Bilag Bilag 1 Titelblad Side 1 af 126
Bilag 2 Indholdsfortegnelse 1 Titelblad... 1 2 Indholdsfortegnelse... 2 3 Forord... 4 4 Indledning... 4 5 Problemformulering... 10 6 Områdebeskrivelse... 10 7 Tegninger... 10 8 Konstruktionens opbygning... 11 8.1 Rammer Analyse af understøtninger... 11 8.2 Materialer... 15 8.3 Krankonstruktion... 15 9 Laster... 18 9.1 Beregningsforudsætninger... 18 9.2 Egenlast... 18 9.3 Snelast... 23 9.4 Vindlast... 26 9.5 Nyttelast... 47 9.6 Kranlast... 47 9.7 Lastkombinationer... 47 10 Dimensionering... 47 10.1 Ramme... 47 10.2 Kran... 47 10.3 Gavlsøjler... 49 10.4 Vindgitter... 52 10.5 Halvtag... 56 10.6 Samlinger... 57 10.7 Fundering... 57 10.8 Betongulv... 105 10.9 Betonoverdæk... 111 11 Kloakering... 114 11.1 Problemformulering for kloakering... 114 11.2 Tegninger... 114 Side 2 af 126
Bilag 11.3 Områdebeskrivelse... 114 11.4 Dimensionering af regnvandsledning... 114 11.5 Spildevandsledningens tilstand... 121 11.6 Dimensionering af pumpe... 123 12 Diskussion... 126 13 Konklusion... 126 14 Litteraturliste... 126 Side 3 af 126
Bilag 3 Forord 4 Indledning Byggeprogram Formål Formålet med et byggeprogram er, at beskrive de ønsker og krav der er fra bygherrens side, og målsætningen for opførelsen af en ny fabrikationshal med tilhørende administrations- og folkerumsbygning i Kjersing industriområde i Esbjerg Nord. Derfor skal byggeprogrammet danne grundlag for en egentlig projektering af følgende: 1. Fabrikationshal på ca. 1.150 m 2 med tilhørende udendørs, overdækket oplagsplads på ca. 340 m 2. 2. Administrations- og folkerumsbygning på ca. 380 m 2. Denne del beskrives ikke yderligere i byggeprogrammet, da den ikke indgår i 4. semester projektet. 3. Hallen skal indrettes med en skinnekørende traverskran, med en løftekapacitet på 10 t. Følgende tre skitsetegninger er vedlagt byggeprogrammet: 1. Figur 1: Grundens beliggenhed ved Storstrømsvej i Esbjerg; kilde: Byggeprogram 2. Figur 2: Plantegning af fabrikationshal og overdækning; kilde: Byggeprogram. 3. Figur 3: Snittegning af fabrikationshal og overdækning; kilde: Byggeprogram. En nærmere specificering af fabrikationshallens placering, dimensioner, bærende konstruktioner samt indretning, beskrives herunder. Placering på grunden Fabrikationshallen ønskes placeret i nord-syd gående retning, parallelt med grundens vestlige skel i en afstand af 12m. Hallen er placeret således, at afstand mellem gavlen mod syd (gavl i modullinie 1, se Figur 2) og grundens sydlige skel, bliver 10m. Fabrikationshallens dimensioner Fabrikationshallen projekteres over et modul på 4,8m. Den indvendige bredde skal min. være 23,5m. Hallens indvendige længde skal være ca. 48,3m. Eftersom hallen skal indrettes med en skinnekørende traverskran, projekteres hallens således, at der opnås en frihøjde under krankrogen på min. 7 m. Desuden skal taghældningen være min. 5 /maks. 15. Fabrikationshallens bærende konstruktioner Hallens bærende konstruktion ønskes udformet som en stålrammekonstruktion, hvor stålrammerne placeres med en indbyrdes afstand på 4,8m (modulmål). Stålrammerne skal udformes med konsoller, der skal bære en langsgående kranskinnebjælke, i hver side. Side 4 af 126
Bilag Tagkonstruktion, over halvtag, udføres af bærende stålbjælker pr. 4,8m. Bjælkerne tænkes understøttet på hallens stålrammer ved hjælp af en langsgående stålbjælke langs halvtagets langsgående frie kant. Denne bjælke tænkes understøttet af stålsøjler (evt. som firkantprofil) pr. 9,6m. Stålrammer, samt ydervægge, understøttes på betonfundamenter. Søjler under halvtag understøttes på betonfundamenter. Eftersom den bærende konstruktion skal kunne optage laster fra en 10 tons traverskran, udformes stålrammekonstruktionens ben med konsoller, hvorpå der monteres en langsgående kranskinne i hele hallens længde. Kranskinnens dimension og samling med konsol indgår, som en del af projektet. Fabrikationshallens indretning Langs hallens østside, ønskes opført en udendørs, overdækket lagerplads på ca. 340 m 2. I hallens ene ende indrettes et område til værktøjslager, toiletter og gang, samt et værkførerkontor. Til hvert rum er udlagt følgende arealer: Værktøjslager, ca. 35 m 2 Gang og toiletter, ca. 18 m 2 Værkførerkontor, ca. 25 m 2 Rummene opføres af lette konstruktionsmaterialer. Loftkonstruktionen designes således, at den kan optage en nyttelast på 2 kn/m 2, dvs. laster fra installationer, ventilationsanlæg mm. Desuden skal rumhøjden være 2,8m. For værkførerkontoret gælder, at den indrettes med to 2 stk. oplukkelige vinduer ud mod det fri. Disse skal have målene ca. 1,3 x 1,3 meter, samt vinduer med fast glas i væggen mod fabrikationshallen. Yderligere forsynes fabrikationshallen med 3 porte. I den sydlige gavl (modul 1), skal der etableres en udvendig monteret skydeport med bredden 8,0m og højden 5,0m. Porten udformes med to portblade. Portskinnen indstøbes i gavlfundamentet. I vest- hhv. østfacaden (modul B og D, se Figur 2), etableres en ledhejseporte med dimensionerne h = 3,5m og b = 4,0m. I den østlige facade ønskes etableret 2 udvendige døre, med en bredde b på ca. 1,0m og en højde h på ca. 2,1m. Desuden ønskes etableret en dobbeltdør i den nordlige gavl, ved forbindelsesgangen til kontor- og folkerumsbygningen. Gulvet i fabrikationshal skal være af beton støbt på stedet. Gulvkonstruktionen udformes således, at den kan optage et akseltryk på 115 kn plus et stødtillæg på 20 %. Det dimensionsgivende kontakttryk sættes til 0,9 MPa. Materialer Der er opstillet følgende krav til valg af materialer: Til tagkonstruktionen over fabrikationshallen kan vælges mellem to alternativer til materialer, og disse er: Side 5 af 126
Bilag Alternativ 1: Alternativ 2: 2 lags tagpapdækning 150 mm mineraluld pladebatts Trapezprofilerede stålplader som fabrikat Plannja 111 Tagstålplader som fabrikat Inter Profiles type IP Colorsteel 19 Træåse pr. 800 eller 1.200 mm fastgjort til lasker påsvejst stålrammer 150 mm mineraluld Dampspærre Spredt træforskalling 25 mm lys træuldbetonplader Der gælder for begge alternativer, at der i taget skal være et ovenlysareal på 8 % af gulvarealet. I ydervægskonstruktion i fabrikationshallen indgår følgende materialer: Stålfacadeplader som fabrikat Inter Profiles type IP Colorsteel 19 (udvendig) Vindspærre Træåse eller stålprofilåse pr. 1.200 mm fastgjort til lasker påsvejst stålrammer 200 mm mineraluld isolering Dampspærre Spredt træforskalling Indvendig 12 mm Nesporexplade I tagkonstruktionen over halvtaget indgår følgende materialer: Tagstålplader som fabrikat Inter Profiles type IP Colorsteel 19 Træåse eller stålprofilåse fastgøres til lasker påsvejst stålprofilbjælke Skitsetegninger Følgende figur, Figur 1, viser grundens beliggenhed ved Storstrømsvej i Kjersing i Esbjerg Nord. Grundet er indtegnet, med hvis streg omkring, og her er også fabrikationshallens placering angivet. Side 6 af 126
