dette skyldes, at den ikke er i høj konsekvensklasse, som f.eks. omhandler tribuner, og den er heller ikke opført i lav konsekvensklasse, som f.eks. omhandler 1 til 2 etagebygninger, hvor der sjældent kommer mennesker Sikkerhedsklasse Fabrikshallen er i sikkerhedsklasse: Normal 5. Dette skyldes at sikkerhedsklassen er forbundet med konsekvensklassen. 9.2 Egenlast Egenlast er en permanent, bunden last, og er lasten fra permanent placerede konstruktionsdele. Egenlasterne for bygningen er delt op i tre områder: Tagkonstruktion Halvtagskonstruktion Ydervægskonstruktion Egenlasterne er udregnet i bilaget, og giver følgende resultat: Tagkonstruktionens egenlast: =2,1. Halvtagskonstruktionens egenlast: =0,99. Ydervægskonstruktionens egenlast: æ =2, Snelast Snelasten bestemmes ud fra Eurocode Introduktion Snelast er en variabel, bunden last, der antages at virke lodret. Snelast er afhængig af: Tagets form Dets termiske egenskaber Overfladens ruhed Mængden af varme der dannes under taget 4 EN 1990 DK NA: 2007; s EN 1990 DK NA: 2007; s. 10. Side 16 af 67

17 Nærhed af nabobygninger Det omgivende terræn Det lokale meteorologiske klima Beregning af snelasten på halkonstruktionen Snelast udregnes ud fra følgende formel: 6 = [1.1]. Hvor : : : : Formfaktor for snelasten. Taghældningen er valgt til 5, hvilket medfører at bliver 0,8. Eksponeringsfaktoren = 1,0 da der ikke anvendes reducerede værdier ifølge nationalt anneks. Termisk faktor = 1,0, da der vælges normal topografi. Karakteristisk værdi (terrænværdi) sættes til 0,9 i Danmark. Herefter udregnes snelasten efter de opgivede værdier: =0,8 1,0 1,0 0,9 =0,72. Lasten omregnes til linielast for stålrammerne, som ligger med en afstand på 4,8m: =0,72 4,8 =3, Snelast på halvtaget Halvtaget, som støder op til halkonstruktionen, er ikke i niveau med sadeltaget, og hallen vil derfor virke som lægiver for halvtaget. Herved kommer der lokalt en større trekantformet snelast på halvtaget langs hallen. Dette bidrag består af to ting: Nedskridende sne fra det øverste tag, hvis taghældningen er over 15 Vindens virkning, da der vil opstå læ. I dette tilfælde vil der kun forekomme et bidrag fra vindens virkning. Vindens virkning, som betegnes, skal være den mindste værdi af: 7 [1.2]. 6 DS/EN ; s. 18 (da). 7 DS/EN ; s. 27 (da). Side 17 af 67

18 Hvor : : Er sneens specifikke tyngde, som sættes til 2. Intervallet er, ifølge det nationale anneks, sat til 0,8 4. Karakteristisk værdi (terrænværdi), som sættes til 0,9. h: Højden fra halvtaget op til begyndelsen af saddeltaget. : Betegner bredden på den tilstødende bygning og bygningen selv. En skitse over de forskellige bredder kan findes i bilag. Højden op til saddeltaget er afhængig af søjlens længde, som er 6 meter, da der skal være en frihøjde på min. 6 meter. Oven på disse søjler er der et I-profil, som skal optage kræfterne fra taget til halvtaget på langs, som bærer I-profiler der skal bære taget på tværs. Længden fra overfladen af søjlerne til systemlinien på det I-profil, der skal bære taget på tværs, sættes til 500mm for en sikkerhedsskyld, så frihøjden på 6m, overholdes. Dette giver en højde på 6,5m. Taghældningen er sat til 5, hvilket giver en yderlig højde på 1,050m. Dette giver en højde på 7,55 meter inde ved saddeltaget. Højden inde ved saddeltaget er tidligere blevet antaget til at være 8,462m. Dette giver en højde differens på 0,9 meter. En tegning over de forskellige højder er vedlagt i bilag. Denne værdi er blevet beregnet i bilaget og er over intervallet for, hvilket betyder at sættes til den maksimale værdi, som er 2. Nu kan snelasten findes vha. formel[1.2], hvilket giver en snelast på: =1,8. Denne last omregnes til linielast, som giver: =1,8 4,8 =8,64 inde ved saddeltaget og =0,72 4,8 =3,46 på resten af halvtaget. Nu findes længden af sneophobningen vha. formelen: =2h og den anbefalede begrænsning er: Dette betyder at sættes til 5m, da udregningen, som kan findes i bilag, er mindre end 5m Lasttilfælde Der er tre lasttilfælde for snelast, som er at finde i bilaget. 9.4 Vindlast Vindlasten bestemmes ud fra Eurocode I dette afsnit kigges der på vindlast på konstruktionen. Vindlasten klassificeres som en variabel bundet last. Pga. konstruktionens geometriske udformning, regnes der for vind på langs og vind på tværs af bygningen. Projektområdet er placeret i en terrænkategori III, men da afstanden til den glattere kategori II er under 1 Side 18 af 67

