Kvalitets sikring af ingeniørarbejdet:

Transkript

1 Statiske beregninger MinAltan.dk Sag: Brammersgade 2 Sags nr: Adresse: Brammersgade 2, 8000 Aarhus C Vedr: Etablering af altaner Dato: 25 maj 2012 Sagsnr kommune: Underskrift Beregninger er udført af bygningsingeniør Ryan Hald for MinAltan.dk A/S. Kontakt: Ryan Hald Marøgelhøj 11, 8520 Lystrup Mob: Mail: RH@minaltan.dk Ryan Hald Lystrup, d. 25 maj 2012 Kvalitets sikring af ingeniørarbejdet: Forudsætninger, beregninger og tegninger er gennemgået af ingeniør Jonas Juul-Olsen fra MinAltan.dk, uden bemærkninger. Lystrup d. 12 marts 2012 Jonas Juul-Olsen Lystrup d. 25 maj 2012 side 1

2 Indholdsfortegnelse Projektbeskrivelse s.3 1 Beregningsforudsætninger s Laster s Lastkombinationer s Altan type 1 s Bilag: Ingen bilag side 2

3 Projektbeskrivelse Nærværende beregninger omfatter dimensionering af ny altankonstruktion i forbindelse med etablering af altaner på eksisterende ejendom. Beregningerne omfatter eftervisning af altan og fastgørelse til de eksisterende bygningskonstruktioner. Den nye altan udføres som modulopbygget stålaltan fra Minaltan.dk med standardprofiler i altanbund og ved rækværk. Bemærkninger Der stilles krav til udførelse af trækprøver af metoden for opsætningen på murværk. Murværket gennemgås før og under opsættelse af altaner af MinAltan.dk s egenkontrol. Ved nedbrydning til terrassedør efterses forbindelse mellem bjælkelag og murværk. side 3

4 1 Beregningsforudsætninger 1.1 Normer og forskrifter Eurocode 0: Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner DS/EN 1990:2007. Eurocode 1: Last på bærende konstruktioner DS/EN :2007. Eurocode 2: Betonkonstruktioner DS/EN :2005. Eurocode 3: Stålkonstruktioner DS/EN 1993 AC:2007. Eurocode 3: Stålkonstruktioner DS/EN 1993 AC:2007. DEL 1-4 om rustfri stål Eurocode 6: Murværkskonstruktioner DS/EN :2006. Teknisk ståbi udgave 20 Konsekvensklasse : CC2 Kontrolklasse : Normal K fi := Brand Altanen må kun betjene én brandcelle. Alle materialer til anvendelse på altanen skal være ubrændbart materiale klasse A2-s1,d0. Gulvet i hårdt træ lever ikke op til dette krav. Således udføres altanen med en bundplade som Rockpanel Durabel 8mm. Denne ligges med et lille fald til forkant af hensyn til afvanding. side 4

5 1.3 Materialeparametre Stål: Konstruktionsstål, kvalitet S235 Regningsmæssig flydespænding, tværsnit, normalkraft og moment Regningsmæssig flydespænding, samlinger Trækstyrke, brud f yd.s235.tvær := 235MPa 1.10 f yd.s235.tvær = MPa f yd.s235.saml := 235MPa 1.35 f yd.s235.saml = MPa f ud.s235 := 360MPa 1.35 f ud.s235 = MPa Rustfri og syrefast stål, klasse / AISI 316 Austenitisk stål. Regningsmæssig flydespænding 240MPa f yd.rustfri := f 1.35 yd.rustfri = MPa Regningsmæssig brudspænding f ud.rustfri := 530MPa 1.35 f ud.rustfri = MPa Reg. flydespænding tværsnit, normalkraft og mometn Brudspænding 355MPa f yd.s355.tvær := f 1.2 yd.s355.tvær = MPa 470MPa f ud.355 := f 1.2 ud.355 = MPa Bolte: Materiale, Kvalitet 10.9 Regningsmæssig flydespænding Regningsmæssig brudspænding Materiale, Kvalitet 8.8 Regningsmæssig flydespænding Regningsmæssig brudspænding Materiale, Kvalitet 4.6 Regningsmæssig flydespænding Regningsmæssig brudspænding f yd.bolt10.9 := 900MPa 1.35 f yd.bolt10.9 = MPa f ud.bolt10.9 := 1000MPa 1.35 f ud.bolt10.9 = MPa f yd.bolt8.8 := 640MPa 1.35 f yd.bolt8.8 = MPa f ud.bolt8.8 := 800MPa 1.35 f ud.bolt8.8 = MPa f yd.bolt4.6 := 240MPa 1.35 f yd.bolt4.6 = MPa f ud.bolt4.6 := 400MPa 1.35 f ud.bolt4.6 = MPa Svejsninger: Svejsesømme kl III f yk.svejsemateriale > f yk.stål side 5

