Danmarks tekniske universitet Afdeling BYG Diplom afgangsprojekt Dimensionering af fabrikshal. Konstruktions design rapport Juni 2010

Danmarks tekniske universitet Afdeling BYG Diplom afgangsprojekt Dimensionering af fabrikshal Konstruktions design rapport Juni 2010 Skrevet af Jesper Bjerregaard s062541 Igor Blagojevic s062540 Vejledere Henning Agerskov Jesper Gath

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Indholdsfortegnelse 1. Problemformulering... 5 2. Det statiske system... 6 2.1. Lastinføring... 7 3. Staad Pro 2007... 8 4. Last... 9 4.1. Nyttelast... 9 4.2. Sne... 9 4.2.1. Snelaster på jorden... 9 4.2.2. Snelast på tag... 9 4.3. Vindlast... 11 4.3.1. Vindtryk... 12 5. Lastkombinationer... 18 5.1. Eksempel på estimeret middelværdier... 21 5.2. Kombinationer... 25 6. Last... 26 6.1. Generelt... 26 6.2. Trapezplader & hovedbjælker... 27 6.3. Gitterdragere og søjler... 28 6.4. Skive... 29 7. Koncept... 30 8. Trapezplader og hovedbjælker... 31 9. Skivevirkning... 34 10. Dragere... 37 10.1. Last til dimensionering af Gitterdragere... 37 10.2. Valg af gitterdrager... 39 10.3. Dimensionering af gitterdrager ved varierende søjlespænd... 44 11. Dimensionering af søjler... 45 11.1. Søjler... 45 11.2. Udbøjning... 47 11.3. Spændingseftervisning af søjler... 49 11.4. Stabilitet af søjler... 52 12. Fundament... 56 Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 1. Problemformulering 3

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 12.1. Eksempel for LAK10 (20 meter søjlespænd)... 58 13. Udførelse... 61 13.1. Generelt... 61 13.2. Materialer... 61 13.3. Arbejdets udførelse generelle bestemmelser... 61 13.4. Arbejdets udførelse delarbejder... 65 14. Diskussion... 70 14.1. Forbedringer... 70 15. Konklusion... 74 16. Referencer... 76 Appendiksliste Appendiks A: Arkitekttegninger Appendiks B: Geotekniske undersøgelser & fundaments beregninger Appendiks C: Staad Pro 2007 modeller Appendiks D: Naturlaster Appendiks E: Lastkombinationer og dimensionering af hovedbjælker & trapezplader Appendiks F: Uddrag af last til søjler Appendiks G: Stabiliteteftervisning Appendiks H: Spændingseftervisning Appendiks I: Prisoverslag Appendiks J: Kilder 4 1. Problemformulering DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 1. Problemformulering Følgende opgave omhandler dimensionering af en Fabrikshal. Opgaven skrives i samarbejde med DTU og laves hovedsagligt i stål. Der skal påsættes laster i overensstemmelse med EC1, herunder egen-, nytte- og naturlaster. Samtlige stålelementer skal stemme overens med krav angivet i EC3. Taget på fabrikshallen er designet som et shedtag, beklædt med trapezprofilerede plader. Der ønskes anvendt skivevirkning i disse profiler, hvilket bliver en del af elevernes opgave, eftersom der stilles særlige krav hertil. Ved vinduespartierne i taget anvendes der gitterdragerer, som også kræver særlig opmærksomhed. Derudover skal søjler og bjælker dimensioneres, mens der også skal udarbejdes forslag til samlingsdetaljer. Geotekniske undersøgelser er blevet udført. Dataet er vedlagt i appendiks B. De nødvendige tegninger til at danne sig et overblik over bygningen er blevet udleveret. Tegningerne indeholder hovedmål, men ikke dimensioner på diverse elementer. Tegningerne inkluderer en plantegning og to snit, hhv. fra gavlen og facaden, se appendiks A. Det vil blive elevernes opgave at læse og fortolke de forskellige Eurocodes, samt at anvende den teori de har lært indtil nu, for at løse ovenstående opgave. Det bliver også elevernes opgave at finde en optimal søjleafstand med henblik på et økonomisk aspekt. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 1. Problemformulering 5

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 2. Det statiske system Fabrikshallen udføres, som tidligere nævnt, i stål og belastes af egen-, nytte-, sne- og vindlaster. Der udarbejdes et system der sørger for at bygningen bliver stabil altså i stand til at optage alle kræfter. For at få et overblik af geometrien henvises der til arkitekt tegningerne i Appendiks A samt Figur 1. Bygningen er 216 meter lang og 84 meter bred, søjlerne bliver 10.9 meter høje, vinduespartierne kommer til at have en højde på 3.9 meter. Figur 1 Skitse af fabrikskonstruktion, alle mål i mm Taget består af hovedbjælker, profilerede trapezplader og gitterdragere. Lasten distribueres først fra trapezpladerne til hovedbjælkerne, yderligere fungerer trapezpladen som skive der fører vindlast til søjlerne, som så fører kræften ned i fundamentet. Gennem hovedbjælkerne føres lasten til gitterdragerne. Gitterdragerne fører lasten videre til søjlerne, der fører lasten ned i fundamentet. Søjlerne designes på baggrund af ovenstående som fast indspændte. Grunden til at der anvendes gitterdragere er at man ønsker at bringe lys ind i bygningen. Dette gøres ved at installere glaspartier. Vindlast på facaderne optages af lodrette bjælker der fører vindlasten ind i tagskiven. Tagskiven fører lasterne til de indspændte søjler, som leder lasten ned i fundamentet. Vindlast på bygningens gavle optages af de indspændte søjler. Andre statiske systemer har været på tale og vil blive gennemgået i diskussionen. 6 2. Det statiske system DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Fundamentet dimensioneres for de givne laster i kapitlet der omhandler last, og de reaktioner som skal overføres fra søjlerne. 2.1. Lastindføring Efter valget af det statiske system er blevet bestemt i kapitel 2, skal trapezplader, hovedbjælker, gitterdragere, søjler og fundamenter dimensioneres for samtlige laster. Disse vil hhv. blive delt op og dimensioneret på flg. måde: Last vinkelret på taget Her udarbejdes et Excel-ark der beregner det maksimale moment (M Ed ) virkende i den trapezprofilerede plade (skiven) og hovedbjælkerne, hvorefter dette blive testes mod deres momentbæreevne (M Rd ) for trapezpladen og hovedbjælken. Altså opstilles dette som krav: Udover en momentbæreevneeftervisning vil Excel-arket yderligere teste udbøjningsdeformationerne i trapezpladen og hovedbjælkerne og kontrollere om de overstiger de anbefalede værdier for udbøjningen i for tagkonstruktioner: Skivevirkning Hvor er spændvidden ved simpelt understøttede konstruktioner. Flg. vil blive optaget som skivevirkning, som derefter vil blive optaget af de indspændte søjler: Last på Dragere Den vandrette lastkomposant fra lastkombination (LAK) virkende på taget Punktlasterne på facaden forsaget af vindlasten Vindlast virkende på vinduespartierne De lodrette laster fra tagkonstruktionen nedføres som punktlaster på drageren i hhv. den øverste og nederste gitterbjælke. Udover punktlasterne vil der være en vindlast på gavlen der skal tages hensyn til. Egenlast fra vinduespartierne optages i drageren som en linjelast virkende på gitterbjælkerne. Samtlige stænger i gitterdrageren skal kontrolleres for spænding, mens trykstænger også kontrolleres for stabilitet. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 2. Det statiske system 7

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Last på Søjler Søjlerne skal nedføre alle lodretvirkende laster samt vindlast på konstruktionen. Der skal laves stabilitetskontrol hvor man betragter søjlerne som momentpåvirkede trykstænger, samt laves en spændingseftervisning og en kontrol af udbøjningerne. Der sammenlignes med den vejledende værdi ii : Hvor h er højden af den enkelte søjle (10.9 meter). 3. Staad Pro 2007 Alle statiske systemer modelleret i Staad Pro 2007 vedlægges som bilag i Appendiks C. Snitkræfter fundet i Staad defineres som følger, med mindre andet er angivet. Moment, stærk akse: Moment, svag akse: Torsions moment: Forskydning, stærk akse: Forskydning, svag akse: Normalkræft: M z M y M x F y F z F x Ovenstående gælder kun for snitkræfter. Reaktioner defineres efter globalt koordinatsystem, altså som følgende. Moment om z-aksen: Moment om y-aksen: Moment og x-aksen: Vertikal reaktion: Horisontal reaktion, z-retning: Horisontal reaktion, x-retning: M z M y M x F y F z F x I Teknisk Ståbi og EC betegnes den stærke akse normalt med y og den svage akse betegnes med z. Dette skal der selvfølgelig tages højde for. 8 3. Staad Pro 2007 DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 4. Last Samtlige laster er baseret på EC 1991 og nationale annekser. 4.1. Nyttelast 4.1.1. Tag Taget er kun tilgængeligt for almindelig vedligeholdelse og reparation, derfor kategoriseres taget som kategori H. q k Kasselast på taget 0.4 [kn/m 2 ] Q k Punktlast på taget 1 [kn] 4.2. Sne 4.2.1. Snelaster på jorden Der dimensioneres kun for normaltilfælde. sk Karakteristisk terrænværdi for en given placering i Danmark 0.9 [kn/m 2 ] sψ0 Kombinationsværdi 0.45 [kn/m 2 ] sψ1 Hyppig værdi 0.18 [kn/m 2 ] sψ2 Kvasipermanent værdi 0 [kn/m 2 ] Ψ0 Placerings faktor EC1-3: Tabel 4.1 0.5 [-] Ψ1 Placerings faktor EC1-3: Tabel 4.1 0.2 [-] Ψ2 Placerings faktor EC1-3: Tabel 4.1 0 [-] I Danmark dimensioneres der ikke mod exceptionelle snelaster, derfor opstilles disse ikke. 4.2.2. Snelast på tag Der skal dimensioneres for 2 tilfælde Tilfælde 1: Vedvarende/midlertidige dimensioneringstilfælde s = μicectsk Tilfælde 2: Ulykkesdimensioneringstilfælde (exceptionel snefygning) s = μisk Bygningen placeres på et fladt fritliggende område. Derfor vælges eksponeringsfaktoren til Ce Eksponeringsfaktoren Tabel 5.1 i EC1-3 0.8 [-] Eftersom bygningen ikke kommer til at have en høj termisk overførsel gennem taget, vælges den termiske faktor Ct til: Ct Termisk faktor EC1-3, 5.2(8) 1 [-] Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 4. Last 9

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Formfaktoren for bygningen bestemmes Taget kan betragtes som en række trugformede tage der sidder sammen. Derfor skal der kontrolleres for to tilfælde: Længden L varierer fra tilfælde til tilfælde. Herunder gives et eksempel med 10 meter søjlespænd. L Længde mellem hver del af tagene 10000 [mm] h Tagets højde 3900 [mm] α 2 Tagets hældning 18.43 [ ] α 2 Tagets hældning 90.00 [ ] α 54.22 [ ] Formfaktoren kan herved beregnes som anført, eller aflæses af nedenstående graf μ1 Tilfælde 1: Jævnt fordelt snelast - afhænger af vinklen α2 0.8 [-] μ2 Tilfælde 2: Omfordelt snelast - afhænger af vinklen α 2.2 [-] Ovenstående er kun gyldigt såfremt der ikke er snefangere for enden af taget. 10 4. Last DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Når søjleafstanden er 10000 mm fås følgende lastværdier: Tilfælde 1: s = μ1cectsk 0.576 [kn/m2] Tilfælde 2: s = μ2sk - snefygning 2.021 [kn/m2] Når søjleafstanden er 15000 mm fås følgende snelast (appendiks D): Tilfælde 1: Tilfælde 2: 0.576 [kn/m2] 1.975 [kn/m2] Når søjleafstanden er 20000 mm fås følgende snelast (appendiks D): Tilfælde 1: Tilfælde 2: 0.576 [kn/m2] 1.932 [kn/m2] 4.3. Vindlast Flg. Information er givet ud fra Eurocode 1 (EC1) og det Nationale Anneks (DK NA): V b,0 Grundværdien for basishastigheden iii (Afstand for frabrikshallen > 25 km fra vesterhavet/ringkøbing fjord) 24 [m/s] C dir Retningsfaktoren Anbefales af 1 [-] C season Årstidsfaktoren EC1, 4.2 1 [-] Z Referencehøjden 10.9 [m] Z 0 Ruhedslængden 0.01 [m] Z min Minimumshøjden Se EC1, 4.3.2, tabel 4.1 1 [m] Z 0,ll Minimumshøjden for terrænkategori 2 0.05 [m] Z max 200 [m] C0(z) Orografifaktoren EC1, 4.3.1 1 [-] k l Turbulensfaktoren EC1, 4.4 1 [-] Ce(z) Eksponeringsfaktoren Se i figur 4.2 for kategori 1 2.7 [-] Ρ Luftens densitet EC1, 4.5 1.25 [kg/m 3 ] Den givne information gør det muligt at beregne flg.: V b Basishastighed V b C dir C season V b,0 24 [m/s] Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 4. Last 11

