Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing

Transkript

1 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing Dokumentationsrapport Trækonstruktioner B4-2-F12-H130 Christian Rompf, Mikkel Schmidt, Sonni Drangå og Maria Larsen Aalborg Universitet Esbjerg

2

3 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Indholdsfortegnelse 1. Indledning Referencer og beregningsforudsætninger Dimensionering af trækonstruktionen til fabrikationshallen Dimensionering af tagåse (Å1a) Dimensionering af åse i facaden (Å1b) Dimensionering af forskalling (F1) Dimensionering af træremmen (T1) Dimensionering af åse i gavlen (Å1c) Dimensionering af trækonstruktionen til halvtaget Dimensionering af træåse på halvtaget (Å1e) Dimensionering af limtræsbjælkerne (LB2/LB4) Dimensionering af limtræsremmen (LR1) Dimensionering af limtræssøjlen til halvtaget (LS2) Undersøgelse af tryk vinkelret på fibrene Dimensionering af samlinger Dimensionering af samling (SAM-H-1 og SAM-H-2) mellem tagåsene (Å7e/Å10e) og limtræsbjælken (LB2) Dimensionering af samling (SAM-H-1) Dimensionering af samling (SAM-H-2) Dimensionering af samling (SAM-H-3) mellem limtræsbjælke (LB2/LB4) og limtræsrem (LR1) Dimensionering af samling (SAM-H-4/SAM-H-5) mellem limtræsrem (LR1) og limtræssøjle (LS1/LS2) Dimensionering af samling (SAM-H-6) mellem limtræsbjælke (LB2/LB4) og gavlsøjlen (GØ2/GØ4) Dimensionering af samling (SAM-H-7) mellem limtræssøjlen (LS2) og fundamentet (SF2) Gerbersamling (SAM-H-8) Samlingen mellem tagåsen og stålrammen (SAM-H-9) Diskussion Konklusion... 79

4

5 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Indledning Denne rapport omhandler dimensionering for trækonstruktionerne, der etableres i forbindelse med projektering af fabrikationshallen i Kjersing. Der dimensioneres tagåsen til fabrikationshallens tag og konstruktionselementerne i facaden. Sidst nævnte er facadeåsen, forskallingen og trærem i bunden af facaden. Derudover dimensioneres træåsen i gavlene og der ses på halvtagskonstruktionen over oplagspladsen. Sidst nævnte indebærer dimensionering af træåsen til halvtaget, de tværgående limtræsbjælker, den langsgående limtræsrem og limtræssøjlerne. I forbindelse med dimensionering af trækonstruktionen ses der på samlinger af konstruktionselementerne. Der dimensioneres samlingen af træåsen på fabrikationshallens tag og gerbersamlingen i facaden. Desuden ses der på samlingen mellem træåsen og limtræsbjælken på halvtaget, hvor der her ses på to samlingstyper. Samlinger omfatter endvidere samlingen mellem limtræsbjælken og -remmen, samlingen mellem limtræsbjælken og gavlsøjlen, samlingen mellem limtræsremmen og limtræssøjlen samt samlingen mellem limtræssøjlen og fundamentet. Der henvises til tegninger i takt med dimensioneringen af de pågældende konstruktionsdele. Alle anvendte geometriske størrelser for konstruktionen er skønnede. Dvs. længde, bredde og højde af fabrikationshallen er ikke ens med endelige dimensioner for konstruktionen. 2. Referencer og beregningsforudsætninger I dette kapitel opgøres de referencer og beregningsforudsætninger der er anvendt i denne dokumentationsrapport. Eurocodes og anden litteratur Eurocodes Beregningerne i projektet er baseret på følgende Eurocodes med tilhørende nationale anneks. Eurocode 0 Projekteringsgrundlag DS/EN 1990 Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner DS/EN 1990 FU Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner - Forkortet udgave Eurocode 1 Laster DS/EN Last på bærende konstruktioner Del 1-1: Generelle laster Densiteter, egenlaster og nyttelaster for bygning DS/EN Last på bærende konstruktioner Del 1-3: Generelle laster Snelast DS/EN Last på bærende konstruktioner Del 1-4: Generelle laster Vindlast 1

6 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Eurocode 5 Trækonstruktioner DS/EN Trækonstruktioner Del 1-1: Generelt Almindelige regler samt regler for bygningskonstruktioner Nationale annekser DS/EN 1990 DK NA: 2010 Nationalt anneks til DS/EN Projekteringsgrundlag DS/EN DK NA: 2010 Nationalt anneks til DS/EN Egen- og nyttelast DS/EN DK NA: 2010 Nationalt anneks til DS/EN Snelast DS/EN DK NA: 2010 Nationalt anneks til DS/EN Vindlast DS/EN DK NA: 2011 Nationalt anneks til DS/EN Trækonstruktioner Anden Litteratur Teknisk Ståbi, 21. Udgave Produktblade Konstruktionselement Producent Kilde Træuldbetonplader Troldtek akustik Colorsteel 19 Corus Byggesystemer A/S Limtræ Lilleheden Nesporexplade Ivarsson aroyal2.pdf Dampspær Icopal aspx Vindspær Icopal aspx Beslag m.m. Simpsons Strong-Tie Sømdimensioner m.m. SømDim Følgende forudsætninger er gældende for alle beregninger. Kontrolklasse: Konsekvensklasse: Anvendelsesklasser for trækonstruktioner: Normal CC2 AK2 og AK3 Partialkoefficienter Nyttelast dominerende:, =1,0, =0,9 =1,5 =1,5 0,3 =1,5 0,3 2

7 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Snelast dominerende:, =1,0, =0,9 =1,5 =1,5 =1,5 0,3 Vindlast dominerende:, =1,0, =0,9 =1,5 =0 =1,5 Egenlast dominerende:, =1,2, =1,0 Stål: =1,1 =1,35 For normal kontrolklasse er =1,0 Træ: =1,35 for konstruktionstræ og mekaniske forbindelser =1,30 for limtræ For normal kontrolklasse er =1,0 Anvendte materialekvaliteter Stål: Varmvalsede profiler med stålkvalitet: S235 Fladestål med stålkvalitet: S235 Træ: Konstruktionstræ: Limtræ: C18, C24 GL24h, GL32c Samlinger Bolte 5.6, 8.8 Søm 6.8 Skruer 6.8 3

8 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Tegningsoversigt Arkitekttegninger A1 Facadetegning Øst A2 Facadetegning Syd A3 Facadetegning Vest A4 Facadetegning Nord A5 Etageplan A6 Tværsnit A-A Ingeniørtegninger K1 Opstalt af gavlkonstruktion Øst K2 Opstalt af facadekonstruktion Syd K3 Opstalt af gavlkonstruktion Vest K4 Opstalt af facadekonstruktion Nord K5 Plantegning K6 Opstalt af stålrammen K7 Vindgitterplan K8 Træåseplan K9 Halvtaget: Bjælke- og åseplan Samlingstegninger T1 Samling mellem tagåse og limtræsbjælke T2 Samling mellem tagåse og limtræsbjælke T3 Samling mellem limtræsbjælke og limtræsrem T4 Samling mellem limtræsrem og limtræssøjle T5 Samling mellem limtræsrem og limtræssøjle T6a Samling mellem limtræsbjælken og gavlsøjlen T6b - Samlinger ved gavlsøjlen T7 Samling mellem limtræssøjlen og fundamentet T8 Gerbersamling T9 Samling mellem tagåsen og stålprofilet 4

9 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af trækonstruktionen til fabrikationshallen I dette afsnit ses der på dimensionering af tagåsen på fabrikationshallens tag. Derudover ses der på dimensioneringen af træåsen og forskallingen i facaden og gavlen af fabrikationshallen samt træremmen i bunden af facadekonstruktionen. 3.1 Dimensionering af tagåse (Å1a) Der vælges savskåret træ med dimensionen 75x200 mm. Dimensionen vælges til alle åse i taget. For at gøre plads til isoleringen på 200 mm vælges en træåse med en tilpas højde således at isoleringen kan være placeret mellem træåsene. Afstanden mellem åsene fastsættes til 800 mm. Beregningsmæssige forudsætninger: Materialekvalitet: C24 Konsekvensklasse: CC2 Anvendelsesklasse: AK2 Kontrolklasse: Normal Styrkeparametre: Karakteristisk bøjningsstyrke: Karakteristisk forskydningsstyrke: = 24 = 4,0 Tværsnitshøjden h > 150 = 1 Da der haves vindlast som kortest varende last = 1,1 Regningsmæssig bøjningsstyrke:, =, = ,1 1,35 1,0 Regningsmæssig forskydningsstyrke:, =, 4,0 1,1 = = 3,26 1,35 1,0 = 19,56 Lastdata: Der ses på to tilfælde når dimensionen af åsen skal findes. Det ene tilfælde er hvor der haves vind på langs og ved det andet tilfælde haves der vind på tværs. Da afstanden mellem stålrammerne er 4,8 meter vil noget af træåsen længde være belastet af den ene zone og noget vil være belastet af den anden zone. For tilfælde 1 med vind på langs har Zone F længden = = 1,8, mens zone H vil have længden 4,8 1,8 = 3. 1 For tilfælde 2 med vind på tværs har zone F længden = = 4,5, mens zone g vil have længden 4,8 4,5 = 0,3 1 Se dokumentationsrapport Lastfastsættelse - afsnit 6.2 Bestemmelse af formfaktorerne for vindtryk 5

10 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Emne tyngde/last [ / ] Værdi [kn/m] Tagplader Colorsteel 19 Mineraluld jf. produktblad Forskalling 21 x 95 mm pr. 600 mm Dampspærre Træuldbetonplader jf. produktblad Træåse 75 x 200 mm Samlet egenlast g k 0,04 0,39 0,02-0,1 0,09 0,03 0,31 0,01 0,00 0,08 0,07 0,50 Nyttelast [kn] Snelast s k 1,,5 0,58 0,46 Tilfælde 1 Vindlast zone F w k,f Vindlast zone H w k,h Tilfælde 2 Vindlast zone F w k,f Vindlast zone G w k,f -2,13-1,08-1,65-1,02-1,70-0,86-1,32-0,82 Tabel 1: Oversigt over laster der påvirker tagåsen. Det statiske system Statiske system nr. 1 Figur 1: Viser det statiske system nr. 1 for træåsen i fabrikationshallens tag. 6

11 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Statiske system nr. 2 Figur 2: Viser det statiske system nr. 2 for træåsen i fabrikationshallens tag. Beskrivelse Navn Værdi Længde af åse Længde af vindzone F L l 4800 mm Tilfælde 1: 1800 mm Tilfælde 2: 4500 mm Længde af vindzone H Længde af vindzone G Areal Modstandsmoment Inertimoment E-modul Modifikationsfaktoren l l A W I E, Tilfælde 1: 3000 mm Tilfælde 2: 300 mm mm mm mm MPa 0,8 Tabel 2: Viser de forskellige størrelser til dimensionering af tagåsen. Reaktioner og snitkræfter: Reaktioner og snitkræfter er fundet på følgende måde: =

12 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj = + = + Tilfælde 1 Tilfælde 2, 1,20 1,20, 1,10 1,10, 3,3 3,2, 2,3 3,0, 1,44 1,44, 1,33 1,33, 4,19 3,78 Tabel 3: Viser en oversigt over reaktioner og momenter, som er fundet i forbnindelse med dimensionering af træåsen i fabrikationshallens tag. Dimensionering Regningsmæssige værdier Snelast dominerende = 1,0 + 1,5 + 1,5 0,3 = 1,0 + 1,5 + 1,5 0,3 Snelast dominerende, ingen vind = 1,0 + 1,5 = 1,0 + 1,5 Vindlast dominerende = 0, ,5 = 0, ,5 Tilfælde 1 Tilfælde 2 1,37 1,43 2,86 2,86 3,86 3,67 1,54 1,73 3,43 3,43 4, 99 4,37 Tabel 4: Viser de enkelte lasttilfælde. Ud fra Tabel 4 ses at vindlast dominerende er det dimensionsgivende tilfælde. = 4,99 = 3,86 Brudgrænsetilstand Det skal eftervises at:, =, = 4, = 8,66 19,56 8

13 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Det skal eftervises at: 3 2 =3 2 3, = 0,386 3,26 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Anvendelsesgrænsetilstand Udbøjning for de karakteriske laster findes:, = = , = 6,28, =, 1 + = 6, ,8 = 11,34, = = , = 5,78, =, = 5,78, = = , = 6,28, =, = 6,28, = 16,6. 2 Det bemærkes her at vindlasten er negativ og denne tages derfor ikke med ved udbøjningen, da den vil virke til gunst. =, +, +, = 11,34 + 5,78 + 6,28 = 23,4 = 200 = 4800 = Konklusion: Dimensionen 75x200mm er tilstrækkelig. 2 Fundet vha. Trusslab 9