Bilag Figur 1: Grundens beliggenhed ved Storstrømsvej i Esbjerg; kilde: Byggeprogram. Side 7 af 126
Bilag Følgende figur, Figur 2, er en plantegning af fabrikationshallen og overdækningen. Figur 2: Plantegning af fabrikationshal og overdækning; kilde: Byggeprogram. Side 8 af 126
Bilag Følgende figur, figur 3, er en snittegning af fabrikationshallen og overdækningen. Figur 3: Snittegning af fabrikationshal og overdækning; kilde: Byggeprogram. Side 9 af 126
Bilag 5 Problemformulering 6 Områdebeskrivelse 7 Tegninger Tegningerne er vedhæftet i tegningsmappen Krav til indretning af gang og toilet Ifølge Byggeprogrammet, skal der i fabrikationhallens nordlige ende, indrettes et rum til toiletter og gang på ca. 18 m 2. I bygningsreglementet 1 er der specifikke krav i forhold til udformning og indretning af netop toilet og gang, og disse beskrives herunder. Det første der skal overvejes, i forbindelse med indretning af wc-rum, er hvor mange wc-rum der skal etableres og om der skal tages hensyn til personer, hvis funktionsevne er nedsat. Dette gøres på baggrund af bygningens funktion- og antallet af beskæftigede i bygningen. Kravet lyder på, at der skal indrettes 1 wc for hver 15 beskæftigede. Eftersom at der ikke er oplyst, hvor mange beskæftigede fabrikationshallen skal udgøre, antages det, i forhold til det areal der er udlagt til wc-rum, at fabrikationshallen beskæftiger ca. 30 medarbejdere. Med hensyn til personer, hvis funktionsevne er nedsat, er det et krav, at hvis der er under 50 samtidigt beskæftigede personer i rummet, skal der minimum være et wc-rum der skal anvendes af kørestolsbrugere. På baggrund af disse informationer, udformes og indrettes tre wc-rum inklkusivt et wcrum der kan anvendes af kørestolsbrugere. I forhold til indretningen af wc-rummet med dets sanitære installationer, er det vigtigt at de indrettes på en sådan måde, at komforten i rummet bevares, således pladsen i rummet ikke virker for træng. Derfor er der også stillet krav til hvor meget fri plads der mindst bør være for at komforten bibeholdes. Det gælder bl.a. for indretning af almindelige wc-rum, at den frie afstand ud fra de sanitære installationer, som håndvask og wc mindst skal være 1,1m. Desuden skal dørbredden minimum være 0,77m. Ved indretning af wc-rum, der kan anvendes af kørestolsbrugere, stilles der større krav til den frie afstand, da der skal være plads til, at kørestolen kan komme helt rundt og vende. Følgende figur, Figur 4, viser hvorledes et wc-rum for kørestolsbrugere bør indrettes. 1 Bygningsreglementet, afsnit 3,4: Andre bygninger end beboelsesbygninger. Side 10 af 126
Bilag Figur 4: Indretning, samt minimumskrav til størrelse af et handicaptoilet; kilde: http://www.sbi.dk/br08/3/3/2; d. 24.04.09. Udover krav til placering og højde for de sanitære installationer, ses det desuden, at den frie afstand ud fra de sanitære installationer mindst bør være 1,5 m i diameter. Desuden skal passagebredden i dør mindst være 0,77 m. Denne kan dog øges til 0,87m, hvis personer i bredere kørestole, også skal kunne anvende wcrummet. Ved indretning af de tre wc-rum og en gang, som skal udgøre et samlet areal på ca. 18 m 2, er vurderingen, på baggrund af ovenstående krav, at wc-rummet, der skal anvendes af personer som sidder i kørestol skal være 2,5m x 2,1m. De to andre wc-rum er vurderet til at være 2,5m x 1,2m pr. wc-rum. Gangen får målene 1,5m x 4,5m. Dette stemmer fint overens med kravene, eftersom at pladsen foranr wc-rummet, for personer der sidder i kørestol, mindst skal være 1,5 meter. 8 Konstruktionens opbygning 8.1 Rammer Analyse af understøtninger 8.1.1 Frihøjde 8.1.2 Det optimale statiske system med taghældning på 5 For at vælge det optimale statiske system, er der placeres en ensfordelt last på 10/, på de tre statiske systemet. Et eksempel på dette er vist på Figur 5, hvor lasten er placeret på en 2 charniersramme med 5 taghældning. De 10/ er placeret på tilsvarende måde på de øvrige statiske systemer. Side 11 af 126
Bilag Figur 5: 2 charniersramme med 5 taghældning, hvor en egenlast på 10 kn/m er placeret; kilde: Eget materiale. Alle beregninger er lavet i TrussLab, hvor de 10/ er placeret som vist på Figur 5. Højden der er anvendt, er: tan5 + hø + hø = tan5 + 7,975 + 0,488 9,512. Denne højde ses ligeledes på Figur 5. Efter beregning i TrussLab er moment- og forskydningskurverne indtegnes i SketchUp. Placeringen af knuderne ses på nedenstående figur, Figur 6: Figur 6: Placering af knuderne på de 3 ramme konstruktioner; kilde: Eget materiale. Side 12 af 126
Bilag Figur 7: Forskydningskurve for 2 charniersramme med 5 taghældning; kilde: Eget materiale. Figur 8: Momentkurve for 2 charniersramme med 5 taghældning; kilde: Eget materiale. Figur 9: Forskydningskurve for 3 charniersramme med 5 taghældning; kilde: Eget materiale. Side 13 af 126
Bilag Figur 10: Momentkurve for 3 charniersramme med 5 taghældning; kilde: Eget materiale. Figur 11: Forskydningskurve for indspændt ramme med 5 taghældning; kilde: Eget materiale. Figur 12: Momentkurve for indspændt ramme med 5 taghældning; kilde: Eget materiale. Side 14 af 126
Bilag 8.2 Materialer 8.2.1 Tagkonstruktion 8.2.2 Ydervægskonstruktion 8.2.3 Tagkonstruktion 8.2.4 Samlinger 8.3 Krankonstruktion Figur 13: Længder på kran; kilde: http://www.fodgaard.dk/images/products/stahl%20traverskraner.pdf, s. 28-29. Figur 14: Længder på kran; kilde: http://www.fodgaard.dk/images/products/stahl%20traverskraner.pdf, s. 28-29. Side 15 af 126
Bilag Figur 15: Længder på kran; kilde: http://www.fodgaard.dk/images/products/stahl%20traverskraner.pdf, s. 28-29. Figur 16: Fortegnelse på kran; kilde: http://www.fodgaard.dk/images/products/stahl%20traverskraner.pdf, s. 28-29. Forklaringer til ovenstående figur: - 1: Lamper, rør osv. - 2: 500mm, hvis der er en catwalk på kranen. - 3: Strømforsygning - 4: Mobil control pendant. - 5: Se flere detaljer i Crane runways s. 56. - 6: Hvis dimensionerne for konsollen er over 150 mm, vil dimensionerne på L10 og L11 forøges Side 16 af 126