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Cr(z) Ruhedsfaktoren* C r (z) k r ln z z 0 1.19 [-] V m (z) Middelvindhastigheden V m (z) C r (z) C 0 (z) V b 28.49 [m/s] I v (z) Turbulensfaktoren* I v (z) v V m k l C 0 (z) ln z z 0 0.14 [-] q p Peakhastighedstrykket q b 1 2 v b 2 ; q p z 1 7 I v z 1 2 v m 2 c e z q b 0.97 [kn/m 2 ] *Ruhedsfaktoren og turbulensfaktoren udregnes som ovenstående så længe de befinder sig i intervallet z min z z max. 4.3.1. Vindtryk Referencehøjden sættes til højden af siderne iflg. EC1, 7.2.2(1). Vindtrykket beregnes nu vha. den fundne peakhastighedstryk og formfaktoren som følgende: hvor, q p (z e ) = Peakhastighedstrykket z e = Referencehøjden for det udvendige tryk (se EC1, kapitel 7) c pe = Formfaktoren for det udvendige tryk (se EC1, kapitel 7) 4.3.2. Vind på facader og gavle Vindtrykket på facaden vil være jævnt fordelt i højdens retning på grund af konstruktionens højde/bredde forhold, hvilket fremgår på Figur 2. 12 4. Last DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Figur 2 Formen af hastighedstrykprofilet, samt valg af referencehøjde iv og zoneinddelinger for lodrette vægge v Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 4. Last 13

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Formfaktoren beskrevet i 4.3.1 aflæses i EC1, tabel 7.1 for udvendige vindtryk på lodrette vægge i bygninger med rektangulær grundplan. Herefter beregnes vindtrykket som forklaret i 4.3.1: Tabel 1 Vindtryk i forskellige zoner Vindens retning Nord Syd Øst Zone A Figur 7.5 / tabel 7.1-1.17 [kn/m 2 ] -1.17 [kn/m 2 ] -1.17 [kn/m 2 ] Zone B Figur 7.5 / tabel 7.1-0.78 [kn/m 2 ] -0.78 [kn/m 2 ] -0.78 [kn/m 2 ] Zone C Figur 7.5 / tabel 7.1-0.49 [kn/m 2 ] -0.49 [kn/m 2 ] -0.49 [kn/m 2 ] Zone D Figur 7.5 / tabel 7.1 0.68 [kn/m 2 ] 0.68 [kn/m 2 ] 0.68 [kn/m 2 ] Zone E Figur 7.5 / tabel 7.1-0.29 [kn/m 2 ] -0.29 [kn/m 2 ] -0.29 [kn/m 2 ] Hvor vindens retning er beskrevet på Figur 3 der illustrerer en skitse af grundplanen. Figur 3 Vindtryk på facader/gavle for konstruktionen, med et søjlespænd på 15 meter 14 4. Last DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 4.3.4. Vind på shedtage (sammenbyggede tage) Vindtrykket på shedtage beregnes som for pulttage, hvor der til sidst korrigeres med en koefficient, se Figur 4. Figur 4 Koefficienter for shedtage Referencehøjden skal iflg. EC1-7.2.4 sættes lig med hele højden, altså 10.9 meter, se Figur 4. Vindtrykket på pulttage vil blive opdelt i zoner som vist på Figur 5, for derefter at blive beregnet på samme måde som for vind på siderne, nemlig vha. peakhastighedstrykket og formfaktoren, som bliver angivet i EC1, Tabel 7.3a og b. Der introduceres følgende Definitioner: Nordgående vind (N): Svarende til 0 på Figur 5 Sydgående vind (S): Svarende til 180 på Figur 5 Østgående vind (Ø): Svarende til 90 på Figur 5 Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 4. Last 15

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Figur 5 Zoneinddeling for pulttage Formfaktorene og zoneinddelingerne er angivet i Tabel 2 for nordgående og sydgående vindtryk. Beregningerne er fortaget ud fra EC1. 16 4. Last DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Tabel 2 - Formfaktorer og zoneinddelinger, for vindlast i nordgående / sydgående retning Geometri/Zoner h 10919 [mm] Vinkel Ca. 15 [ ] b 86068 [mm] e 21838 [mm] C pe,10 0⁰ [sug] C pe,10 0⁰ [tryk] C pe,10 180⁰ [sug] F -0.9 0.2-2.5 G -0.8 0.2-1.3 H -0.3 0.2-0.9 Vindtrykket beregnes i Tabel 2, vha. samme udtryk som for vind på facaderne/gavlene, dog skal formfaktoren korrigeres. Dermed vil vindtrykket, alt afhængigt af hvor man befinder sig på shedtagene være forskellige fra hinanden (se Figur 4). Tabel 3 Vindtryk for vindlast i nordgående- /sydgående retning Zoner W e1 0⁰ [sug] W e2 0⁰ [tryk] W e3 180⁰ [sug] F -0.87 0.19-2.43 [kn/m 2 ] G -0.78 0.19-1.26 [kn/m 2 ] H -0.29 0.19-0.87 [kn/m 2 ] På samme måde kan vindtrykket i østgående retning findes, se Tabel 4. Tabel 4 Formfaktor og vindtryk for vindlast i østgående retning Zoner Cpe,10, 90⁰ = 270⁰ W e4, 90⁰ = 270⁰ Fup -2.4-2.33 [kn/m 2 ] Flow -1.6-1.56 [kn/m 2 ] G -1.9-1.85 [kn/m 2 ] H -0.8-0.78 [kn/m 2 ] I -0.7-0.68 [kn/m 2 ] Formfaktorer og vindlaster for 10- og 15 meters spænd mellem søjler vedlægges i appendiks D. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 4. Last 17

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 5. Lastkombinationer Bygningen har konsekvensklasse CC2 vi. Definitioner: Egenlast: E Nyttelast: N Snelast: S Vindlast V Lastkombination LAK Nordgående vind (N): Svarende til 0 Sydgående vind (S): Svarende til 180 Østgående vind (Ø): Svarende til 90 Egenlast Egenvægten estimeres til bestemmelse af lastkombinationer: Nyttelast Snelast [Tilfælde 1 = Tilfælde 2 = Tilfælde 3] Tagbeklædning: ProRock tagisolering [180 mm+120mm]: Trapezprofilerede plader: 7.84 Installationer: Egenlast total: Nyttelast dominerende Lasterne kombineres jf. sektion 6.4.3.2 i DS/EN 1990 og EN 1990 DK NA:2007. Tabel 5 Faktorer for vindtryk på taget Egenlast γ Gj,sup Tabel A1.2 (A) 1.1 Nyttelast γ Q,1 Tabel A1.2 (A) 1.5 Snelast γ Q,i ψ 0,s Tabel A1.1 & Tabel A1.2 (A) 0.9 Vindlast γ Q,i ψ 0,v Tabel A1.1 & Tabel A1.2 (A) 0.9 Tabel 6 Faktorer for vindsug på taget Egenlast γ Gj,sup Tabel A1.2 (A) 1.1 Nyttelast γ Q,1 Tabel A1.2 (A) 1.5 Snelast γ Q,i ψ 0,s Tabel A1.1 & Tabel A1.2 (A) 0.9 Vindlast γ Q,i ψ 0,v Tabel A1.1 & Tabel A1.2 (A) 0 18 5. Lastkombinationer DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Snelast dominerende Lasterne kombineres jf. sektion 6.4.3.2 i DS/EN 1990. Tabel 7 Faktorer for vindtryk på taget Egenlast γ Gj,sup Tabel A1.2 (A) 1.1 Nyttelast γ Q,i ψ 0,N Tabel A1.1, Kategori E & Tabel A1.2 (A) 1.2 Snelast γ Q,1 Tabel A1.2 (A) 1.5 Vindlast γ Q,i ψ 0,V Tabel A1.1 & Tabel A1.2 (A) 0.45 Tabel 8 Faktorer for vindsug på taget Egenlast γ Gj,sup Tabel A1.2 (A) 1.1 Nyttelast γ Q,i ψ 0,N Tabel A1.1, Kategori E & Tabel A1.2 (A) 1.2 Snelast γ Q,1 Tabel A1.2 (A) 1.5 Vindlast γ Q,i ψ 0,V Tabel A1.1 & Tabel A1.2 (A) 0 Vindlast dominerende Lasterne kombineres jf. sektion 6.4.3.2 i DS/EN 1990, dog med snelasten sat til 0 når denne virker til gunst i forhold til den dominerende variable last vindlasten. Tabel 9 Faktorer for vindtryk på taget Egenlast γ Gj,sup Tabel A1.2 (A) Egenlast til gunst 1.1 Nyttelast γ Q,i ψ 0,N Tabel A1.1, Kategori E & Tabel A1.2 (A) 1.2 Snelast γ Q,i ψ 0,s Tabel A1.1 & Tabel A1.2 (A) 0.45 Vindlast γ Q,1 Tryk på taget 1.5 Tabel 10 Faktorer for vindsug på taget Egenlast γ Gj,inf Tabel A1.2 (A) Egenlast til gunst 0.9 Nyttelast γ Q,i ψ 0,N Tabel A1.1, Katagori E & Tabel A1.2 (A) 0 Snelast γ Q,i ψ 0,s Tabel A1.1 & Tabel A1.2 (A) 0 Vindlast γ Q,1 Sug på taget 1.5 Nyttelast Nyttelast bestemt ifølge DS/EN 1991-1-1. Tabel 11 - Nyttelast Karakteristisk fladelast q k Tabel 6.2 Karakteristisk punktlast Q k Tabel 6.2 Snelast Snelast bestemt i kapitel 4.2. Regningsmæssig snelast på tag S d Lodret virkende 0.576 Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 5. Lastkombinationer 19

