Statik rapport. Bygningskonstruktøruddanelsen

Transkript

1 Statik rapport Erhvervsakademiet, Aarhus Bygningskonstruktøruddannelsen, 3. semester Projektnavn: Myndighedsprojekt Klasse: 13BK1B Gruppe nr.: 11 Thomas Hagelquist, Jonas Madsen, Mikkel Busk, Martin Skrydstrup Dato: 2/ Udarbejdet af: Underskrift Kontrolleret af: Underskrift Godkendt af: Underskrift 1 (34)

2 Indhold Bygværket... 4 Grundlag... 5 Normer... 5 Forundersøgelser... 5 Geotekniske forhold (Boreprofil)... 5 Klima- og miljøforhold... 5 Det bærende hovedsystem - lodrette laster... 6 Det afstivende system vandrette laster... 7 Det afstivende system vandrette laster... 8 Konstruktionsmaterialer... 9 Beton... 9 U armerede fundamenter Sandwich elementer... 9 TTS... 9 Etagedæk... 9 Beton Indervægge... 9 Laster Lastkombination Egenlaster Egenvægt af sandwich element (g sandwichelement ) Egenvægt af TTS(g TTS ) Egenvægt af Vaffelplade (g vaffelplade ) Egenvægt af Huldæk(g huldæk ) Egenvægt af skillevæg 100mm (g skillevæg ) Egenvægt af skillevæg 300mm (g skillevæg ) Egenvægt af skillevægssokkel(g skillevægssokkel ) Egenvægt af skillevægssokkel 500mm (g skillevægssokkel ) Egenvægt af ydervægsfundament (g ydervægsfundament ) Egenvægt af Terrændæk(g terrændæk ) Nyttelast Naturlaster: Snelaster Vindlaster (34)

3 A Lastkombinationer fundamenter Samlet last på Skillevægsfundament 200mm Samlet last på ydervægsfundament (ved TTS) Fundament dimensionering Fundamentsstyrke under montage Tagkonstruktion Vindlast Facader Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag Bilag (34)

4 Bygværket Denne rapport er udarbejdet for at dokumentere en multihals laster og jorden den står på's bæreevne. Multihallen det drejer sig om ligger på mat. Nr. Trigeby, Trige 11af. Multihallen er et nybyggeri med væg sandwichbetonelementer og TTS med vaffelplader i taget. Byggeriet er opført i kategori CC3, som stiller nogle anderledes krav til statik udregningerne end ved normale forhold. I forbindelse med beton delen ligger der en træbygning hvor i der er en tilhørende café og mødelokaler, til at binde træ og beton bygningerne sammen er der en glasgang imellem. 4 (34)

5 Grundlag Normer DS410 DS418 EN 1990 EN EN Litteratur Teknisk ståbi, DS 410 Andet. Power point Word Revit Forundersøgelser Grunden og lokale forhold Grunden er beliggende i Trige, som er en forstad nordvest for Aarhus. Terrænet er betegnet som en terrænkategori III. Der er udarbejdet en Arkæologisk vurdering af grunden, se Lokalplan nr. 027 Aarhus kommune 7.3 Se bilag 4 For Jordbundsforhold, se Lokalplan nr. 027 Aarhus kommune 8.1 Se bilag 5 Geotekniske forhold (Boreprofil) Se bilag 1 Klima- og miljøforhold Der er foretaget en forureningsundersøgelse af lokalplan området, se Lokalplan nr. 027 Aarhus kommune 8.2 Se bilag 5 5 (34)