6 Murværk: Ingen information - trækprøver er nødvendige. Forudsætninger gjort efter notat af 16. oktober 2006 samt "Opsætning og renovering af altaner på eksisterende bygninger" begge fra Københavns kommune: (Rev d 17 feb 2011) Eksisterende murværk Kalkmørtel 100/1200, stenklasse 15 Kategori II Gruppe 1 (kalksten med hulvolumen < 25%) Tryks tyrke af murv ærk, karakteris tisk f k.eksist.murværk := 2.4MPa Bøjningsstyrke liggefuge, karakteristisk Bøjningsstyrke studsfuge, karakteristisk f xk1.eksist.murværk := f xk2.eksist.murværk := 0MPa 0MPa Forskydningsstyrke f vko.eksist.murværk := 0MPa Partialkoefficient γ m := 1.87 Murværkets regningsmæssige trykstyrke i den betragtede retning f k.eksist.murværk f cn.d := f γ cn.d = MPa m E modul E ok.murværk := 355MPa Nyt murværk, Sten 20 KC 20/80/550 Tryks tyrke af murv ærk, karakteris tisk f k.ny.murværk := 6.52MPa side 6

7 2 Laster Karakteristiske laster: 2.1 Egenvægt Altanbund, egenvægt (Z-profiler, strøer og underbeklædning) g k.altan := 0.15 kn kn kn mm 11 = kn m 2 m 2 m 3 m 2 Rækværk, egenvægt g k.rækværk := 0.55 kn m Murværk 1-stensvæg + puds på indv side (240mm) Murværk 1,5-stensvæg + puds på indv side (350mm) g 1m := g 1.5m := 4.1 kn m kn m 2 Murværk 2-stensvæg + puds på indv side (470mm) g 2m := 8.1 kn m 2 Etageadskillelse, traditionel bjælkelag g etage := 1.6 kn m Nyttelast Nyttelast for altan q k.nytte := 2.5 kn m 2 ψ k.nytte := 0.5 ψ k.nytte.1 := 0.6 Horisontalt last på rækværk, nytte q k.nytte.vandret := 0.5 kn m 2.3 Snelast Snelast, karakteristisk terrænværdi s k := 0.9 kn m 2 ψ k.sne := 0.3 Eksponeringsfaktor C e := 1 ψ k.sne.vind := 0 Termisk faktor C t := 1 Formfaktor på altan Snelast altan μ 1.altan := 0.8 s k.altan := s k C e C t μ 1.altan s k.altan = 0.72 kn m 2 side 7

8 2.5 Vindlast DS/EN giver ikke formfaktorer for vindlaster på åbne altaner. Vindlasten er fastsat jf notat af d. 26 august 2004 fra Københavns kommune. Lasten forudsættes kvasistatisk Fastsættelse af peakvindlasten ψ k.vind := 0.3 Vindlasten regnes som en kvasistatisk last Højde af bygværk til kip z e := 22m z e = 22 m Etagehøjde h etage := 3000mm Eksponeringsfaktor for højden 22 meter Terrænkatagori IV - tæt bebyggelse Luftens densitet c e := 1.7 ρ := 1.25 kg m 3 Basisvindstyrke DK v b := 24 m s 2 Basishatighedstrykket q b := 0.5ρ v b q b = 0.36 kn m 2 Peakhastighedstrykket q p.z := c e q b q p.z = kn m Formfaktorer for vindtryk på overfladerne Tryk eller sug på altan-bund c bund := 1.0 Tryk eller sug på rækværk c rækværk := Karakteristisk vindlast på overfladerne Tryk eller sug på altan-bund w bund := c bund q p.z w bund = kn m 2 Tryk eller sug på rækværk w rækværk := c rækværk q p.z w rækværk = kn m løft af altan Rækværket føres ved top helt ind til væggen og knas med denne. Der udføres ligeledes et vinkelbeslag med en M12 bolt i murværket. Beslaget skal sikre sidehvers stabilitet af rækværk ved murværk. Der eftervises således ikke yderligere for altanens løft pga vindtryk. side 8