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Vindlast Der skal dimensioneres for Nord-, Syd- og Østgående vind. Der dimensioneres ikke for Vestgående vind, da betonbygningen, med beliggenhed på hallens østside, vil optage denne, se Figur 3. Vindlast bestemt i kapitel 4.3 og figur referencer refererer til Eurocode DS/EN 1991-1-4:2005. Tabel 12 Vindlast efter zoner for 15 meters søjlespænd. For andre søjlespænd, se appendiks D. Vindens retning Nord 1 Nord 2 Syd Øst Zone A Figur 7.5-1.17 [kn/m 2 ] -1.17 [kn/m 2 ] -1.17 [kn/m 2 ] -1.17 [kn/m 2 ] Zone B Figur 7.5-0.78 [kn/m 2 ] -0.78 [kn/m 2 ] -0.78 [kn/m 2 ] -0.78 [kn/m 2 ] Zone C Figur 7.5-0.49 [kn/m 2 ] -0.49 [kn/m 2 ] -0.49 [kn/m 2 ] -0.49 [kn/m 2 ] Zone D Figur 7.5 0.68 [kn/m 2 ] 0.68 [kn/m 2 ] 0.68 [kn/m 2 ] 0.68 [kn/m 2 ] Zone E Figur 7.5-0.29 [kn/m 2 ] -0.29 [kn/m 2 ] -0.29 [kn/m 2 ] -0.29 [kn/m 2 ] Zone F Figur 7.7 0.19 [kn/m 2 ] -0.87 [kn/m 2 ] -2.43 [kn/m 2 ] - [-] Zone F up Figur 7.7 - [-] - [-] - [-] -2.33 [kn/m 2 ] Zone F low Figur 7.7 - [-] - [-] - [-] -1.56 [kn/m 2 ] Zone G Figur 7.7 0.19 [kn/m 2 ] -0.78 [kn/m 2 ] -1.26 [kn/m 2 ] -1.85 [kn/m 2 ] Zone H Figur 7.7 0.19 [kn/m 2 ] -0.29 [kn/m 2 ] -0.87 [kn/m 2 ] -0.78 [kn/m 2 ] Zone I Figur 7.7 - [-] - [-] - [-] -0.68 [kn/m 2 ] Afhængig af fag skal der multipliceres med en faktor der angivers på figur 7.10 mht. vind på tag og vinduesparti. Ud fra Tabel 12 estimeres et vægtet middelværdi af vindlasten på taget som bruges til videre beregninger, se Tabel 13. Tabel 13 Estimerede middelværdier for vindlast på taget og lodrette flader Tilfælde 10 meter 15 meter 20 meter Kasselast [V s ] -0.811-0.844-0.446 [kn/m 2 ] Kasselast [V N1 ] 0.351 0.171 0.057 [kn/m 2 ] Kasselast [V N2 ] -0.293-0.317-0.242 [kn/m 2 ] Kasselast [V ø ] -0.740-0.710-0.641 [kn/m 2 ] Sug på facade [q 1 ] -0.514-0.514-0.514 [kn/m 2 ] Sug på gavl [q 2 ] -0.551-0.551-0.551 [kn/m 2 ] Forneden opstilles en gennemgang af vindlast på lodrette flader, i øst- /nord- /sydgående retning, med henblik på last på taget. Der tages udgangspunkt konstruktionen med et søjlespænd på 15 meter. 20 5. Lastkombinationer DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 5.1. Eksempel på estimeret middelværdier Vind på lodrette flader Der opstilles følgende model til Figur 6 - Zoneinddeling ved estimering af middelværdier for vindlast på lodrette flader Hvor de to opstalter har samme værdier, som vist i Tabel 12 til: A = -1.17 kn/m 2 B = -0.78 kn/m 2 C = -0.49 kn/m 2 e = 14 m L 1 = 216 m L 2 = 84 m Der kan ud fra Figur 6 opstilles et estimat for en middelværdi af vindsuget som bruges til videre beregninger. Vindsuget på facaden: Vindsuget på facaden: Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 5. Lastkombinationer 21

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Vind i østgående retning Figur 7 Zoneinddeling ved estimering af middelværdier for vindlast på tag med vind i Øst- / Vestgående retning, se Tabel 12 Hvor, L B = 84 m = 15.499 m e = 15.499 m F low = -2.33 kn/m 2 F up = -1.56 kn/m 2 G = -1.85 kn/m 2 H = -0.78 kn/m 2 I = -0.68 kn/m 2 Generel udledt formel for estimering af middelværdier for vindlast på tag med vind i østgående retning: Dimensionsgivende vindlast når der regnes med østgående vind som sug på gavlen: 22 5. Lastkombinationer DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Vind i syd- /nordgående retning Figur 8 Zoneinddeling ved estimering af middelværdi for vindlast på tag med vind i syd- / nordgående retning, se Tabel 12 For Nordgående 1 vind For Nordgående 2 vind For sydgående vind L = 15.499 m =15.499 m = 15.499 m B = 84 m = 84 m = 84 m e = 21.8 m = 21.8 m = 21.8 m F = 0.19 kn/m 2 =-0.87 kn/m 2 =-2.43 kn/m 2 G = 0.19 kn/m 2 = -0.78 kn/m 2 = -1.26 kn/m 2 H = 0.19 kn/m 2 = -0.29 kn/m 2 = -0.87 kn/m 2 Generel udledt formel for estimering af middelværdi for vindlast på tag med vind i syd- /nordgående retning: Dimensionsgivende vindlast når der regnes med nordgående vind som trykker på facaden: Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 5. Lastkombinationer 23

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Dimensionsgivende vindlast når der regnes med nordgående vind som sug på facaden: Dimensionsgivende vindlast når der regnes med sydgående vind som sug på facaden: Det bemærkes at der skal multipliceres med en faktor angivet på Figur 4 mht. vind på tag og vinduespartier på andre fag end den yderste. For laster på konstruktionen med et søjlespænd på hhv. 10- og 20 meters spænd, se appendiks D. Der er benyttet samme fremgangsmåde som ovenstående. 24 5. Lastkombinationer DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 5.2. Kombinationer LAK 1 Dominerende nyttelast, sydgående vind (suget på taget negligeres): LAK 2 Dominerende nyttelast, nordgående vind (tryk på taget): LAK 3 Dominerende nyttelast, nordgående vind (suget på taget negligeres): LAK 4 Dominerende nyttelast, østgående vind (suget på taget negligeres): LAK 5 - Dominerende snelast, sydgående vind (suget på taget negligeres): LAK 6 - Dominerende snelast, nordgående vind (tryk på taget): LAK 7 - Dominerende snelast, nordgående vind (suget på taget negligeres): LAK 8 - Dominerende snelast, østgående vind (suget på taget negligeres): LAK 9 - Dominerende vindlast, sydgående vind LAK 10 - Dominerende vindlast, nordgående vind (tryk på taget) LAK 11 - Dominerende vindlast, nordgående vind (sug på taget) LAK 12 - Dominerende vindlast, østgående vind (sug på taget) LAK 13 Dominerende egenvægt til beregning af sætninger Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 5. Lastkombinationer 25

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 6. Last Til dimensionering af bygningens elementer, er der udarbejdet et regneark der projicerer de forskellige laster på konstruktionens elementer. Regnearket er udarbejdet således at der kan ændres på lastkombinationerne i henhold til tidligere nævnte lastkombinationer. I nedenstående er der taget udgangspunkt i LAK 10 ved 15 meter søjlespænd. 6.1. Generelt Eksempel gennemgås for LAK 10 med søjlespænd på 15 meter. Kombination: Samlet egenlast: Nyttelast: Snelast: Vindlast: 26 6. Last DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 6.2. Trapezplader & hovedbjælker Last til trapezplader og hovedbjælker dimensioneres og bestemmes herunder. Jf. Figur 9.: Figur 9 Illustration af laster, virkende på tagkonstruktionen ved 20 meter søjlespænd Til understøttelse af trapezpladerne indlægges hovedbjælker pr. 3.5 meter. Dette svarer til 7 hovedbjælker pr. gitterdrager. For trapezpladen betyder dette at de skal dimensioneres for. Da der kigges på 1 meter af pladen: Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 6. Last 27

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Hovedbjælkerne dimensioneres for ovenstående kasselast med 3.5 meter last opland og deres egenvægt. Dette giver: 6.3. Gitterdragere og søjler Laster til søjler og gitterdragere deles op i en vandret og en lodret del der baseres på laster angivet i begyndelsen af dette kapitel. Den lodrette kasselast bestemmes først. Lasterne projiceres på vandret plan ud fra Figur 9: Den vandrette last bestemmes på baggrund af vindlasten. Der projiceres på lodret plan ud fra Figur 9. Herved fås: Vindlasten på facade og gavl aflæses fra tidligere kapitel der omhandler vindlaster på bygningen til, Vind på facade: 0.680 Vind på gavl: -0.514 Last fra vinduespartier estimeres ud fra glassets egenvægt: Densitet 2700 kg/m 3, består antageligt af 3x15mm glas. Højden af et vinduesparti anslås til fulde 3.9 meter, da der ikke tages højde for egenvægten af materialet anvendt til montering. Herved fås en egenvægt på: 1 Halvdelen af lasten optages af øverste gitterbjælke, mens den resterende del optages af nederste gitterbjælke. På facaden placeres der lodrette bjælker pr. 3.5 meter, til understøtning af trapezplader på facaden. Bjælkerne antages understøttet af skiven og fundamenter. Reaktioner for bjælker beregnes til: Denne last dimensioneres bygningens indspændte søjler også for: 1 Der er regnet med 0.474 kn/m 2 ved bestemmelse af lastkombinationer da der ikke er blevet multipliceret med tyngdeaccelerationen. Fejlen er ikke blevet rettet da den blev opdaget to dage før afleveringsfristen. 28 6. Last DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Såfremt denne last virker til ugunst for gitterdrageren tages den med i lasten som drageren dimensioneres for. I dette tilfælde giver den anledning til en lodret punktlast. Punktlasten beregnes til: Vindlasten på vinduespartier beregnes i henhold til fundene værdier i kapitlet der omhandler vindlast. Kraften projiceres i hhv. gitterdrager og skive som anvist herunder. Lasten tages kun i betragtning hvis den virker til ugunst for konstruktionen. Laster som overføres fra hovedbjælker til gitterdrageren bestemmes herunder. Lasterne er baseret på tidligere fundne kasselaster og elementers egenvægt. De endelige laster som gitterdrageren dimensioneres for opstilles: 6.4. Skive Skiven dimensioneres, som førnævnt, for kræfter på facaden og vinduespartier. Det antages at alle kræfter fra facaden indføres i skiven. Herunder udregnes kræfterne for LAK10 med 15 meter søjlespænd. Kraften, fra tidligere, projiceres ind i skiven, herved fås punktlasten: Lasten fra vinduespartierne projiceres ligeledes: Hvor q 1 er linjelasten på det første vinduesparti og q 2 er linjelasten fra det 2. vinduesparti, jf. Figur 4. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 6. Last 29

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 7. Koncept I koncept fasen skal bygningens statiske system fastlægges på baggrund af overslags beregninger med henblik på at finde den mest økonomiske løsning. Generelt for stål anvendes egenskaber angivet i Tabel 14. Forudsættes andet vil det blive fremhævet i de specifikke tilfælde. Tabel 14 Generelle data for stål f y Karakteristisk flydestyrke 355.0 [MPa] E Elasticitetsmodul for stål 210000.0 [MPa] ρ Ståldensitet 7850.0 [kg/m 3 ] Til mængdeberegninger anvendes data, givet i Tabel 15. Tabel 15 Generel data til mængdeberegning Tilfælde 1 Lsøjle Indbyrdes søjleafstand 10 [m] Ltag Tagets længde 10.73 [m] Antal shet Antal pulte på bygningen 2 (21.6) 22 [stk] Areal pr. shed Areal af tag for en pult med bredde på 84m 901.6 [m 2 ] Tilfælde 2 Lsøjle Indbyrdes søjleafstand 15 [m] Ltag Tagets længde 15.50 [m] Antal shed Antal pulte på bygningen (14.4) 15 [stk] Areal pr. shed Areal af tag for en pult med bredde på 84m 1301.9 [m 2 ] Tilfælde 3 Lsøjle Indbyrdes søjleafstand 20 [m] Ltag Tagets længde 20.38 [m 2 ] Antal shed Antal pulte på bygningen (10.8) 11 [stk] Areal pr. shed Areal af tag for en pult med bredde på 84m 1711.6 [m 2 ] I samarbejde med Jesper Gath og Henning Agerskov er prisen på stål anslået til: Pris: 20.000 kr/ton Til andre prisoverslag anvendes V&S prisbøgernes online version vii. 2 Bestemmes på basis af søjleafstand og bygnings bredde 30 7. Koncept DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 8. Trapezplader og hovedbjælker Groft kan taget opstilles som illustreret i Figur 10. Figur 10 Illustration af tagkonstruktionens opbygning Dimensionering af trapezpladen, som nævnt i kapitel 2. Det Statiske System, dimensioneres med last vinkelret på skiverne og hovedbjælkerne. Ved dimensionering af trapezplader udføres en analyse af mometbæreevnen, hvor man tager egenlast, nyttelast og naturlaster i betragtning, vha. lastkombinationer vedlagt i appendiks E. Den vinkelrette del af lastkombinationen kan ses på Figur 11. Figur 11 Geometri af det statiske system Det maksimale moment i trapezpladen og hovedbjælkerne findes vha. almindelig ligevægtslære, hvorefter der vælges et profil til både trapezplade og hovedbjælke som har tilsvarende eller større bøjningsbæreevne, altså: Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 8. Trapezplader og hovedbj 31