14 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af åse i facaden (Å1b) Der vælges savskåret træ med dimensionen 50x150 mm. Dimensionen vælges til alle åse i facaden. Der er indlagt gerbersamling. Dette betyder at den hårdest belastes ås er den yderste. Afstanden mellem åsene fastsættes til 600 mm. Det er valgt at åsen kun skal optage vindlasten, således at den kun udsættes for 1-aksets bøjning. Dette betyder at forskallingen skal optage egenlasten og fører det ned til en trærem, der fører lasten videre til fundamentet. Beregningsmæssige forudsætninger: Materialekvalitet: C24 Konsekvensklasse: CC2 Anvendelsesklasse: AK2 Kontrolklasse: Normal Styrkeparametre: Karakteristisk bøjningsstyrke: Karakteristisk forskydningsstyrke:, = 24, = 4,0 Tværsnitshøjden h > 150 = 1,0 Da der haves vindlast som kortest varende last = 1,1 Regningsmæssig bøjningsstyrke:, 24 1,1,, = = 1 = 19,56 1,35 1,0 Regningsmæssig forskydningsstyrke:, =, 4,0 1,1 = = 3,26 1,35 1,0 Lastdata: Det dimensionsgivende tilfælde for åsen skal findes. På Bilag T-1 - Vind findes det dimensionsgivende tilfælde som vind på langs vestfra. For vinden på langs er den størst belastede træåse placeret i zone A og B. Længden af den yderste åse er 5,5 m og derfor vil noget af træåsens længde være belastet af den ene zone og noget vil være belastet af den anden zone. For vind på langs har Zone A længden = = 3,6, mens zone B vil have længden 5,5 3,6 = 1,9. Emne Værdi [kn/ ] Værdi [ / ] Vindlast zone A, -1,63-0,978 Vindlast zone B, -1,19-0,714 Tabel 5: Viser påvirkningen som facadenåsen udsættes for. 10

15 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Det statiske system Figur 3: Viser det statiske system for træåsen i fabrikationshallens facade. Momentkurve Figur 4: Viser momentkurve for vindpåvirkningen på en del af facadenåsekonstruktionen. Beskrivelse Navn Værdi Længde af åsen Areal Modstandsmoment Inertimoment E-modul Modifikationsfaktor L A W I E, k 5500 mm 7,5 10 mm 187,5 10 mm 14,05 10 mm MPa 0,8 Tabel 6: Viser de forskellige størrelser der indgår i dimensionering af facadenåsen. Reaktioner og snitkræfter ved brug af Trusslab:,,,, Tilfælde 1 2,11 3,94 3,70 2,23 Tabel 7: Viser reaktioner og snitkræfter, fundet i Trusslab. 11

16 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Regningsmæssige værdier Vindlast dominerende 1,5 =1,5 Tilfælde 1 5,91 3,35 Tabel 8: Viser lastkombinationen af reaktionerne og momenterne. Dimensionering: Brudgrænsetilstand Det skal eftervises at: f Bøjningsspændingen:,, =, 3,35 = 187,5 10 =17,84 Da,, =17,84 <f =19,86 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig! For forskydningsspændinger skal det eftervises at:, = 3 2 = 5,91 7,5 10 =1,18 <3,26 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Anvendelsesgrænsetilstand Nedbøjning er fundet i Trusslab., = 21,7 =, = 21,7mm = 200 =5500 =27,5 200 Konklusion: Dimensionen 50x150mm er tilstrækkelig. 12

17 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af forskalling (F1) Der vælges 50x50mm savskåret træ, denne dimension bruges til alle forskallinger i facader og gavl projektet. Forskallingen optager kun egenlast. Beregningsmæssige forudsætninger: Materialekvalitet: C18 Konsekvensklasse: CC2 Anvendelsesklasse: AK2 Kontrolklasse: Normal Styrkeparameter: Karakteristisk trykstyrke:,, = 18 Da der haves egenlast som kortest varende last =0,6 Regningsmæssig trykstyrke:,,,, 18 0,6 8,0 1,35 1,0 Lastdata: Emne tyngde/last [ / Facadestålplade type IP Colersteel 0,04 19 Mineraluld 600x900x50mm 0,1 Mineraluld 600x900x150mm 0,3 Spedt forskalling 50x50mm 0,02 Nesporexplade 12x600x1200mm 0,14 Træåse 50 x 150 mm pr. 600 mm 0,06 Samlet egenlast g k 0,66 Værdi / 0,024 0,06 0,18 0,012 0,084 0,036 0,40 Tabel 9: Viser en opgørelse af egenlasten i fabrikationshallens facade, som skal overføres af forskallingen. Det statiske system Figur 5: Viser det statiske system for forskallingen i facaden. 13

18 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Beskrivelse Navn Værdi Antaget højde af facaden H 7000 mm Længde L 600 mm Knæklængde L 0,7 L=420mm Areal A 2,50 10 mm Inertiradius i 14,45mm Karakteristisk elasticitetsmodul E, 6000 MPa Tabel 10: Viser de størrelser der indgår i dimensionering af forskallingen. Reaktioner og snitkræfter: = =0,40 7 =2,8 Regningsmæssige værdier: Egenlast dominerende: =1,2 =1,2 2,8 =3,36 Dimensionering Stabilitetsundersøgelse Slankhedsforhold: = = = ,45 =29,07<200 Relativt slankhedsforhold: =,, = 29,07 18, 6000 =0,507 Da er større end 0,3 skal der tages højde for imperfektioner. Det skal eftervises at:,,,, 1 hvor er en imperfektionsfaktor. Trykspænding:,, = = 3, ,50 10 =1,34 <,, =8,0 Beregning af 1 = + =0,5 1+ 0,3 + =0,2, for konstruktionstræ =0,5 1+0,2 0,507 0,3 +0,507 =0,649 14

19 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj ,649+ 0,649 0,507 =0,949,, 1,34 =,, 0,949 8,0 =0,177 1 Konklusion: Dimensionen 50x50 mm er tilstrækkelig. 15

20 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af træremmen (T1) Dimensionen for træremmen vælges til 200x50mm, denne dimension benyttes til alle træremme i facaden. Beregningsmæssige forudsætninger: Materialekvalitet: C18 Konsekvensklasse: CC2 Anvendelsesklasse: AK2 Kontrolklasse: Normal Styrkeparametre: Karakteristisk trykstyrke:,, 2,2 Da der haves egenlast som kortest varende last =0,6 Regningsmæssig trykstyrke:,,,, 2,2 2 0,6 0,98 1,35 1,0 Lastdata: Emne tyngde/last ( / Facadestålplade type IP Colersteel 19 0,04 Mineraluld 600x900x50mmm 0,1 Mineraluld 600x900x150mm 0,3 Spedt forskalling 50x50mmm 0,02 Nesporexplade 12x600x1200mm 0,14 Træåse 50 x 150 mm pr. 600 mm 0,06 Samlet egenlast g k 0,66 Det statiske system Tabel 11: Viser laster der haves som belastning af træremmen i facaden. Værdi / 0,024 0,06 0,18 0,012 0,084 0,036 0,40 Reaktioner og snitkræfter: 2,8 Figur 6: Viser det statiske system for træremmen i facaden. Regningsmæssige værdier: Egenlast dominerende: 1,2 1,2 2,8 =3,36 16

21 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Dimensionering Det skal eftervises at:,, k, f,, 1 Trykspændingen:,, = Beregning af = +60 = =5500 hvor b er bredden af forskallingen og l er længde af forskallingen. Det er valgt at gøres på denne måde for at opnå en større spænding, da der ellers normal ville være regnet med remmens bredde og forskallingens længde.,, = 3, =0,61, =1,25 for konstruktionstræ,, k, f,, = 0,61 1,25 0,98 =0,5 1 Konklusion: Dimensionen 50x200 mm er tilstrækkelig. 17

22 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af åse i gavlen (Å1c) Alle åsene i gavlen dimensioneres med en dimension på 50x150mm. Afstanden mellem åsene fastsættes til 600 mm. Der haves bøjning om to akse, hvor egenlasten virker om svag akse og vindlasten virker om stærk akse. Beregningsmæssige forudsætninger: Materialekvalitet: C24 Konsekvensklasse: CC2 Anvendelsesklasse: AK2 Kontrolklasse: Normal Styrkeparametre: Karakteristisk bøjningsstyrke: Karakteristisk forskydningsstyrke:, = 24, = 4,0 Tværsnitshøjden h >150 =1,0 Tværsnitshøjden h <150 =, =, 1,3 Da der haves vindlast som kortest varende last =1,1 Regningsmæssig bøjningsstyrke:,, =,,, =, 24 1,1 = =19,56 1,35 1,0 24 1,1 =1,25 1,35 1,0 Regningsmæssig forskydningsstyrke:, =, 4,0 1,1 = =3,26 1,35 1,0 =24,44 1,3 =1,25 Lastdata: Der ses på et tilfælde når dimensionen af åsen skal findes. Dette skyldes at belastningen her er størst, se Bilag T-1 - Vind. Tilfælde er hvor der haves vind på tværs sydfra. For vinden på tværs er den størst belastede træåse placeret i zone A. Da afstanden mellem gavlsøjlerne er 3,6 meter vil hele træåsen være belastet af denne ene zone. 18

23 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Emne tyngde/last ( / Facadestålplade type IP Colersteel 19 0,04 Mineraluld 600x900x50mm 0,1 Mineraluld 600x900x150mm 0,3 Spedt forskalling 50x50mm 0,02 Nesporexplade 12x600x1200mm 0,14 Træåse 50 x 150 mm pr. 600 mm 0,06 Samlet egenlast g k 0,66 Vindlast zone A, -1,02 Tabel 12: Viser lasterne, der påvirker træåsen i gavlen. Værdi / 0,024 0,06 0,18 0,012 0,084 0,036 0,40-0,612 Det statiske system Beskrivelse Længde Modstandsmoment stærk akse Modstandsmoment stærk akse Areal E-modul Inertimoment Modifikationsfaktor Figur 7: Viser det statiske system for træåsen i gavlen. l W W Navn Værdi 3600 mm 187,5 10 mm 62,5 10 mm A 7,5 10 mm E, MPa I 14,05 10 k 0,8 mm Tabel 13: Viser de størrelser der anvendes i forbindelse med dimensionering af træåsen i gavlen. 19

24 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Reaktioner og snitkræfter: 1 2 = 1 0,4 / 3,6 = 0,72 2 = 1 2 = 1 0,612 / 3,6 = 1,1 2 = 1 8 = 1 8 0,4 / 3,6 = 0,65 = 1 8 = 1 8 0,612 / 3,6 = 0,99 Regningsmæssige værdier For svag akse egenlast dominerende, = 1,2 = 1,2 1,0 0,72 = 0,86, = 1,2 = 1,2 1,0 0,65 = 0,78 For stærk akse vindlast dominerende, = 1,5 = 1,5 1,0 1,1 = 1,65, = 1,5 = 1,5 1,0 0,99 = 1,49 Dimensionering: Brudgrænsetilstand = 0,7 for et rektangulært tværsnit Det skal eftervises at:,, +,, 1,0,,,,,, +,, 1,0,,,, Bøjningsspændinger:,, = = 1,49 187,5 10 = 7,93,, = = 0,78 62,5 10 = 12,44 7,93 12,44 + 0,7 = 0,76 < 1,0 14,67 18,33 7,93 12,44 0,7 + = 0,79 < 1,0 14,67 18,33 Konklusionen: Dimension er tilstrækkelig. Det skal for forskydningsspændinger eftervises at: = +, 20

25 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj = 3 2 = = 0,86 7,5 10 =0,17 1,65 7,5 10 =0,33 = 0,17 +0,33 =0,37 <, =3,26 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Anvendelsesgrænsetilstand For y-aksen:, = = ,612 / ,05 10 = 8,66, = = 8,66 For z-aksen:, = = ,4 / ,05 10 = 5,66, =, 1 + = 10,19, = = 10,19 = 200 = 3600 = Konklusion: Dimensionen 50x150mm er tilstrækkelig. Med dimensionering af træåsen i gavlen afsluttes dimensioneringsafsnittet for fabrikationshallens konstruktionselementer i træ. Der forsættes med dimensionering af trækonstruktionen til halvtaget. 21