9 3 Lastkombinationer Kun særligt udsatte bygningsdele vurderes i anvendelsesgrænsetilstanden. Konstruktionens sikkerhed mod brud kontrolleres efter Tabel 4.4 i Teknisk Ståbi 20 Regningsmæssig fladelast, altan Nyttelast + sne Regningsmæssig fladelast, altan Nyttelast + vind Regningsmæssig fladelast, etagedæk Nyttelast p sd.altan := K fi 1 g k.altan q k.nytte + 1.5ψ k.sne s k.altan p sd.altan = kn m 2 ( ) p sd.altan.b := K fi 1 g k.altan q k.nytte + 1.5ψ k.vind w bund p sd.altan.b = kn m 2 ( ) kn p sd.etage := K fi 1 g etage m 2 p sd.etage = 3.85 kn m 2 Lodret linjelast ved rækværk Egenvægt p sd.rækværk := K fi ( 1 g k.rækværk) p sd.rækværk = 0.55 kn m Vandret linjelast ved rækværk med højden 1 m, Nyttelast + vind 1m p sd.rækværk.vind := K fi 1.5 q k.nytte.vandret + 1.5ψ k.vind w bund 2 p sd.rækværk.vind = kn m Anvendelsesgrænsetilstand Regningsmæssig fladelast, altan Nyttelast + sne p sd.altan.anv := K fi 1 g k.altan + 1 q k.nytte + 1 ψ k.sne s k.altan p sd.altan.anv = kn m 2 ( ) Brand Regningsmæssig fladelast, altan p sd.altan.brand := g k.altan + 1 q k.nytte ψ k.nytte.1 p sd.altan.brand = kn m 2 ( ) side 9

10 3.1 Beskrivelse af MinAltan.dk s modul løsning MinAltan.dk har gennem 4 år udviklet og opsat altaner ud fra et modul system løsning. Således bruges de samme løsninger igen og igen og bliver testet under montage. Vi samler info ind omkring altaner og opbygger en vidensbank. Kort fortalt har vi forskellige størrelse moduler, der kan samles til en altan oppe på stilladset. Samlingen af moduler er en boltsamling på en endeplade mellem UNP profilerne som bundramme. Vægskinnen er et L-profil, der kan spænde under en dør på 1,6m, hvor vi ikke regner at klæbeankerne er bærende. Strøerne er opbukket Z-profiler, med fald på undersiden til afvanding og skruet hårdttræ på oversiden. Strøerne er samlet med bolte til UNP profilerne i front og L-profil på vægskinnen. Ophængningsmetoden kan enten være en trækstang til håndliste, trækstang til en lisen, lang trækstang til etage (bardun løsning), indspændt altan i murværk, indspændt altan i bjælkelag, konsol mod trappetårn, hyldeknægte eller søjler i fronten. Nedenfor ses eksempler på modulerne - disse gennemgås for bæreevne i de følgende afsnit. side 10

11 Altan moduler i front og side på altan. Vægskinne, L-profil side 11

12 Altanside fastgørelse i murværk. Strø fastgørelse til front UNP Strø fastgørelse til vægskinne side 12

13 3.2 Trækprøver Alle bolte der udsat for træk prøvebelastes med trækapparat fra Hilti. Lasten angives under de enkelte altan-afsnit i denne rapport, og metoden omfatter samtlige trækbelastede bolte. Trækprøverne udføres på en trækbro på 1,5 meter jf Københavns kommuns notat om altaner. Træklas ten holdes i 3 minutter og reultatet noteres i et skema, der aflev eres til kommunen efter udførels e. Se nedenstående billede og statisk model for trækprøverne. side 13

14 4 Altan type Dimension af altan type 1 Altan på gårdfacade, opsættes på murværk, udkraget fra etagedæk. Længde Dybde l altan := b altan := 2750mm 1100mm det statisk system Lasterne afleveres fra fronten af altanen på 1 udkragede ståldrager fra etagedækket, som fastgøres til en udveksling. I modsat ende fastgøres altanen ind på vinkelretstående murværk. side 14

15 4.1 Dimensionering af strøer De lodrette kræfter fra nyttelasten føres ud til altanens front og ind til altanens vægbeslag via z-profiler som strøer. Z-profil (bukket plade) 40x100x40x3mm, S235, Varm galvaniseret til C3. Afstand CC 500mm. Samles med 2 stk Bolte M10 Kvalitet 8.8, Varm galvaniseret til C3. Hul til bolte: Ø12, mindste kantafstand 15mm, til alle kanter. Længde af ståldrager, z-profil l Zpfoil.A := b altan l Zpfoil.A = 1.1 m Lastkombination - Brud Linielast på ståldrager p sd.zprofil.a := p sd.altan 0.5m p sd.zprofil.a = kn m 1 Maks regningsmæssig momentlast M sd.zprofil.a 8 p 2 := sd.zprofil.a l Zpfoil.A M sd.zprofil.a = kn m Eftervisning af brudstabilitet for ståldrager (strø) Nødv modstandsmoment M sd.zprofil.a W nødv.stål.a := W f nødv.stål.a = mm 3 yd.s235.tvær 1 Intermoment om x aksen for Z-profil I x := mm ( 100mm) mm ( 94mm)3 = mm mm ( 100mm)3 Modstandmoment for Z-profil w x := 100mm mm ( 94mm)3 = mm 3 94mm p sd.zprofil.a l Zpfoil.A Last ved vederlag R ende.a := R 2 ende.a = 1.26 kn Se tegning for strøer side 15