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Hvor, M Ed : Dimensionsgivende moment M Rd,d : Bøjningsbæreevne for et profil, se Tabel 16 P 1 : Dimensionsgivende lastkombination P 2 : Dimensionsgivende lastkombination, inkl. egenlast af hovedbjælker L 1,eff : L 2,eff : Spænd mellem hovedbjælker, afhængig af antal hovedbjælker, Hovedbjælkens længde Yderligere vil udbøjningen for de forskellige tilfælde blive opstillet og testet mod den vejledende værdi angivet i kapitel 2.1. Lastindføring for bjælker. Udbøjningen af konstruktionselementer afhænger normalt af hvilke understøtningsforhold og belastningstype der er tale om, i dette tilfælde vil udbøjningen være givet som flg.: Hvor, P: Den virkende Last L: Knæklængden varierer med antallet af hovedbjælker for skiverne I: Inertimomentet af profilet om den udnyttede akse Trapezpladen er valgt til EM-100R/825 fra Muncholms katalog viii, profil nr. 3 og data er derfor givet som: Bøjningsmoment: 30140 mm 3 /m Trykareal: 1308.4 mm 2 /m Egenvægt: 0.114 kn/m 2 f y : 355 MPa I tryk, overflange : 1805835 mm 4 /m Tabel 16 viser et udklip af appendiks E, over den dimensionsgivende trapezplade, afhængig af hvor mange hovedbjælker der bliver brugt (Gitterlængde, 21 m). Nedenstående eksempel er ved belastning fra LAK 10. 32 8. Trapezplader og hovedbjælker DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Tabel 16 Maksimale momenter/udbøjninger ift. dimensionsgivende momenter og vejledende udbøjninger Der regnes pr. 21 meter (altså for en gitterdragers længde). Der er altid minimum 2 hovedbjælker (en i hver ende). L 21 [m] 20 10 meter 15 meter meter Antal hovedbjælker 7 7 7 [stk] L effektiv 3.500 3.500 3.500 [m] Trapezplade M Ed,trapez 3.404 3.105 2.887 [knm/m] Udnyttelse 38.177 34.828 32.381 [%] OK OK OK δ = 5 q L 4 / E I 384 14 13 12 [mm] Vejledende L/200 18 18 18 [mm] OK OK OK Hovedbjælke M Ed,hoved_bjælker 116.808 229.421 381.336 [knm] Udnyttelse 81.580 76.030 75.736 [%] OK OK OK δ = 5 q L 4 / E I 384 0,1 0.2 0.3 [mm] Vejledende L/200 54 78 102 [mm] OK OK OK Ud fra beregninger af et antal profiler i Tabel 16 er flg. trapezplader og hovedbjælker blevet eftervist tilstrækkelige iht. bæreevneeftervisning og udbøjninger: 10 meter søjlespænd: IPE270 15 meter søjlespænd: IPE360 20 meter søjlespænd: IPE450 Et samlet prisoverslag for de tre tilfælde vil blive udarbejdet sidst i rapporten. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 8. Trapezplader og hovedbj 33

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 9. Skivevirkning Der taget udgangspunkt i søjler med 20 meters spænd, påvirket af LAK 10. Laster der føres igennem den trapezprofilerede plade (skiven) i taget skal overholde kriterier angivet i EC3 og af Pladeproducenten (Muncholm); Krav til forskydning i kroppen og stabilitet. Krav angivet i EC3 ix opstilles: Efter adskillelige test mht. momentbæreevneeftervisning og deformationer, se kapitel 8, vælges en skive der overholder krav til disse hvorefter der kontrolleres med henblik på ovenstående krav til skivevirkning. Skiven blev i kapitel 8 valgt til EM-100R/825 med følgende relevante data angivet af Muncholm x : Stabilitetskrav: Forskydningskrav: Tykkelse Skiverne antages at spænde fra søjle til søjle, altså vil en skive have en spændevidde i facadens retning på 21 meter. To skiver vil blive testet med henblik på skivevirkning. Første skive (skive 1) har en vindlast på facaden der overføres som punktlaster hver 3.5 meter og last på vinduespartiet, se Figur 12. Anden skive (skive 2) vil have vindlast fra vinduespartiet på begge sider, se Figur 12. Lasterne der påvirker skiverne er fundet i appendiks E til følgende: Skive 1 Skive 2 P 1 = 19.823 kn q 1 = 0.170 kn/m q 1 = 0.170 kn/m q 2 = 0.136 kn/m Hvor, P 1 er punktlaster fra vindlasten på facaden projiceret i skivens plan. Denne overføres gennem bjælker hver 3.5 meter der er samlet til gitterbjælken som så viderefører kræfterne videre til trapezpladen, se samlingsdetalje 05 i rapporten, samlingsdetaljer. q 1 og q 2 er linjelaster stammende fra vindlasten på vinduespartiet, hvor den her antages at blive mindre og mindre, som angivet på Figur 4. 34 9. Skivevirkning DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Figur 12 Statisk model af de to yderste trapezprofilerede plader fra syd Reaktionerne i skive1 og skive 2 findes ved hjælp af ligevægtsbetingelserne på det statiske system, opstillet i Figur 12. For skive 1: Momentet i charniet: Lodret projektion: For skive 2: Momentet i charniet: Lodret projektion: Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 9. Skivevirkning 35

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Hvor, : Yderste reaktion, der symboliserer den yderste søjle i skiverne, se Figur 12 : Inderste reaktion, der symboliserer søjlen belastet af to skiver, se Figur 12 Lænden mellem to søjler, se Figur 12 Summen af de to linjelaster, q 1 +q 2 Det ses at reaktionerne (søjlerne) har størst påvirkning fra kræfterne i skive 1, derfor vil denne være dimensionsgivende i forhold til skivevirkning. Forskydningen i skiven og forskydningspændingen beregnes herefter for at kontrollere ovenstående krav til skivevirkning. Forskydning i skiven: Forskydningsspæning i skiven: Yderligere skal man, som tidligere nævnt, kontrollere krav til stabiliteten så der undgås foldning i skiven. Dette gøres ved at finde det maksimale moment i pladen, og kontrollere det imod Muncholms angivende værdi for den specifikke skive. Momentet i pladen beregnes igen ud fra ligevægtsbetingelserne. Skive 1: Skive 2 Ud fra ovenstående ses det at momentet i skive 1 er dimensionsgivende. Ovenstående krav iht. EC3 og Muncholm kan nu kontrolleres. Forskydningskrav, t till, angivet af Muncholm: Stabilitetskrav, M cr, angivet af Muncholm: 36 9. Skivevirkning DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Krav angivet i EC3 Samtlige lastkombinationer og søljespænd er blevet testet i appendiks E og overholder kravene, det konkluderes derfor at der ikke vil være noget problem med henblik på skivevirkning. 10. Dragere 10.1. Last til dimensionering af Gitterdragere Gitterdragerene påvirkes af lasterne angivet herunder: 1. Gitterdragerens egenlast 2. Hovedbjælkers og tagkonstruktionens egenlast 3. Hovedbjælkers og tagkonstruktionens nyttelast 4. Snelast 5. Vinduepartiets egenlast 6. Vindlast på taget 7. Vind sug/tryk på bygningens gavl 1. Gitterdragerens egenlast Egenlasten tilføjes som Selfweight Y -x i STAAD modellen, hvor x symboliserer lastkombinationens repræsentative lastfaktor (se kapitel 4. Last ). Egenvægten afhænger af hvor stort søjlespændet er, derfor er egenlasten variabel i Staad modellen. Egenvægten beregnes på dette baggrund ikke i rapporten. Ståls densitet anvendes i STAAD som 76.8195 kn/m 3. 2., 3., 4. & 6. Hovedbjælkers og tagkonstruktionens egenlast, nyttelast, vindlast og snelast på tag På baggrund af de valgte hovedbjælker, den valgte trapezplade med isolering, beklædning, snelasten og vindlasten, beregnes den punktlast der afsættes i gitterdrageren pr. hovedbjælke. Her skal den repræsentative LAK virke lodret på gitterdrageren, derfor skal vindlasten projiceres, hvor den vandrette komposant vil løbe gennem skiven. I kapitel 6.3. Gitterdragere og søjler ses et eksempel på beregning af anvendte punkt- /linjelaster for LAK 10, da denne vil være en af de dimensionsgivende. Der resterende lastkombinationer bestemt i appendiks E. 5. Vinduepartiets egenlast Vinduepartiernes egenlast estimeres til 0.474 kn/m, som vist i kapitel 6.3. Gitterdragere og søjler. Det antages at halvdelen af lasten optages af den øverste gitterbjælke, mens den resterende del optages af den nederste gitterbjælke. Denne last sættes altså på som to linjelaster i STAAD. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 10. Dragere 37

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 7. Vind sug/tryk på bygningens gavl Der opstilles et vægtet middelværdi for suget på gavlen, som angivet i kapitel 5. Lastkombinationer til -0.514 kn/m 2. På baggrund af denne værdi opstilles en model hvor reaktionerne i gitterbjælkerne kan bestemmes. Figur 13 illustrerer analysen. Figur 13 Vindlast på søjle Vindlasten findes som eksempel for LAK 10 på søjlen: Reaktioner der føres ind i drageren til videre beregning R top = 3.773 kn R mid = -57.438 kn Der laves lignende udregninger for de resterende lastkombinationer. Samtlige resultater vedlægges i appendiks C. 38 10. Dragere DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 10.2. Valg af gitterdrager For at finde den billigste løsning er der lavet tre modeller af forskellige typer gitterdragerer. Model 1 - Standard Model 2 - Trykdrager Model 3 Vierendeel Som udgangspunkt vil der blive lavet en model for hvert tilfælde. Løsningen der viser sig at være mest økonomisk vil blive testet i forhold til søjleafstande på hhv. 10 meter, 15 meter og 20 meter. Der regnes generelt med en søjleafstand på 10 meter ved første overslag. Samtlige tryk elementer bliver tjekket for instabilitet. Alt data opstiles på følgende måde: Elements navn Profil Areal Udnyttelse Eksempel: Truss IPExxx xxx mm 2 (xx.x %) Konservartivt estimeres samtlige knæklængder til 1.0 x L. Model 1 På Figur 14 illustreres gitterdrageren. De tværgående stænger er træk- trykstænger og kan derfor ikke optage moment. De resterende elementer regnes som momentpåvirkede trykstænger. Gitterdrageren belastes som vist i appendiks C. Figur 14 - Model 2 (Trykdrager) På baggrund af et regneark, udarbejdet til bestemmelse af søjlers stabilitet under momentpåvirkning, er der blevet fundet to profiler som anvendes i denne gitterdrager. Herunder eftervises bæreevnen for gitterbjælken det opfattes som en momentpåvirket trykstang. Der anvendes et HE220A profil. Profilet påvirkes af følgende kræfter: N Ed Punktlast (normalkræft) 304 [kn] M Ed,y,start Moment ved profilets ene ende (maks.) 69 [knm] M Ed,y,slut Moment ved profilets anden ende (min.) -62 [knm] Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 10. Dragere 39

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Profildata: A Profilets areal 6430 [mm 2 ] I y Inertimoment om stærk akse 54100000 [mm 4 ] I z Inertimoment om svag akse 19500000 [mm 4 ] W pl,y Modstandsmoment om stærk akse 568000 [mm 3 ] L Trykstangens længde 7000 [mm] L s Knæklængde, konservativt estimeret til L 7000 [mm] h / b Højde bredde forholdet for profilet bestemmes [210 / 220] 0.95 [-] t max Profilets maksimale tykkelse (flangen) 11 [mm] Profilet kontrolleres først for udknækning om den stærke akse og derefter for udknækning om den svage akse. Udknækning om stærk akse Imperfektionsfaktoren bestemmes ud fra søjlekurve b. Den kritiske søjlekraft bestemmes herefter: Herefter kan det relative slankhedsforhold bestemmes: Søjlereduktionsfaktoren kan endeligt bestemmes som: Hvor Den regningsmæssige bæreevne beregnes hermed for udknækning om y-aksen: 40 10. Dragere DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Udknækning om svag akse Der anvendes præcis samme fremgangsmåde, blot med værdier for profilets z-akse. Den kritiske søjlekraft bestemmes herefter: Herefter kan det relative slankhedsforhold bestemmes: Søjlereduktionsfaktoren bestemmes: Den regningsmæssige bæreevne beregnes hermed for udknækning om z-aksen: Stangen bliver momentpåvirket om sin stærke akse. Stangen dimensioneres mod dette. Profilet er tværsnitsklasse 2. Momentet som stangen påvirkes af varierer lineært over stangen. Momentpåvirkning om stærk akse Plastisk bestemmelse af regningsmæssig momentbæreevne: Profilet fastholdes mod kipning (LTB), derfor sættes χ LT = 1. Reduktionsfaktoren ψ bestemmes som: Af momentdiagram 1 bestemmes C my : Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 10. Dragere 41