26 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af trækonstruktionen til halvtaget Afsnittet omhandler dimensionering af konstruktionselementerne i træ til halvtagskonstruktionen. Afsnittet indebærer dimensionering af træåse, limtræsbjælken, limtræsremmen og limtræssøjlen. Der dimensioneres ned efter i konstruktionen. 4.1 Dimensionering af træåse på halvtaget (Å1e) Der vælges savskåret træ med dimensionen 63 x 200 mm. Det antages at taget er fladt og der haves derfor 1-akset bøjning. Beregningsmæssige forudsætninger: Konsekvensklasse: CC2 Materialekontrol: Normal Anvendelsesklasse: AK2 Materialekvalitet: Konstruktionstræ C24 Styrkeparametre: Karakteristisk bøjningsstyrke: 24 Karakteristisk forskydningsstyrke: = 4,0 Tværsnitshøjden h>150 =1,0 Da der haves vindlast som kortest varende last =1,1 Den regningsmæssige bøjningsstyrke: = =1 24 1,1 1,35 1,0 Den regningsmæssige forskydningsstyrke: = 4,0 1,1 = =3,3 1,35 1,0 =19,6 Lastdata: Vind på tværs er dimensionsgivende idet vind på langs ophæver virkningen af sne og er oveni mindre end snelast ved ophobning. For vind på langs er tilfælde 1 dimensionsgivende. I forbindelse med dimensionering af træåsene på halvtaget ses på 9 forskellige tilfælde. Disse haves på grund af de forskellige vindzoner på halvtaget. En oversigt over tilfældene ses i Bilag T-2. Alle momenter og reaktioner fra egenlasten, snelasten og vindlasten er bestemt vha. håndberegninger og Trusslab-beregninger. En oversigt over de fundne momenter og reaktioner ses i Bilag T-3 Lastkombinationer til træåsene på halvtaget. Her findes også den største regningsmæssige lastkombination som skal bruges i forbindelse med dimensioneringen af træåsen. Af Bilag T-3 fremgår at Å1e har det største moment og de største reaktioner. Dette er tilfælde når vinden er på tværs af fabrikationshallen og kommer sydfra. Yderligere er Å1e udsat for den største snelast. 22

27 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Følgende laster er opgjort for træåsen Å1e: Emne tyngde/last Værdi (kn/m) tagplader Colorsteel 19 0,04 kn/m 2 0,02 træåse 63 x 200 mm pr. 600 mm 6,3 kg/m 0,06 samlet egenlast g k 0,08 Nyttelast på tage Q k (kn) 1,5 Snelast s k 3,7 kn/m 2 2,22 Vindlast w k (zone F up /A) -1,33 kn/m 2-0,80 Vindlast w k (zone H/A) 0,67 kn/m 2 0,40 Vindlast w k (zone H/B) 0,22 kn/m 2 0,13 Tabel 14: Viser en opgørelse af lasterne for træåse Å1e. Det statiske system for Å1e Figur 8: Viser det statiske system for træåse Å1e. Beskrivelse Navn Værdi Længde l 3600 mm Areal A 12,6 10 mm Modstandsmoment W mm Inertimoment I 42,0 10 mm E-modul E, MPa Tabel 15: Viser de geometriske størrelser der indgår i dimensionering af træåsen til halvtaget. Reaktioner og moment: Som tidligere nævnt ses reaktioner og momentet i Bilag T-3. Derfra haves den regningsmæssige reaktion og det regningsmæssige moment til. =6,35 =5,70 23

28 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Dimensionering: Brudgrænsetilstand Bøjningsspændingen bestemmes til: 5, =13,57 Der skal eftervises at: 13,57 19,6 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Forskydningsspændinger bestemmes til: = 3 2 =3 2 6, ,6 10 =0,76 Det skal eftervises at: 0,76 3,3 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Anvendelsesgrænsetilstand I det efterfølgende bestemmes udbøjningen af træåsen for de forskellige laster. Udbøjning fra egenlast:, = = , =0,4, =, 1+ =0,4 1+0,8 =0,7 Udbøjning fra snelast:, = = , =10,5, =, =10,5 Udbøjning fra nyttelast:, = 1 48 = , = 3,2, =, =3,2 Udbøjning fra vindlast:, =0,1, som er bestemt vha. Trusslab, =, =0,7 24

29 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Den samlede udbøjning bestemmes til:, +, +, +, =0,4 +10,5 +3,2 +0,7 =14,8 Den tilladelige udbøjning haves til: = 200 =3600 = Konklusion: Dimensionen 63x200 mm er tilstrækkelig. 25

30 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af limtræsbjælkerne (LB2/LB4) Der vælges limtræ med dimensionen 160 x 433 mm. Beregningsmæssige forudsætninger: Konsekvensklasse: CC2 Materialekontrol: Normal Anvendelsesklasse: AK2 Materialekvalitet: Limtræ GL32c Styrkeparametre: Karakteristisk bøjningsstyrke: Karakteristisk forskydningsstyrke: = 32 = 3,2 Tværsnitshøjden h<150, 1,1 = Da der haves vindlast som kortest varende last =1,1 Den regningsmæssige bøjningsstyrke: = =1, ,1 1,30 1,0 Den regningsmæssige forskydningsstyrke: = 3,2 1,1 = =2,7 1,30 1,0 =27,9, 1,1 =1,03 Lastdata: Vind på tværs er dimensionsgivende idet vind på langs ophæver virkningen af sne og er oveni mindre end snelast ved ophobning. For vind på langs er tilfælde 1 dimensionsgivende. I forbindelse med dimensionering af limtræsbjælkerne på halvtaget ses på 10 forskellige tilfælde. Alle momenter og reaktioner fra egenlasten, snelasten og vindlasten er bestemt vha. håndberegninger og Trusslab-beregninger. En oversigt over de fundne momenter og reaktioner ses i Bilag T-3 Lastkombinationer til limtræsbjælken. Her findes også den største regningsmæssige lastkombination som skal bruges i forbindelse med dimensioneringen af limtræsbjælken. Af Bilag T-3 fremgår at LB2 har det største moment og LB4 den største reaktion. Dette er tilfælde når vinden er på tværs af fabrikationshallen og kommer sydfra. En opgørelse af lasterne for limtræsbjælken LB2 ses i tabellen på den næste side. 26

31 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Emne Tyngde/last Værdi [kn/m] Egenlast Egenlast fra fra åse pr. 600 mm 0,16 kn 0,27 Limtræsbjælke 160x433 mm pr mm 490 kg/ 0,34 Samlet egenlast 0,61 Nyttelast Nyttelast på tage [kn] 1,5 Snelast Snelast (varierende) 2,09-13,32 Vindlast Vindlast (zone F /A + zone H/A + zone H/B 1,13 Vindlast (zone G/A + zone H/A + zone H/B) 1,22 Vindlast zone F A + zone H/A + zone H/B 1,15 Tabel 16: Viser en opgørelse af lasterne for limtræsbjælken LB2. En opgørelse af lasterne for limtræsbjælken LB4 ses i Tabel 17. Emne Tyngde/last Værdi [kn/m] Egenlast Egenlast fra fra åse pr. 600 mm 0,16 kn 0,27 Limtræsbjælke 160x433 mm pr kg/ 0,34 mm Samlet egenlast 0,61 Nyttelast Nyttelast på tage [kn] 1,5 Snelast Snelast (varierende) 2,09-13,32 Vindlast Vindlast (zone zone I/B 1,19 Tabel 17: Viser en opgørelse af lasterne for limtræsbjælken LB4. 27

32 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Det statiske system Figur 9: Viser de statiske systemer for limtræsbjælken. Nyttelast på taget er ikke vist, men virker som en punktlast i midten af bjælken. Beskrivelse Navn Værdi Længde L 9500 mm Areal A 69,3 10 mm Modstandsmoment W mm Inertimoment I mm E-modul E, MPa Tabel 18: Viser de geometriske størrelser der indgår i dimensionering af limtræsbjælken. Reaktioner og snitkræfter: Som tidligere nævnt ses reaktioner og momentet i Bilag T-3. Derfra haves den regningsmæssige reaktion og det regningsmæssige moment til: =55,04 =88,12 Det bemærkes som tidligere nævnt, at reaktionen kommer fra LB4, mens momentet haves fra LB2. Dimensionering: Brudgrænsetilstand Bøjningsspændingen bestemmes til: = = 88, =17,59 Der skal eftervises at: 17,59 27,9 28

33 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Forskydningsspændinger bestemmes til: 3 2 =3 2 55, ,3 10 =1,19 Det skal eftervises at: 1,19 2,7 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Anvendelsesgrænsetilstand Udbøjning fra egenlast:, = = , =4,4, =, 1+ =4,4 1+0,8 =7,9 Udbøjning fra snelast:, =30, som er bestemt vha. Trusslab, =, =30 Udbøjning fra nyttelast:, = 1 48 = , =1,8, =, =1,8 Udbøjning fra vindlast:, =8,5, som er bestemt vha. Trusslab, =, =8,5 Den samlede udbøjning bestemmes til: =, +, +, +, =4, ,8 +8,5 =44,7 Den tilladelige udbøjning haves til: = =9500 =47, Konklusion: Dimensionen 160x433 mm er tilstrækkelig. 29

34 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af limtræsremmen (LR1) Det antages for limtræsremmen, at denne er beskyttet af tagudhænget, hvormed der må anvendes anvendelsesklasse 2. Der vælges limtræ med dimensionen 160 x 300 mm. Beregningsmæssige forudsætninger: Konsekvensklasse: CC2 Materialekontrol: Normal Anvendelsesklasse: AK2 Materialekvalitet: Limtræ GL32c Styrkeparametre: Karakteristisk bøjningsstyrke: Karakteristisk forskydningsstyrke: = 32 = 3,2 Tværsnitshøjden h<150, 1,1 = Da der haves vindlast som kortest varende last =1,1 Den regningsmæssige bøjningsstyrke: = 32 1,1 =1,07 =29,0 1,30 1,0 Den regningsmæssige forskydningsstyrke: = 3,2 1,1 = =2,7 1,30 1,0, 1,1 =1,07 Lastdata: I forbindelse med dimensionering af limtræsremmen til halvtaget ses på 2 forskellige tilfælde. Det første tilfælde haves for vind på langs, hvor vinden kommer østfra, mens det andet tilfælde haves for vinden på tværs, hvor vinden kommer sydfra. Alle momenter og reaktioner fra egenlasten, snelasten og vindlasten er bestemt vha. Trusslab. Beregninger i Trusslab ses i Bilag T-4, hvor der er afbilledet de forskellige snitkraftkurver for alle påvirkninger. En oversigt over de fundne reaktioner, momenter og forskydninger ses i Bilag T-3 Lastkombinationer for limtræsremmen. Her findes også den største regningsmæssige lastkombination som skal bruges i forbindelse med dimensioneringen af limtræsbjælken. Af Bilag T-3 fremgår det at limtræsremmen udsættes for det største moment og de største reaktioner for tilfælde I. Følgende laster er opgjort for limtræsremmene, se tabellen på den næste side. 30

35 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Emne Tyngde/last Punktlast [kn] Linjelast [kn/m] Egenlast fra R fra limtræbjælke 2,47 Limtræbjælke 160 x 433 mm pr mm 490 kg/m 3 0,23 Nyttelast på tage Q k (kn) 1,5 Snelast fra R sk fra limtræsbjælkerne LB1+LB9 Snelast fra R sk fra limtræsbjælkerne LB2- LB8 7,42 14,84 Vindlast w k (varierende) (-14,27) til (-27,04) Tabel 19: Viser en opgørelse af lasterne for limtræsremmene. -28,80 Det statiske system Der haves en kontinuert bjælke over 2 fag. En oversigt over det statiske system med de forskellige laster ses på Figur 10. Figur 10: Viser de statiske systemer for limtræsremmen. Nyttelasten på tage er ikke taget med, men virker som en punktlast i fagmidten. 31

36 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Navn Værdi Længde L mm Areal A 48,0 10 mm Modstandsmoment W mm Inertimoment I mm E-modul E, MPa Tabel 20: Viser de geometriske størrelser der indgår i dimensionering af limtræsremmen. Reaktioner og snitkræfter: Som tidligere nævnt ses reaktioner, momentet og forskydningen i Bilag T-3. Derfra haves den regningsmæssige forkydning og det regningsmæssige moment til: = 25,32 =49,62 Dimensionering: Brudgrænsetilstand Bøjningsspændingen bestemmes til: = = 49, =20,68 Der skal eftervises at: 20,68 29,0 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Forskydningsspændinger bestemmes til: = , ,0 10 =0,79 Det skal eftervises at: 0,79 2,7 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Anvendelsesgrænsetilstand Alle udbøjninger er fundet vha. Trusslab. Udbøjning fra egenlast:, =2,4, =, 1+ =2,4 1+0,8 =4,3 Udbøjning fra snelast:, =10,2, =, =10,2 Udbøjning fra nyttelast:, =0,7, =, =0,7 32