16 Eftervisning af brudstabilitet for bolte Boltene udsættes for en overklipningslast ved strø ende. Hver samling udføres med 2 bolte. Der eftervises for overklipning og hulrandsbæreevne. Samlingen regnes som en dornsamling efter punkt 3.4 i EC 3, stålsamlinger ( ) R ende.a Overklipningslast pr bolt V sd.bolt.strø := V 2 sd.bolt.strø = 0.63 kn Effektiv areal af M10 bolt A eff.m mm 2 := Overklipningsbæreevne jf tabel 3.4 i EC F v.rd.strø := 0.6 f ud.bolt8.8 A eff.m10 F v.rd.strø = kn Hjælpefaktor k 1.strø := = Hulrandsbæreevne jf tabel 3.4 i EC F b.rd.strø := k 1.strø 1 f ud.s235 10mm 4mm F b.rd.strø = 19.2 kn Afstand til frie kanter overholdes med 15mm. Krav jf EC 3, tabel 3.3: 1,2 x 12mm= 14,4mm. side 16

17 4.2 Dimensionering af vægskinne / fastgørelse i murværk De lodrette kræfter fra 4.1 føres via en vægskinne ind i murværket med gevindstænger og Hilti Hit70. L-profil 80x40x6mm, S235JR, varmgalvaniseret C3. Gevindstænger i murværk: M12 koorosionsbeskyttet til C5i, A2 /70 pr 500 mm Hilti Hit 70, Sæt dybde minimum 170 mm, antal 6 stk. Laskeplade til strøer: 70 x 50 x 6mm, fastsvejst med, kantsvejsning a = 3mm. Hul til bolte: Ø12, mindste kantafstand 15mm, til alle kanter. Endeplader til samling af vægskinne: 70 x 40 x 12 mm, fastsvejst med kantsvejsning a = 3 mm Hul til bolte: Ø12, mindste kantafstand 15mm, til alle kanter. Endeplader samles med 2 stk M10 bolte, kv 8.8. Endeplader udføres som S355jr stål med samme tråd svejsning Eftervisning af brudstabilitet for bolte i murværk Boltene udsættes for en forskydningslast b altan Linielast på vægskinne P sd.vægskinne.a := p sd.altan P 2 sd.vægskinne.a = kn m Samlet forskydningslast på vægskinne,m som resultant Σ forskydning.vægskinne := P sd.vægskinne.a l altan = kn Bæreevne for overklipning af M12 bolt jf Hilti Hit bæreevne tabel V rd.gevindstang := 3kN Nødvendig antal bolte til at optage forskydningslasten Σ forskydning.vægskinne n bolte.væg := = Valgt 6 stk jf næste side V rd.gevindstang Laskeplade til strø på vægskinne side 17

18 4.2.2 Eftervisning af brudstabilitet for vægskinne, frit spænd under dør Længde af døråbning uden bolte i væg, hvor vægskinnen har et frit spænd l døråbning := 1600mm Lastkombination - Brud Maks regningsmæssig momentlast, vægskinne midt under dør 1 M sd.vægskinne.a 8 P 2 := sd.vægskinne.a l døråbning = kn m Nødv modstandsmoment M sd.vægskinne.a W nødv.ståldrager.a := W f nødv.ståldrager.a = mm 3 yd.s235.tvær Modstandmoment for L-profil 80x40x8mm W L mm 3 := Eftervisning af brudstabilitet for svejsning på Laskeplade til strøer De lodrette svejsninger optager forskydning og de vandrette optager momenttillæg i top og bund. Last på laskeplade fra strø ende Areal af svejsningen, lodret stykke R ende.a = 1.26 kn A w.a := 2 3mm 60mm f ud.s235 Bæreevne af samling F w.rd.a := A w.a = kn Last på laskeplade fra momenttillæg Areal af svejsningen P sd.laske := 50mm R ende.a 50mm A w.1a := 3mm 10mm = 1.26 kn f ud.s235 Bæreevne af samling F w.rd.1a := A w.1a = kn side 18