19 km, jf. billedet i bilaget, vælges den glattere terrænkategori II 8. Da bygningen har et halvtag, som ligeledes er påvirket af vinden, vil dette, af sikkerhedsmæssige grunde, være inddelt i zoner, hvor der skal findes frem til en formfaktor. De efterfølgende værdier er beregnet vha. beregningsproceduren fra tabellen i bilaget Vindlast på overflader I dette projekt vil vindlasten på oversiden af halvtaget regnes for et almindeligt tag, mens den på undersiden, sættes til det samme, som på den tilstødende væg, hvilket vil bidrage til ekstra sikkerhed. Pga. vindens dynamik, vil de største laster forekomme ved bygningens kanter, hvor vinden rammer bygningen først. Disse vil aftage jo længere vinden bevæger sig i dybderetningen. Halvtaget er ikke placeret ved kanten af bygningen, og halvtaget har heller ikke nogen vægge, hvilket medfører, at vindlasten vil være lavere, sammenlignet med vindlasten på selve bygningen. Alligevel, har gruppen valgt, at give halvtaget samme zonetildeling, som for undersiden af selve bygningen, for at være på den sikre side. Dette vil medføre de samme formfaktorer, som for bygningens væg. Dette vil sikre halvtaget mod eventuelle vindlaster, som vil opstå, hvis arealet under halvtaget fyldes op med varer og lignende. I Tabel 3 og Tabel 4 ses de tilfælde, hvor der foretages beregninger. Endvidere kan der i Tabel 3 ses arealer af åbningerne på de forskellige sider af bygningen. Detaljerede beregninger findes i bilaget. Tilfælde Betegnelse Åbningsarealer [ ] 1. Vind fra vest Vest 18,20 2. Vind fra øst Øst 14,00 3. Vind fra nord Nord 40,00 4. Vind fra syd Syd 7,58 Totalt åbningsareal 79,78 Tabel 3: Vindtilfælde for lodrette vægge samt åbningsarealer; kilde: Eget materiale. En skitse over placeringen af disse størrelser og betegnelser findes i bilaget. Af tabellen fremgår det, at summen af alle åbningsarealer er 79,78. Endvidere regnes der på følgende 4 tilfælde, angivet i Tabel 4, for vindlast på tagkonstruktionen: Tilfælde Betegnelse 5. Vind på taget fra nord Nord 6. Vind på taget fra syd Syd 7. Vind på taget fra vest Vest 8. Vind på taget på øst Øst Tabel 4: Vindtilfælde for tagkonstruktionen; kilde: Eget materiale. Af det ovenstående, samt beregningerne i bilaget, fås følgende lasttilfælde: 8 DS/EN ; A.2, Procedure 1. Side 19 af 67