37 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Udbøjning fra vindlast (tryk):, =3,9, =, =3,9 Den samlede udbøjning bestemmes til: =, +, +, +, =2,4 +10,2 +0,7 +3,9 =17,2 Den tilladelige udbøjning haves til: = =7200 = Konklusion: Dimensionen 160 x 300 mm er tilstrækkelig. 33

38 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af limtræssøjlen til halvtaget (LS2) Der vælges limtræ med dimensionen 140 x 133 mm. Beregningsmæssige forudsætninger: Konsekvensklasse: CC2 Materialekontrol: Normal Anvendelsesklasse: AK3 Materialekvalitet: Limtræ GL24h Det bemærkes, at der anvendes anvendelsesklasse 3, idet søjle ikke kan beskyttes mod regn. Styrkeparametre: Karakteristisk trykstyrke i fiberretningen:,, = 24 Karakteristisk trækstyrke i fiberretningen:,, = 16,5 Da der haves snelast som kortest varende last =0,9 Den regningsmæssige trykstyrke i fiberretningen:,, =,, 24 0,9 = =16,6 1,30 1,0 Den regningsmæssige trækstyrke i fiberretningen:,, =,, 16,5 0,9 = =11,4 1,30 1,0 Lastdata: I forbindelse med dimensionering af limtræssøjlen ses på to tilfælde. Tilfælde 1 haves for vind på tværs, hvor vinden kommer sydfra, mens tilfælde 2 haves for vind på langs, når vinden kommer østfra. Fra Trusslab-beregninger til limtræsremmen, som ses i Bilag T-4, kendes reaktioner der skal optages af limtræssøjlen. Der ses fra Bilag T-3 Lastkombinationer til limtræsremmen, at de største reaktioner haves for understøtningen i midten af en limtræsrem. Følgende regningsmæssige normalkræfter får limtræssøjlen af de forskellige laster: Lastkombination Normalkraft (kn) Snelast dominerende 66,61 Vindlast dominerende -87,19 Tabel 21: Viser de to dimensionsgivende lastkombinationer for limtræssøjlen. 34

39 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Det statiske system Figur 11: Viser det statiske system for limtræssøjlen i tilfælde 1 og tilfælde 2. Beskrivelse Navn Værdi Længde Areal Inertimoment stærk akse Inertimoment stærk akse E-modul l A I I 4000 mm 18,65 10 mm 27,6 10 mmm 30,5 10 mmm 9400 MPa E, Tabel 22: Viser de geometriske størrelser der indgår i dimensionering af limtræssøjlen. m Dimensionering: Tilfælde 1 - Stabilitetsundersøgelse For tilfælde 1 haves søjlevirkning i limtræssøjlen. Derfor undersøges stabiliteten af limtræssøjlen. Med den valgte dimension fås følgende inertiradier: 27, , ,5 30, , ,4 Da der haves en simpelt understøttet søjle haves søjlelængden til: 4000 Dermed findes søjlens slankhedsforholdene for begge akser til: = 4000 = 38, ,

40 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Det relative slankhedsforhold for begge akser bestemmes til:, =,, = , 9400 =1,67, =,, = 99 24, 9400 =1,59 Da det relative slankhedsforhold er større end 0,3 for begge akser, skal der tages højde for imperfektioner af træet. Der skal eftervises i det følgende at:,,,, 1 Beregning af imperfektionsfaktoren k c foretages i de næste skridt. For at bestemme k c skal faktorerne k y og k z bestemmes. Der haves for disse to faktorer følgende ligninger: =0,5 1+, 0,3 +, =0,5 1+0,1 1,67 0,3 +1,67 =1,96 =0,5 1+, 0,3 +, =0,5 1+0,1 1,59 0,3 +1,59 =1,83 hvor er en faktor, som tager højde for forhåndkrumning. Faktoren er lig 1, idet der haves limtræ. Dermed bestemmes imperfektionsfaktoren for begge akser til: 1 1, = = + 1,96+ 1,96 1,67 =0,33, 1 1, = = + 1,83+ 1,83 1,59 =0,37, Da imperfektionsfaktorene er bestemt, kontrolleres:,,,, 1 Der bestemmes derfor den opstående trykspænding i limtræssøjlen på grund af normalkraften.,, =, Dermed haves kravet til:,, 1 3,57,,, = 66, ,65 10 =3,57 0,33 16,6 =0,65 1,, 1 3,57,,, 0,37 16,6 =0,58 1 Der ses at begge krav er opfyldt, hvorfor limtræssøjlens dimension er tilstrækkeligt for tilfælde 1. 36

41 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Tilfælde 2 - Undersøgelse som trækstang For tilfælde 2 virker limtræssøjlen som trækstang. Derfor undersøges for træk. Der skal eftervises at:,,,, 1 Den opstående trækspænding i limtræssøjlen beregnes til:,, =, = 87, ,65 10 =4,68 Dermed haves kravet til:,,,, 1 4,68 11,4 =0,41 1 Konklusion: Dimension 140x133 mm er tilstrækkelig. 37

42 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Undersøgelse af tryk vinkelret på fibrene For trækonstruktioner skal der undersøges for tryk vinkelret på fibrene i brudgrænsetilstanden. Her kontrolleres om dimensionen af det pågældende konstruktionselement er stor nok, for at kunne optage et tryk vinkelret på fiberretningen. Der undersøges kun for limtræsbjælken på limtræsremmen samt limtræsremmen på limtræssøjler. Der undlades at eftervise bæreevne for tagåsene på stålrammen og på limtræsbjælker, idet disse anses for mindre kritiske. Fremgangsmåden for eftervisningen vil være, at der bestemmes det effektive areal A ef og multipliceres med faktoren k c,90 samt den regningsmæssige forskydningsstyrke f c,90,d for træ. Dette giver den maksimale, regningsmæssige last F c,90,maks som det overliggende træelement kan udsættes for før element går i brud. Denne last sammenholdes derefter med reaktionen i den pågældende understøtning. Det effektive areal A ef bestemmes for hvert understøtningsforhold i det efterfølgende. Faktoren k c,90 er fælles for alle understøtningsforhold der ønskes undersøgt. Denne sættes til 1,75 for limtræ når der haves enkeltunderstøtninger som i dette tilfælde. Faktoren k c,90 tager hensyn til lastopstillingen, risikoen for flækning og sammentrykningens størrelse. Den regningsmæssige styrke findes til:,, =,, For limtræ i styrkeklasse GL32c haves den karakteristiske trykstyrke vinkelret på fibrene til 3,0 MPa. Modifikationsfaktoren k mod er 1,1 for anvendelsesklasse 2. Partialkoefficienten for limtræ ved normal kontrolklasse sættes til 1,30. Dermed bestemmes den regningsmæssige trykstyrke vinkelret på fiberretningen til: 3,0 1,1,, = =2,54 1,30 Limtræsbjælken på limtræsremmen Det effektive areal A ef for limtræsbjælken på limtræsremmen bestemmes efter følgende ligning: = +60 hvor b l er bredden af bjælken er bredden af remmen Der lægges 60 mm til bredden af remmen, da den aktuelle længde l øges med 30 mm på hver side i forhold til normen (se 6.1.5). Der må dog ikke øges med mere end a, l, og l 1 /2. Da bredden af både bjælken og remmen er kendte størrelser, bestemmes det effektive areal til: = =35200 Idet det effektive areal kendes, bestemmes den maksimale, regningsmæssige last, som limtræsremmen modstår. 38

43 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012,, =,,,,, = ,75 2,54 =156,5 >54,6 Konklusion: Dimensionen 160x300 mm er tilstrækkelig. Limtræsremmen på limtræssøjlen Ved limtræsremmen på limtræssøjlen er der 3 steder der skal undersøges. Det første sted er ved endeunderstøtningen. Det andet sted er i midten af remmen og det tredje sted hvor begge limtræsrem samles. Alle reaktioner der benyttes i det understående er fundet af Bilag T-3. Ved endeunderstøtningen er søjlen placeret helt ude, så kanten af remmen og sidefladen af søjlen er sammenfældende, derfor haves kun 30 mm på en af siderne. Dermed fås det effektive areal til: = +30 = =26080 hvor b l er bredden af remmen er bredden af søjlen parallelt med remmen Idet det effektive areal kendes, bestemmes den maksimale, regningsmæssige last, som limtræssøjlen modstår.,, =,,,,, = ,75 2,54 =115,9 >22,6 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. For søjlen i midten af limtræsremmen, haves en forøgelse af 30 mm på begge sider af søjlen, hvormed det effektive areal fås til: = +60 = =30880 hvor b l er bredden af remmen er bredden af søjlen parallelt med remmen Da det effektive areal kendes, findes den maksimale, regningsmæssige last, som limtræssøjlen modstår ved understøtningen i midten af limtræsremmen.,, =,,,,, = ,75 2,54 =137,3 >67,6 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. 39

44 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 For søjlen hvor begge limtræsremme samles, haves en forøgelse af 30 mm på en side af søjlen og der må kun regnes med halvdelen af søjlens bredden parallelt med remmen, hvormed det effektive areal fås til: +60 = =15360 hvor b l er bredden af remmen er bredden af søjlen parallelt med remmen Da det effektive areal kendes, findes den maksimale, regningsmæssige last, som limtræssøjlen modstår ved understøtningen, hvor limtræsremmene samles.,, =,,,,, = ,75 2,54 =68,3 >45,72 Konklusion: Dimensionen 140x133 mm er tilstrækkelig. Efter alle konstruktionselementer i træ til fabrikationshallen og halvtaget er dimensioneret, ses der videre på samlinger af disse. 40

45 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af samlinger Dette afsnit behandler dimensionering af samlinger i fabrikationshallen og halvtaget. Der ses først på samlinger i halvtagskonstruktionen, som indebærer samling af træåsen med limtræsbjælken, limtræsbjælken med limtræsremmen og limtræsbjælken med gavlsøjlen. Derudover ses der på dimensionering af samling mellem limtræsremmen og limtræssøjlen og mellem limtræssøjlen og fundamentet for halvtagskonstruktionen. For fabrikationshallens vedkommende dimensioneres samlingen mellem tagåsen og stålrammen og gerbersamlingen i facaden. 5.1 Dimensionering af samling (SAM-H-1 og SAM-H-2) mellem tagåsene (Å7e/Å10e) og limtræsbjælken (LB2) Formål med samling af tagåsene og limtræsbjælken er, at tagåsene ikke bliver løftet, når der opstår sug på taget. Samling af åsene skal ske vha. tagåseankre og vinkelbeslag, som er standardprodukter. Der anvendes vinkelbeslag ved tagåsen tættest til gavlen (SAM- H-2). Dette ses på Tegning T6b. Alle andre steder anvendes tagåseankre (SAM-H-1). De anvendte tagåseankre og vinkelbeslag er fra Simpson Strong-Tie. En afbildning af tagåseankre ses på Figur 12, mens vinkelbeslag ses på Figur 13. Figur 12: Viser en højre og venstre tagåseanker af type SPF. Figur 13: Viser et vinkelbeslag af den anvendte type. 41

46 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Det ses på Tegning T1, hvordan åsene skal fastgøres med tagåseankre til limtræsbjælken. Af Tegning T2 fremgår samlingen ved brug af vinkelbeslag Dimensionering af samling (SAM-H-1) Som det ses af Bilag T-3 Lastkombinationer for træåsene på halvtaget er den dimensionsgivende belastning for samlingen et sug på 4,75 kn for Å7e. Denne belastning skal kunne overføres fra tagåsene via tagåseankre til limtræsbjælkerne. Der anvendes CNA 4,0 x 50 kamsøm til at fastgøre tagåseankre med. Da der kendes til dimensionen af tagåsene og limtræsbjælken samt deres kvaliteter, bestemmes den karakteristiske tværbæreevnen R v,k pr. kamsøm. Til bestemmelse af bæreevnen anvendes SømDIM 3. For 4,0 x 50 kamsøm af kvalitet 6.8 i tagåsene får tværbæreevnen til 1391 N og i limtræsbjælkerne til 1575 N, se Bilag T-5. Den regningsmæssige tværbæreevne pr. søm fås til:, =, hvor er modifikationsfaktoren, som er 1,1 Dermed fås den regningsmæssige tværbæreevne pr. søm, for tagåsene til:, = 10 =1,13, for limtræsbjælkene til:, =,, Det nødvendige antal kamsøm bestemmes efter formlen: =, Hermed fås antal af kamsøm for tagåsene til: =,, for limtræsbjælkene til: = =4,2 5 ø,, 10 =1,28 = 3,7 4 ø Efter antallet af kamsøm for begge konstruktionselementer er bestemt, skal der undersøges for afstandskrav til ende og kant samt afstand mellem. Afstandskrav er beskrevet i DS/EN under Pkt (5). En tabel til oversigt af afstandene for begge konstruktionselementer, tagåsen og limtræsbjælken, ses i tabellen på den næste side. 3 SømDIM