19 4.2.4 Eftervisning af brudstabilitet for bolte og svejsning på vægskinne samling (for samling midt under dør) Overklipning af bolte på vægskinne P sd.vægskinne.a l døråbning Last ved ende af vægskinne R vægskinne.a := R 2 vægskinne.a = kn Boltene udsættes for en overklipningslast. R vægskinne.a V Hver samling udføres med 2 bolte sd.bolt.vægskinne := 2 V sd.bolt.vægskinne = kn Hver samling til strø udføres med 2 bolte. Der eftervises for overklipning og hulrandsbæreevne. Samlingen regnes som en dornsamling efter punkt 3.4 i EC 3, stålsamlinger Effektiv areal af M10 bolt A eff.m10 = 52.3 mm 2 Overklipningsbæreevne jf tabel 3.4 i EC F v.rd.væg := 0.6 f ud.bolt8.8 A eff.m10 F v.rd.væg = kn k 1.strø := = Hulrandsbæreevne jf tabel 3.4 i EC F b.rd.væg := k 1.strø 1 f ud.s235 10mm 10mm F b.rd.væg = 48 kn side 19

20 4.2.5 Trækbrud på nederste bolt mellem vægskinner Boltene udsættes for en træklast hvis samlingen er lige under en dør, og ingen bolte kan regnes at optage forskydningslasten i døråbningen. Trykzonen beregnes i øvers te flange af v ægskinne profilet, og trækk raften optages som træk i boltene. Maks regningsmæssig momentlast M sd.vægskinne.a = kn m M sd.vægskinne.a Træk last i bolt, nederst T sd.væg.ende := T 60mm sd.væg.ende = kn Bæreevne for direkte træk af M10 bolt, 8.8 jf Tabel3.4 i EC3 Bæreevne krav F t.rd := 0.9 f ud.bolt8.8 A eff.m10 F t.rd = kn F t.rd > N sd.bolt Endeplade på vægskinne side 20

21 4.2.6 Bæreevne af endeplade på vægskinne Der opstilles en brudlinje figur, der viser en samling af vægskinnen midt under en dør, hvor der er maks moment. Momentet overføres fra vægskinne til vægskinne via en endeplade på L-profilet. Se tegning Momentlast i L-profil, for momentmaks Brudliniefigur for endeplade Spænding i L-profil Momentlast midt under dør, fra tidligere M sd.vægskinne.a = kn m Træk / tryk i top og bund på endeplade + L-profil N endeplade.sd := M sd.vægskinne.a 71mm = kn M sd.vægskinne.a Træklast i nederste bolt P samling.sd := 58mm = kn Normaltryk spænding i top flange over endeplade σ n.endeplade.sd := N endeplade.sd 40mm 6mm = MPa Normaltræk spænding i bund af L-profil under endeplade σ bund.træk.sd := N endeplade.sd 12mm 6mm = MPa Tilladelige flydes pænding i L-profil f yd.s235.tvær = MPa side 21

22 Brudlinie figur for endeplade Reduceret bæreevne i top flange til plademoment Plademoment, der kan optages ved top flange Plademoment, der kan optages i krop på L-profil σ res.sd := f yd.s235.tvær σ n.endeplade.sd = 1 m i.a := σ res.sd ( 6mm) 2 = kn mm mm 1 m i.b := f yd.s235.tvær ( 6mm) 2 = MPa kn mm mm 25mm 56mm P samling.sd m i.a + m 55mm i.b 25mm Moment i brudlinie m brudlinie.sd := 25mm 56mm + 55mm 25mm m brudlinie.sd 6 σ m.sd := = MPa Spænding i brudlinie ( 12mm) 2 = kn mm mm Bæreevne endeplade f yd.s355.tvær = MPa Bæreevne af svejsning mellem endeplader og vægskinne De lodrette svejninger optager forskydning og den vandrette i top optager momentbidraget Last på laskeplade på L-profil ende Areal af svejsningen, lodret stykke R vægskinne.a = kn A w.2a := 2 3mm 40mm f ud.355 Bæreevne af samling F w.rd.2a := A w.2a = kn side 22

23 4.2.8 Eftervisning af altanside fastgørelse mod murværk Altanens side udgøres af et UNP Profil med en endeplade, (endeplade eftervises i det følgende afsnit, som samling mellem moduler). Endepladen udføres med 2 huller til klæbeanker i murværket. Således gøres altansiden fast med 2 gevindstænger i murværket. Klæbeanker i murværk, 2 stk. Boltene udsættes for en forskydningslast fra altansiden b altan Punktlast på samling, forskydning V sd.samling.side := 1.1g k.rækværk V 2 sd.samling.side = kn Bæreevne for overklipning af M12 bolt jf Hilti Hit bæreevne tabel, se bilag V rd.gevindstang = 3 kn Nødvendig antal bolte til at optage forskydningslasten n bolte.væg := V sd.samling.side = V rd.gevindstang Der vælges 2 stk, dermed er der rigeligt med bæreevne. side 23