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Eftersom profilet har TVK2 og er et I-profil bestemmes reduktionsfaktoren som: Profilets samlede bæreevne kan nu bestemmes. Bæreevne om profilets y-akse: Bæreevne om profilets z-akse: Profilet udnyttes altså maksimalt med 74 % og er derfor anvendeligt. Generelt er stabilitetskontrollen for trykstænger udført som ovenfor. Profilerne der indgår I gitterdrageren angives herunder. Element Profil Areal Udnyttelse Gitterbjælker HEA220 6430 mm 2 74% (stabilitet) Truss RHS14014008 4160 mm 2 75% (stabilitet) Mængdeberegning Samlet længde af Gitterbjælker: Samlet længde af Truss: 42 10. Dragere DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Model 2 Element Profil Areal Udnyttelse Gitterbjælker HEA140 3140 mm 2 87% (stabilitet) Truss_skrå RHS909005 1670 mm 2 71% (spænding) Truss_lige RHS12012005 2270 mm 2 93% (stabilitet) Figur 15 - Model 1 (Standard) Mængdeberegning Samlet længde af Gitterbjælker: Samlet længde af truss_skrå: Samlet længde af truss_lodret: Model 3 Element Profil Areal Udnyttelse Alle elementer HEA300 11200 mm 2 73% (udbøjning) Figur 16 Model 3 (Vierendeel) Mængdeberegning Samlet længde af vandrette elementer: Samlet længde af lodrette elementer: Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 10. Dragere 43

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 10.3. Dimensionering af gitterdrager ved varierende søjlespænd På baggrund af kapitel 10.2. Valg af gitterdrager vælges Model 2 til videre dimensionering. Drageren er allerede dimensioneret med et søjlespænd på 10 meter. Herunder angives resultaterne for søjlespænd på 15 og 20 meter. Stabilitets og spændings eftervisninger er vedlagt i appendiks G & H. Udbøjninger er vedlagt i appendiks C. Mængdeberegninger udføres til sidst i rapporten. 15 meter søjlespænd De anvendte profiler er: Element Profil Areal Udnyttelse Gitterbjælker HEA160 3880 mm 2 81% (stabilitet) Truss_lige RHS12012005 2270 mm 2 96% (stabilitet) Truss_skrå RHS10010006 2220 mm 2 93% (spænding) 20 meter søjlespænd De anvendte profiler er: Element Profil Areal Udnyttelse Gitterbjælker HEA180 4530 mm 2 79% (stabilitet) Truss_lige RHS12012008 3520 mm 2 83% (stabilitet) Truss_skrå RHS10010008 2880 mm 2 94% (spænding) 44 10. Dragere DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 11. Dimensionering af søjler 11.1. Søjler Til eftervisning af søjlerne vil flg. blive foretaget: Udbøjning af søjlen Spændingseftervisning Stabilitetskontrol Før ovenstående eftervisning, opstilles statiske modeller for søjlerne, belastet i hver retning, dette fremgår af Figur 17a og Figur 17b. Statisk model for x-y aksen: Statisk model for x-z aksen: Figur 17 statiske modeller af hhv. påvirkningen fra gitterdrageren og skivevirkningen Hvor, P 1, P 2,P 5, P 6 : De lodrette reaktioner fra trykdrageren P 3, P 4,P 7, P 8 : De vandrette reaktioner fra trykdrageren P lodret, P vandret : Projicerede kræfter fra skivevirkningen Der vil i dette kapitel blive taget udgangspunkt i et søjlespænd på 10 meter i gavlens retning, mens konstruktionen med hhv. 15 og 20 meters søjlespænd vedlægges i appendiks E. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 11. Dimensionering af søjler 45

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 De vandrette laster for hhv. skivevirkning og trykdrageren er som vist i Tabel 17. Kræfterne er her taget fra appendiks F, for at simplificere alt outputtet. Data er bestemt i Staad Pro 2007 (Staad). Tabel 17 Kræfter fra skivevirkning og gitterdrager, for belastning på hhv. 15- og 20 meter, se appendiks F 10 meter Skivevirkning R mid [kn] R side [kn] Resultant 44,5 22,3 Skive 1 (a) Lodret 16,2 8,1 LAK 2 Vandret 41,5 20,7 Resultant 12,5 6,2 Skive 2 (b) Lodret 4,5 2,3 Vandret 11,6 5,8 Resultant 74,2 37,1 Skive 1 (a) Lodret 27,0 13,5 LAK 10 Vandret 69,1 34,6 Resultant 20,8 10,4 Skive 2 (b) Lodret 7,6 3,8 Vandret 19,4 9,7 Gitterdrager LAK 2 Lodret P1 252,074 [kn] P5 681,797 [kn] P2 28,442 [kn] P6 60,87 [kn] Vandret P3 2,126 [kn] P7 2,126 [kn] P4 2,168 [kn] P8 2,168 [kn] LAK 10 Lodret P1 254,302 [kn] P5 689,471 [kn] P2 28,63 [kn] P6 60,87 [kn] Vandret P3 3,5426 [kn] P7 3,5426 [kn] P4 3,6128 [kn] P8 3,6128 [kn] Normalkræftpåvirkning Yderste søjle Max belastede LAK2 1 260,2 698,0 [kn] 2 30,7 65,4 [kn] LAK10 1 267,8 716,4 [kn] 2 32,4 80,3 [kn] 46 11. Dimensionering af søjler DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 11.2. Udbøjning Vandrette udbøjninger vil blive sammenlignet med de maksimalt tilladelige udbøjninger svarende til: Hvor h er højden af en søjlen. Udbøjninger findes i Staad, hvor den kritiske søjle med 10 meter spænd (LAK10) kontrolleres i nedenstående gennemgang, efter Stålkonstruktioner efter DS/EN1993 xi. Initialudbøjningen findes både med og uden geometriske og mekaniske unøjagtigheder, for at sammenligne den endelige udbøjning med Staads model. Initialudbøjningen bliver bestemt som: Uden geometriske og mekaniske unøjagtigheder unøjagtigheder Med geometriske og mekaniske Hvor, M 0 : Momentet stammende fra den tværgående last : Knæklængden af søjlen E: Elasticitetsmodulet, I: Inertimomentet af søjleprofilet : Imperfektionsfaktor : Relativ slankhedsfaktor, W: Modstandmoment A: Areal Herefter kan den samlede udbøjning beregnes: Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 11. Dimensionering af søjler 47

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 11.2.1. Gennemgang af kritiske søjle med 10 meter spænd, lastkombination 10, CHS850x20.5 Relevant tværsnitsdata bestemmes ved hjælp af Teknisk Ståbi xii : Areal: Inertimoment: Modtandsmoment: Momentbidrag: Normalkræft: Knæklængden: Det antages at normalkræfterne er summerede, inkl. sin egenvægt (se Figur 18). Dette er en konservativ antagelse. Det bemærkes at knæklængden ikke er præcis 1.9, derfor vil der være en menneskelig aflæsningsfejl som gør at udbøjningen vil variere lidt fra den sande værdi fra Staad, angivet i appendiks C. Søjlen er valgt til et rørprofil, hvilket vil iflg. Figur 5.12: Søjletilfælde efter DS/EN 1993 give en søjlekurve a. Dette medfører en imperfektionsfaktor, α, på 0.21 iflg. Tabel 5.1: Imperfektionsfaktorer. Eulerlasten beregnes, der er den kritiske normalkraft før den idealiserede knækker ud i en retning: Det relative slankhedsforhold kan ligeledes bestemmes: Initialudbøjningen bestemmes, Uden imperfektioner Med imperfektioner Udbøjningen bestemmes herefter som en middelværdi af ovenstående: Det bemærkes at udbøjningen bliver en millimeter større, og dermed ikke overholder den vejledende værdi for vandrette flytninger af søjler. Dette ses der bort fra da man som førnævnt opererer med en menneskelig aflæsningsfejl i Teknisk Ståbi. 48 11. Dimensionering af søjler DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] De dimensionsgivende udbøjninger for hhv. 10-, 15- og 20 meters søjlespænd er bestemt i Staad til følgende: 10 meter søjlespænd, CHS850x20.5mm, u = 36 mm 15 meter søjlespænd, CHS800x21.5mm, u = 36 mm 20 meter søjlespænd, CHS800x19.5mm, u = 36 mm Ovenstående profiler overholder altså lige nøjagtigt de vejledende værdier for maksimale vandrette udbøjninger. Der er blevet kontrolleret for både HE..A/B/M Profiler, dog vil momentet fra gitterdrageren på 38.29 knm give anledning til en stor initialudbøjning, og derfor vil disse svigte med henblik på udbøjning om den svage akse. 11.3. Spændingseftervisning af søjler I en spændingseftervisning vil normalspændingerne og forskydningsspændingerne blive kontrolleret for den kritiske søjle, der vil derfor blive opstillet flg. krav med henblik på kun normalspændinger og normalspændinger i sammenvirkning med forskydningsspændinger: Von Mises flydebetingelse: Normalspændinger, ingen forskydning: Hvor, : Normalspændingerne stammende fra normalkraften og momentet : Forskydningsspændinger stammende fra forskydningskræften : Ståls regningsmæssige flydestyrke Der opstilles en model med biaxial bøjning, hvor søjlens x-y retning vil sørge for at skivens vandrette komposant bliver optaget, mens søjlens x-z retning vil sørge for gitterdragerens kræfter bliver videreført. De lodrette komposanter/ reaktioner fra skiven/ gitterdrageren regnes at have angrebspunkt i søjlens tyngdepunktslinje, og vil virke i begge retninger. Den kritiske søjle findes ud fra kræfternes størrelse i appendiks F at være en af søjlerne mellem skive 1 og skive 2 da disse får størst mulig påvirkning, både i x-retningen og y-retningen. Normal-, Forskydnings- og Momentkurverne opstilles for den kritiske søjle (ramme 2) som vist på Figur 18. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 11. Dimensionering af søjler 49

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Figur 18 Kritisk søjles Normal-, Forskydnings- og Momentkurve i hhv. gavlen og facadens retning, med et søjlespænd på 10 meter, inkl. egenvægt. For værdier af 15- og 20 meters søjlespænd, se appendiks C 50 11. Dimensionering af søjler DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Hvor, P 5 : P 6 : P 1,vandret : P 2,vandret : P 7 : P 8 : 716.4 kn 80.3 kn 69.1 kn 19.4 kn 3.5 kn 3.6 kn Der foretages en spændingseftervisning for søjlen med et søjlespænd på 10 meter, med en virkende LAK 10, da enten denne eller LAK 2 vil være dimensionsgivende. Da alle kræfter er størst ved understøtningen vil spændinger udlukkende kontrolleres her. Normalspændingerne findes: Det statiske moment findes, med henblik på de maksimale forskydningsspændinger i tværsnittet, se Figur 19: Forskydningsspændingerne beregnes: Figur 19 Max forskydningsspænding og snit til statisk moment Von mises flydebetingelse kan nu opstilles: (34% udnyttelse) Det ses ud fra ovenstående beregning at spændingerne i rørprofilet vil være udnyttet med 34 %, mens det viser sig for LAK 2, se Appendiks H, at rørprofilet vil have en udnyttelse på 22 %, altså vil den vejledende udbøjning være dimensionsgivende indtil videre. Søjleprofilerne for 15- og 20 meters spænd er eftervist tilstrækkelige, med samme konklusion som for 10 meters spænd og er vedlagt i appendiks H. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 11. Dimensionering af søjler 51