47 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Afstandskrav for kamsøm Afstand Vinkel Mindste anbefalede afstand Valgte afstande Indbyrdes afstand a = =20 30 mm Indbyrdes afstand a =5 4 =20 20 mm Afstand a 3,t = mm =40 Afstand a 3,c =10 4 =40 92 mm Afstand a 4,t = mm =28 Afstand a 4,c =5 4 =20 22 mm Tabel 23: Viser afstandskrav for konstruktionstræ. Afstand Vinkel Mindste anbefalede afstand Valgte afstande Indbyrdes afstand a = =28 30 mm Indbyrdes afstand a =7 4 =28 20 mm Afstand a 3,t = mm 4 =60 Afstand a 3,c =15 4 =60 75 mm Afstand a 4,t = mm =36 Afstand a 4,c =7 4 = mm En skitse af disse størrelser ses på Figur 14. Tabel 24: Viser afstandskrav for limtræ. Figur 14: Viser en oversigt over de forskellige afstande. 5 4 Ved tagfod, da begge tagåseankre monteres indvendige. 5 Figuren er taget fra DS/EN Trækonstruktioner, Fig

48 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Den dermed resulterende placering af tagåseankre og kamsøm ses på Tegning T1. Det bemærkes at tagåseankre ved tagkanten fastgøres indvendige Dimensionering af samling (SAM-H-2) For vinkelbeslagssamlinger haves den dimensionsgivende belastning fra Bilag T-3 Lastkombinationer til træåsene på halvtaget til -1,05 kn for Å10e. Denne belastning skal overføres vha. vinkelbeslagene fra tagåsene til limtræsbjælken. Samlingen ses på Tegning T2 og Tegning T6b. Som forbindelsesmiddel anvendes 4,0 x 30 skruer i kvalitet 6.8 fra SPAX 6. For tagåsene skal trækbæreevne bestemmes, idet skruerne er udtrækningspåvirkede. Derimod skal tværbæreevne bestemmes for limtræsbjælker, da skruerne i limtræsbjælken er tværbelastede. Den karakteristiske trækbæreevne R ax,k og tværbæreevne R v,k pr. skrue bestemmes ved brug af SømDIM. En oversigt af bæreevner ses i Tabel 25. Beregninger af bæreevnerne ses i Bilag T-5. Trædel Kvalitet Bredde Trækbæreevne R ax,k Tværbæreevne R v,k Tagåse C mm 1100 N 671 N Limtræsbjælker GL32c 160 mm 1248 N 778 N Tabel 25: Viser en oversigt af bæreevner for en 4,0 x 30 skrue. Ved bredde forstås træets udformning parallelt med skruens retning. Den regningsmæssige tværbæreevne og trækbæreevne pr. skrue fås ud fra:, =, og, =, hvor er modifikationsfaktoren, som er 1,1 Dermed fås den regningsmæssige trækbæreevne pr. skrue for tagåsene til: ,1, = 10 =0,90 1,35 Tværbæreevne pr. skrue for limtræsbjælkerne fås til: 778 1,1, = 10 =0,63 1,35 Det nødvendige antal skruer bestemmes efter formlerne: =, og =, 6 Oversigt af 4,0 x 40 skruer fra SPAX

49 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Hermed fås antal af skruer for tagåsene til:,, for limtræsbjælkene til: = =1,2 2,, =1,7 2 Efter antal af skruer for begge konstruktionselementer er bestemt, skal der undersøges for afstandskrav til ende og kant samt skrueafstandene til hinanden. Afstandskrav for skruer Afstandskravene for tværbelastede skruer er beskrevet i DS/EN under Pkt (5) og Pkt (2) for udtrækningspåvirkede skruer. En tabel til oversigt af afstandene ses nedenunder. Afstand Vinkel Mindste anbefalede afstand Valgte afstande Indbyrdes afstand a = =28 - Indbyrdes afstand a =7 4 =28 30 mm Afstand a 3,t = = mm Afstand a 3,c =15 4 = mm Afstand a 4,t = mm =36 Afstand a 4,c =7 4 = mm Skruer Tabel 26: Viser afstandskrav for tværbelastede skruer i limtræ. Mindste indbyrdes afstand Vinkelret på fibrene 4 = 4 4 =16 I endetræ 4 =4 4 =16 Mindste kantafstand 4 =4 4 =16 2,5 =2,5 4 =10 Valgte afstande 30 mm/ 16 mm - / 37 mm Tabel 27: Viser afstandskrav for udtrækningspåvirkede skruer i træ. Det første tal i kolonnen valgte afstande hører til den mindste indbyrdes afstand og bag skråstregen til den mindste kantafstand. En skitse af afstandskravene ses på Figur 15 på den næste side. 45

50 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Figur 15: Viser en oversigt over de forskellige afstande, der haves for trækonstruktionen. 7 Den dermed resulterende placering af vinkelbeslag og skruer ses på Tegning T2. 7 Figuren er taget fra DS/EN Trækonstruktioner, Fig

51 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af samling (SAM-H-3) mellem limtræsbjælke (LB2/LB4) og limtræsrem (LR1) Formål med samling af limtræsbjælke og limtræsrem er, at bjælkerne ikke bliver løftet når der opstår sug på taget. Derudover skal samlingen overføre egenlasten og snelasten samt vindtrykket til limtræsremmen. Der anvendes ingen standardprodukter til samlingen, da standardprodukter ikke kan opfylde afstandskrav samt hulstørrelser for bolte. Derfor dimensioneress egen bjælkesko til samling af limtræsbjælkerne med limtræsremmen. Bjælkeskoen skal bestå af to vinkelprofiler som svejsess på en stålplade. Der anvendes bolte til at fastgøre limtræsbjælken mens der bruges franske skruer til at samle med limtræsremmen. De franske skruer bliver kun anvendt der, hvor limtræsbjælken samles med limtræsremmen. Der bruges bolte, hvor der også skal samles med søjlen. En skitsering af bjælkeskoen ses på Figur 16, mens samlingen ses på Tegning T3. Figur 16: Viser en skitsering af en bjælkesko, bestående af 2 vinkelprofiler og en stålplade. Der anvendes bolte og franske skruer som forbindelsesmiddel. Figur 17: Viser limtræsbjælken i bjælkeskoen. Der ses yderligere hvorfor der haves en to snitsforbindelse. 47

52 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Samlingens dimensionsgivende belastning er fundet i Bilag T-3 Lastkombinationer til limtræsbjælken til at være et tryk på 27,70 kn for limtræsbjælken LB2 og et træk på - 37,66 kn for limtræsbjælken LB4. Som forbindelsesmiddel til limtræsbjælken anvendes M12 bolte i klasse 5.6. Vha. SømDIM findes den karakteristiske tværbæreevne R v,k af bolten til N pr. snit. Denne skal regnes om til den regningsmæssige tværbæreevne R v,d., =, = ,1 1,35 10 =9,97 Hermed bestemmes antal af bolte til: 37,66 = = =1,9 2, 2 9,97 Det bemærkes, at trykket på 27,70 kn ikke skal overføres via bolte til limtræsremmen, men via pladen der svejses på vinkelprofilerne. Det er kun trækpåvirkningen fra taget der skal overføres via boltene. Som forbindelsesmiddel til limtræsremmen anvendes franske skruer. Dermed er samlingen på den udvendige side ikke til at se. Anvendelse af bolte havde medført, at der skulle laves huller til disse gennem remmen, som man kunne se på den udvendige side. Der anvendes 12 x 120 franske skruer i klasse 4.6, hvor deres tværbæreevne bestemmes vha. SømDIM. Den karakteristiske tværbæreevnen R v,k af skruen findes til 8159 N. Denne skal regnes om til den regningsmæssige tværbæreevne R v,d., =, = ,1 1,35 10 =6,65 Det nødvendige antal skruer bestemmes efter formlen: = 37,66 = =5,7 6, 6,65 Afstandskrav for bolte og skruer Afstandskrav for bolte er beskrevet i DS/EN under Pkt (4). En tabel og en figur til oversigt af afstandene ses nedenunder. Afstand Vinkel Mindste anbefalede afstand Valgte afstande Indbyrdes afstand a = =48 - Indbyrdes afstand a =4 12 =48 min. 55 mm Afstand a 3,t ; 80 =7 12 =84 min. 95 mm Afstand a 3,c ; 4 = min. 95 mm =84 Afstand a 4,t ; 3 = =48 min. 63 mm Afstand a 4,c = 3 12 =36 min. 40 mm Tabel 28: Viser afstandskrav for bolte i limtræsbjælken. 48

53 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Afstandskrav for tværbelastede skruer med en diameter over 6mm er beskrevet i DS/EN under Pkt (4). Da der anvendes 12 x 120 franske skruer, gælder de samme afstandskrav for dem som for boltene. Dermed ses skruernes afstandskrav i tabel ovenfor og der kræves forboring. Figur 18: Viser en oversigt over de forskellige afstande som haves for trækonstruktionen. 8 Udover afstandskrav af forbindelsesmidler i limtræ, skal der undersøges afstandskrav i stål. Disse krav er beskrevet i DS/EN under pkt En oversigt over afstandskrav ses i Tabel 29 nedenunder. Afstand Mindste anbefalede afstande Valgte afstande e 1 1,2 =1,2 13 =16 min. 16 mm e 2 1,2 =1,2 13 =16 40 mm p 1 2,2 =2,2 13 =29 min. 55 mm p 2 2,4 =2,4 13 =32 - Tabel 29: Viser afstandskrav for boltehuller i stål. For skruer er der ikke specificerede nogle afstandskrav i Eurocode 3, men der antages at der gælder de samme afstandskrav for dem lige som kravene for bolte i stål. Dermed fremgår disse også af Tabel 29. Der vælges at bruge et uligefligede, rundkantede vinkelprofil med målene på 120 x 80 x 10, som er normal lagervare 9. Placering af boltene og de franske skruer ses på Figur Figuren er taget fra DS/EN Trækonstruktioner, Fig Teknisk Ståbi, side

54 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Figur 19: Viser en skitsering af afstandene for bolte (th.) og for franske skruer (tv.). Skitserne er ikke målefaste. Tykkelse af pladen For at bestemme tykkelsen af bjælkeskoens bundplade, regnes den som en simpelt understøttet bjælke, som bliver udsat for en punktlast på 27,70 kn. Det resulterende moment bestemmes til: ,70 0,17 =1,18 Pladens momentbæreevne udtrykkes ved: 1 6 Omskrives ligningen fås et udtryk for pladens tykkelse: 6 6 1, ,1 = 16,6 ~ Dermed er pladens tykkelsee bestemt til at være en PL20. Svejsning af pladen på vinkelprofiler Svejsning af pladen til vinkelprofilerne består af stumpsøm. En skitsering af stumpsøm er vist på Figur 20. Figur 20: Viser en skitsering af stumpsømmen. 50

55 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Bæreevnen for stumpsøm er behandlet i DS/EN under Pkt , da der haves stumpsøm med fuld gennemsvejsning 10. Bæreevnen er lig med den regningsmæssige bæreevne af den svageste del i samlingen. Da angrebspunktet af kræfterne i halssnittet ikke er sammenfældende med påvirkningens angrebslinje, er stumpsømmen excentrisk påvirket. Excentriciteten giver anledning til et lille moment i halssnittet. Det samme gælder for excentrisk påvirkede kantsøm. En skitse af dette er vist på Figur 21. Figur 21: Viser et excentrisk påvirket stumpsøm. Normalkraften N og moment M i halssnittet fremkalder en normalspænding vinkelret på halssnittet. 2 ±6 hvor F a l e er trykket fra limtræsbjælken, der fordeles til begge stumpsømme er tykkelsen af stumpsøm i halssnittet er længden af stumpsøm er afstanden fra kraftens angrebslinje til angrebspunktet i halssnittet, denne er opmålt på Tegning T3. Tykkelsen a af stumpsøm i halssnittet regnes til: = =10 2 Afstanden fra kraftens angrebslinje til angrebspunktet i halssnittet er bestemt til 2,5 mm. Dermed bestemmes normalspændingen til: 1 1 = 2 27, ±6 2 27,7 10 2, =5,77 ±8,66 14,43 = 2,89 10 Jf. DS/EN , Pkt (1) 51