24 4.3 UNP160 profil i front De lodrette kræfter fra 4.1 føres via UNP160-profiler ud til altanens hjørner. Disse UNP profiler samles indbyrdes via endeplader med bolte og møtriker Dimensionering UNP Profil 160, Stålkvalitet S235, varm galvaniseret til C3. 12mm endeplade S355 i UNP160 s krop. Endepladen fuldsvejses med 2x5mm indv i UNP-profil. Kvalitet S355. Endeplader samles med Bolte M16 Kvalitet 8.8, varm galvaniseret til C3. Laskeplade til strøer: 70 x 65 x 6mm, fastsvejst med, lukket kantsvejsning a = 3mm. Hul til bolte: Ø12, mindste kantafstand 15mm, til alle kanter. Bolte M10, kv 8.8 Længde af ståldrager i front l ståldrager.a := l altan l ståldrager.a = 2.75 m Lastkombination - Brud b altan Linielast på ståldrager p d2.1.ståldrager.a := p sd.altan 2 + p sd.rækværk = kn m 1 Maks regningsmæssig momentlast M sd.ståldrager.a 8 p 2 := d2.1.ståldrager.a l ståldrager.a = kn m Eftervisning af brudstabilitet for ståldrager Nødv modstandsmoment M sd.ståldrager.a W nødv.ståldrager.a := W f nødv.ståldrager.a = mm 3 yd.s235.tvær Modstandmoment for UNP160 W UNP mm 3 := side 24

25 Eftervisning af brudstabilitet for svejsning på Laskeplade til strøer De lodrette svejsninger optager forskydning og de vandrette optager momenttillæg i top og bund. Last på laskeplade fra strø ende Areal af svejsningen, lodret stykke R ende.a = 1.26 kn A w.a := 2 3mm 60mm f ud.s235 Bæreevne af samling F w.rd.a := A w.a = kn Last på laskeplade fra momenttillæg Areal af svejsningen P sd.laske := 50mm R ende.a 60mm A w.1a := 3mm 10mm = 1.05 kn f ud.s235 Bæreevne af samling F w.rd.1a := A w.1a = kn side 25

26 Eftervisning af brudstabilitet for bolte og svejsning på UNP-samlinger 2 steder er kritiske: Ved altan hjørne, hvor der er stor forskydningslast og ved altan midt, hvor der er stor moment last. Maks forskydnings last, ved altan hjørne p d2.1.ståldrager.a l ståldrager.a Last ved UNP ende R UNP160.A := R 2 UNP160.A = kn Overklipning af bolte mellem UNP profiler Boltene udsættes for en overklipningslast. Hver samling udføres med 2 bolte V sd.bolt.unp160 := R UNP160.A 2 V sd.bolt.unp160 = kn Effektiv areal af M16 bolt A eff.m16 144mm 2 := Overklipningsbæreevne jf tabel 3.4 i EC F v.rd.samling := 0.6 f ud.bolt8.8 A eff.m16 F v.rd.samling = 51.2 kn k 1.samling := = Hulrandsbæreevne jf tabel 3.4 i EC F b.rd.samling := k 1.samling 1 f ud.s235 16mm 12mm F b.rd.samling = kn Bæreevne af svejsning på endeplader på UNP De lodrette svejninger optager forskydning og de vandrette optager momentbidraget i top og bund. Last på laskeplade på UNP ende Areal af svejsningen, lodret stykke R UNP160.A = kn A w.2a := 2 3mm 90mm f ud.s235 Bæreevne af samling F w.rd.2a := A w.2a = kn Bæreevne af svejsning hjørnesamling 2 UNP profiler (45 graders smig) De lodrette svejninger optager forskydning Last på laskeplade på UNP ende Areal af svejsningen, lodret stykke R UNP160.A = kn A w.4a := 5mm 90mm f ud.s235 Bæreevne af samling F w.rd.4a := A w.4a = kn side 26

27 Maks last moment, midt på altan front Trykzonen beregnes i øvers te flange af UNP profilet, og trækkraften optages som træk i boltene. Maks regningsmæssig momentlast, midt M sd.ståldrager.a = kn m Maks tiladeligt moment i samling af moduler M tilladt.maks.sd := 7.2kN m Moment opløftet til træk/tryk (snit lige før endeplade) P samling.sd := M tilladt.maks.sd 150mm = 48 kn Da den maks tillade moment er vist med en sort streg, således må der ikke udføres samling af moduler i dette felt. side 27