20 Tilfælde 1: Vind på østlig facade Vindlaster for tilfælde 1 er angivet i Tabel 5. Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse Last A 1,030 B 0,618 C 0,309 D 9 0,951 E 0,150 Tabel 5: Vindlaster for tilfælde 1; kilde: Eget materiale Tilfælde 2: Vind på vestlig facade Vindlaster for tilfælde 2 er angivet i Tabel 6. Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse Last A 0,958 B 0,550 C 0,240 D 10 0,077 E 1,023 Tabel 6: Vindlaster for tilfælde 2; kilde: Eget materiale Tilfælde 3: Vind på sydlig gavl Vindlaster for tilfælde 3 er angivet i Tabel 7 Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse Last A 1,380 B 0,968 C 0,659 D 0,577 E 0,453 Tabel 7: Vindlaster for tilfælde 3; kilde: Eget materiale Tilfælde 4: Vind på nordlig gavl Vindlaster for tilfælde 4 er angivet i Tabel 8 Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse Last A 0,927 B 0,515 C 0,206 D 1,030 E 0,000 Tabel 8: Vindlaster for tilfælde 4; kilde: Eget materiale. 9 Denne værdi forekommer både på bygningens væg og udhængets underside. 10 Denne værdi forekommer både på bygningens væg og udhængets underside. Side 20 af 67

21 9.4.2 Vindlast på tag I de følgende 4 tilfælde, regnes der for vindlast på taget. Det er efter samme princip, som ved de foregående tilfælde, dog med den forskel, at der på et tag forekommer sug og tryk samtidigt ved det samme tilfælde. Endvidere regnes vindlasten på halvtaget på tilsvarende måde som vindlasten på pulttaget Tilfælde 5: Vind på østlig facade = Tabel 9 angiver laster på taget ved tilfælde 5. Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse Last F G H I J 1,545 0,206 1,030 0,206 0,412 0,206 0,412 0,412 0,103 0,412 0,000 Tabel 9: Vindlaster for tilfælde 5, hvor og angiver hhv. tryk og sug; Kilde: Eget materiale Tilfælde 6: Vind på vestlig facade = Tabel 10 angiver laster på taget ved tilfælde 6. Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse F G H I J Last 1,473 0,278 0,958 0,278 0,340 0,278 0,340 0,340 0,309 0,340 0,072 Tabel 10: Vindlaster for tilfælde 6, hvor og angiver hhv. tryk og sug; Kilde: Eget materiale. Side 21 af 67

22 Tilfælde 7: Vind sydlig gavl = For dette tilfælde regnes vindlasten på halvtaget på tilsvarende måde som vindlasten på pulttaget, mens hovedbygningen fortsat regnes som et saddeltag. Tabel 11 angiver vindlaster på hovedbygningen ved tilfælde 7. Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse Last F 1,792 G 1,483 H 0,865 I 0,762 Tabel 11: Vindlaster på hovedbygningen ved tilfælde 7; kilde: Eget materiale. Tabel 12 angiver vindlaster på halvtaget ved tilfælde 7. Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse Last F 1,308 G 0,999 H 0,237 I 0,340 Tabel 12: Vindlaster på halvtaget ved tilfælde 7; kilde: Eget materiale Tilfælde 8: Vind på nordlig gavl = Tilsvarende, som ved tilfælde 7, regnes vindlasten på halvtaget på tilsvarende måde som vindlasten på pulttaget, mens hovedbygningen fortsat regnes som et saddeltag. Tabel 13 angiver vindlaster på hovedbygningen ved tilfælde 8. Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse Last F 1,257 G 0,948 H 0,330 I 0,227 Tabel 13: Vindlaster på hovedbygningen ved tilfælde 8; kilde: Eget materiale. Tabel 14 angiver vindlaster på halvtaget ved tilfælde 8. Detaljerede beregninger findes i bilaget. Zone Betegnelse Last F 1,308 G 0,999 H 0,237 I 0,340 Tabel 14: Vindlaster på halvtaget ved tilfælde 8; kilde: Eget materiale. Side 22 af 67