6 Det bærende hovedsystem - lodrette laster beregning ydervægsfundament beregning tagkonstruktion 6 (34)

7 Det afstivende system vandrette laster Facade Facade 7 (34)

8 Det afstivende system vandrette laster 8 (34)

9 Konstruktionsmaterialer Beton Beton er et byggemateriale, der består af Cement, sand, sten og vand. Beton er formbart under støbningen, og er derfor et materiale med masser af muligheder bl.a. Kan man arbejde med forskellige udtryk og former når man anvender beton som konstruktionsmateriale. Beton har en stor tryk styrke, når det er fuldt hærdet. Vil man forøge trækstyrken, skal man indstøbe armerings jern. Holdbarhedskrav til anvendt beton i byggeriet. Normgrundlag er valgt på bagrund af oplysninger på Spæncoms hjemme side under normgrundlag, og teknisk ståbi tabel 5.1 Kravene der stilles til betoner i de forskellige miljøklasser, skal sikre betonens holdbarhed og evne til at beskytte armeringen imod korrosion i den stipulerede levetid (Kilde: Teknisk ståbi s. 184) U armerede fundamenter. Moderat Miljøklasse Normalkontrolklasse: Styrkeklasse (min f ck i MPa) C25/30 Sandwich elementer Bagplade udføres i passiv miljøklasse Forplade udføres i moderat Miljøklasse Skærpet kontrolklasse Styrkeklasse forplade (min f ck i MPa) 25 Styrkeklasse bagplade (min f ck i MPa) 30 TTS Passivt Miljø klasse: Skærpet kontrolklasse: Styrkeklasse (min f ck i MPa) C45 Etagedæk Passivt Miljøklasse Normalkontrolklasse: Styrkeklasse (min f ck i MPa) C35/45 Beton Indervægge Passivt Miljøklasse Normalkontrolklasse: Styrkeklasse (min f ck i MPa) 30,35 el. 40 For overordnet beskrivelse af anvendt beton i byggeriet se Bilag 6 Tværsnit og bilag 7 Længdesnit Note: Styrkeklassen angives som f.eks. C20/25, hvor første tal angiver cylindertrykstyrken (fck,cyl) og andet tal angiver terningestyrken (fck,cube). Kilde: 9 (34)

10 Laster Lastkombination Tabellen herunder viser de relevante lastkombinationer med tilhørende partialkoefficenter og lastkombinationsfaktorer. 10 (34)

11 Egenlaster Egenvægt af sandwich element (g sandwichelement ) Materiale Beregning Tyngde, kn/m² Beton for plade 70mm 23kN m3*0,07 1,6 Polystyren 280mm 0,4kN m3*0,28m3 0,12 Bagplade 180mm 23kN m3*0,187 4,3 G sandwichelement 6,02 11 (34)

12 Egenvægt af TTS(g TTS ) Materiale Beregning Tyngde, kn/m² Tagfolie DS 410 0,05 Polystyren 580mm TTS 1020mm 0,4kN m3*0,58m3 2,4*30m=72m2 235kN/72m2 0,24 3,3 Div ophæng i TTS Spæncom 0,3 G TTS 3,9 12 (34)

13 Egenvægt af Vaffelplade (g vaffelplade ) ½ Materiale Beregning Tyngde, kn/m² Taffolie DS 410 0,05 Polystyren 580mm 0,4kN m3*0,58m3 0,174 Vaffelplade 2,4*2,4m 4,2kN /5,76m2 0,8 G vaffelplade 1,03 13 (34)

14 Egenvægt af Huldæk(g huldæk ) Materiale Beregning Tyngde, kn/m Slidlag ameret DS 410 0,25 Huldæk PX 22 10,2*1,2m=12,24m2 37,7K/N /12,24m2 3,1 G Huldæk 3,35 14 (34)

15 Egenvægt af skillevæg 100mm (g skillevæg ) Materiale Beregning Tyngde, kn/m² Letklinkebeton 100mm DS 410 (1*1*0,1)=0,1m*18kN/m2 1,8 g skillevæg 1,8 15 (34)

16 Egenvægt af skillevæg 300mm (g skillevæg ) Materiale Beregning Tyngde, kn/m² Beton 300mm DS 410 (1*1*0,3)=0,3m*25kN/m3 7,5 g skillevæg 7,5 16 (34)

17 Egenvægt af skillevægssokkel(g skillevægssokkel ) Materiale Beregning Tyngde, kn/m 0,1*0,49*0,1=0,005m3 Lecablok 100 mm 0,005*4=0,02m3 0,08 0,02*4=0,08 Beton 200 mm 1*0,2*0,3m=0,06m3 0,06*24K/N=1,44 1,44 g skillevægssokkel 1,52 17 (34)

18 Egenvægt af skillevægssokkel 500mm (g skillevægssokkel ) Materiale Beregning Tyngde, kn/m Beton 500 mm 0,5*0,5m=0,25m2 0,25*24kN=6 6 g skillevægssokkel 6 18 (34)

19 Egenvægt af ydervægsfundament (g ydervægsfundament ) Materiale Beregning Tyngde, kn/m Beton armeret 0,8m 0,8*0,9=0,72m2 0,72*25kN/m3 18 G ydervægsfundament (34)