Bilag Figur 17: Fortegnelse på kran; kilde: http://www.fodgaard.dk/images/products/stahl%20traverskraner.pdf, s. 28-29. Figur 18: Motordata på kran; kilde: http://www.fodgaard.dk/images/products/stahl%20traverskraner.pdf, s. 28-29. Side 17 af 126
Bilag 8.3.1 Laster på krankonstruktion 8.3.1.1 Kraft på et hjul 8.3.1.2 Egenlast 8.3.1.3 Nyttelast 9 Laster 9.1 Beregningsforudsætninger 9.1.1 Konsekvensklasse og sikkerhedsklasse 9.1.1.1 Konsekvensklasse 9.1.1.2 Sikkerhedsklasse 9.2 Egenlast Egenlastens værdi, bestemmes på grundlag af de forskellige indgående materialers specifikke tyngde, densitet eller givne egenlast. I det følgende afsnit, undersøges egenlasten af tag- og ydervægskonstruktionen. Eftersom at der er givet to alternativer i forhold til valg af tagkonstruktionen, kigges der på egenlasten af tagkonstruktion 1 og 2, hver for sig. De forskellige materialer der indgår i henholdsvis tagkonstruktionen og ydervægskonstruktionen beskrives herunder. Tagpap 2 Tagpap er et fleksibelt materiale, der anvendes til tagbeklædning. Derudover er det et billigt tagkonstruktionsmateriale, der er nemt at montere, i forhold til mere traditionelle tagbeklædningsmaterialer. Materialet består af et stærkt fiberlag, beklædt med gummiasfalt i siden. Oversiden af tagpapet er belagt med et lag skifer eller stengranulat, som beskytter huset mod solens stråler. Ved valget, om det skal være 1 eller 2 lags tagpap, ses der på tagets hældning, da tage med en hældning på under 11 O, bør anlægges med 2 lags tagpap. Fordelen ved 2 lags tagpap er, at det beskytter steder, hvor der eventuelt er mere tendens til ophobninger af vand. Dette gælder specielt tage med en lav taghældning, da der nemmere opstår vandophobninger på flade tage frem for tage med en større taghældning. Mineraluld 3 Mineraluld er et isoleringsmateriale, bestående af sammenfiltrede fibre af smeltet sten eller glas, og er det mest anvendte isoleringsmateriale. Fælles for alle isoleringsmaterialer er, at luft er den vigtigste bestandel, således at bl.a. mineraluld består af ca. 99 % af luft og 1 % fibre. 2 http://www.gratisbyggetilbud.dk/artikler/produkter/tagpap/; 25.05.09. 3 http://www.bolius.dk/viden-om/facader-og-tage/artikel/isolering-og-varmetab/; 25.05.09. Side 18 af 126
Bilag Trapezprofileret stålplade 4 En trapezprofileret stålplade, er et selvbærende trapezprofileret højprofil, som anvendes til tagbeklædning og etageadskillelse. Herunder på Figur 19 ses, hvordan en trapezprofileret stålplade ser ud. Figur 19: Trapezprofileret stålplade; Kilde: http://www.plannja.com/upload/common/images/products/111.jpg. Træås 5 En ås er en vandretliggende bjælke, i en tagkonstruktion, som løber på langs ad taget under tagryggen, og som tag spærrerne støtter imod. Denne udgør tagets bærende konstruktion. Dampspærre 6 En dampspærre er en folie, fx en plastfolie, der monteres i bl.a. vægge, gulve og tag, og har det formål, at forhindre den varme og fugtige indeluft i at trænge gennem konstruktionen, så der dannes kondensation. Hvis den varme luft og fugt ophober sig i konstruktionen, er der risiko for, at der dannes mug og skimmelvækst, hvilket beskadiger konstruktionen. Dampspærren monteres de steder, hvor der er træ og isoleringsmateriale i konstruktionen, som har til funktion at sikre lufttætheden. Normalt placeres dampspærren mellem isoleringen og gipspladen, og placeres på isoleringens varme side. Hvis den blev placeret lige bag beklædningen, vil dens funktion ikke have nogen effekt, da en dampspærre let beskadiges ved fremføring af el- og vvs installationer. Dampspærre benyttes normalt ikke i konstruktioner, hvor der er murvæk eller beton, f.eks. i ydermure. I ydermuren vil f.eks. den tykke teglmasse fungerer som en spærre for fugten. Træforskalling 7 Forskalling er et underlag, som i dette tilfælde er udført af træ, hvortil der enten fæstnes loft- eller vægbeklædning, bl.a. gipsplader. Vindspærre 8 Vindspærren monteres uden på isolationen, og denne har til formål, at hindre kold luft i at trænge ind bag isoleringen. 4 http://www.ds-staalprofil.dk/sw1487.asp#516_1419; 25.05.09. 5 http://guiden.rockwool.dk/konstruktioner/tag/generelt-om-tag?page=2083#section_2099; 25.05.09. 6 http://www.bolius.dk/viden-om/facader-og-tage/artikel/dampspaerre/; 25.05.09. 7 http://gds.knaufdanogips.dk/xpdf/gds-3-0.pdf; 25.05.09. 8 http://www.icopal.dk/upload/products/86d0e715b6d205f1c125724a00335128/windy_1023.pdf; 25.05.09. Side 19 af 126
Bilag Invendt 12 mm Nesporexplade 9 Nesporexplade en en såkaldt trægipsplade, der anvendes til indvendig beklædning af vægge og loft. Byggepladen er sammensat af 20 % træ og 80 % gips, og besidder på den måde gode egenskaber, dvs. træets styrke, samt gipsens gode modstandsdygtige egenskaber overfor brand. Desuden er pladen i besiddelse af gode lydreducerende egenskaber, således at en 10 mm Nesporexplade, i forhold til en 13 mm gipsplade, giver en lydreduktion på 2 db. 9 Nesporexplade: Nesporex en stærk trægipsplade. Ivarsson; byggeplader nr. 3.1.30, dato 05/06. Side 20 af 126
Bilag Egenlast af tagkonstruktion 2 Positions Konstruktionsdel numre 1 Tagstålplader Colorsteel 19-0,45mm 2 Træåse pr. 800 mm - C22 3 150 mm mineraluld 4 Dampspærre 5 Spredt træforskalling 6 25 mm lys træuldbetonplader grov 7 I-Profil 450 Specifikation (egenvægt)[a] 0,00045 7850 9,82 4,1 0,20 0,05 0,8 0,150 50 9,82 0,2 9,82 4,1 0,05 0,05 0,8 10 9,82 Dybde [B] 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 77,6 9,82 - [A*B] 0,167 0,246 0,353 0,009 0,062 0,471 0.762 Note A 11 D 13 C 14 B 12 D 13 G 10 E 16 Total, Egenlast af halvtagskonstruktionen Positions Konstruktionsdel numre 1 Tagstålplader Colorsteel 19-0,45mm 2 Træåse pr. 800 mm - C22 3 I-Profil 450 Specifikation (egenvægt)[a] 0,00045 7850 9,82 4,1 0,05 0,05 0,8 Dybde [B] 4,8 4,8 77,6 9,82 - [A*B] 0,167 0,062 0.762 Note A 11 D 13 E 16 Total, G 10 http://www.hbc.dk/contentid/1909/default.aspx?menuitemid=153; d. 13.05.09. Side 21 af 126