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 11.4. Stabilitet af søjler Søjlernes stabilitet kontrolleres på baggrund af teorien om momentpåvirkede trykstænger, gennemgået i kurset 11747 Konstruktioner i Stål og Træ og bogen, Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993 xiii (Stålkonstruktioner). Konstruktionen er fastholdt mod kipning. Søjlernes stabilitet afhænger kort beskrevet af følgende: 1. Om der foretages plastiske eller elastiske tværsnitsudregninger (for rørprofiler vil man regne elastisk og og til sidst kombinere det med de plastiske interaktionsfaktorer, K ii,), tværsnitsklassen skal derfor bestemmes. 2. Kritisk søjlelængde 3. Eulerlasten, søjletilfælde/imperferfektionsfaktor, relativ slankhedsforhold, faktoren φ, reduktionsfaktoren (rent tryk) 4. Initialudbøjning, regningsmæssig momentbæreevne, Faktorer for ækvivalent, interaktionsfaktorer Ud fra disse kan søjlens bæreevne eftervises. 11.4.1. Tværsnitsklasse Tværsnitsklassen beregnes på baggrund af bogen, stålkonstruktioner xiv. Da søjlen både er Tryk- og bøjningspåvirket skal flg. bredde-tykkelsesforhold være overholdt for at tilhøre en tilsvarende tværsnitklasse: Tværsnitsklasse 1: Tværsnitsklasse 2: Tværsnitsklasse 3: Hvor, D: Udvendig diameter af rørprofilet t: Tykkelsen af rørprofilet : Relativ materialeparameter, Tværsnitsklassen for et profil bestemmes som regel af klassen for den højest klassificerede profil, og hvis den overstiger tværsnitsklasse 3 skal profilet regnes som en tværsnitsklasse 4 profil med et effektivt areal. For søjler med et søjlespænd på 10 meter fås flg. tværsnitsklasse: Tværsnitsklasse 1: 52 11. Dimensionering af søjler DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Tværsnitsklasse 2: CHS850x800x20.5 tilhører altså tværsnitsklasse 2. For udregning af tværsnitsklassen for profiler med søjlespænd på 15- og 20 meter, se appendiks G. Tværsnitsklasser for søjler med 15 og 20 meters spænd er følgende: 10 meter søjlespænd, CHS850x20.5mm Tværsitsklasse 2 15 meter søjlespænd, CHS800x21.5mm Tværsitsklasse 1 20 meter søjlespænd, CHS800x19.5mm Tværsitsklasse 1 11.4.2. Kritisk søjlelængde Søjlens knæklængde er valgt på baggrund af Teknisk Ståbi xv der omhandler reduceret knæklængde ved variabel normalkræfter: Hvor, L 2 : Længden mellem de to Normalkræfter:3.9 meter L: Længden af søjlen, uden gitterdragerens stivhed, for at være konservativ: 10.9 meter N 1 : Normalkraften i toppen: Variabel, se appendiks F N 2 : Den nederste normalkraft: Variabel, se appendiks F L s : Knæklængden: Variabel Knæklængden for profilerne bestemmes: 10 meter søjlespænd, LAK 2: 10 meter søjlespænd, LAK 10: 15 meter søjlespænd, LAK 2: 15 meter søjlespænd, LAK 6: 15 meter søjlespænd, LAK 10: 20 meter søjlespænd, LAK 2: 20 meter søjlespænd, LAK 6: 20 meter søjlespænd, LAK 10: Søjlelængden er altså ens for alle tilfælde. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 11. Dimensionering af søjler 53

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 11.4.3. Eulerlast, søjletilfælde, relativ slankhedsforhold, faktoren φ, reduktionsfaktoren Faktorer bestemmes ud fra Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993 xvi der vil ligeledes blive henvist til figurer og tabeller fra bogen i dette underkapitel. De kritiske søjlers slankhedsforhold kontrolleres, for at se hvis metoden i DS/EN 1993 kan benyttes xvii : Da slankhedsforholdet er mindre end 200 kan metoden for kontrol at stabilitet efter DS/EN 1993 frit benyttes. Eulerlasten beregnes, der er den kritiske normalkraft før søjlen knækker ud i en retning: Imperfektionsfaktoren blev tidligere bestemt til 0.21. Det relative slankhedsforhold kan nu beregnes: 0.9108 Faktoren φ: Reduktionsfaktoren: Den regningsmæssige bæreevne for en centralt belastet søjle med imperfektioner kan nu beregnes: 0. Udnyttelsesfaktoren bliver herefter bestemt, som skal bruges til senere beregninger: 11.4.4. Regningsmæssig momentbæreevne, faktorer for ækvivalent, konstant moment, interaktionsfaktorer Faktorer bestemmes ud fra Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993 xviii der vil ligeledes blive henvist til figurer og tabeller fra bogen i dette underkapitel. Den regningsmæssige momentbæreevne regnes som følgende: Da søjlen er belastet som vist på Figur 18 vil man antage at momentkurven er lineær, med et moment svarende til nul oppe i toppen og hhv. 888.99 knm i x-y retningen og 63.35kNm i x-z 54 11. Dimensionering af søjler DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] retningen. Altså kan man regne ækvivalensfaktoren, C my og C mz, ud fra Tabel 6.3: Faktorer for ækvivalent, konstant moment C my, C mz og C mlt : Hvor, : Forholdet mellem mindste og største moment, for momentdiagram 1 Interaktionsfaktorerne, k ii, kan derefter bestemmes ud fra tabel 6.2: Interaktionsfaktorer, k ii : Det antages at Interaktionsfaktorerne er ens om begge akser da der bruges rørprofiler. Udnyttelsesfaktoren bliver herefter bestemt for at kunne eftervise søjlens bæreevne: 11.4.5. Eftervisning af bæreevnen Bæreevneeftervisning bestemmes ud fra Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993 xix. Bæreevnen for momentpåvirket trykstænger kan nu opstilles og eftervises: Der konkluderes at søjlerne holder til belastningen og at de vejledende værdier af vandrette flytninger vil være dimensionsgivende. Det samme konkluderes for søljer med 15- og 20 meters spænd. For eftervisning af Lastkombination 2, og kritiske søjler for hhv. 15- og 20 meters spænd, se regneark, vedlagt i appendiks G. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 11. Dimensionering af søjler 55

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 12. Fundament Kræfter der overføres til fundamentet er oprindeligt udregnet i rammeprogrammet og er vedlagt i appendiks C. Jordens bæreevne bestemmes på baggrund af Terzaghi s bæreevneformel. Der opstilles to tilfælde. Et for sand/grus og et for ler. Det forudsættes at fundamenterne er centralt belastede. Et fundament betragtes som centralt belastet såfremt excentriciteten ikke overholder flg.: Hvor, M: Momentet ved fundamentets underkant [FUK] V: Normalkraften ved FUK Overholder følgende krav xx Hvor b er bredden af fundamentets akse, om hvilken der vil forekomme et moment. Excentriciteten må aldrig overstige Modifikationer af Terzaghi s bæreevneformel: Sand/grus (drænet) Ler (udrænet) Der kan ses bort fra grundvandet. 56 12. Fundament DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Derudover kontrolleres der for vandret bæreevne. Igen opstilles der to tilfælde. Disse angives herunder. Sand (drænet) Ler (udrænet) R lodret bæreevne ved fundamentsunderkanten (FUK) effektiv rumvægt under FUK effektivt fundamentsareal effektiv fundamentsbredde effektiv lodret overlejringstryk ved siden af FUK friktionsvinkel formfaktorer, beregnes som formfaktor, beregnes som hældningsfaktorer, hvor hældningsfaktorer, hvor dimensionsløse bæreevnefaktorer De dimensionsløse bæreevnefaktorer beregnes, i de givne tilfælde, som angivet herunder. Drænet tilfælde: Udrænet tilfælde: Samtlige kræfter der anvendes til beregning, tages fra kapitlet der omhandler dimensionering af søjlerne. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 12. Fundament 57

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 12.1. Eksempel for LAK10 (20 meter søjlespænd) Snitkræfterne aflæses til H = 63.30 kn V = 1170 kn M = 677.49 knm Momentet ved FUK beregnes, og excentriciteten tjekkes herefter. Fundamentets højde, h estimeres til 1.1 meter. Fundamentets størrelse gættes til b = 4.40 m l = 4.40 m Den vertikale kraft som fundamentet skal kunne overføre beregnes til: Excentriciteten beregnes til: Den effektive bredde og længde beregnes til: Det effektive areal beregnes til: Kravet til excentrisk belastning kontrolleres: Kravet er opfyldt og beregningerne fortsættes uden hensyntagen til excentrisk belastning. 58 12. Fundament DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Bæreevnen for sand (drænet tilfælde): Eftersom der regnes i drænet brudtilstand sættes c = 0, herved fås: Bæreevnen bestemmes således til R er den maksimale last der kan afsættes i det pågældende fundament. Da R > V (10551.5kN > 1681.10kN) overholder fundamentet kravene for dette tilfælde. Flytningen kontrolleres. Da 846.9 kn > 63.30 kn opfyldes kravet til flytning. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 12. Fundament 59

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Bæreevnen for ler (udrænet tilfælde): Bæreevnen bestemmes således til Da R > V (1698.7kN > 1681.1kN) overholder fundamentet kravene for dette tilfælde. Flytningen kontrolleres: Da 253.5 kn > 63.3 kn opfyldes kravet til flytning. Samtlige værdier er beregnet og optimeret i regnearkene på baggrund af ovenstående. 60 12. Fundament DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 13. Udførelse 13.1. Generelt 13.1.1. Omfang Arbejder omfatter alle på tegningerne og i beskrivelsen angivne arbejder og leverancer, såfremt de ikke udtrykkeligt er krævet udført af andre. Dette gælder alle nødvendige leverancer og ydelser til fuld færdiggørelse af samtlige arbejder under nærværende arbejde i henhold til Dimensionering af fabrikshal og Samlingsdetaljer. Under entreprisen skal også udføres alle interimistiske konstruktioner, der er nødvendige for arbejdets udførelse. Alle nævnte materialer leveres og anbringes på rette sted i bygningen, såfremt andet ikke er angivet. Entreprenøren skal, inden tilbud afgives, gøre sig bekendt med de lokale forhold, der har betydning for arbejdets udførelse. 13.1.2. Kvalitet Entreprenøren er forpligtet til at præstere ydelserne fagmæssigt korrekt og i god kvalitet. 13.2. Materialer Alt stål leveres i stålkvaliteten S355 i henhold til DS/EN 10025, hvor andet ikke er forskrevet. Alt metal skal have glatte overflader, være fri for korrosion, revner, løs glideskal eller andre fejl, samt være fri for koldskørhed og spaltninger. 13.2.1. Tilsatsmaterialer Tilsatsmaterialer skal opfylde kravene i DS/EN 13479:2005. Tilsatsmaterialet vælges således, at svejsningers styrke og kvalitet bliver mindst lige så god som for de anvendte grundmaterialer. 13.2.2. Bolte Alle dele leveres varmeforzinket. Der skal altid anvendes underlagsskive under møtrik. Alle boltehuller bores. 13.3. Arbejdets udførelse generelle bestemmelser 13.3.1. Grundlag Nedennævnte dokumenter og forskrifter danner det faglige/tekniske grundlag for såvel afgivelse af tilbud som overdragelse og udførsel af smedearbejde. 13.3.2. Dokumenter Dimensionering af fabrikshal Samlingsdetaljer Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 13. Udførelse 61