23 9.5 Nyttelast Nyttelasten er en variabel, fri last, som stammer fra personer, inventar, maskiner, varer mv. I konstruktionen, er der nyttelast både på gulvet i fabrikationshallen og på taget, hvis taget f.eks. skal repareres. Nyttelasten på taget bestemmes ud fra Eurocode Her vælges kategori H, som er tage der kun er tilgængelige for almindelig vedligeholdelse og reparation. Nyttelasten er her på, =1,5 11. På tage påføres nyttelaster samt snelast eller vindlast ikke samtidig. 12 I Byggeprogrammet er nyttelasten på gulvet bestemt. Gulvkonstruktionen skal udformes således, den kan optage et akseltryk på, =115 + et stødtillæg på 20 %. Det dimensionsgivende kontakttryk sættes til 0,9 MPa. Loftkonstruktion over værkstedet designes således, at den kan optage en nyttelast på 2 kn/m 2 (last fra installationer, ventilationsanlæg mv.) 9.6 Kranlast Kranen har følgende laster, som videreføres i konstruktionen: Bremselast, på langs i bygningen = 36 kn Bremselast, på tværs af bygningen = 14,7 kn Nedadrettetlast max = 74,8 kn Nedadrettetlast min = 24,2 kn 9.7 Lastkombinationer 13 Lastkombinationerne dækker over de lasttilfælde der kan forekomme på bygningen. Herunder er et overblik over mulige laster: Egenlast Snelast Vindlast Kranlast Lastkombinationer er afhængige af, hvilken last der anses for dominerende for, at give de størst mulige snitkræfter. De laster der virker i samme i retning som den dominerende faktoriseres med, =1,5. Den dominerende last faktoriseres med, =1,0, hvor resten af lasterne findes i Eurocoden efter passende, værdier. Senere vil der komme et regneeksempel i afsnit Udregningseksempel Egenlasten Egenlasten er en bunden last, som skal med i alle kombinationsmuligheder, med =1,0. 11 DS/EN DK NA: 2007; s DS/EN : 2007; s DS/EN 1990: 2007; s. 44 og s. 52. Side 23 af 67

24 9.7.2 Snelast Snelasten optræder med 3 forskellige muligheder, men ikke sammen med en dominerende vind. De tre forskellige muligheder er: Sne placeret over det hele (sne all) Sne placeret i højre side (sne højre) Sne placeret i venstre side (sne venstre) Vindlast Vindlasten er kategoriseret efter 4 vindretninger, som er: Nord Syd Øst Vest I hver vindretning, kan der forekomme et indvendigt sug eller tryk Kran Krankraften er den kraft, kranen udfører på konstruktionen. Kranen kan placeres på 3 forskellige måder: Placeret helt til venstre Placeret i midten Placeret helt til højre Uden last Mulige lastkombinationer Antal muligheder der er af lastkombinationer, findes i antal mulige af hver last art. Der er 4 lastarter; Egenlast, snelast vindlast, og kran. = =96 h [1.3] Udregningseksempel 14 I dette udregningseksempel, antages det, at det skal eftervises, hvad snitkræfterne bliver ved dominerende sne. Der vil fremkomme et udtryk, som følger, hvor momentet er taget i rammehjørnet i konstruktionen. Det er blevet undersøgt, at det lasttilfælde, der virker til størst ugunst, er som følgende: Sne på hele taget Vind fra øst + Kran i højre side De regningsmæssige momenter kan findes i bilaget. 14 ψ-faktorerne er fra det nationale anneks: EN 1990 DK AN:2007. Side 24 af 67

25 Dominerende sne M egen := 75.6kN m M sne := 134.1kN m M vind := 6.9kN m M kran := 7.8kN m egen sne vind kran ψ 0.2 := 1 ψ 0.3 := 0.3 ψ 0.4 := 0.8 γ Q.1 := 1 γ Q.2 := 1.5 γ Q.3 := 1.5 γ Q.4 := 1.5 [1.4]. M d.sne := γ Q.1 M egen + γ Q.2 ψ 0.2 M sne + γ Q.3 ψ 0.3 M vind + γ Q.4 ψ 0.4 M kran M d.sne = kn m Ligeledes, et eksempel med dominerende vind, ud fra forrige tankegang. Det er blevet undersøgt, at det lasttilfælde der virker til størst ugunst, er som følgende: Sne i højre side Vind fra syd Kran i venstre side Dominerende vind M egen := 75.6kN m M sne := 94.5kN m M vind := 198.1kN m M kran := 17.7kN m egen sne vind kran ψ 0.2 := 0 ψ 0.3 := 1 ψ 0.4 := 0.8 γ Q.1 := 1 γ Q.2 := 0 γ Q.3 := 1.5 γ Q.4 := 1.5 [1.5]. M d.vind := γ Q.1 M egen + γ Q.2 ψ 0.2 M sne + γ Q.3 ψ 0.3 M vind + γ Q.4 ψ 0.4 M kran M d.vind = kn m Herud fra kan det konkluderes, at det numerisk største moment i rammehjørnet bliver 289,2. Hvis der ønskes forskydnings- og normalkræfter, vil disse udregnes på tilsvarende måde. Symbolet M for moment erstattes blot med symbolerne V for forskydningkraft eller N for normalkraft Fremgangsmåden i dette projekt Fremgangsmåden i dette projekt er som følgende: 1. Snitkræftskurverne udregnet enkeltvis. 2. Enkelte knudepunkters snitkræfter findes. 3. Herefter lægges de sammen vha., superpositionsprincippet, efter ovenstående princip fra Udregningseksempel. Dette giver lastkombinationer i de enkelte knudepunkter Lastdata I bilaget findes et skema, over de knudepunkter, der er defineret som værende vigtige. Side 25 af 67