Bilag Egenlast af ydervægskonstruktionen i fabrikationshallen Ydervægskonstruktionen består af følgende materialer: Positions numre Konstruktionsdel 1 Tagstålplader Colorsteel 19-0,45mm 2 Vindspærre 3 Træåse pr. 1200 mm - C22 4 200 mm mineraluld 5 Dampspærre 6 Spredt træforskalling 7 12 mm Nesporexplade 8 I-Profil 450 Specifikation (egenvægt i kn/m 2 )[A] 0,00045 7850 9,82 0,20 9,82 4,1 0,25 0,05 1,2 0,20 50 9,82 0,2 9,82 4,1 0,05 0,05 0,8 13,8 9,82 Dybde [B] 4,8m 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 77,6 9,82 - [A*B] kn/m 0,167 0,009 0,205 0,471 0,009 0,062 0,650 0.762 Note A 11 B 12 D 13 C 14 B 12 D 14 F 15 E 16 Total 2,34 A 11 http://www.cbsnordic.dk/file_source/staticfiles/microsites/globaldenmark/products/byggeri/colorsteeltr apez/documents/spaendtabeller/191547facade.pdf; d. 14.05.09. B 12 http://www.icopal.dk/produkter/damp%20fugt%20vind/dampsparrer.aspx; 14.05.09. D 13 EC 1991-1-1 C 14 http://www.isover.dk/sw31629.asp; 14.05.09. F 15 http://www.ivarsson.dk/produktdata/byggeplader/nesporex/produktdata.aspx; 14.05.09. E 16 Teknisk Ståbi, 19. Udgave; s. 215. Side 22 af 126
9.3 Snelast 9.3.1 Introduktion 9.3.2 Beregning af snelasten på halkonstruktionen Snelasten beregnes ved følgende formel: = [1.1]. Hvor er formfaktor for snelasten, som bestemmes vha. det følgende: Tabel 1: Formfaktorer for snelast; kilde: Eurocode 1,4 Snelast, s. 21. Taghældningen er valgt til 5, hvilket medfører at bliver 0,8 er eksponeringsfaktoren = 1,0 (Der anvendes ikke reducerede værdier ifølge nationalt anneks) er termisk faktor: Normal topografi = 1,0 er karakteristisk værdi (terrænværdi) sættes til 0,9 Indsættes de opgivende værdier i [1.1] fås: = 0,8 1,0 1,0 0,9 = 0,72 Lasten omregnes til en linjelast for stålrammerne, som ligger med en afstand på 4,8m: = 0,72 4,8 = 3,46 9.3.3 Snelast på halvtaget Snelasten på halvtaget består af to bidrag: = + 17, hvor er nedskridning af sne fra øverste tag og er vindens virkning = 0 pga. taghældningen er under 15 skal være den mindste værdi af: 18 17 DS/EN 1991-1-3, side 26(da) Side 23 af 126
Hvor er sneens specifikke tyngde og sættes til 2 og intervallet er ifølge det nationale anneks sat til 0,8 4 er karakteristisk værdi (terrænværdi) sættes til 0,9 Figur 20: Definition på ubekendte til beregning af µ w og l s ; kilde: DS/EN 1991-1-3, side 27 (da). Figur 21: Begreber på de forskellige højder; kilde: Eget materiale. 24 + 12 = 2 0,9 2 0,9 / 0,9 = 20 2 Begge tal er over intervallet, hvilket betyder at skal antage den højeste værdi, som er 2. 18 DS/EN 1991-1-3, side 27(da) Side 24 af 126
9.3.3.1 Lasttilfælde Lasttilfælde (i): Figur 22: Snelast tilfælde (i) for sadeltag; kilde: Eget materiale. Lasttilfælde (ii): Figur 23: Snelast tilfælde (ii) for sadeltag; kilde: Eget materiale. Lasttilfælde (iii): Figur 24: Snelast tilfælde (iii) for sadeltag; kilde: Eget materiale. Side 25 af 126
9.4 Vindlast Parameter Reference Basisvindhastighed v b Reference højde z e Terræn kategori Karakteristisk maks. hastighedstryk q p Turbulens intensitet I v Middel vindhastighed v m Orografikoefficient c o(z) Ruhedsfaktor c r(z) 4.2 (2)P Sektion 7 Tabel 4.1 4.5 (1) 4.4 4.3.1 4.3.3 4.3.2 Vindlast, f. eks på overflader, fastgørelser og konstruktionsdele: Udvendig formfaktor c pe Indvendig formfaktor c pi Resulterende formfaktor c p, net Udvendig vindlast: w e=q p c pe Indvendig vindlast: w i=q p c pi Tabel 2: Procedure ved beregning af vindlaster. 19 Sektion 7 Sektion 7 Sektion 7 5.2 (1) 5.2 (2) N Figur 25: Terrænkategorier, samt cirkel med 1 km radius fra projektområdet; kilde: maps.google.com. Basisvindhastighed Til beregning af vindlast på konstruktionen, er det nødvendigt at kende basisvindhastigheden, som afhænger af retningsfaktoren og årstidsfaktoren. Basisvindhastigheden er defineret ved: 19 DS/EN 1991-1-4; s. 24. Side 26 af 126
=, [1.1]. Hvor er basisvindhastigheden, defineret som funktion af vindretning og årstid, i 10 højde, over terrænkategori 2. er retningsfaktor for vindhastigheden, og sættes til 1,0 20 er årstidsfaktoren, og sættes til 1,0 21, er grundværdien for basisvindhastigheden, og sættes til 26,4 22 Retningsfaktoren og årstidsfaktoren fastsættes ud fra det nationale anneks, hvor et udklip ses på Figur 26. Foroven er de anbefalede værdier anvendt. Indsættes ovenstående i [1.1], vil blive: = 1,0 1,0 26,4 = 26,4 Figur 26: Retnings- og formfaktorer; kilde: EN 1991-1-4 DK NA, 2007-11-12, 2. udgave. Karakteristisk peakhastighedstryk Karakteristisk peakhastighedstryk, som senere vil blive brugt til at bestemme den endelig vindlast på flader, er givet ved: = 1 + 7 = [1.2]. hvor 20 DS/EN 1991-1-4; afsnit 4.2, Note 2. 21 DS/EN 1991-1-4; afsnit 4.2, Note 3, 22 DS/EN 1991-1-4 DK NA 2007-11-12 Side 27 af 126
er luftens densitet, der afhænger af højde, temperatur og barometertryk, der kan forventes i området under en storm. Værdien sættes til 1,25 23 er eksponeringsfaktoren, der afhænger af bygningens højde, her sættes den til 2,35 24 eftersom at bygningen er 10 m høj. er basishastighedstrykket, som udregnes vha = bliver derfor: = 1,25 26,4 3 = 0,436 Udfra [1.2], kan det karakteristiske peakhastighedstryk bestemmes, og det giver: = 2,35 0,436 = 1,025 [1.3]. I den sidste del af [1.2], kan der opstå fejl i forbindelse med aflæsningen af eksponeringsfaktoren, og derfor følger en mere præcis metode herunder, hvori der regnes på den første del af [1.2]. Vindens turbulensintensitet Vindens turbulensintensitet er givet ved: = = / [1.4]. Hvor er turbulensfaktoren, som sættes til 1,0 25 er orografifaktoren, som sættes til 1,0 26 er ruhedslængden, som sættes til 0,05 27 er bygningens højde, som sættes til 10 For terrænkategori II er = 2 og = 200 Vindens turbulensintensitet bliver hermed: Kontrol vha. =,, /, = 0,189 23 DS/EN 1991-1-4; afsnit 4.5.1, Note 2. 24 DS/EN 1991-1-4; Figur 4.2. 25 DS/EN 1991-1-4; Afsnit 4.4. 26 DS/EN 1991-1-4; Afsnit A.3. Denne værdi vælges, fordi landskabets højdevariation ikke bidrager til forøgelse af vindhastigheden på mere end 5 %. 27 DS/EN 1991-1-4; Tabel 4.1 Side 28 af 126