20 Egenvægt af Terrændæk(g terrændæk ) Materiale Beregning Tyngde, kn/m2 Beton armeret 100mm Ds kN/m3*0,1m 2,5 Polystyren 400mm DS410 0,4kN/m3*0,4M 0,16 G terrændæk 2,66 20 (34)

21 Nyttelast Nyttelast på 1. sal q = 0,5+2,5=3,0 kn/m² Naturlaster: Snelaster Snereaktionerne beregnes for de belastede bygningsdele.. R a og R b Beregnes på fladt tag. Dok. Teknisk ståbi 3,2,2 fig. 3,3 Mål: bilag nr ql=30m R A =½*ql=15m *0,72kn/m 2 =10,8 kn/m R B =½*ql=15m *0,72kn/m 2 =10,8 kn/m Sneophobning ved R B = R B2 R B2 = ½ * q 1 * L + 1/3 * q 2 * L R B2 = ½ * 1,58kN/m2 * 2,8m + 1/3 * 2,88kN/m2-1,58kN/m2 * 2,8m = 3,4132kN/m2 R B2 =3,41 KN/m2 Samlet snelast R A = 10,8 KN/m2 R B =R B +R B2 :(10,8+3,41kN/m2)=14,21kN/m2 Ra Rb 21 (34)

22 Vindlaster Vindlast: Terrænkategori III Multihal: qp = 0,60 kn/m2 Multihal: qp = 0,60 kn/m2 Cafe: qp = 0,50 kn/m2 Multihal: Største vindtryk på facade/gavl qwe=0,84 kn/m2 Største vindsug på facade/gavl qwe=0,66 kn/m2 Største vindsug på tag qwe=0,84 kn/m2 Cafe: Største vindtryk på facade/gavl qwe=0,70 kn/m2 Største vindsug på facade/gavl qwe=0,55 kn/m2 Største vindsug på tag qwe=0,70 kn/m2 A2.2 Lastkombinationer fundamenter Samlet last på Skillevægsfundament 200mm Bygningsdel Karakteristisk last Ψ γ Fladelast Bredde/højde kn/m m Linielast Bredde Punktlast Komb. faktor kn/m 2 (Eurocode 0) kn m Huldæk 3, ,75 Skillevægge Skillevægs fundament 3, G total 60,5 Nyttelast 3 10,1 Sikkerheds faktor (Eurocode 0) Samlet største last på skillevægsfundament 60,5 22 (34)

23 Samlet last på ydervægsfundament (ved TTS) Bygningsdel Karakteristisk last Ψ γ Fladelast Bredde/højde kn/m m Linielast Bredde Punktlast Komb. faktor kn/m 2 (Eurocode 0) kn m Ydervæg 6, ,18 TTS 3, ,5 Vaffelplade 1, ,45 yderfundament 15,75 G Total 143,88 1 Q sne 14,21 1,5 Sikkerheds faktor (Eurocode 0) Samlet største last på ydervægsfundament 143,88+(14,21*1,5)=165,19KN/m Fundament dimensionering Beregningssted se lodrette laster. Ydervæg B=0,8m L=65m C v =75 kn/m3 Y cu =1,8 C ud =C v /Y cu = 75/1,8= 41,6 N o c= π+2=5,14 S o c= 1+0,2*(b/l)=1+0,2*(0,35/65)=1,001=1 Beregning af q Last moræneler på udvendig side af fundament: Moræneler 20 kn/m 3 Fundamentshøjde 0,9 m Last q: 20 * 0,9 = 18 kn/m 2 Last dæk på indvendig side af fundament: 100 mm Beton 25 kn/m 3 2,5 kn/m mm Sundulit 0,4 kn/m 3 0,16 kn/m mm Moræneler 20 kn/m 3 8 kn/m 2 Last q: i alt 10,66 kn/m 2 Q=10,66 kn/m2 R`d=(C ud *N o c* S o c*i o c+q)b=41,6*5,14*1*1+10,66=224,484*0,8=172,9kn/m 23 (34)