56 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Forskydningen i halssnittet fremkalder en forskydningsspænding i halssnittet. Denne bestemmes ved: 13,85 10 =5, Da der anvendes stålkvalitet S235 i hele bjælkesko giver det følgende krav for normalspændingen i halssnittet: 0,9 360 =0,9 =240 1,35 Desuden skal der eftervises at: 360 = =333,33 0,8 1,35 hvor = + 3 = 14, ,77 =17,55 =0,8, da der haves S235. Der ses at den opstående normalspænding samt den effektive spænding er mindre end kravene. Derfor er stumpsømmens dimension tilstrækkelig. Det bemærkes, at der skal udføres ultralydskontrol i bundpladen idet denne er trækpåvirkede. Bjælkeskoen ses på Tegning T3. 52

57 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af samling (SAM-H-4/SAM-H-5) mellemm limtræsrem (LR1) og limtræssøjle (LS1/LS2) Formålet med samling af limtræsrem og limtræssøjle er, at limtræsremmene ikke løftes ved sug på taget. Der haves to forskellige typer af denne samling. Ved den ene type samles søjlen for enden af limtræsremmen (SAM-H-4). Ved den anden type samles limtræsremmen med alle andre søjler i midten (SAM-H-5). Udover en forbindelse med søjlen skal remmen samles med limtræsbjælkerne, som samles på indersiden. Fælles for begge typer samling er, at den dimensionerede bjælkesko til limtræsremmen indgår som en del i samlingen. Udvendig monteres en stålplade. En skitsering af en endesamling og en samling på midten ses på Figur 22. Figur 22: Viser en skitsering af samlingen ved understøtningen for enden (tv.) og i midten (th.). Samlingen skal bestå af stålplader ved begge typer. Der anvendes bolte til at fastgøre limtræsremmen og limtræssøjlen. Samlingens belastning aflæses fra Bilag T-3 Lastkombinationer til limtræsremmen til at være et træk på -30,71 kn ved endeunderstøtningen og et træk på -87,19 kn ved understøtningen i midten af limtræsremmen. Understøtningen hvor begge limtræsremme samles har ikke det dimensionsgivende træk, se Bilag T-3. Derimod stiller den nogle krav til afstand af boltene, da det er belastede/ubelastede ender. Trykket fra limtræsremmen overføres direkte til limtræssøjlen, som derfor ikke er dimensionsgivende for samlingen. Som forbindelsesmiddel til limtræsremmen og søjlen anvendes M12 bolte i klasse 5.6 med normalhuller. For at kunne bestemme bæreevnen af bolten, vælges tykkelsen af stålpladen som bruges udvendigt. Der anvendes en PL10 udvendigt, idet dette er den samme godstykkelse som vinkelprofilet, der er anvendt til bjælkeskoen. Det er derfor ikke fundet nødvendigt at eftervise pladens bæreevne. Eftervisningen af samlingenn deles op i to dele. Den første del ophandler samlingen i midten af limtræsremmen (SAM-H-5), mens samlingen i enderne af limtræsremmen (SAM-H-4) behandles i den anden del. Det bemærkes, at begge samlinger kan udsættes for regn, hvormed der haves anvendelsesklasse 3. Dermed haves 0,9. 53

58 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Bestemmelse af antal af bolte Idet tykkelsen af den udvendige stålplade er bestemt, beregnes bæreevnen for boltene i limtræsremmen. Vha. SømDIM fås tværbæreevnen R v,k af bolten til N pr. snit, se Bilag T-5. Den regningsmæssige tværbæreevne R v,d bliver:, =, = ,9 1,35 10 =8,16 Det nødvendige antal bolte for SAM-H-5 i limtræsremmen bestemmes til: 87,19 = = =5,3 6, 2 8,16 Dette giver 3 bolte på hver side af søjlen hhv. limtræsbjælken. Udover boltene i limtræsremmen skal tværbæreevnen af boltene i limtræssøjlen findes. Det dimensionsgivende træk er det samme som for boltene i remmen på -87,19 kn. Den karakteristiske tværbæreevne R v,k af bolten bestemmes til N, se Bilag T-5. Bæreevnen skal regnes om til den regningsmæssige tværbæreevne R v,d., =, = ,9 1,35 10 =9,51 Det nødvendige antal bolte til SAM-H-5 bestemmes til: = 87,19 = =9,2 10, 9,51 Idet der haves de samme regningsmæssige bæreevner for SAM-H-4, dvs. samlingen i enderne af limtræsremmen, er antal af bolte i limtræsremmen bestemt til: 30,71 = =1, ,97 Der bruges en ekstra bolt ved endeunderstøtningen, idet limtræsbjælken samles med 3 bolte. For limtræssøjlen er antal af bolte ved understøtningen for enden bestemt til: 30,71 = = 3,2 4 9,51 Afstandskrav for bolte Afstandskrav for bolte er beskrevet i DS/EN under Pkt (4). Der haves de samme afstandskrav som ved dimensionering af bjælkeskoen. Afstandene ses i Tabel 30. Afstand Vinkel Mindste anbefalede afstand Valgte afstande Indbyrdes afstand a = =48 48 mm Indbyrdes afstand a =4 12 =48 61 mm Afstand a 3,t 0. 7 ; 80 =7 12 =84 84 mm Afstand a 3,c ; 4 = =48 Afstand a 4,t ; 3 = mm =36 Afstand a 4,c = 3 12 =36 36 mm Tabel 30: Viser afstandskrav for bolte i limtræsremmen. 54

59 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Afstandskrav for stål er beskrevet i DS/EN under pkt En oversigt over afstandskrav for den pågældende samling ses i Tabel 31. Afstand mindste afstande efter DS/EN valgte afstande e 1 1,2 =1,2 13 =16 16 mm e 2 1,2 =1,2 13 =16 36 mm p 1 2,2 =2,2 13 =29 48 mm p 2 2,4 =2,4 13 =32 61 mm Tabel 31: Viser afstandskrav for boltehuller i stål. Figur 23: Viser en oversigt over de forskellige afstande der haves for trækonstruktionen. 11 Med de givne bolteafstande fås placering af boltene. Pladebeslaget til limtræssøjlen ses på Tegning T4 for limtræssøjlerne i enderne og på Tegning T5 for dem i midten. 11 Figuren er taget fra DS/EN Trækonstruktioner, Fig

60 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af samling (SAM-H-6) mellem limtræsbjælke (LB2/LB4) og gavlsøjlen (GØ2/GØ4) Denne samling af limtræsbjælke og gavlsøjlen har til formål, at tagkonstruktionen ikke bliver løftet, når der opstår sug på taget. Derudover skal samlingen overføre egenlasten og snelasten samt vindtrykket til gavlsøjlen, så disse føres ned i fundamentet. Der dimensioneres egen bjælkesko til samling af limtræsbjælkerne med gavlsøjlerne. Bjælkeskoen skal bestå af to plader i siden som svejses til gavlsøjlen. I bunden af bjælkeskoen bliver en plade svejst på de to plader og gavlsøjlen. Der anvendes bolte til at fastgøre limtræsbjælken med bjælkeskoen. En skitsering af bjælkeskoen på gavlsøjlen ses på Figur 24. Figur 24: Viser en skitsering af en bjælkesko på gavlsøjlen, bestående af 3 påsvejste stålplader. Der anvendes bolte som forbindelsesmiddel. Samlingens belastning findes i Bilag T-3 Lastkombinationer for limtræsbjælken til at være et tryk på 55,04 kn for limtræsbjælken LB4 og et træk på -34,18 kn for limtræsbjælke LB2 i det dimensionsgivende tilfælde. Som forbindelsesmiddel til limtræsbjælken anvendes M12 bolte i klasse 5.6 med normalhuller. Tværbæreevnen R v,k af bolten bestemmes ved SømDIM til N pr. snit. Den regningsmæssige tværbæreevne bliver:,, ,1 10 9,97 1,35 Idet kun trækket skal overføres via boltene til pladerne fås antal af bolte til: 34,18 = 1,7 2, 2 9,97 56

61 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Afstandskrav for bolte Afstandskrav for bolte er beskrevet i DS/EN under Pkt (4). En tabel til oversigt af afstandene er vist i Tabel 32. Afstand Vinkel Mindste anbefalede afstand Valgte afstande Indbyrdes afstand a = =48 - Indbyrdes afstand a =4 12 = mm Afstand a 3,t ; 80 =7 12 =84 84 mm Afstand a 3,c ; 4 = mm =84 Afstand a 4,t ; 3 = mm =48 Afstand a 4,c = 3 12 = mm Tabel 32: Viser afstandskrav for bolte i limtræsbjælken. Udover afstandskrav af forbindelsesmidler i limtræ, skal der undersøges afstandskrav i stål. Disse krav er beskrevet i DS/EN under pkt En oversigt over afstandskrav ses i Tabel 33 nedenunder. Afstand Mindste anbefalede afstande Valgte afstande e 1 1,2 =1,2 13 = mm e 2 1,2 =1,2 13 =16 16 mm p 1 2,2 =2,2 13 = mm p 2 2,4 =2,4 13 =32 - Tabel 33: Viser afstandskrav for boltehuller i stål. Figur 25: Viser en oversigt over de forskellige afstande, som haves for trækonstruktionen. 12 Placering af boltene ses på Figur Figuren er taget fra DS/EN Trækonstruktioner, Fig

62 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Figur 26: Viser placering af boltene i bjælkeskoen på gavlsøjlen. Tykkelse af pladen i siderne Da den ønskede boltestørrelse er lagt fast, skal der findes en passende dimension af stålpladen i siderne af limtræsbjælken, så nettotværsnittets bæreevne samt hulrandsbæreevnen opfylder følgende betingelser. For nettotværsnittets bæreevne skal opfyldes, hvor t b er nettotværsnittet er tykkelsen af pladen er bredden af pladen er hulstørrelsen, dvs. M12 + tolerance for normalhuller Ved omskrivning af ligningen fremkommer tykkelsen af pladen: , ,1 0,74 ~ For hulrandsbæreevnen gælder:, = hvor n d t er antal af bolte er en faktor vedrørende hul- og kantafstand i kraftens retning er en faktor vedrørende hul- og kantafstand i kraftens tværretning er boltediameter er tykkelse af pladen 58

63 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 og bestemmes som følgende: 1,0 1, ,0 = 360 = 1,39 =1, ,56 2,5 2,8 2,5 1,7 = 16 2,8 13 1,7 = 2,5 1,75 =1,75 Ved omstilling af ligningen fås følgende udtryk for tykkelsen: 1 = 2 1 = 2 34, ,35 =1,5 ~ 5 1,75 1, Det ses, at hulrandsbæreevnen er dimensionsgivende for tykkelsen af pladen, hvormed pladen er bestemt til at være en PL5. Det er en tynd plade, hvorfor der i stedet vælges at bruge PL10 i siderne af bjælkeskoen. Eftervisning af boltens dimension Boltens dimension eftervises for ståls vedkommende ved overklipningsbæreevnen. Boltens overklipningsbæreevne bestemmes på følgende måde., = hvor n er antal af bolte er antal af snit er en reduktionsfaktor er spændingsareal af bolten, =2 2 0, ,3 1,35 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. 10 =74,93 > 34,18 Tykkelse af pladen i bunden Pladen regnes simpelt understøttet udsat for en punktlast på 55,04 kn. Denne betragtning er i dette tilfælde lidt konservativ, idet pladen svejses på gavlsøjlen og virker dermed som en plade med indspænding i den ene side og understøtning i de to andre sider, mens den er i fri i den fjerde side. Momentet i pladen bestemmes til: = 1 4 =1 55,04 0,170 =2,3 4 59