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 13.3.3. Almen gyldige dokumenter Alle normer, anvisninger og vejledninger skal, medmindre andet angivet, være i sidste nye udgave gældende ved arbejdets udførelse. DS/EN 1990, Eurocode 0: Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner. DS/EN 1993 + AC, Eurocode 3: Stålkonstruktioner. DS/EN 10025, Varmvalsede produkter af konstruktionsstål. DS/EN ISO 1460:1995, Metalbelægninger. DS/EN ISO 1461:2009, Varmforzinkning. DS/EN 1090, Udførelse af stål- og aluminiumskonstruktioner. DS/EN ISO 12944, Maling og lak Korrosionsbeskyttelse af stålkonstruktioner med maling. Eurocodes som i ovennævnte normer er anført som tilknyttet til disse normer. DS 1012, Målafsætning på byggepladsen. Leverandørinformationer, herunder forskrifter og anvisninger. 13.3.4. Arbejdskvalitet Produkter Produkter leveres i overensstemmelse med leverandørens oplysninger / data for det enkelte produkt. Alle produkter skal leveres som 1. klasse uden fejl eller mangler i normal god handelsvare hvor andet ikke er forskrevet. Udførelse og geometri Krav til udførelse og geometri fremgår af arbejdsbeskrivelser for de enkelte delarbejder, tegninger og leverandørens modtageforskrifter. Udbudsmaterialet angiver metoder til samling af konstruktioner m.v. Entreprenøren må selv fremstille yderligere arbejdstegninger, såfremt dette er påkrævet. Tegningerne udarbejdes i god tid før produktionen iværksættes og fremsendes til byggeledelsens godkendelse. Tildannelse og opsvejsning skal ske på værksted, hvor andet ikke er forskrevet. Målafsætning Under nærværende entreprise henhører afsætning af højde- og vandrette mål for egne arbejder. 62 13. Udførelse DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 13.3.5. Forudgående arbejder Generelt Nærværende entreprenør skal godkende de enkelte underlag iht. nedenstående krav inden arbejdets påbegyndelse, således at det fulde ansvar for entreprisens konditionsmæssige udførelse kan påtages. Tolerancer og udfaldskrav Generelt gælder DS/EN 190-1:2009, pkt. 5.3, 5.4, 5.6, 5.7 og 6. 13.3.6. Tildannelse af materialer Plade og fladstål afskæres med en saks. Faconstål og valsede profiler kan afkortes med en profilsaks. Ved konstruktioner, som forbliver synlige, skal dele, der er afklippet på maskine, med saks eller skåret med skæreflamme, efterarbejdes ved fræsning, høvling og slibning eller ved mejsling og filning såedes, at overfladen er plan. Alle skarpe kanter på profiler og lignende skal afrundes før overfladebehandling. Eventuelle påsvejste hjælpebeslag skal fjernes ved flammeskæring, og sømrester m.v. fjernes ved slibning til grundmaterialets plan. Placering af montageboltehuller må kun udføres efter aftale med byggeledelsen. Alle tildannelser af emner skal ske inden overfladebehandling. Retning og bukning Alt stål skal rettes omhyggeligt og uden at der derved opstår dybe mærker i materialet. 13.3.7. Svejsninger DS/EN 719:1994 og DS/EN ISO 7291:2001 er fuldt gældende for den generelle tilrettelægning, udførelse og styring af svejsearbejdet. Svejseren som udfører klassificerede konstruktionssømme, skal før arbejdet påbegyndes have bestået den i DS 322 beskrevne relevante arbejdsprøve eller tilsvarende. Alle svejsninger, der er synlige i den færdige overfladebehandling, skal afslibes. Samlingerne skal fremtræde med et regelmæssigt plan og færdigt udseende uden grater. Eventuelle stød i profiler, herunder runde rør, udbedres, således at profilerne i færdig tilstand fremtræder uden synlige samlingssteder og kvaliteten ikke er forringet. 13.3.8. Samlinger Boltesamlinger udføres i overensstemmelse med normen og Jesper Gaths boltesamlings formelsamling. Samlinger, der udføres efter varmforzinkning, skal være dorn/bolte samlinger. 13.3.9. Tolerancer for smedearbejder Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 13. Udførelse 63

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Tolerancer skal overalt have en sådan størrelsesorden, at kun de forskrevne tildannelser finder sted og at samlinger kan udføres tvangfrit. Alt arbejde skal udføres med tolerancer der følger DS/EN 1993-1-8 pkt. 1.2. Konstateres større afvigelser end de i normen fundne tolerancer på den færdige konstruktion, er entreprenøren pligtig til at træffe alle foranstaltninger, som byggeledelsen finder nødvendige for at udbedre konstruktionen, eventuelt at udskifte alle konstruktionsdele, som ikke er i overensstemmelse med tolerancekravene. 13.3.10. Varmforzinkning Korrosionsbeskyttelse ved varmforzinkning skal udføres i overensstemmelse med DS/EN ISO 1461 & DS/EN ISO 1460:1995. Al bearbejdning skal udføres inden varmforzinkning. 13.3.11. Afdækning Under nærværende entreprise udføres afdækning af egne bygningsdele til fuld og hel beskyttelse af færdigbehandlede overflader. Afdækning vedligeholdes i hele byggeperioden og fjernes under nærværende entreprise i forbindelse med afleveringsrengøringen. 13.3.12. Efterraparationer, skader, materiel og transport Efterreparationer af overfladebehandlede bygningsdele Efterreparationer på alle færdigbehandlede bygningsdelsoverflader udføres i henhold til behandlingsspecifikationerne for den enkelte bygningsdel og med original reperationsmateriale. Efterraparationer skal udføres så de ikke ses, men ej heller savnes. Såfremt efterreparationer ikke kan godkendes, skal den pågældende bygningsdel udskiftes eller ombehandles på værksted. Efterreparationer generelt Efterreparationer efter andre entreprenører udføres som fornødent i flere omgange. Alle efterreparationer skal udføres på det tidspunkt som byggeledelsen måtte kræve det. Skader Skader på øvrige entreprenørens arbejde, forårsaget ved smedearbejder, skal nærværende entreprenør erstatte. Materiel Nærværende entreprenør skal selv medbringe alt materiale for udførsel af eget arbejde. Transport Transport til samt aflæsning og oplagring på byggeplads af alle materialer skal ske på en sådan måde, at de ikke beskadiges. 64 13. Udførelse DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 13.4. Arbejdets udførelse delarbejder 13.4.1. Punktfundamenter Fundamenter til understøtning af søjler. Lokalisering Fundamenter til alle søjler jf. Grundtegning. Tegningshenvisning Grundtegning: Afgrænsning Appendiks A Under bygningsdelen henhører alle arbejder og leverancer inkl. biydelser, herunder alle udgravninger, monteringer m.v., der er nødvendige for arbejdets fuldstændige færdiggørelse. Udførelse Generelt: Arbejdet udføres i nøje overensstemmelse med: - Projektmatertialets anvisninger om tilslutningsdetaljer m.v. - Leverandørens modtageanvisninger og vejledninger. Produktstandarden DS/EN 14991 Fundamenter inklusiv Nationale annekser skal overholdes. Udgravning Der graves ud til hvert fundament med dybde anvist i projektmaterialet, der tages højde for at bunden skal afrettes med stabilgrus eller beton. Der afsluttes med et lag udjævningssand. Støbning Betonen støbes med styrke B45. Miljøklasse bestemmes efter nærmere undersøgelser. Overflade ujævnheder fjernes ved vibration. Søjlen støbes ind i betonen. Hærdning skal overholde krav angivet i DS/EN 206. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 13. Udførelse 65

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 13.4.2. Søjler Lokalisering Samtlige søjler i bygningen, jf. Grundtegning. Tegningshenvisning Grundtegning: Appendiks A Detaljetegninger: 07A, 07B, 07C Afgrænsning Under bygningsdelen henhører alle arbejder og leverancer inkl. biydelser, herunder alle fastgørelser, samlinger, m.v., der er nødvendige for arbejdets fuldstændige færdiggørelse. Udførelse Generelt: Arbejder udføres i nøje overensstemmelse med: - Projektmaterialets anvisninger om tilslutningsdetaljer m.v. - De generelle bestemmelser for smedearbejde. Bearbejdning Modtagne profiler tilskæres som anvist under generelle bestemmelser for smedearbejde, såfremt længder skulle afvige. Plader monteres i profilet som angivet i projektmaterialets anvisninger om tilslutningsdetaljer. Monteringen foregår i værkstedet. Samlingen udføres i overensstemmelse med de generelle bestemmelser for smedearbejde. Overflader Alle ståldele færdigoverfladebehandles på værksted inden montering som angivet under de generelle bestemmelser for smedearbejde. Montage Søjlerne forankres i fundamenterne ved direkte indstøbning. Søjlerne rejses forsvarligt vha. kran og sikkerhedsgodkendte kæder. 66 13. Udførelse DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 13.4.3. Gitterdragere Lokalisering Gitterdragere monteres mellem samtlige søjler i øst - vest retning, jf. Dimensionering af fabrikshal. Tegningshenvisning Grundtegning: Appendiks A Detaljetegninger: 01, 04A, 04B, 06A, 06B, 06C, 07A, 07C Afgrænsning Under bygningsdelen henhører alle arbejder og leverancer inkl. biydelser, herunder alle fastgørelser, heriblandt svejsninger og boltesamlinger, beslag m.v., der er nødvendige for arbejdets fuldstændige færdiggørelse. Udførelse Generelt: Arbejder udføres i nøje overensstemmelse med: - Projektmaterialets anvisninger om tilslutningsdetaljer m.v. - De generelle bestemmelser for smedearbejde. Bearbejdning Modtagne profiler tilskæres som anvist under generelle bestemmelser for smedearbejde, såfremt længder skulle afvige. Samtlige elementer konstrueres i værksted, hvor samlinger udføres som anvist i projektmaterialet, samt overholder kravene angivet i de generelle bestemmelser for smedearbejde. Overflader Alle ståldele færdigoverfladebehandles på værksted inden montering som angivet under de generelle bestemmelser for smedearbejde. Montage Søjlerne løftes forsvarligt vha. kran og sikkerhedsgodkendte kæder til ønsket position, hvorefter de samles som anvist i projektmaterialet. Beslag til samling med hovedbjælker monteres efter gitterdragerens egen montage er færdiggjort. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 13. Udførelse 67

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 13.4.4. Hovedbjælker Lokalisering Hovedbjælker, jf. Dimensionering af fabrikshal. Tegningshenvisning Grundtegning: Appendiks A Detaljetegninger: 01, 02, 03, 04A, 04B, 05, 06B, 06C, 07B, 07C Afgrænsning Under bygningsdelen henhører alle arbejder og leverancer inkl. biydelser, herunder alle fastgørelser, heriblandt svejsninger og boltesamlinger, beslag m.v., der er nødvendige for arbejdets fuldstændige færdiggørelse. Udførelse Generelt: Arbejdet udføres i nøje overensstemmelse med: - Projektmaterialets anvisninger om tilslutningsdetaljer m.v. - De generelle bestemmelser for smedearbejde. Bearbejdning Modtagne profiler tilskæres som anvist under generelle bestemmelser for smedearbejde, såfremt længder skulle afvige. Overflader Alle ståldele færdigoverfladebehandles på værksted inden montering som angivet under de generelle bestemmelser for smedearbejde. Montage Profilerne løftes vha. kran og sikkerhedsgodkendte kæder til anvist position. Interim understøtnings konstruktion etableres så bjælken fastholdes mens monteringen udføres. Boltesamlinger ved nederste gitterbjælker udføres som det første. Svejsninger udføres herefter i overensstemmelse med de generelle bestemmelser for smedearbejde. Svejsningerne færdiggøres på pladsen. Interim konstruktioner fjernes først herefter. 68 13. Udførelse DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] 13.4.5. Trapezplader Lokalisering Plader til tagkonstruktionen, jf. projektmaterialet. Tegningshenvisning Grundtegning: Appendiks A Detaljetegninger: 01, 02, 03, 04A, 05, 07B Afgrænsning Under bygningsdelen henhører alle arbejder og leverancer inkl. biydelser, herunder alle fastgørelser, beslag m.v., der er nødvendige for arbejdets fuldstændige færdiggørelse. Udførelse Generelt: Arbejdet udføres i nøje overensstemmelse med: - Projektmaterialets anvisninger om tilslutningsdetaljer m.v. - De generelle bestemmelser for smedearbejde. Bearbejdning Modtagne profiler tilskæres som anvist under generelle bestemmelser for smedearbejde i henhold til Dimensionering af fabrikshal. Såfremt Z-profilers længde skulle afvige, afkortes disse. Overflader Alle ståldele færdigoverfladebehandles på værksted inden montering, som angivet under de generelle bestemmelser for smedearbejde. Montage Profilerne løftes vha. kran og sikkerhedsgodkendte kæder til anvist position. Profilerne lægges direkte på hovedbjælkerne, hvorefter de monteres som anvist i Detaljetegninger. Montagen inkluderer etablering af Z-profiler langs kantbjælker. Z-profilerne monteres efter trapezpladernes fastgørelse til hovedbjælkerne. Til sidst boltes trapezpladerne til Z-profilerne som anvist i Detaljetegninger. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 13. Udførelse 69