24 Del konklusion Da jordens bæreevne(172,9kn/m) er større end fundamentets egenvægt(165,19kn/m) er det acceptabelt. Skillevæg 300mm B=0,5m L=30m C v =75kN/m3 Y cu =1,8 C ud =C v /Y cu = 75/1,8= 41,6 N o c= π+2=5,14 S o c= 1+0,2*(b/l)=1+0,2*(0,35/65)=1,001=1 Beregning af q Last moræneler på udvendig side af fundament: Moræneler 20 kn/m 3 Fundamentshøjde 0,5 m Last q: 20 * 0,5 = 10 kn/m 2 Last dæk på indvendig side af fundament: 100 mm Beton 25 kn/m 3 2,5 kn/m mm Sundulit 0,4 kn/m 3 0,16 kn/m mm Moræneler 20 kn/m 3 8 kn/m 2 Last q: i alt 10,66 kn/m 2 Q=10,66 kn/m2 R`d=(C ud *N o c* S o c*i o c+q)b=41,6*5,14*1*1+10,66=224,484*0,5=112,2kn/m Del konklusion Da jordens bæreevne(112,2kn/m) er større end fundamentets egenvægt(60,5kn/m) er det acceptabelt. 24 (34)

25 Fundamentsstyrke under montage Facadeelement 3,60 m. bredt 9,50 m. højt Facadeelements egenvægt 5,99 Kn/m2 x 9,50 m. x 3,60 m. = 204,85 Kn Der anvendes to montagebrikker i målene 100 x 150 mm. Last pr. brik 204,85 Kn / 2 = 102,42 Kn pr. brik Regningsmæssigt tryk for fundament σe,d, ³ 6,82 N/mm2 Leca fundamenter kan ikke bruges, da højeste fundamentsstyke på en 800 Lecablok er 3,8 Mpa ( Weber håndbogen stk. 2.6 s. 32) Derfor skal der anvendes bet 20 som kan klare 20 Mpa tryk. 25 (34)

26 Tagkonstruktion Tagkonstruktionen består af TTS, Vaffelplader, isolering og tagpap/folie. Bæreevnetabel se bilag 3. Beregningssted se lodrette laster. Vindlast Bygning: 9m høj, 65,5m lang, 29,9m bred h/b= 9/29,9=0,3 Q p =0,6 kn/m2 Formfaktor C pe,10 = 0,3 værste sug, 0,7 værste tryk. Tryk/sug: W e =0,6*(0,3+0,7)=0,6kN/m2 W e,d = W e * γ * K Fi = 0,6 * 1,5 *1,1 = 1 kn/m 2 Taget mindste egenvægt:1,03kn/m2 (egen last vaffelplade) Taget skal ikke forankres da vaffelpladens egenvægt er højere end suget/tryk Facader Hvor stor en skive skal der til at stabilisere bygningen Tyngden af et element: Egenvægt 6,02 kn/m 2 G total = g * højde * bredde * γ 6,02 kn/m 2 *9* 3,6 * 0,9 = 175,54 kn Det væltende moment: M = 147,4 * 9 = 1326,6 knm Et element: Det stabiliserende moment: M = 175,54* 3,6/2 =315,9 knm M M, 1326,6 knm 315,9 knm, det vil sige et element er ikke nok l at stabilisere for de vandre e kræfter på facaden. Hvor mange enkelt stående elementer skal der til: M / M 1326,6 / 315,9 = 4,2 stk Der skal mindst være 5 enkelt stående elementer til at stabilisere for de vanrette kræfter på facaden. Hvis elementerne bygges sammen, hvor mange skal så sammen bygges? 3 sammenstøbte elemeter 26 (34)

27 Samlet egenvægt 175,4 * 3 = 526,2 kn Det stabiliserende moment: M = 526,2* (3,6+3,6+3,6)/2 =2841,48 knm M M, 2841,48 knm 1326,6 knm, det vil sige 3 elementer sammenstøbt er nok til at stabiliserer for de vandrette kræfter på facaden. Det undersøges nu om elementerne i gavlen kan stabilisere for vind på facader. Vindlast på facade W e,d = 1kN/m 2 Vind lasten fordeles til fundament og tag. Vind lasten til tag: 1 *65,5* 9/2 =294,75 kn Der er to gavle til at stabilisere for vinden. Vindlast pr. gavl = 294,75/2 = 147,4 kn 27 (34)

28 Bilag 1 Cv 28 (34)

29 Bygningskonstruktøruddanelsen Bilag 2 29 (34)

30 Bilag 3 30 (34)

31 Bilag 4 31 (34)

32 Bilag 5 32 (34)

33 Bilag 6 33 (34)

34