3/13/2003. Tektonik Program lektion Stabilitet ved anvendelse af skiver. Stabilitet af bygningskonstruktioner

Transkript

1 Tektonik Program lektion Stabilitet ved anvendelse af skiver Pause Opgaveregning. Kursusholder Poul Henning Kirkegaard, institut 5, Aalborg Universitet March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 1/36 Stabilitet af bygningskonstruktioner March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 2/36 Stabilitet af bygningskonstruktioner Bygningen er påvirket af last, som kun kan optages ved fundament Dette kræver at selve bygningen er stabil som et hele Bygning? Last Reaktioner ved fundament March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 3/36 1

2 Stabilitet af bygningskonstruktioner Horizontal last kan vælte bygningen Last Høj bygning Bygning Reaktioner fra fundament March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 4/36 Stabilitet af bygningskonstruktioner Væltende moment om M AV : Egenlast 20kN M AV = 16kN*2m =32 knm 16kN Stabiliserende moment om M AS : M AS = 20kN*1.5m =30 knm 2m 3m A Bygningen vælter da M AV > M AS March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 5/36 Stabilitet af bygningskonstruktioner Bygningen skal være stabil som et hele ved at anvende afstivningselementer passende placeret Stabil som et hele Afstivningselementer March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 6/36 2

3 Stabilitet af bygningskonstruktioner Ustabilt søjle-bjælke system March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 7/36 Stabilitet af bygningskonstruktioner March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 8/36 Stabilitet af bygningskonstruktioner Diagonal afstivning, som fører lasten til fundamentet Last Tryk Træk Reaktioner March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 9/36 3

4 Stabilitet af bygningskonstruktioner Afstivning med en skive Last Skive Reaktioner ved fundament March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 10/36 Stabilitet Bolig i Kyoto af den japanske arkitekt Varo Kishi March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 11/36 Stabilitet - vindgitter Dansk Landbrugsmuseum ( March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 12/36 4

5 Stabilitet - vindgitter Nuuk Multihal ( March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 13/36 Stabilitet - vindgitter Lagerhal med kranbane ved Kassel ( March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 14/36 Stabilitet - vindgitter Ålborg Multihal ( March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 15/36 5

6 Skive eller plade? March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 16/36 1 fast understøtningslinie ustabil skive March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 17/36 2 faste understøtningslinier ustabil skive March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 18/36 6

7 3 faste understøtningslinier stabil skive March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 19/36 March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 20/36 En bygning i én etage er stabil, når den er forsynet med en tagskive og minimum 3 vægskiver, der er forbundet med tagskiven, således at forskydningskræfterne kan overføres. March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 21/36 7

8 For de 3 vægskiver gælder yderligere: de må ikke alle være parallelle de må ikke have fælles skæringspunkt March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 22/36 For en bygning i flere etager gælder, at hver etage for sig skal opfylde betingelserne for bygninger i én etage. Yderligere gælder, at alle stabiliserende vægskiver skal have "jordforbindelse", dvs. være placeret direkte på en vægskive i underliggende etage eller som minimum være understøttet i enderne af enten en søjleelleren vægpåtværs af skiven. March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 23/36 March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 24/36 8

9 March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 25/36 March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 26/36 March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 27/36 9

10 March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 28/36 March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 29/36 March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 30/36 10

11 Stabilitet gitter (ustabil) March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 31/36 Stabilitet gitter (ustabil) March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 32/36 Stabilitet gitter (stabil) March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 33/36 11

12 Stabilitet - gitter March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 34/36 Stabilitet - gitter March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 35/36 Opgave 1 Opbygning af rumligt stabile skivekonstruktioner. March 13, 2003 P.H. Kirkegaard Slide 36/36 12

13 Opbygning af rumligt stabile skivekonstruktioner Opgave: Af karton (evt. suppleret med trælister) skal udformes en model af en rumligt stabil skivekonstruktion i mindst 3-etager og med valgfri grundplan. Konstruktionen kan opfattes som en bygning, et møbel eller som en fri skulptur For at kompensere for modellens ubetydelige egenvægt i forhold til den virkelige konstruktion skal modellen opbygges på et stift underlag bestående af en spånplade eller tilsvarende, og samlingerne udføres med lim. Bundpladen er ca. A-4 størrelse og hver "etage" ca. 5-6 cm i højden. Kræfter fra lodretvirkende laster på konstruktionen er uden interesse i denne opgave. Det væsentlige er at skabe en rumlig stabil konstruktion over for vandrette kræfter fra tilfældige retninger. De vandrette kræfter angriber på kanten af de horisontale dækskiver, og disse vandrette kræfter skal via skivekonstruktionen føres ned til den stive bundplade. Konstruktionen skal virke stiv over for disse vandrette kræfter. Der ønskes en konstruktion, som til det yderste udnytter skivekonstruktioners særlige udtryksmuligheder såvel som deres konstruktive muligheder. Brug færrest muligt antal skiver. Opgaven løses af de studerende gruppevis. Mål: Det er opgavens mål, at den studerende får en forståelse af de principper, som ligger til grund for rumligt stabile konstruktioner. Modelmaterialer: Modelmaterialerne kan købes inden fredag. Karton skal ikke være for tyndt og ikke for kraftigt. Papskiverne skal være slappe over for bøjning og vridning på tværs af skiveplanet. Lim skal helst være blivende elastisk som f.eks. kontaktlim. Trælister må kun indgå som pendulsøjler mellem de enkelte horisontale skiver. Eksamen: Skivemodellen skal medbringes ved evalueringen, hvor enkelte studerende skal redegør for, hvorledes tilfældige vandrette og lodrette kræfter på de horisontale skiver (dækkanter) overføres til den stive bundplade (fundamentet). Når man trykker vandret ind på kanten af de horisontale skiver, vil rumligt stabile kartonmodeller fornemmes stive og ueftergivelige. Rumligt ustabile kartonmodeller fornemmes derimod som slappe og eftergivelige, hvilket fortæller os, at formen er forkert for en skivekonstruktion.

14 Fra "INTRODUKTION TIL STATIKKEN" Peder Gammel, november 2001

15

16

17

18

19

20

21