28 3 kritiske bæreevne punkter eftervises: A) Bolte til samling af endeplader B) Svesjning mellem modul og endeplade C) Dimension af endeplade side 28

29 A) Trækbrud på bolte mellem UNP i front Den nederste bolt i endepladen udsættes for stor træk: M sd.ståldrager.a Last i bolt til træk N sd.bolt := N 117mm sd.bolt = kn Bæreevne for direkte træk af M16 bolt, 10.9 jf Tabel3.4 i EC3 Bæreevne krav F t.rd := 0.9 f ud.bolt10.9 A eff.m16 F t.rd = 96 kn F t.rd > N sd.bolt B) Bæreevne af svejsning på endeplader på UNP De lodrette svejninger optager forskydning og de vandrette optager momentbidraget i top og bund. Last på laskeplade fra momenttillæg Areal af vandrette svejsninger i bunden M sd.ståldrager.a P sd.laske.3a := = 139mm A w.3a := 2 5mm 40mm kn f ud.s235 Bæreevne af samling F w.rd.3a := A w.3a = kn C) Bæreevne af endeplade Endepladen udsættes for forskydningslast, da den skal flytte trækkraften ved nederste modulflange op til bolten. Det antages nedenstående brudliniemodel (hjørneafskæringer ikke tegnet, men er medtaget i efterfølgende beregninger): M sd.ståldrager.a Træk tryk i top og bundflange på endeplade N endeplade.sd := 160mm 10.5mm = kn side 29

30 Normalspænding i UNPflange under endeplade σ n.endeplade.sd := N endeplade.sd 10.5mm 45mm = MPa Reduceret bæreevne i UNPflange til plademoment Plademoment, der kan optages ved underflange på UNP Ved UNP s krop optages forneden følgende normalkraft σ res.sd := f yd.s235.tvær σ n.endeplade.sd = 1 m i.1 := σ res.sd ( 10.5mm) 2 = kn mm mm MPa N krop.sd := P samling.sd σ n.endeplade.sd 45mm 10.5mm = kn N krop.sd Spænding regnes jævnt over de 45 mm σ n.sd := 45mm 7.5mm = Reduceret bæreevne i UNPflange til plademoment MPa σ res.sd.plade := f yd.s235.tvær σ n.sd = MPa 1 Rest til at optage plademoment m i.2 := σ res.sd.plade ( 7.5mm) 2 = kn mm 110mm 45mm P samling.sd m i.2 + m 30mm i mm Moment i brudlinie m brudlinie.sd := 45mm 110mm 45mm mm 30mm 110mm mm = kn mm mm Spænding i brudlinie Bæreevne endeplade m brudlinie.sd 6 σ m.sd := = MPa ( 12mm) 2 f yd.s355.tvær = MPa side 30

31 Eftervisning af brudstabilitet for udadrettet kraft på håndliste Overklipning af bolte på UNP i front, ved laskeplader til strøerne Last ved håndliste p sd.rækværk.vind = kn m Moment ved laskeplade til strøer 2 stk pr meter p sd.rækværk.vind 1082mm M håndliste.sd := m M 2 håndliste.sd = 0.48 kn m M håndliste.sd Forskydningslast i bolte ved strø V sd.bolte.strø.front.sd := V 50mm sd.bolte.strø.front.sd = kn Total forskydningslast inkl lodret last fra strøer fra lodret personlast V sd.bolt.total.sd := V sd.bolte.strø.front.sd + V sd.bolt.strø V sd.bolt.total.sd = kn Hver samling til strø udføres med 2 bolte. Der eftervises for overklipning og hulrandsbæreevne. Samlingen regnes som en dornsamling efter punkt 3.4 i EC 3, stålsamlinger Effektiv areal af M10 bolt A eff.m10 = 52.3 mm 2 Overklipningsbæreevne jf tabel 3.4 i EC F v.rd.strø := 0.6 f ud.bolt8.8 A eff.m10 F v.rd.strø = kn k 1.strø := = Hulrandsbæreevne jf tabel 3.4 i EC F b.rd.strø := k 1.strø 1 f ud.s235 10mm 4mm F b.rd.strø = 19.2 kn Afstand til frie kanter overholdes med 15mm. Krav jf EC 3, tabel 3.3: 1,2 x 12mm= 14,4mm. side 31