26 Ψ 0 - faktorerne er fundet fra det nationale anneks 15 Alle lastdataer er at finde i bilaget. 10 Dimensionering I dette afsnit dimensioneres rammen, kranen, gavlsøjlerne for henholdsvis nordlig og sydlig gavl, vindgitteret for henholdsvis det nordlige og sydlige vindgitter samt søjlerne i halvtaget. Desuden regnes på samlinger af udvalgte dele af konstruktionen Ramme Her bliver rammen eftervist for nedbøjning og momentudnyttelse Nedbøjning I konstruktionens kip, vil der være en dimensionsgivende nedbøjning. Denne kan formindskes ved at gøre konstruktionen stivere, dvs. ved at anvende større profiler og lave understøtningerne indspændt. Med et IPE-450, vil der komme følgende maksimal nedbøjning: Dominerende sne X egen := 31mm X sne := 57mm X vind := 2mm X kran := 0mm egen sne vind kran ψ 0.2 := 1 ψ 0.3 := 0.3 ψ 0.4 := 0 γ Q.1 := 1 γ Q.2 := 1.5 γ Q.3 := 1.5 γ Q.4 := 1.5 [1.6]. X d.sne := γ Q.1 X egen + γ Q.2 ψ 0.2 X sne + γ Q.3 ψ 0.3 X vind + γ Q.4 ψ 0.4 X kran X d.sne = 117 mm Eurocoden 16 anbefaler, at der skal overholdes et krav på: =, hvor L er længden af bjælken = =120 [1.7]. Dette giver en udnyttelse på 98 %, og hermed er dimensionen OK Rammehjørne Den last der virker til størst ugunst for momentet er dominerende sne. Lastkombinationen er som følgende: Egenlast, Sne all, vind Ø+ og Kran højre. 15 EN 1990 DK NA: DS/EN DK NA:2007; s. 3. Side 26 af 67

27 Momentudnyttelsen for et IPE 450 profil med en stålkvalitet S235 vil være 90 %. Forskydningen bliver udnyttet 21 % og normalkraftbæreevnen bliver udnyttet 6 %. Beregningerne kan findes i Mathcad bilaget, dokumentet for samling D Kran Til kranbjælken er valgt et HE220B profil med stålklasse S235. Dette profil undersøges med hensyn til vridning, kipning samt nedbøjning. Eftersom profilet tilhører tværsnitsklasse 1, forekommer der ingen foldning i profilet, hverken i kroppen eller i flangerne, og derfor regnes ikke foldning på profilet. Profilets bæreevne med hensyn til vridning er blevet undersøgt og udnyttelsen er 92,4 %. Beregninger viser desuden, at der ikke vil forekomme kipning. Nedbøjningen af profilet bliver desuden 6,2 mm, hvilket opfylder kravet: = =8 Detaljerede beregninger findes i Mathcad bilaget Gavlsøjler Bygherren ønsker en 8m x 5m port i den sydlige gavl, og to stk. 1,0m x 2,1m, som virker som en dobbeltdør i den nordlige gavl. Porten i den sydlige gavl er placeret centreret på gavlen, mens dobbeltdøren i den nordlige gavl er flyttet til højre for centerlinien i gavlen for, at kunne sikre symmetri i vindgitrene. Dette vil give en mere økonomisk løsning. De to gavle er derfor opbygget forskelligt, men har samme afstande mellem gavlsøjlerne Sydlig gavl Alle udregninger af gavlsøjlen findes i Mathcad bilaget. Der er desuden figurer til beregningerne i bilaget. Den sydlige gavls opbygning, er vist på nedenstående figur, Figur 8. Omkring porten, er der er lavet 0,2m plads til montering af porten. Figur 8: Højder og længden på den sydlige gavl; kilde: Eget materiale. Side 27 af 67