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 14. Diskussion 14.1. Forbedringer Det statiske system søjler og rammer Der er blevet undersøgt om det kan betale sig at lave simpelt understøttede søjler, der optager vindlasten fra gavlen vha. rammevirkning mens vindlasten fra facaden kunne føres gennem tagskiven til bygningens gavle, hvor der installeres vindkryds til optagelse af kræfterne. Dette kan ikke lade sig gøre, da momentet i skiven bliver for stort til at noget profil kan optage det. Selv hvis skiven kunne holde, ville vindkrydsene blive meget store, hvilket ville resultere i et stort materialeforbrug. Det kan altså bedre betale sig at anvende indspændte søjler. Det er også blevet overvejet, om et system hvor der laves rammer i begge retninger, ville kunne stabilisere bygningen og dermed muliggøre anvendelse af simple understøtninger. Dette er der dog ikke blevet regnet på, så ideen kan ikke afvises. Hvis systemet skulle designes ville anvendelse af skivevirkning i tagskiven også her være en nødvendighed, for at overføre vindlasterne fra facaden til rammerne. Til sidst er det blevet overvejet om der kan anvendes rammevirkning i begge retninger, i kombination med indspændte søjler. Dette vil give en lille søjlelængde og dermed reducere størrelsen af udbøjningerne og dermed profilerne. Løsningen er ikke blevet undersøgt og kan derfor ikke afvises som en brugbar løsning. Tagkonstruktionen Før den nuværende tagkonstruktions design, indebar tagkonstruktionen et sæt ekstra bjælker åse, liggende oven på de nuværende hovedbjælker med spænd i Øst / Vest retningen. Den profilerede trapezplade spændte dengang i modsatte retning af hvad den gør nu og blev da båret af åsebjælkerne. Systemet blev lavet om i samme ombæring som søjlerne ændredes til indspændte, da to sæt bjælker i stedet for et gav anledning til større materialeforbrug. Lodrette bjælker i facaden Disse bjælker er blevet implementeret i konstruktionen på et sent tidspunkt, da det i starten blev forudsat at trapezpladerne kunne distribuere alt vindlast på facaden til søjlerne. Dette er i sig selv et problem og hvis der samtidig skal laves huller til døre og vinduer opstår der problemer. Derfor er der blevet indlagt lodrette bjælker der overfører vindlast til fundament og tagskive. Bjælkerne er ikke blevet dimensioneret, men herunder er der lavet et kvalificeret overslag. Bjælkerne belastes udelukkende af vindlasten på facaden. De antages at være simpelt understøttede i begge ender af hhv. tagskive og punktfundamenter. Bjælkerne er placeret pr. 3.5 meter. Det maksimale vindtryk på facaden er 0.68 kn/m 2. Anvendes en lastkombination hvor vindlasten multipliceres med 1.5 med lastopland på 3.5 meter fås: 70 14. Diskussion DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Bjælkerne har en højde på 10.9 meter. Momentet beregnes til Et egnet profil findes på baggrund af følgende: Profil: INP180 Tværsnitsklassen for profilet bestemmes: Profilet er TVK1. Herved beregnes udnyttelsen til: Bjælkerne holder altså. Vindlast glemt last til skivevirkning Ved en endelig gennemgang af projektet er der fundet en fejl i appendiks E hvor man har udregnet de vandrette lastkomposanter, men glemt at implementere dem i selve regnearket. Dette skyldes ændringer i det statiske system, gang på gang. Dog er dette sket for alle tre søjletilfælde og på baggrund af dette vil man stadig kunne sammenligne konstruktionen, med forskelligt søjlespænd. Middelværdi for vindlast ved 20 meter søjlespænd, ukorrekt. Tabel 18 Nye estimater Tilfælde 10 meter 15 meter 20 meter Kasselast [V s ] -0,811-0,844-0.804 [kn/m 2 ] Kasselast [V N1 ] 0,351 0,171 0.108 [kn/m 2 ] Kasselast [V N2 ] -0,293-0,317-0.416 [kn/m 2 ] Kasselast [V ø ] -0,740-0,710-0,641 [kn/m 2 ] Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 14. Diskussion 71

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 Efter en endelig gennemgang af vindlasterne er der fundet fejl i vindkapitlet, for søjler med 20 meters spænd. Dette skyldes at der enten er blevet tastet forkerte middelværdier ind i Tabel 13 eller at der er blevet interpoleret med forkerte formfaktorer. Desværre har dette ikke været muligt at ændre da den endelige gennemgang foregik tæt på projektets afleveringsdato. Efter et nyt gennemarbejdet estimat, hvor der er taget udgangspunkt i samme metode som i kapitel 5.1. Eksempel på estimeret middelværdier er der udregnet det i Tabel 18 viste vindtryk på tagene. De markerede estimater er ca. dobbelt så store som i Tabel 13, dette vil have en betydning for dimensioneringen af søjlerne med 20 meters spænd, dog vurderes der at disse laster, i forhold til de samlede, ikke er tilstrækkelig store til at lave de helt store ændringer i forhold til den samlede pris. Termisk last I rapporten er der ikke blevet taget højde for temperaturvariationer. Temperaturvariationen ville have størst indvirkning på søjlerne, eftersom gitterbjælkerne vil udvide sig, og de indspændte søjler vil forsøge at fastholde dem. Herunder er temperaturer opstillet som bør anvendes ved en eventuel dimensionering. Trapezplader og hovedbjælker vil også udvide sig, dog har de ikke lige så stort spænd som gitterdragerne. Drageren designes i Staad, hvor man ud fra EC1, del 1-5 og NA finder temperaturvariationen på stålkonstruktionen om hhv. sommeren og vinteren. Den største temperaturvariation skal anvendes til videre dimensionering. Indetemperaturen (T in ) findes i EC1 xxi, da det i NA nævnes at de anbefalede værdier skal benyttes: Sommer: Vinter: Udetemperaturen (T out ) findes i kombination af EC1 xxii og NA xxiii : Sommer: Vinter: Hvor, T max : Lufttemperaturen i skyggen om sommeren, angivet i NA T min : Lufttemperatur i skyggen om vinteren, angivet i NA T 4 : Temperaturpåvirkning af solindstråling for sydvestvendte-/vandrette elementer, angivet i NA Den dimensionsgivende temperaturvariation findes nu: Dimensionsgivende temperatur! Betydning Søjlerne er som bekendt valgt som cirkelprofiler. Vindlasten fra skiven har vist sig at være dimensionsgivende for søjlerne. Derfor har søjlen en hvis reserve i gitterdragernes retning. Søjlerne 72 14. Diskussion DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] kan derfor muligvis holde til den ekstra belastning som temperaturlasten giver anledning til. Det er og vil dog heller ikke blive undersøgt nærmere. Udvidelser for hovedbjælker og trapezplade vil påvirke søjlerne om den i forvejen hårdest belastede akse, og vil derfor kunne være dimensionsgivende. Udbøjninger Det bemærkes at i kapitel 11.2. Udbøjning er udbøjninger med hensyntagen til imperfektioner er mindre end udbøjninger beregnet uden hensyntagen til imperfektioner. Der er ikke blevet fundet nogen forklaring herpå, men det er bemærkelsesværdigt. Egenlast af vinduespartier Egenlasten af vinduespartierne er beregnet fejlagtigt i samtlige lastkombinationsark, vedlagt i appendiks E. Dette er en gennemgående fejl som har indvirkning på alle beregninger bortset fra dimensionering af trapezplade og hovedbjælker. Eftersom fejlen er gennemgående for alle modeller, kan pris sammenligningerne stadig anvendes. Betydning De fleste profiler i gitterdrageren vil sandsynligvis stige med en eller to profilstørrelser. Da lasten kun virker nedadrettet vil den ikke ændre drastisk på søjlerne. Fundamenterne vil muligvis blive større. Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 14. Diskussion 73

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 15. Konklusion Herunder angives et samlet prisoverslag for bygningen dimensioneret med hhv. 10, 15 og 20 meter søjlespænd. Priser er baseret på mængdeberegninger vedlagt i appendiks I. Samlet overslag Følgende ark angiver en opsummering af samtlige overslag lavet ved at ændre på søjlespænd. Overslaget indeholder priser for hovedbjælker / trapezplader, gitterdragere og søjler. 10 meter Hovedbjælker og trapezplader Gitterdragere Søjler Fundament Samlet pris 8.70 mio [kr] 3.10 mio [kr] 10.17 mio [kr] 4.72 mio [kr] 26.69 mio [kr] 15 meter Hovedbjælker og trapezplader Gitterdragere Søjler Fundament Samlet pris 10.72 mio [kr] 2.50 mio [kr] 6.77 mio [kr] 4.23 mio [kr] 24.22 mio [kr] 20 meter Hovedbjælker og trapezplader Gitterdragere Søjler Fundament Samlet pris 12.82 mio [kr] 2.37 mio [kr] 4.68 mio [kr] 4.14 mio [kr] 24.01 mio [kr] 74 15. Konklusion DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541

Juni 28, 2010 [DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Af ovenstående fremgår det at konstruktionen vil blive billigst med søjlespænd på 20 meter. Dog skal det tages i betragtning, at vindlasten på taget ca. er halvt så stor som den burde være, jf. kapitel 14. Diskussion. Det forventes at fejlen giver anledning til en mindre ændring i størrelse af gitterdrager, søjler samt fundamenter. Prisforskellen mellem 15 meter og 20 meter søjlespænd er kun på 0.21 mio. kr. Derfor forventes det at konstruktionen med 20 meter søjlespænd vil blive dyrere end konstruktionen med 15 meter søjlespænd. På baggrund af dette konkluderes det at konstruktionen med søjlespænd på 15 meter i gavlens retning, vil være den billigste løsning af de testede. Alligevel vælges der at lave detaljetegninger for bygningen med 20 meter søjlespænd, da denne giver færre søjler i bygningen og dermed større effektivt areal ud fra ovenstående dimensionering, uden hensyntagen til de mangler der er blevet fremhævet i diskussionen. Igor Blagojevic s062540 Jesper Bjerregaard s062541 Jesper Bjerregaard, s062541 DTU.BYG 15. Konklusion 75

[DIMENSIONERING AF FABRIKSHAL] Juni 28, 2010 16. Referencer i Bent Bonnerup, Bjarne Jensen og Carsten M. Plum. (2009). Stålkonstruktioner, efter D/EN 1993, 2, s. 29. ii Bent Bonnerup, Bjarne Jensen og Carsten M. Plum. (2009). Stålkonstruktioner, efter D/EN 1993, 2, s. 30. iii EN 1991-1-4 DK NA, 2007-11-12,2. Udgave, 4.2(1)P iv EC1: DS-EN 1991-4-2007 Vind, Figur 7.4 v EC1: DS-EN 1991-4-2007 Vind, Figur 7.5 vi Svend O. Hansen & Finn O. P. Sørensen (20. udgave 2009). Teknisk Ståbi. 4.2, side 137. vii http://www.bygnet.dk.globalproxy.cvt.dk/bygnet/go?action=701%202700&id=10%200&next_page=10270&data=0%2049 viii http://www.muncholm.dk/images/pdf/trapez-tabel/200906xx/em-100r.pdf, Appendiks J ix Eurocode 3 (EC3) - Stålkonstruktioner, del 1-3: Generelle regler Supplerende regler for koldformede elementer og beklædning af tyngplade, afsnit 10.3.4. x http://www.muncholm.dk/images/pdf/trapez-tabel/200906xx/em-100r.pdf, Appendiks J xi Bent Bonnerup, Bjarne Chr. Jensen, Carsten M. Plum. (2009). Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993, 5.5, 6.2, 6.3, 6.4. xii Gunnar Mohr, Lars Pilegaard Hansen. (2009). Teknisk Ståbi, 1.5, s. 36. 3.6.2(3.125), s. 130. xiii Bent Bonnerup, Bjarne Chr. Jensen, Carsten M. Plum. (2009). Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993, 5, 6. xiv Bent Bonnerup, Bjarne Chr. Jensen, Carsten M. Plum. (2009). Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993, 3.4.1, s. 67. xv Gunnar Mohr, Lars Pilegaard Hansen (2009). Teknisk ståbi, 3.6.2(3.125), s. 130 xvi Bent Bonnerup, Bjarne Chr. Jensen, Carsten M. Plum. (2009). Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993, kapitel 5, s. 145-147. xvii Bent Bonnerup, Bjarne Chr. Jensen, Carsten M. Plum. (2009). Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993, kapitel 5, s. 144. xviii Bent Bonnerup, Bjarne Chr. Jensen, Carsten M. Plum. (2009). Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993, 6.4, s. 138. 6.6, s.161-163 xix Bent Bonnerup, Bjarne Chr. Jensen, Carsten M. Plum. (2009). Stålkonstruktioner efter DS/EN 1993, 6.6, s. 161 xx Nils K. Ovesen, Lief Fugesang, Gunnar Bagge. (2007). Geoteknik s. 226 xxi Eurocode1 del 1-5: Generelle laster Termiske laster, s. 18(da), Tabel 5.1 xxii Eurocode1 del 1-5: Generelle laster Termiske laster, s. 18(da), Tabel 5.2 + 5.3 xxiii National Anneks EN 1991-1-5DK NA:2007, s. 2 af 6 76 16. Referencer DTU.BYG Jesper Bjerregaard, 062541