64 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Pladens momentbæreevne udtrykkes ved: 1 6 Stilles ligningen om til pladens tykkelse t og momentet M Ed indsættes på M Rd plads fås denne udtryk for pladens tykkelse: 6 6 2,3 10 1,1 =25,4 ~ Som nævnt tidligere er metoden lidt konservativt, hvorfor der anvendes alligevel PL25, selvom det ikke ville være tilstrækkeligt jf. beregningsresultatet. Svejsning af pladerne på gavlsøjlen Svejsning af pladerne til ga avlsøjlen består af a4 kantsøm. En skitsering af kantsømmet er vist på Figur 27. Figur 27: Viser kantsømme, som skal svejses til sidepladerne og gavlsøjlen. For sidepladerne går kræfterne på langs af sømmet. Derfor skal forskydningsspænding parallel med svejsesømmenes akse bestemmes , Det skal eftervises at: = 68,8 60

65 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Den effektive spænding bliver: 3 = 3 68,8 =119,17 Der haves S235, hvilket medfører jf. tabel 4.10 EC 3 1-8: =0,8. Dermed haves: = 360 =333,33 >119,17 0,8 1,35 Konklusion: Svejsesømmene er tilstrækkeligt. For svejsning af pladen under limtræsbjælken skal normalspændinger vinkelret på halssnittet bestemmes. På den sikre side får svejsningens belastning til 55,04 kn fra limtræsbjælken, selvom den største del af belastningen går ud til sidepladerne. = = Det skal eftervises at: 2 = 55,04 10 =97, Den effektive spænding bliver: = +3 = 97, ,30 =194,60 Der haves S235, hvilket medfører jf. tabel 4.10 EC 3 1-8: =0,8. Dermed haves: = 360 =333,33 >194,60 0,8 1,35 Desuden skal der eftervises at: 0,9 Med S235 haves: 360 0,9 =0,9 1,35 =240 >97,30 Konklusion: Svejsesømmene er tilstrækkeligt! Svejsning af bundpladen på siderne Bundpladen svejses til stålpladerne i siderne af bjælken. Der anvendes stumpsømme. Der vil opstå et moment i halssnittet på grund af excentricitet. En skitse af stumpsømmet ved sidepladen ses på Figur

66 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Figur 28: Viser en skitse af stumpsømmen ved sidepladen. Der fremgår af figuren hvordan kraftens angrebslinje ligger i forhold til halssnittets angrebspunkt. Normalkraften N og moment M i halssnittet fremkalder en normalspænding vinkelret på halssnittet. 6 2 Tykkelsen a af stumpsøm i halssnittet er bestemt til: Afstanden fra kraftens angrebslinje til angrebspunktet i halssnittet er bestemt til 2 mm, som er fundet ud fra Tegning T6a. Dermed bestemmes normalspændingen til: 1 1 = 2 55, ±6 2 55, ,2 ±25,8 43,0 = 8,6 Forskydningen i halssnittet fremkalder en forskydningsspænding i halssnittet. Denne bestemmes ved: 1 55,04 10 = 2 = 17, Ved S235 haves følgende krav for normalspændingen i halssnittet: 0,9 0,9 360 =240 >43,0 1,,35 62

67 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Desuden skal der eftervises at: 360 = =333,33 0,8 1,35 hvor = + 3 = 43, ,2 =52,31 Der ses at den opstående normalspænding samt den opstående forskydningsspænding er mindre end kravene. Derfor er stumpsømmens dimension tilstrækkelig. Det bemærkes, at der skal udføres ultralydskontrol i bundpladen, idet denne er trækpåvirket. Den dimensionerede bjælkesko på gavlsøjlen ses på Tegning T6a og T6b. 63

68 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Dimensionering af samling (SAM-H-7) mellem limtræssøjlen (LS2) og fundamentet (SF2) Samlingen af limtræssøjlen og fundamentet har til formål, at hele tagkonstruktionen ikke bliver løftet når der opstår sug på taget. Derudover skal samlingen overføre egenlasten og snelasten samt vindtrykket til fundamentet. Der dimensioneres egen søjlesko til samlingen. Søjleskoen skal bestå af to plader i siden som svejses på en bundplade. I midten af bundpladen påsvejses et kvadratisk rør, som bruges til at gøre søjleskoen fast i beton. Der anvendes bolte til at fastgøre limtræssøjlen med søjleskoen. En skitsering af søjleskoen til limtræssøjlen ses på Figur 29. Figur 29: Viser en skitsering af en søjlesko til limtræssøjlen. Der anvendes bolte som forbindelsesmiddel. Det bemærkes at figuren bare er en skitse. Samlingens belastning findes i Bilag T-3 Lastkombinationer for limtræsremmen til at være et tryk på 66,61 kn og et træk på -87,19 kn i det dimensionsgivende tilfælde. Som forbindelsesmiddel til limtræssøjlen anvendes M12 bolte i klasse 5.6 med normalhuller. Tværbæreevnen R v,k af bolten bestemmes ved SømDIM til N pr. snit. Der haves anvendelsesklasse 3 for samlingen, hvormed den regningsmæssige tværbæreevne R v,d pr. snit fås til: ,9, 10 =9,72 1,35 Det nødvendige antal bolte bestemmes: 87,19 =4,5 5, 2 9,72 64

69 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Der anvendes 6 bolte i samlingen. Afstandskrav for bolte Afstandskrav for bolte er beskrevet i DS/EN under Pkt (4). En tabel til oversigt af afstandene ses nedenunder. Afstand Vinkel Mindste anbefalede afstand Valgte afstande Indbyrdes afstand a = =48 48 mm Indbyrdes afstand a =4 12 =48 53 mm Afstand a 3,t 0. 7 ; 80 =7 12 =84 - Afstand a 3,c ; 4 = mm =48 Afstand a 4,t ; 3 = mm =36 Afstand a 4,c = 3 12 =36 40 mm Tabel 34: Viser afstandskrav for bolte i limtræssøjlen. Udover afstandskrav af forbindelsesmidler i limtræ, skal der undersøges afstandskrav i stål. Disse krav er beskrevet i DS/EN under pkt En oversigt over afstandskrav ses i Tabel 35 nedenunder. Afstand mindste anbefalede afstande valgte afstande e 1 1,2 =1,2 13 =16 24 mm e 2 1,2 =1,2 13 =16 40 mm p 1 2,2 =2,2 13 =29 48 mm p 2 2,4 =2,4 13 =32 53 mm Tabel 35: Viser afstandskrav for boltehuller i stål. Figur 30: Viser en oversigt over de forskellige afstande, som haves for trækonstruktionen Figuren er taget fra DS/EN Trækonstruktioner, Fig

70 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Placering af boltene ses på Figur 31. Figur 31: Viser placering af boltene i søjleskoen. Tykkelse af pladen i siderne Da den ønskede boltestørrelse er lagt fast, skal der findes en passende dimension af stålpladen i siderne af limtræsbjælken, så nettotværsnittets bæreevne samt hulrandsbæreevnen opfylder følgende betingelser. For nettotværsnittets bæreevne skal opfyldes, Ved omstilling af ligningenn fås tykkelsen af pladen til: , ,1 = 1,76 ~ For hulrandsbæreevnen pr. bolt gælder, 1,0 1, ,0 = 360 1,39 0, ,41 2,5 2,8 2,5 1,7 16 2,8 13 1,7 2,5 1,75 1,75 66

71 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Ved omstilles af ligningen fås tykkelsen af pladen: 1, 2 87, ,35 =4,7 ~ 10 1,75 0, Det ses, at hulrandsbæreevnen er dimensionsgivende for tykkelsen af pladen. Der vælges at anvende PL10. Eftervisning af boltens dimension Boltens dimension eftervises ved overklipningsbæreevnen. Boltens overklipningsbæreevne bestemmes., 0, ,3 = ,84 1,35, 179,84 87,19, hvormed boltens dimension er OK. Der er valgt at anvende spændingsareal til bestemmelse af overklipningsbæreevne, idet det er på den sikre side. Tykkelse af pladen i bunden Pladen regnes at være indspændt hvor rørprofilet svejses til pladen. Rørprofilet er et RHS 100x100 x4,0. Den dimensionsgivende belastning er det halve træk, som opstår ved sug på taget og dermedd -43,6 kn. Momentet i pladen bestemmes til: 43,6 0,,02 =0,87 En skitse, hvordan længdenn l fremkommer, er vist på Figur 32. Figur 32: Viser et vandret snit gennem søjleskoen. Der ses hvordan længden l fremkommer til beregning af momentet. Pladens momentbæreevne udtrykkes ved: = 1 = 6 67

72 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Ved omstilling af ligningen fås tykkelsen t: 6 = 6 0, ,1 =13,6 ~ Dermed er pladens tykkelse bestemt til at være en PL15. Svejsning af bundpladen på siderne Bundpladen under limtræssøjlen skal svejses til stålpladerne i siderne af søjlen. Der vælges at anvende stumpsøm. Der opstår et moment i halssnittet på grund af excentricitet. Normalkraften N og moment M i halssnittet fremkalder en normalspænding vinkelret på halssnittet. = 2 ±6 Tykkelsen a af stumpsøm i halssnittet er bestemt til: = =10 2 Afstanden fra kraftens angrebslinje til angrebspunktet i halssnittet er bestemt til 2,5 mm ud fra Tegning T7. Dermed bestemmes normalspændingen til: 43,6 10 2,5 = ±6 43, =16,4 ±24,6 41,5 = 8,2 Forskydningen i halssnittet fremkalder en forskydningsspænding i halssnittet. Denne bestemmes ved: 43,6 10 = =16, Da der anvendes stålkvalitet S235 haves det følgende krav for normalspændingen i halssnittet: 0,9 360 =0,9 =240 >41,5 1,35 Desuden skal der eftervises at: 360 = =333,33 0,8 1,35 68

73 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 hvor 3 = 41, ,4 =50,3 Dermed er svejsesømmets dimension tilstrækkelig. Der skal udføres ultralydskontrol i bundpladen, idet denne er trækpåvirkede. Svejsning af det kvadratiske rør Det kvadratiske rør skal svejses til stålpladen i bunden af søjlen. Der vælges at anvende kantsøm a10. Der opstår et moment i halssnittet på grund af excentricitet. En skitsering af snittet gennem søjleskoen ses på Figur 33. Figur 33: Viser et snit gennem søjleskoen og hvordan kantsøm skal placeres. Normalkraften N og moment M i halssnittet fremkalder en normalspænding vinkelret på halssnittet. = 2 ±6 Der anvendes kantsøm på hele vejen rundt om det kvadratiske rør. Der regnes dog kun med, at trækpåvirkningen overføres i to af siderne. Dermed haves en påvirkning på 43,6 kn og en sømlængde for hver side på: = =80. Afstanden fra kraftens angrebslinje til angrebspunktet i halssnittett er bestemt til 4,24 mm, fundet på Tegning T7. Dermed bestemmes normalspændingen til: 43, ,6 10 4,24 10 =38,54 138,

74 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj ,19 100,11 Forskydningen i halssnittet fremkalder en forskydningsspænding i halssnittet. Denne bestemmes ved: 43,6 10 = =38, Da der anvendes stålkvalitet S235 haves det følgende krav for normalspændingen i halssnittet: 0,9 360 =0,9 =240 >177,19 1,35 Desuden skal der eftervises at: 360 = =333,33 0,8 1,35 hvor = + 3 = 177, ,54 =189,35 Svejsesømmets dimension er dermed tilstrækkelig. Der skal udføres ultralydskontrol i bundpladen, idet denne er trækpåvirkede. Eftervisning af det kvadratiske rør Det kvadratiske rør bliver udsat for en træk på -87,19 kn og et tryk på 66,16 kn. Da søjlelængden af røret ikke ville medføre nogen søjlevirkning, undlades det at eftervise for trykpåvirkningen. Det skal eftervises at: hvor = Der haves dermed: = 1, =324,7 >87,19 1,1 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. Tykkelse af pladen i fundamentet Ved træk på søjlen vil RHS-profilet trækkes ud af betonen idet profilet er glat. For at forhindre det, svejses en pladen i bunden af RHS-profilet. Ved træk vil pladen begynde 70

75 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 at flyde ved svejsningen og RHS-profilet vil trækkes ud af betonen. Der udelades at eftervise pladens tykkelse og kantsømmets dimension og der anvendes de samme dimensioner for pladen og sømmet som bruges til søjleskoens bundplade. Pladen skal have dimensionen 200 x 200 x 15 mm. Pladen svejses også med samme svejsning, der bruges altså kantsøm a=10mm. Undersøgelse for gennemlokning af søjleskoen Der skal undersøges for gennemlokning i forbindelse med samlingen af limtræssøjlen med fundamentet. Da søjlenskoen er påvirket af en trækkraft, er der risiko for, at denne kan blive trækket ud af betonen. Bæreevnen betonen har til at modvirke udtrækningen kaldes for gennemlokningsbæreevne,. Bæreevnen afhænger af betonens styrke og længden d hvor langt søjlenskoens underkant ligger ned i fundamentet. En skitsering af søjlensskoen i fundamentett ses herunder. Figur 34: Viser søjleskoen i fundamentet. Af figuren fremgår hvordan længde d måles. Den maksimale bæreevne findes ved:, 0,5 hvor er effektivitetsfaktoren for forskydningen Effektivitetsfaktoren for forskydningen bestemmes ved: 0, , =0,53 Dermed bestemmes den maksimale bæreevne til:, =0,5 =0,5 0,53 24,1 6,39 71