= Hvor er standardafvigelsen, som er defineret ved = 28 er terrænfaktoren, som er defineret ved = 0,19, 29, er ruhedslængden, som sættes til 0,05 30 er turbulensfaktoren, som sættes til 1,0 31 er middelhastigheden, som er bestemt ved = 32 er ruhedsfaktoren, som er defineret ved = 33 er orografifaktoren, og sættes til 1,0 34, 0,05 = 0,19 0,05 = 0,19 10 = 0,19 = 1,01 0,05 = 1,01 1,0 26,4 = 26,67 er hermed: = 0,19 26,4 1,0 = 5,016 Turbulensintensiteten bliver hermed: =,, = 0,188 Indsættes de fundene værdier i første del af [1.2], fås: = 1 + 7 0,188 1,25 26,67 3 = 1,030 [1.5]. 28 DS/EN 1991-1-4; Afsnit 4.4, Note 1. 29 DS/EN 1991-1-4; Afsnit 4.3.2. 30 DS/EN 1991-1-4; Tabel 4.1. 31 DS/EN 1991-1-4; Afsnit 4.4. 32 DS/EN 1991-1-4; Afsnit 4.3.1. 33 DS/EN 1991-1-4; Afsnit 4.3.2. 34 DS/EN 1991-1-4; A.3. Denne værdi vælges, fordi landskabets højdevariation ikke bidrager til forøgelse af vindhastigheden på mere end 5 %. Side 29 af 126
Af ovenstående ses det, at der er en lille afvigelse på 0,005,, hvilket svarer til 100 % =, 0,49 %, i forhold til den aflæste værdi, som er kommet frem i [1.3]. Den udregnede værdi vil blive anvendt fremover for, at eliminere aflæsningsfejl. Da peakhastighedstrykket er kendt, er det nu muligt at bestemme vindtrykket på de forskellige arealer. Dette gøres i det følgende afsnit. 9.4.1 Vindlast på overflader Vindtryk på overflader er defineret ved: hvor = [1.6]. er peakhastighedstrykket er referencehøjden for det udvendige tryk som sættes lig med højden 35 er formfaktoren for det udvendige tryk Bygningen og dens åbningsarealer Figur 27: Skitse over bygningen med størrelserne på åbningsarealerne, kilde: Eget materiale. Tilfælde Betegnelse Åbningsarealer 1. Vind fra vest Vestlig facade 18,20 2. Vind fra øst Østlig facade 14,00 3. Vind fra nord Nordlig gavl 40,00 4. Vind fra syd Sydlig gavl 7,58 Tabel 3: Vindtilfælde for vægge samt åbningsarealer, kilde: Eget materiale. 35 DS/EN 1991-1-4; Afsnit 7.2.5 (2). Side 30 af 126
9.4.1.1 Tilfælde 1: Vind på østlig facade Til bestemmelse af vindlaster på flader, er det nødvendigt at kende den indvendige og den udvendige formfaktor. Formfaktoren for den udvendige vindlast, afhænger af tallet, som er den mindste værdi af eller 2h, hvor h er bygningens højde, som er 10 og længden af facade 1, som er 48. Dette vil give = 20. Den indvendige formfaktor og den udvendige formfaktor, afhænger også af bygningens højde- og dybdeforhold i vindens retning. Her er dybden 24m og højden er 10m. I dette tilfælde er højde-dybdeforhold bestemt til: = = 0,42 Da < for tilfælde 1, medfører det en zonetildeling, som er vist på Figur 28. Figur 28: Vind på østlig facade, kilde: DS/EN 1991-1-4: 2007 Figur 7.5. Til bestemmelse af formfaktorerne, skelnes der mellem, og,, hvor 1 og 10 angiver arealet af fladerne. Her anvendes,, da der for denne bygning ikke findes åbningsarealer, som er under 1. De udvendige formfaktorer for tilfælde 1 bliver fundet ved hjælp af lineær interpolation 36, hvilket hermed vil give: 36 Udregnes vha. = +, hvor 0, 0 og 1, 1 er kendte punkter, og angiver værdien, som der skal løses med hensyn til. Eksempel for tilfælde 1: Der ønskes,10 faktor for zone E vha. lineær interpolation hvor h = 0,42. DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.1 anvendes og 0, 0 = 0,25; 0,3, 1, 1 = 1,0; 0,5 og = 0,42 indsættes i ligningen. Deraf bliver,10 = 0,345 Side 31 af 126
Zone, A 1,2 B 0,8 C 0,5 D 0,723 E 0,345 Tabel 4: Formfaktorer for lasttilfælde 1, kilde: DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.1. Den indvendige formfaktor beregnes ved at se på forholdet mellem åbningsarealerne, givet ved: = å, å [1.7]. Indsættes værdierne fra Tabel 3, under hensynstagen til Tabel 4 i [1.7] fås: =,, = 0,772 Af DS/EN 1991-1-4 Figur 7.13, aflæses den indvendige formfaktor: = 0,2. Formfaktorer af dette lasttilfælde, ses på Figur 29. Figur 29: Formfaktorer for vind på tværs for tilfælde 1. Indvendigt sug, kilde: Eget materiale. Værdierne fra Tabel 4 og [1.5] indsættes i den udvidede udgave af [1.6], som er givet ved: = [1.8]. Hermed kan kan vindlasten for tilfælde 1 udregnes, hvilket vil give: = 1,2 + 0,2 1,030 = 1,030 = 0,8 + 0,2 1,030 = 0,618 = 0,5 + 0,2 1,030 = 0,309 Side 32 af 126
= 0,723 + 0,2 1,030 = 0,951 Denne værdi forekommer både på bygningens væg og udhængets underside. = 0,345 + 0,2 1,030 = 0,15 Ovenstående værdier kan ses på Figur 30. Figur 30: Vindlast ved tilfælde 1, kilde: Eget materiale. 9.4.1.2 Tilfælde 2: Vind på vestlig facade Proceduren for bestemmelse af vindlaster, for dette tilfælde, er det samme som før. På Figur 31 er der vist vind for tilfælde 2. For detaljeret beskrivelse henvises til tilfælde 1. Figur 31: Vind på vestlig facade, kilde: Eget materiale. Formfaktorerne bliver i dette tilfælde: Side 33 af 126
Zone, A 1,2 B 0,8 C 0,5 D 0,345 E 0,723 Tabel 5: Formfaktorer for lasttilfælde 2, kilde: DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.1. Forholdet mellem højden og dybden er igen: = = 0,42 Til bestemmelse af, for aflæsning af den indvendige formfaktor udefra DS/EN 1991-1-4 Figur 7.13, benyttes [1.7], som bliver: =,,, = 0,825 aflæses hermed til 0,27, og situationen kan ses på Figur 32. Figur 32: Formfaktorer for vind for tilfælde 2. Indvendigt sug, kilde: Eget materiale. Da formfaktorerne er kendte, kan [1.8] anvendes til bestemmelse af laster for vind for tilfælde 2. = 1,2 + 0,27 1,030 = 0,8 + 0,27 1,030 = 0,5 + 0,27 1,030 = 0,958 = 0,550 = 0,240 = 0,345 + 0,27 1,030 = 0,077 Denne værdi forekommer både på bygningens væg og udhængets underside. Side 34 af 126
= 0,723 + 0,27 1,030 = 1,023 Ovenstående laster ses på Figur 33. Figur 33: Vindlast for tilfælde 2, kilde Eget materiale. 9.4.1.3 Tilfælde 3: Vind på sydlig gavl Proceduren, til bestemmelse af vindlaster er, for dette tilfælde, den samme som før. For detaljeret beskrivelse henvises til tilfælde 1. Da dybden er anderledes end ved de to foregående tilfælde, skal denne udregnes, og dette giver: = = 0,208 Da er den mindste værdi af eller 2h, hvor = 24 og h = 10, vil det betyde at = 20. Dette vil give zonetildeling som svarer til <. Af det ovenstående fås den zoneinddeling, som ses på Figur 34. Formfaktorer for dette tilfælde ses i Tabel 6. Zone, A 1,2 B 0,8 C 0,5 D 0,7 E 0,3 Tabel 6: Formfaktorer for lasttilfælde 3, kilde: DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.1. Side 35 af 126
Figur 34: Vind på sydlig gavl, kilde: Eget materiale på baggrund af DS/EN 1991-1-4 Figur 7.5. På figuren herover, Figur 34, ses vind for tilfælde 3. I dette tilfælde er der ikke anvendt lineær interpolation, da < 0,25 Til bestemmelse af, for aflæsning af den indvendige formfaktor udefra DS/EN 1991-1-4 Figur 7.13, benyttes igen [1.7], og den bliver: =,,, = 0,5 aflæses hermed til 0,14, og situationen er vist på Figur 35. Figur 35: Formfaktorer for vind for tilfælde 3. Indvendigt tryk; kilde: Eget materiale. Da formfaktorerne er kendte, kan [1.8] anvendes til bestemmelse af laster for vind ved tilfælde 3. = 1,2 0,14 1,030 = 1,380 Side 36 af 126