32 4.4 ståldrager (udliggerjern) og udveksling Beskrivelse Der udføres en udkragede dragere, der gennembryder facade muren og fastgøres i etagedækket. Dragerne bærer altanværn i front i et punkt. Dragerne understøttes af murværk og udveksling i etagebjælkerne. Dimensionering Ståldrager HeB 100, S235jr. Dragerne skal skæres ind i den massive facade og efterfølgende omstøbes med svindfri beton 50mm. Dragernes vederlag skal være minimum 120 x 300 x 20mm lejeplade, S235, C3. Drageren og lejeplade korrosionsbekyttes til klasse C3. 6mm endeplade på drager 2 stk M16 bolte i udveklsling med 50x50x5mm spændskiver. (mindst 80mm godstykkelse på udveksling over bolte). Udveksling i bjælkelaget udføres som: 145 x 145 C18 2 stk BMF105 uden ribbe, pr ende. Fuldsømmet med 4x60 mm skruer. Lastkombination ( ) = kn Punktlast på ståldrager A p Ed2.1.ståldrager.A := R UNP160.A Længde af ståldrager i etagedæk b ståldrager := 1500mm Last fra tidligere på front af altan Dybde af altan Reaktion ved murværk R UNP160.A = b altan = 1.1 m kn R UNP160.A b ståldrager + b altan R vederlag := R b vederlag = kn ståldrager ( ) Regningsmæssig punktlast i ende p Ed.drager.A := R vederlag R UNP160.A p Ed.drager.A = kn Regn.mæssig lastmoment i drager M Ed.drager.A := p Ed.drager.A b altan M Ed.drager.A = kn m side 32

33 Eftervisning af brudstabilitet for ståldrager Nødv. modstandsmoment M Ed.drager.A W nødv.ståldrager.b := W f nødv.ståldrager.b = mm 3 yd.s235.tvær Valgt: HEB100 Elastisk modstandsmoment jf tværsnitskl., Teknisk Ståbi, Tabel 6.25 W Ely.HEB100 := mm 3 Kontrol af udbøjning af ståldrager Lastkombination Karakteristisk last (75 % last) ( ) p sd.altan.anv p Ed1.drager.A := R ( p ( sd.altan ) UNP160.A) p Ed1.drager.A = kn ( ) Beregningsmetode: u fin = u inst 1 + ψ 2 k def E-modul E stål := MPa Inertimoment I drager.heb100 := mm 4 Øjeblikkelig deformation fra 1 karakteristisk last u drager.a := 2 3 p Ed1.drager.A b altan E stål I drager.heb100 = mm Subjektiv krav til maks udbøjning b altan 500 = 2.2 mm Murtryk Reaktion ved samling på murværk R vederlag = kn R vederlag Spænding på murværk σ mur := 120mm 300mm = MPa Bæreevne af murhjørne f cn.d = MPa Samling mellem udveksling og HeB Last ved drager ende p Ed.drager.A = kn 2 stk M16 bolte i udveksling (via 6mm endeplade på drager A) R vr.k MPa 145mm 16 := mm 1.35 = kn side 33

34 Eftervisning af stabilitet for udveksling i bjælkelag Højde af tværsnit Bredde af tværsnit Længde af spær h drager.a := b drager.a := l drager.a := 145mm 145mm 1000mm C18 Regn.mæssig bøjningsbæreevne for nyttelast Modstandsmoment Bøjningsbæreevne pr. meter f md.c18.m := 18MPa = MPa 1 W drager.a 6 b 2 := drager.a h drager.a W drager.a = mm 3 M Rd.drager.A := f md.c18.m W drager.a M Rd.drager.A = 6.1 kn m Regn.mæssig lastmoment pr. meter p Ed.drager.A l drager.a M Ed.drager.A := M 4 Ed.drager.A = kn m M Rd M Ed Reaktioner, hvis drager er tæt på én side R A := p Ed.drager.A R A = kn Dimensionering af samling mellem bjælkelaget og udveksling Eftervisning af stabilitet Reaktioner ved vinkelbeslag (for last helt ude ved understøtning) P Ed.vinkel := ( p Ed.drager.A ) P Ed.vinkel = kn Bæreevne for F 3 = F 2 jf tabel fra BMF Kamsøm/ beslagkruer i hul nr vælges som medium Bæreevnen pr samling bliver således P Rd.vinkel := 7.1kN P Rd.vinkel = 7.1 kn BMF Beslag 105 uden ribbe: side 34

35 4.5 samling af altan-front (UNP160) og ståldrager (A) Beskrivelse UNP160 profilet i fronten understøttes af udkragede drager A. På fronten af drager (A) fuldsvejses et L-profil 130x75x10mm. Svejsesøm mellem HEB100 og L-profil er 3mm, fuldsvejst. Største last er 5,8 kn som forskydning i samlingen. Der er ikke eftervist yderligere i dette, da det ikke giver anledning til problemer. side 35