76 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Bæreevnen gælder uanset om der armeres for gennemlokning. Den regningsmæssige gennemlokningsbæreevne, bestemmes ved:, 0, / +0,1 Dog skal som minimum anvendes følgende regningsmæssige gennemlokningsbæreevne:, 0,035 / / / 0,1 hvor = ,0 Der vælges at anvende minimumsbæreevnen, hvormed der haves bæreevnen bestemt på den sikre side. kendes som regel ikke, som også er gældende for dette tilfælde. Derfor sættes til 0, som giver en mindre gennemlokningsbæreevne. Dermed er det også på den sikre side. Med de ovenstående formler bestemmes den regningsmæssige gennemlokningsbæreevne til: 1 2,41, dvs. 2,0, 0,035 2,0 / 35 / 0 0,59 Da gennemlokningsbæreevnen er bestemt, ses der på belastningen. På grund af trækket opstår der spændinger, som er afhængigt af en kontrolperimeter u 1. Da der haves en rektangulær plade fastgjort til bunden af røret, bestemmes perimeteren ved: =2 +h Figur 35: Viser de geometriske mål til bestemmelsen af kontrolperimeteren. Kontrolperimeteren u 1 er omkredsen af den stiplede linje. 72

77 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Da kontrolperimeteren er bestemt, findes spændinger til: = 87, =0,42 Dermed haves: =0,42 <, =0,59, hvormed armeringslængden er OK. Der anvendes i stedet for de 100 mm en armeringslængde på 400 mm af søjleskoen i fundaments skaftet, da det erfaringsmæssige er en passende armeringslængde. Den dimensionerede søjlesko til limtræssøjlen ses på Tegning T7. 73

78 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Gerbersamling (SAM-H-8) Formålet med gerbersamlingen er at reducerer momentet i træåsen, således at denne kan holde til mere belastning. Gerbersamlingen i facaden skal bestå af et gerberbeslag, som er et standardprodukt. 14 Da åsen kun er påvirket af vandrette kræfter og den samtidig ligger ned, kan den ses som en tagåse påvirket af lodrette kræfter og kan derfor regnes på samme måde. Det valgte gerberbeslag sess på Figur 36 herunder. Figur 36: Viser gerberbeslaget som anvendes til samlingen. Samlingens belastning haves fra Trusslab-beregningen af facadenåsen Å1b for vind på tværs. Belastningen samlingen udsættes for er forskydningen i facadenåsen. Denne haves ved gerbersamlings knude 6 til -1,46 kn, se Figur 37. Som forbindelsesmiddel anvendes der ringet søm CNA 4,0x40 mm, da sømmene ikke bliver påvirket af træk. Figur 37:Viser forskydningskurven for facadenåsen for vind på langs. Bestemmelse af antal søm Til at finde antallet af søm anvendes SømDim, hvor den karakteristiske tværbæreevne pr. snit for et søm er fundet til 1151 N, se Bilag T Der anvendes Simpsons Strong-Tie, side

79 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Den regningsmæssige tværbæreevne, findes til:, =, 1, = 10 =0,94 Υ 1,35 Det nødvendige antal søm for SAM-H-8 bestemmes til: 1,24 ø = =1,3 2 ø.å 0,94 Der vælges her 8 søm, så gerberbeslaget sidder fast til facadeåsen. Afstandskrav er beskrevet i DS/EN under Pkt (5). En tabel til oversigt af afstandene for tagåsen ses nedenunder. Afstand Vinkel Mindste anbefalede afstand Valgte afstande Indbyrdes afstand a = =20 40 mm Indbyrdes afstand a =5 4 =20 40 mm Afstand a 3,t = mm =40 Afstand a 3,c =10 4 =40 40 mm Afstand a 4,t = mm =28 Afstand a 4,c =5 4 =20 40 mm En skitse af disse størrelser ses på Figur 38. Tabel 36: Viser afstandskrav for konstruktionstræ. Figur 38: Viser en oversigt over de forskellige afstande. 15 Gerbersamlingen i facaden ses på Tegning T8. 15 Figuren er taget fra DS/EN Trækonstruktioner, Fig

80 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Samlingen mellem tagåsen og stålrammen (SAM-H-9) Formålet med samlingen mellem træåsen og stålrammen er at åsen og dermed tagkonstruktionen ikke løftes ved sug på taget. Samlingen mellem træåsen og stålrammen er samlet med en påsvejst laske til stålrammen. Der er besluttet at anvende bolte M12 med kvalitet 8.8 i samlingen, da boltene kan optage større tværbæreevne end skruer. Da lasken kun er 200 mm bred, skal der også tages højde for minimum afstande til endetræ både vinkelret og parallelt med fibrene. Samlingens belastning haves fra den tidligere dimensionering af tagåsen på fabrikationshallens tag. Det er tagåsen reaktion, se afsnit 3.1, som er den dimensionsgivende belastning for samlingen. Belastningen haves til et træk på -3,53 kn. Bestemmelse af antal bolte Til at finde antallet af bolte anvendes SømDim, hvor den karakteristiske tværbæreevne pr. snit for et søm er fundet til 7658 N, se Bilag T-5. Den regningsmæssige tværbæreevne, findes til:, =, Υ = 1, ,35 10 =6,24 Det nødvendige antal bolte for SAM-H-9 bestemmes til: = 3,53 = =0,57 1.å, 6,24 Afstandskrav for bolte Afstandskrav for bolte er beskrevet i DS/EN under Pkt (4). En tabel til oversigt af afstandene er vist i Tabel 37. Afstand Vinkel Mindste anbefalede afstand Valgte afstande Indbyrdes afstand a = =48 - Indbyrdes afstand a =4 12 =48 - mm Afstand a 3,t ; 80 =7 12 =84 50 mm Afstand a 3,c ; 4 = mm =84 Afstand a 4,t ; 3 = mm =48 Afstand a 4,c = 3 12 =36 85 mm Tabel 37: Viser afstandskrav for bolte i åsen. Udover afstandskrav af forbindelsesmidler i limtræ, skal der undersøges afstandskrav i stål. Disse krav er beskrevet i DS/EN under pkt En oversigt over afstandskrav ses i Tabel 38 nedenunder. Afstand Mindste anbefalede afstande Valgte afstande e 1 1,2 =1,2 13 =16 45 mm e 2 1,2 =1,2 13 =16 25 mm Tabel 38: Viser afstandskrav for boltehuller i stål. 76

81 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Figur 39 nedenfor illustrerer de afstande som er angivet i Tabel 37 og Tabel 38. Figur 39: Udsnit af samlingen mellem tagåsen og stålrammen. Der er valgt en laske af fladstål med en bredde på 130 mm og en længde på 200mm og en tykkelse på 8 mm. Da der kun haves et kantsøm i samlingen, skal det eftervises som usymmetrisk kantsøm, og ved beregning af en usymmetrisk kantsøm skal der tages hensyn til den spænding, excentriciteten fremkalder. Excentriciteten giver anledning til et lille moment i halssnittet, se Figur 40. Figur 40: Viser krafterne i halssnittet i en usymmetrisk påvirket svejsesøm Kopi af Figur 9.23 på s stålkonstruktioner 77

82 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Normalkræften N og moment M i halssnittet fremkalder en normalspænding vinkelret på halssnittet. 2 ±6 = Afstanden fra kraftens angrebslinje til angrebspunktet i halssnittet er bestemt til 5,14 mm, ud fra Tegning T9. Den effektive længde findes til: = =192 Dermed bestemmes normalspændingen til: ,41 = ± =3,25 ±37,3 40,6 = 34,1 Forskydningsspændingen bestemmes ved: = = = 3, Da der anvendes stålkvalitet S235 i lasken skal følgende krav for normalspændingen opnås: 0,9 0,9 360 =0,9 =240 >40,55 1,35 1,0 Desuden skal der eftervises at: 360 =333,33 0,8 1,35 1,0 hvor: = 40, ,25 =40,94 Konklusion: Dimensionen er tilstrækkelig. 78

83 B4-2-F12-H130 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj Diskussion De foregående afsnit og dimensionering af trækonstruktionen skal anses som forslag, for hvordan der kan projekteres en trækonstruktionen til fabrikationshallen. Dette gælder især for halvtaget. Her kan det diskuteres om de understøttende limtræssøjler ikke skal erstattes af stålsøjler. Dette vil betyde for konstruktionen, at samlingen af søjlen med limtræsremmen ikke vil være i den dimension, som den er fundet under afsnit 5.3. Ligeledes vil en stålsøjle give en lignende udseende ved halvtagskonstruktionen, da fabrikationshallens facade er udført i stålprofiler. 7. Konklusion I de foregående afsnit blev der set på trækonstruktionselementerne, som indgår i projektering af fabrikationshallen i Kjersing. En oversigt over de fundne dimensioner for træelementer til både fabrikationshallen og halvtaget ses i Tabel 39. Element Materialekvalitet Dimension/tykkelse Fabrikationshallen Tagåse pr. 0,8 m Savskåret træ C24 75x200 mm Forskalling i facaden pr. 0,6 m C18 50x50 mm Savskåret træ Facadeåse pr. 0,6 m Savskåret træ C24 50x150 mm Trærem i facaden Savskåret træ C18 200x50 mm Facadeåse i gavlene pr. 0,6 m Savskåret træ C24 50x150 mm Halvtagskonstruktionen Træåse pr. 0,6 m C24 63x200mm Limtræsbjælker pr. 3,6 m GL32c 160x433mm Limtræsrem GL32c 160x300mm Limtræssøjler GL24h 140x133mm Tabel 39: Viser en oversigt over de fundne dimensioner for fabrikationshallen og halvtagskonstruktionen. Efter konstrutionselementerne i træ var dimensioneret, blev der undersøgt samlingerne af træelementerne med fabrikationshallen og i halvtagskonstruktionen. Samlinger for halvtagets vedkommende ses i en oversigt i Tabel 40 på den næste side. 79

84 29. maj 2012 Projektering af en ny fabrikationshal i Kjersing 29. maj 2012 Element Nr. a-mål [mm] Træsamlinger Samling mellem tagåse og limtræsbjælken Samling mellem tagåse og limtræsbjælken Samling mellem limtræsbjælken og limtræsrem Samling mellem limtræsrem og limtræssøjle Samling mellem limtræsrem og limtræssøjle Samling mellem limtræssøjle og gavlsøjle Samling mellem limtræssøjlen og fundamentet SAM-H- 1 SAM-H- 2 SAM-H- 3 SAM-H- 4 SAM-H- 5 SAM-H- 6 SAM-H- 7 Forbindelsesmiddel Kvalitet - Kamsøm 4,0x Skruer 4,0x M12 bolte 5.6 Skruer 12x M12 bolte M12 bolte M12 bolte M12 bolte Tabel 40: Viser en oversigt over samlinger der er dimensioneret til halvtagskonstruktionen. Antal forbindelse s-midler For fabrikationshallens vedkommende er der dimensioneret samlingerne der fremgår af Tabel Gerbersamling Element Nr. a-mål [mm] Samling mellem tagåsen og stålprofilet Forbindelsesmiddel Kvalitet SAM-H- 8 SAM-H- 9 - Kamsøm 4,0x M12 bolte 8.8 Tabel 41: Viser en oversigt over de dimensionerede træsamlinger til fabrikationshallen. Antal forbindelse s-midler 8 2 Det har vist sig, at der ikke kan bruges standardprodukter til samlingerne overalt. Derimod er der dimensioneret egne samlinger, som kan optage de laster, der skal føres ned gennem konstruktionen. Det kan konstateres, at antal af forskellige typer forbindelsesmidler holdes på et minimum, idet der anvendes kamsøm, skruer og bolte som for det meste har den samme kvalitet og dimension i hele konstruktionen. Dette giver den fordel på byggepladsen, at der ikke kan ske forvekslinger af forbindelsesmidler. Dimensionering af trækonstruktionselementerne til projektering af fabrikationshallen ses med afsat i ovenstående opfyldt. 80