= 0,8 0,14 1,030 = 0,968 = 0,5 0,14 1,030 = 0,659 = 0,7 0,14 1,030 = 0,577 = 0,3 0,14 1,030 = 0,453 Placeringen af disse laster ses på Figur 36. Figur 36: Vindlast for tilfælde 3; kilde: Eget materiale. 9.4.1.4 Tilfælde 4: Vind på nordlig gavl Proceduren til bestemmelse af vindlaster for dette tilfælde, er den samme som før. For en mere detaljeret beskrivelse henvises til tilfælde 1. Dybde- breddeforholdet er udregnet til: = = 0,208 Da er den mindste værdi af eller 2h, hvor = 24 og h = 10, vil det betyde at = 20. Dette vil give zonetildeling som svarer til <. Af det ovenstående fås den zoneinddeling, som ses på Figur 37. Side 37 af 126
Figur 37: Vind på nordlig gavl, kilde: Eget materiale på baggrund af DS/EN 1991-1-4 Figur 7.5. Formfaktorer for dette tilfælde, er i angivet i Tabel 7. Zone, A 1,2 B 0,8 C 0,5 D 0,7 E 0,3 Tabel 7: Formfaktorer for lasttilfælde 4, kilde: DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.1. Til bestemmelse af, for aflæsning af den indvendige formfaktor udefra DS/EN 1991-1-4 Figur 7.13, benyttes [1.7], og den bliver: =,, = 0,945 aflæses hermed til 0,3, og situationen er vist på Figur 38. Side 38 af 126
Figur 38: Formfaktorer for vind for tilfælde 4, kilde: Eget materiale. Da formfaktorerne er kendt, kan [1.8] anvendes til bestemmelse af laster for vind for tilfælde 4. Disse laster ses på Figur 39. = 1,2 + 0,3 1,030 = 0,927 = 0,8 + 0,3 1,030 = 0,515 = 0,5 + 0,3 1,030 = 0,206 = 0,7 + 0,3 1,030 = 1,030 = 0,3 + 0,3 1,030 = 0,000 Figur 39: Vindlast for tilfælde 4, kilde: Eget materiale. Side 39 af 126
9.4.2 Vindlast på tag Vindlast for taget regnes i princippet efter samme metode, som ved vindlast på ydervægge. I dette tilfælde er dog forskelle i bygningens dybde, tagets hældning osv. De nærmere detaljer beskrives herunder. 9.4.2.1 Tilfælde 5: Vind på østlig facade, = Som tidligere nævnt, regnes vindlast på oversiden af halvtaget som var det et almindeligt tag, hvilket vil medføre, at bygningens dybde bliver summen af selve bygningens dybde, samt halvtagets længde. Dette får d til at være: = 24 + 12 = 36. Højden er stadig 10, hvilket medfører, at højde- dybdeforhold bliver: = = 0,28. er, som før, den mindste værdi af 2h eller, hvor = 36 og h = 10. Af dette fås til: = 2h = 2 10 = 20. Af det ovenstående fås den zoneinddeling, som ses på Figur 40. Figur 40: Zoner for vind på taget fra øst, kilde: Eget materiale på baggrund af DS/EN 1991-1-4 Figur 7.7 og 7.8. Formfaktorerne for zonerne er angivet i Tabel 8. Zone, +, F 0,0 1,7 G 0,0 1,2 H 0,0 0,6 I 0,6 0,6 J 0,2 0,6 Side 40 af 126
Tabel 8: Formfaktorer for saddeltag og halvtag, kilde DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.2. Den indvendige formfaktor for hovedbygningen, er den samme som for tilfælde 1, dvs. = 0,2. Formfaktorerne er bestemt, og kan vha. [1.8] anvendes til bestemmelse af vindlaster for tilfælde 5. = 1,7 + 0,2 1,030 = 1,545 = 0 + 0,2 1,030 = 0,206 = 1,2 + 0,2 1,030 = 1,030 = 0 + 0,2 1,030 = 0,206 = 0,6 + 0,2 1,030 = 0,412 = 0 + 0,2 1,030 = 0,206 = 0,6 + 0,2 1,030 = 0,412 = 0,6 + 0,2 1,030 = 0,412 = 0,6 + 0,2 1,030 = 0,412 = 0,2 0,2 1,030 = 0,00 Halvtaget er valgt til at være i zone, hvilket betyder, at den indvendige formfaktor er af samme størrelse, som vind på ydervægge for tilfælde 1, dvs. 0,7. Dette vil give følgende last på oversiden af halvtaget for tilfælde 5: = 0,6 + 0,7 1,030 = 0,103 9.4.2.2 Tilfælde 6: Vind på vestlig facade = Tilfælde 6 for tag regnes som før. Højden er stadig 10, hvilket giver højde- dybdeforholdet: = = 0,28. er ligesom før den mindste værdi af 2h eller, hvor = 36 og h = 10. Af dette fås til: = 2h = 2 10 = 20 Af det ovenstående fås den zoneinddeling, som ses på Figur 41. Side 41 af 126
Figur 41: Zoner for vind på taget fra vest, kilde: Eget materiale på baggrund af DS/EN 1991-1-4 Figur 7.8. Formfaktorerne for denne zonetildeling er angivet i Tabel 9. Zone, +, F 0,0 1,7 G 0,0 1,2 H 0,0 0,6 I 0,6 0,6 J 0,2 0,6 Tabel 9: Formfaktorer for saddeltag og halvtag, kilde: DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.4a Da formfaktorerne er kendt, kan [1.8] anvendes til bestemmelse vindlaster for tilfælde 6. = 1,7 + 0,27 1,030 = 1,473 = 0 + 0,27 1,030 = 0,278 = 1,2 + 0,27 1,030 = 0,958 = 0 + 0,27 1,030 = 0,278 = 0,6 + 0,27 1,030 = 0,340 = 0 + 0,27 1,030 = 0,278 = 0,6 + 0,27 1,030 = 0,340 Side 42 af 126
= 0,6 + 0,27 1,030 = 0,340 = 0,6 + 0,27 1,030 = 0,340 = 0,2 0,27 1,030 = 0,072 Halvtaget er valgt til at være i zone, hvilket betyder, at den indvendige formfaktor er af samme størrelse, som vind på ydervægge for tilfælde 2, dvs. 0,3. Dette giver følgende last på oversiden af tagudhænget for tilfælde 6: = 0,6 + 0,3 1,030 = 0,309. 9.4.2.3 Tilfælde 7: Vind på sydlig gavl = Bygningens dybde, er summen af selve bygningens dybde samt halvtagets længde, hvilket giver en d værdi på: = 24 + 12 = 36 Højden er stadig 10, hvilket giver højde- dybdeforholdet: = = 0,28. er, ligesom før, den mindste værdi af 2h eller, hvor = 36 og h = 10. Af dette fås til: = 2h = 2 10 = 20 Zoneinddelingen ses på Figur 42. Figur 42: Zoner for vind på taget fra syd, kilde: Eget materiale på baggrund af DS/EN 1991-1-4 Figur 7.7 og 7.8. Formfaktorerne for denne zonetildeling er angivet i Tabel 10. Side 43 af 126
Zone, F 1,6 G 1,3 H 0,7 I 0,6 Tabel 10: Formfaktorer for vind for hovedbygningen ved tilfælde 7, kilde: DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.2. Den indvendige formfaktor for dette tilfælde er den samme som ved tilfælde 3, = 0,14 Da formfaktorerne er kendt, kan [1.8] anvendes til bestemmelse af vindlaster for tilfælde 7 på hovedbygningen, og dette giver: = 1,6 0,14 1,030 = 1,792 = 1,3 0,14 1,030 = 1,483 = 0,7 0,14 1,030 = 0,865 = 0,6 0,14 1,030 = 0,762 Disse værdier er kun for taget over hovedbygningen. Formfaktorerne for halvtaget er angivet i Tabel 11. Zone, F 2,1 G 1,8 H 0,6 I 0,5 Tabel 11: Formfaktorer for halvtaget for tilfælde 7, kilde: DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.3b. Den indvendige formfaktor for halvtaget er den samme som for den tilstødende væg. I dette tilfælde tages gennemsnittet af værdierne fra tilfælde 3, som giver = 0,83. Da formfaktorerne er kendt, kan [1.8] anvendes til bestemmelse af vindlaster for tilfælde 7 på halvtaget: = 2,1 + 0,83 1,030 = 1,308 = 1,8 + 0,83 1,030 = 0,999 = 0,6 + 0,83 1,030 = 0,237 = 0,5 + 0,83 1,030 = 0,340 Ud fra ovenstående fremgår det, at i forhold til andre dele af bygningen, er de ovenstående værdier ret store. I virkeligheden vil vinden være aftaget i styrke, på det tidspunkt den når halvtaget, pga. bygningens lævirkning. Side 44 af 126