28 Gavlsøjlerne er dimensioneret efter DS/EN 1993 og er bøjnings- og forskydningspåvirkede. Søjlerne er dimensioneret til at være IPE 220 med stålkvalitet S275. Udnyttelsesgraden for momentbæreevnen er 99 %, 11,5 % for forskydningsbæreevnen, og normalkraft bæreevnen er 3,2 % Nordlig gavl Alle udregninger af vindlasten på den nordlige gavl, findes i Mathcad bilaget. Der er desuden figurer til beregningerne i bilaget. Den nordlige gavls opbygning kan ses på nedenstående figur, Figur 9. Figur 9: Den nordlige gavls opbygning, med højder og længder; kilde: Eget materiale. Søjlerne er dimensioneret til at være IPE 220, stålkvalitet S275, ligesom på den sydlige gavl, så de samme profiler kan anvendes på begge gavle. Udnyttelsesgraden for momentbæreevnen er på 73 %, 9,6 % for forskydningsbæreevnen, og normalkraft bæreevnen er 3,2 % Vindgitter Der skal placeres et vindgitter i fabrikationshallen, så bygningen ikke vælter på grund af vindlasten. Der laves et vindgitter og nedføringsgitter i hver gavl, samt langsgående vindgitterstænger i kip og i tagfoden i bygningen Sydligt vindgitter Til alle stænger i vindgitteret, er der valgt cirkulære, svære gevindrør. 17 Først dimensioneres stængerne i vindgitteret. Her har gruppen valgt, at dimensionere den stang med den største stangkraft, så alle de andre stænger i vindgitteret skal have denne dimension. Dette vil gøre den praktiske opsætning af vindgitteret nemmere. Stangen med den største kraft er. Stængernes placering og betegnelser, kan ses i bilaget. Der er valgt rundjern nr. 125, med stålkvalitet S235, og en udnyttelsesgrad 17 Teknisk ståbi, 19. Udgave; s Side 28 af 67

29 på 26 %. Den lave udnyttelsesgrad skyldes et krav til slankhedsforholdet, som helst skal ligge imellem Slankhedsforholdet er 130 og er dermed dimensionsgivende. Nu skal nedføringsgitteret dimensioneres. Her er der to stænger der dimensioneres. Den ene er, som bremsekraften fra kranen ikke har indflydelse på endnu og, som bremsekraften fra kranen har indflydelse på. Først dimensioneres. Der er valgt rundjern nr. 100, med stålkvalitet S235, og en udnyttelsesgrad på 40 %. Slankhedsforholdet er 137 og er dermed dimensionsgivende. Herefter dimensioneres. Der er valgt rundjern nr. 100, med stålkvalitet S235, og en udnyttelsesgrad på 76 %. Slankhedsforholdet er 149 og er dermed dimensionsgivende. Den sidste stang i det sydlige vindgitter, der skal dimensioneres er, den stang der er i kip og tagfoden. Her er kraften fra tagfoden, valgt som dimensionsgivende, da denne har den største kraft. Der er valgt rundjern nr. 80, med stålkvalitet S235, og en udnyttelsesgrad på 12 %. Slankhedsforholdet er 161, og dette er over de 150, men en større dimension vil give et slankhedsforhold under 130. Dermed er slankhedsforholdet dimensionsgivende Nordligt vindgitter Eftersom de to vindgitre er symmetriske, regnes det nordlige vindgitter på samme måde som det sydlige vindgitter. Stangkræfterne er dog ikke ens, da gavlene i nord og syd er opbygget forskelligt. Der er valgt stænger med samme dimensioner, som i vindgitteret i den sydlige gavl, for at lette opsætningen af de to vindgitre. Til alle stænger i vindgitteret, er der valgt cirkulære, svære gevindrør. 19 Først dimensioneres stængerne i vindgitteret. Her har gruppen valgt, at dimensioner den stang med den største stangkraft, så alle de andre stænger i vindgitteret skal have denne dimension. Dette vil gøre den praktiske opsætning af vindgitteret nemmere. Stangen med den største kraft er. Stængernes placering og betegnelser, kan ses i bilaget. Der er valgt rundjern nr. 125, med stålkvalitet S235, og en udnyttelsesgrad på 29 %. Den lave udnyttelsesgrad skyldes et krav til slankhedsforholdet, som helst skal ligge imellem Slankhedsforholdet er 130 og er dermed dimensionsgivende. Nu skal nedføringsgitteret dimensioneres. Her er der to stænger der dimensioneres. Den ene er, som bremsekraften fra kranen ikke har indflydelse på endnu og, som bremsekraften fra kranen har indflydelse på. Først dimensioneres. Der er valgt rundjern nr. 100, med stålkvalitet S235, og en udnyttelsesgrad på 44 %. Slankhedsforholdet er 137 og er dermed dimensionsgivende. Herefter dimensioneres. Der er valgt rundjern nr. 100, med stålkvalitet S235, og en udnyttelsesgrad på 80 %. Slankhedsforholdet er 149 og er dermed dimensionsgivende. 18 Undervisning i Stålkonstruktioner ved Ebbe Kildsgaard, lektion 3, s Teknisk ståbi, 19.udgave; s Side 29 af 67