9.4.2.4 Tilfælde 8: Vind på nordlig gavl = Vindlast på taget for tilfælde 8 udregnes på samme måde som for tilfælde 7. Zoneinddelingen ses på Figur 43. Figur 43: Zoner for vind på taget fra nord, kilde: Eget materiale på baggrund af DS/EN 1991-1-4 Figur 7.7 og 7.8. Formfaktorerne for denne zonetildeling er angivet i Tabel 12. Zone, F 1,6 G 1,3 H 0,7 I 0,6 Tabel 12: Formfaktorer for vind for hovedbygningen for tilfælde 8, kilde: DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.2. Den indvendige formfaktor for dette tilfælde er den samme som for tilfælde 4 = 0,38. Da formfaktorerne er kendt, kan [1.8] anvendes til bestemmelse af vindlaster for tilfælde 8 på hovedbygningen: = 1,6 + 0,38 1,030 = 1,257 = 1,3 + 0,38 1,030 = 0,948 = 0,7 + 0,38 1,030 = 0,330 = 0,6 + 0,38 1,030 = 0,227 Side 45 af 126
Disse værdier er kun for taget over hovedbygningen. Formfaktorerne for halvtaget er angivet i Tabel 13. Zone, F 2,1 G 1,8 H 0,6 I 0,5 Tabel 13: Formfaktorer for halvtaget for tilfælde 8, kilde: DS/EN 1991-1-4 Tabel 7.3b. Den indvendige formfaktor for halvtaget er den samme som for den tilstødende væg. I dette tilfælde tages gennemsnittet af værdierne fra tilfælde 4, som giver = 0,83. Da formfaktorerne er kendt, kan [1.8] anvendes til bestemmelse af vindlaster for tilfælde 8 på halvtaget: = 2,1 + 0,83 1,030 = 1,308 = 1,8 + 0,83 1,030 = 0,999 = 0,6 + 0,83 1,030 = 0,237 = 0,5 + 0,83 1,030 = 0,340 Side 46 af 126
9.5 Nyttelast 9.6 Kranlast 9.7 Lastkombinationer 9.7.1 Egenlasten 9.7.2 Snelast 9.7.3 Vindlast 9.7.4 Kran 9.7.5 Mulige lastkombinationer 9.7.6 Udregningseksempel 9.7.7 Fremgangsmåden i dette projekt 9.7.8 Lastdata 10 Dimensionering 10.1 Ramme 10.1.1 Nedbøjning 10.1.2 Rammehjørne 10.2 Kran Til kranbjælken er der valgt et HE220B profil, med stålklasse S235. I dette afsnit vil kranbjælken blive undersøgt for vridning, foldning, kipning samt nedbøjning. Inden det kan undersøges om der forekommer vridning, foldning eller kipning i kranbjælken og hvor stor nedbøjningen bliver, er det vigtigt at få fastlagt, hvilke kræfter der påvirker profilet. Afstand mellem hjulene på profilet er 2 = 3150, og yderst fra stopklods til stopklods er 5 = 3746. Kraften der belaster profilet er lasten fra hjulene. Denne last er opgivet til:, = 74,8. Profilet er understøttet ved rammerne, som ligger med en afstand på 4800mm. Det største moment findes, hvor det ene hjul placeres på understøtning 2 og det andet hul placeres mellem understøtning 1 og 2, med den indbyrdes afstand på L2 mellem hjulene. Dette giver følgende momenter og reaktioner, som er udregnet i TrussLab. Opstillingen, samt momentkurven er vedlagt i bilag. = 70,97 = 124,59 Side 47 af 126
Den største forskydningskraft findes, hvor det ene hjul er placeret meget tæt på understøtning 1, og det andet hjul er placeret mellem understøtning 1 og 2. Opstillingen, samt forskydningskurven er vedlagt i bilag. Den største forskydningskraft er opgjort til: = 106,6. Kranbjælke dimensioner Dimensionen samt, materialerparametre for den valgte profil findes vedlagt i Mathcad bilag. Der regnes med normal kontrolklasse, hvilket betyder, at partialkoefficienten = 1,0. Den regningsmæssige flydespænding er givet ved: Hvor = er 1,10 = 1,10 37. = = 213,6.,, Tidligere i afsnittet er de karakteristiske snitkræfter anført, herunder ses de regningsmæssige snitkræfter: = 106,6 = 106,6 1,10 1 = 117,3 = 70,97 = 70,97 1,10 1 = 78,1 = 124,59 Herfra henvises til MathCad bilaget hvor der er foretaget beregninger for forskellige tilfælde, samt det endelige dimensionering af profilet. 37 Stålkonstruktioner; s. 28. Side 48 af 126
10.3 Gavlsøjler 10.3.1 Sydlig gavl Figur 44: Højder og længder på sydlige gavl; kilde: Eget materiale. Figur 45: Vindlastens fordeling på den sydlige gavl; kilde: Eget materiale. Side 49 af 126
Figur 46: Vindlastens fordeling, som linjelaster, på gavlsøjlerne på den sydlige gavl; kilde: Eget materiale. Figur 47: Vindlastens fordeling, som punktlaster, på den sydlige gavl; kilde: Eget materiale. Side 50 af 126
10.3.2 Nordlig gavl Figur 48: Højder og længder på den nordlige gavl; kilde: Eget materiale. Figur 49: Vindlastens fordeling på den nordlige gavl; kilde: Eget materiale. Side 51 af 126
Figur 50: Vindlastens fordeling, som linjelaster og punktlaster, på den nordlige gavl; kilde: Eget materiale. 10.4 Vindgitter Lasttilfælde for vind På baggrund af udregningerne i MathCad dokumentet for vindlast, er der fundet nedenstående lasttilfælde. De værste tilfælde, er markeret med blå, og benyttes til dimensionering af stængerne i vindgitteret, og til fundamentet. Betegnelser for stængerne ses på Figur 52, s. 55 og Figur 53, s. 56. Vindgitter: Diagonaler i tag Stænger i vindgitter Syd Nord kn kn kn kn kn kn kn kn Diagonaler i tag d.7.u -42,7-42,7 37,3 37,3-48,1-48,1 42,1 42,1 d.7.i 4,3 5,7-3,0 6,4 3,9 5,3-2,7 5,9 d.7.u - d.7.i -47,0-48,4 40,3 30,9-52,0-53,4 44,8 36,2 Vindgitter: d9 i facaden d9 i facaden Stænger i vindgitter Syd Nord kn kn kn kn kn kn kn kn d.9.u -54,2-54,2 44,3 44,3-59,8-59,8 49,1 49,1 Side 52 af 126
Vindgitter: d12 i facaden d12 i facaden Stænger i vindgitter Syd Nord kn kn kn kn kn kn kn kn Vindgitter: Stænger i kip og tagfod d.12.u -16,0-16,0 91,3 91,3-22,0-22,0 96,5 96,5 Kip/tagfod Stænger i vindgitter Syd Nord kn kn kn kn kn kn kn kn Vindgitter: Lodret reaktion til fundament k.1.i / k.2.i 5,9 8,0-4,2 8,9 7,5 10,2-5,3 11,3 Lodret reaktion til fundament Syd Nord Stænger i vindgitter kn kn kn kn kn kn kn kn RL -8,8-8,8 50,0 50,0-12,1-12,1 52,9 52,9 Vindgitter: Vandret reaktion til fundament Vandret reaktion til fundament Syd Nord Stænger i vindgitter kn kn kn kn kn kn kn kn RV -13,4-13,4 76,3 76,3-18,4-18,4 80,7 80,7 Gavlsøjler: Vandret reaktion til fundament Vandret kraft til fundament fra gavlsøjler Syd Nord Stænger i vindgitter kn kn kn kn kn kn kn kn f.3.u / f.4.u -22,8-22,8 19,9 19,9-16,0-16,0 14,0 14,0 f.3.i / f.4.i 5,7 7,7-4,0 8,5 4,0 5,4-2,8 6,0 f.3.u / f.4.u - f.3.i / f.4.i -28,5-30,5 23,9 11,4-20,0-21,4 16,8 8,0 Side 53 af 126
10.4.1 Sydligt vindgitter Vindgitteret er opbygget som vist på H41 og figurerne herunder. Figur 51: Betegnelser for stængerne i vindgitteret, ved indvendig vindlast; kilde: Eget materiale. Side 54 af 126
Figur 52: Betegnelser for stængerne i vindgitteret, ved udvendig vindlast; kilde: Eget materiale. Side 55 af 126
Figur 53: Betegnelsen for stængerne i nedføringsgitteret; kilde: Eget materiale. Alle udregninger findes i mathcad bilag. 10.4.2 Nordligt vindgitter Det nordlige vindgitter er opbygget på samme måde som det sydlige vindgitter, bare spejlvendt. Der henviser derfor til ovenstående figurer under det sydlige vindgitter samt på H41. Alle udregninger findes i mathcad bilag. 10.5 Halvtag 10.5.1 I-profil i halvtaget (90grader på bygningen) 10.5.2 I-profil ved tagfod i halvtag (180grader på bygningen) 10.5.3 Søjler i halvtag Se mathcad bilag Side 56 af 126
10.6 Samlinger 10.6.1 D01 Rammehjørne 10.6.2 D02 Samling i kip 10.6.3 D05 Rammefundamentssamling 10.6.4 D07 Kran konsol 10.6.5 D08 Vindgitter 10.6.6 D08 Gavlsøjlesamling 10.7 Fundering Inden der funderes, skal jordbunden, hvor der skal funderes på, undersøges med henblik på at få en sikker og holdbar fundering af en konstruktion. Det er derfor nødvendigt med jordbundsundersøgelser før og under etableringen af fundering. På den måde vurderes den optimale funderingsløsning der tilpasser sig jordbundsforhold der er i området, hvor et byggeri skal opføres. Den optimale løsning af funderingen skal på den måde klare alle de belastninger der påvirker konstruktionen, eftersom at lasterne fra konstruktionen ledes ned til fundamentetsom derefter overfører lasterne til jorden. Følgende figur viser hvorledes lasterne på konstruktionen ledes ned til fundamentet og ender i jorden. Figur 54: Kraftoverførsel til fundament; kilde: Eget materiale. Det er vigtigt at jorden, hvorpå der funderes er bæredygtig, dvs. jorden skal være stærk og stiv så den kan klare belastninger kommende fra konstruktionen. Desuden må funderingen vurderes på en sådan måde, at den ikke medfører skader på nabogrunde. En sådan en jordbundsundersøgelse er også kendt som geoteknisk rapport. Denne rapport danner et grundlag for videre projektering af ethvert slags byggeri. Denne indeholder forskellige oplysninger om bl.a. jordbundsforhold, sammensætning, grundvandsstanden osv. Endvidere findes der i Side 57 af 126
rapporten materialeparametre, såsom rumvægt, friktionsvinkel, vingestyrke mm. Til dette projekt anvendes en geoteknisk rapport fra et område i Bramming, og denne er vedlagt 10.7.1 Geoteknisk rapport Rapporten kan findes i geoteknisk rapport, som er vedlagt i bilag. Dimensioneringsgrundlag Beregninger af de snitkræfter, der forekommer fra rammekonstruktionen, hvor der tages hensyn til de mest ugunstige lastkombinationer, er foretaget i TrussLab. 10.7.2 Reaktioner I de følgende afsnit, opgøres de laster og reaktioner, der virker på fundamentet. 10.7.2.1 Gavlsøjlefundamentet Herunder er angivet de største reaktioner fra den midterste gavlsøjle på fundamentet. Som tidligere nævnt, skal gavlsøjlen udelukkende bære dens egenvægt samt halkonstruktionens beklædning. Fundamentet til gavlsøjlerne dimensioneres efter den midterste søjle på den nordlige gavl. Dette vil føre til større fundamentdimensioner i forhold til de andre søjler. Eventuelt kunne hvert gavlsøjlefundament dimensioneres for sig for at optimere materialeforbruget. Men dette udelades her. Egenvægten af IPE-220 profil er opgivet i Teknisk Ståbi 38 til 26,2. Egenlasten af gavlsøjlen er derfor 0,257 Egenlasten fra beklædningen er tidligere fundet til 2,34. Sammenlagt giver dette en egenlast på 2,297. På Figur 55 kan ses den vandrette reaktion, som er udregnet i afsnit 9.7 i hovedrapporten samt den lodrette reaktion som er lig med 2,597 9,513 = 24,7. Figur 55: De største regningsmæssige reaktioner på den midterste gavlsøjle; kilde: Eget materiale 38 Teknisk Ståbi, 19. udgave; s. 217. Side 58 af 126
10.7.2.2 Rammefundamentet Herunder ses de tilfælde, som dimensioneringen foretages ud fra. Tilfælde 1 Det største regningsmæssige træk på fundamentet, er vist på Figur 56: Figur 56: Det største træk på fundamentet; kilde: Eget materiale. Tilfælde 2 Det største tryk på fundamentet, er vist på Figur 57: Figur 57: det største tryk på fundamentet; kilde: Eget materiale. Side 59 af 126
Tilfælde 3 Den største forskydningskraft på fundamentet, er vist på Figur 58: Figur 58: Den største forskydningskraft på fundamentet; kilde: Eget materiale. 10.7.2.3 Halvtagssøjlefundamentet For halvtagssøjlefundamentet er der to tilfælde, hvor den ene er reaktionen fra egenlast og dominerende sne, mens den anden er egenlast og dominerende vind. Beregninger af disse lastkombinationer er foretaget ud fra metoden beskrevet i afsnit 9.7 i hovedrapporten. Tilfælde 1 Reaktioner for gavlsøjlefundamentet ved dominerende sne, er vist på Figur 59: Figur 59: Det største regningsmæssige tryk på fundamentet ved tilfælde1; kilde: Eget materiale. Tilfælde 2 Reaktioner for gavlsøjlefundamentet for dominerende vind, er vist på Figur 60: Side 60 af 126
Figur 60: Det største regningsmæssige træk på fundamentet ved tilfælde 2; kilde: Eget materiale. Materialer I dette afsnit beskrives jordtyper, ler og moræneler, der skal funderes på, samt deres materialeparametre 39. Der anvendes parametre for normal sikkerhedsklasse. Det specificeres desuden, hvilken betontype fundamentet skal støbes i, og den ståltype der anvendes, da ståltypen, skal bruges til armering i fundamentet. Ler 20 21/, over vandspejlet 20 21/10 11/, under vandspejlet,, 40 Den karakteristiske friktionsvinkel for ler skønnes til:, = 27,5 40 Den regningsmæssige friktionsvinkel beregnes ud fra 41 :, = tan, [1.9]. Hvor, er den effektive karakteristisk plane friktionsvinkel er en sikkerhedsfaktor, som sættes til 1,2 for normal sikkerhedsklasse 42, = tan, = 23,5, Den regningsmæssige værdi for kohæsionen beregnes ud fra: 39 Geoteknisk rapport 40 Teknisk Ståbi, 19. udgave; s. 384, Tabel 10.3. 41 Notat fra undervisning i Geoteknik ved Sven Krabbenhøft, lektion 7. 42 Teknisk Ståbi, 19. udgave; s. 386, tabel 10.5. Side 61 af 126