30 10.5 Halvtag I-profil i halvtaget (90grader på bygningen) Der benyttes et IPE-360 profil, stålkvalitet S235, som udnytter 85 % af momentbæreevnen, og 3 % af forskydningsbæreevnen I-profil ved tagfod i halvtag (180grader på bygningen) Der benyttes et IPE-400 profil, stålkvalitet S235, som udnytter 28 % af momentbæreevnen, og 6 % af forskydningsbæreevnen. Der er endvidere blevet regnet på nedbøjningen, da denne kan have betydning for dimensionen af profilet. Her blev der fundet frem til en udnyttelse på 84 % i forhold til nedbøjningen Søjler i halvtag Søjlerne i tilbygningen, er momentpåvirkede trykstænger. Stængerne er RHS120 med en tykkelse på 5 mm og stålkvalitet S275. Denne søjle bliver påvirket af en normalkraft og en ensfordelt linjelast. Ifølge lastkombinationen er det største lasttilfælde, når vind er den dominerende last, i dette tilfælde er der ingen sne og i tilbygningen er der ingen kranlast. Normalkraften der påvirker søjlen er, =53.3. Den ensfordelte linjelast fra vinden, der påvirker søjlen er, =0,17 Søjlen er altså en momentpåvirket trykstang, og derfor skal der laves en bæreevnebestemmelse af en momentpåvirket trykstang efter DS/EN Se udregning i mathcad bilag. Det giver en udnyttelsesgrad på 31,9 %. Den lave udnyttelsesgrad skyldes et krav til slankhedsforholdet, som helst skal ligge imellem 130 og 150. Slankhedsforholdet er dermed dimensionsgivende Samlinger Der er ikke blevet regnet på alle samlinger til konstruktionen, men der er blevet lavet tegninger til alle samlinger. Der er blevet regnet på følgende samlinger: D01 Rammehjørne D02 Samling i kip D05 Rammesamling ved fundament D07 Kran konsol D08 Vindgittersamling D09 Gavlsøjlesamling Beregningerne kan findes under mathcad bilaget D01 Rammehjørne Rammehjørnet er dimensioneret efter nedbøjningen i kip, hvilket medfører at momentet i rammehjørnet ikke er dimensionsgivende. Momentet i rammehjørnet er som tidligere beskrevet udnyttet 90 %, og nedbøjningen er udnyttet 98 %. Dette har medført, at der er valgt en diagonal afstivning til at give en god kraftoverførelse i rammehjørnet. Denne plade har tykkelsen 15mm, hvilket giver en udnyttelsesgrad på 98 %. Svejsningen skal udføres med et a-mål på 5mm. Side 30 af 67

31 D02 Samling i kip Flydning i plade eller bolt: Der bliver undersøgt om det er pladen eller bolten der vil komme flydning i. I dette tilfælde, vil der komme flydning i pladen, og udnyttelsesgrad er på 90 % med følgende dimensioner: Der er to plader af: =12 med æ =190. Boltene: M27 klasse 8.8. Svejsning i flangerne for træk: Der er beregnet et a-mål på 3mm, hvilket vil give en udnyttelsesgrad på 28 %. Svejsning i krop for træk: Der er beregnet et a-mål på 3mm, med en udnyttelsesgrad på 3 %. Boltesamling der skal optage forskydning (Kategori C): Her er der blevet undersøgt for hulrandsbæreevne og friktionsbæreevne: Hulrandsbæreevne: Bliver dimensioneret med en M27 bolt af klasse 8.8 og giver 40 % udnyttelsesgrad. Friktionsbæreevne: Bliver dimensioneret med en M27 bolt af klasse 8.8 og giver 16 % udnyttelsesgrad. Boltesamling der skal optage træk: Trækbæreevne: Bliver dimensioneret med en M27 bolt af klasse 8.8 og giver 15 % udnyttelsesgrad. Gennemlokningsbæreevne: Bliver dimensioneret med en M27 bolt af klasse 8.8 og giver 4 % udnyttelsesgrad D05 Rammefundamentssamling Flydning i plade eller bolt: Der bliver undersøgt om det er pladen eller bolten der vil komme flydning i. I dette tilfælde, vil der komme flydning i pladen, og udnyttelsesgrad er på 90 % med følgende dimensioner: Der er en plade af: =35 med æ =650. Boltene: M30 s355 Svejsning i flangerne for træk: Der er beregnet et a-mål på 3mm, hvilket vil give en udnyttelsesgrad på 64 %. Svejsning i krop for forskydning: Der er beregnet et a-mål på 3mm, med en udnyttelsesgrad på 8 %. Side 31 af 67

32 Forskydningsklods: I stedet for at boltene både skal optage forskydningen og trækkraften alene er der blevet valgt at regne på en forskydningsklods der skal kunne optage forskydningen alene. Denne klods vil have en udnyttelse på 11 % med en bredde på 100mm og en højde på 50mm Betonen ved forskydningsklodsen har en udnyttelse på 64 % Boltesamling der skal optage træk: Trækbæreevne: Bliver dimensioneret med en M30 bolt af s355 og giver 64 % udnyttelsesgrad. Gennemlokningsbæreevne: Bliver dimensioneret med en M30 bolt af s355 og giver 12 % udnyttelsesgrad D07 Kran konsol Svejsesømmen mellem lejeplade og knæ har a-målet 3 mm, hvilket giver en udnyttelsesgrad for den vandrette kraft på 22 % og på 22 % for den lodrette kraft. Spændinger i kant af knæ giver en udnyttelsesgrad på 26 %, når pladetykkelsen er 20mm. Der er endvidere ingen risiko for foldning D08 Vindgitter Svejsning mellem rør-profil og monteringspladen Et a-mål på 3mm, giver 58 % udnyttelse Bolte i kategori A Der er valgt bolte af M16 i klasse 8.8, hvilket giver en udnyttelse på 49 % for hulrandsbæreevne, og 61 % for overklipningsbæreevne D08 Gavlsøjlesamling Svejsesamling mellem pladen og søjlen: Der er blevet svejset en kantsøm med et a-mål på 3mm, hvilet giver en udnyttelse på 27 % Undersøgelse for flydning i pladen eller boltene: Der vil forekomme flydning i pladen som er 12 mm. Dette vil give en udnyttelse på 16 %. Endvidere er boltene valgt til M16 af klasse 8.8 Boltesamling der skal optage træk: Trækbæreevne: Bliver dimensioneret med en M16 bolt af klasse 8.8 og giver 8 % udnyttelsesgrad. Gennemlokninsbæreevne: Bliver dimensioneret med en M16 bolt af klasse 8.8 og giver 5 % udnyttelsesgrad. Side 32 af 67