Indhold A Støjbelastning 3 A1 Støj fra Sønderbro 4 A2 Støj fra Sohngårdsholmsvej 8 B Kloakering af boligområdet på Eternitten 13 B1 Forudsætninger 14 B2 Dimensionering af ledningsstørrelse 16 B3 Dimensionering af regnvandsledninger 19 B4 Dimensionering af spildevandsledninger 27 B5 Krydsning ved Østre Allé 31 C Beregningsforudsætninger for spærkonstruktion 35 C1 Materialer 35 D Laster 41 D1 Egenvægt (G) 42 D2 Nyttelast (N ) 42 D3 Snelast (S) 43 D4 Vindlast (V ) 44 E Skitseprojektering 53 E1 Forudsætninger 53 E2 Opbygning af spærmodeller 54 E3 Vurdering af skitseforslag 59 1
INDHOLD Side 2 E4 Valg af spærtype 59 E5 Spærmodel 60 F Detailprojektering af spær 63 F1 Tværsnitsdimensioner 65 F2 Frie Søjlelængder i gitterspær 66 F3 Gitter 67 F4 Spærhoved 76 F5 Spærfod 79 F6 Anvendelsestilstand 82 G Tandpladesamling 85 G1 Tandpladens brudstyrke 89 G2 Tandpladens forankringsstyrke 93 G3 Flækning 97 H Dimensionering af plade 99 H1 Øvreværdisætning 99 H2 Nedreværdiløsning 103 I Bestemmelse af brudfigur 117 I1 Brudfigur 117 J Dimensionering af Bjælke 123 J1 Længdearmering 123 J2 Forankring 131 J3 Bøjlearmering 135 J4 Anvendelsesgrænsetilstand 142 K Analyse af boreprofiler 147 K1 Boring 1 149 K2 Boring 2 154 K3 Boring 3 158 K4 Boring 4 164 L Fundering 171 L1 Laster 172 L2 Ekscentricitet i fundamentet 175
L3 Dimensionering af fundament 177 M Geoteknisk rapport 201 N Litteraturliste 211
INDHOLD Side 2
BILAG A Støjbelastning I dette bilag er støjbelastninger på Eternitten fra trafikken på henholdsvis Sønderbro og Sohngårdsholmsvej beregnet Vejdirektoratets rapport nr 178 Beregningsmodel for Vejtrafikstøj danner grundlag for beregningerne Der er gjort enkelte antagelser i beregningen Lette køretøjer antages at have en maksimal længde på 5,8m, mens der til gruppen af tunge køretøjer hører alle typer køretøjer med en længde over 5,8m I modellen defineres grænsen mellem de to grupper ved en vægtgrænse på 3,5ton Køretøjernes hastighed indgår i modellen som en faktisk målt snithastighed, men i bilaget antages denne hastighed at være lig med hastighedsgrænsen, som på Sønderbro er 70km/t og på Sohngårdsholmsvej 50km/t Derudover indgår Sønderbros faktiske bredde ikke i beregningen, men derimod skønnede bredder af de sydgående/nordgående spor, midterrabatten og cykelsti/fortov Endeligt defineres vejbanen på Sønderbro som liggende i samme niveau som omgivende terræn og terrænoverfladens beskaffenhed som hård, da alle omkringliggende arealer er befæstede På Sohngårdsholmsvej betegnes omgivende terræn som blødt Der er mulighed for to forskellige værdier af lydtrykniveauet fra trafikken; ækvivalentniveauet L Aeq og maksimalniveauet L AF,max I det følgende er L Aeq beregnet, da denne værdi primært anvendes til at beskrive vejtrafikstøj [Vejdirektoratet, 1999] Beregningsmodellen er opdelt i fem trin, men da beregningerne foregår for en
Støjbelastning Side 4 lokalitet i bymidten, medregnes kun trin et, to, og fire [Vejdirektoratet, 1999] For detajler ang brug af nomogrammer benyttet i det efterfølgende henvises til omtalte rapport A1 Støj fra Sønderbro I perioden 1509-22092003 var hverdagsdøgntrafikken på Sønderbro 22551 køretøjer, fordelt på 20898 lette og 1653 tunge køretøjer [Mastra] Basisværdi I dette trin er basisværdien L 1 af vejtrafikstøjen, målt i en afstand af 10m fra støjkilden, bestemt Input er andel af lette og tunge køretøjer og skiltet hastighed Se figur A1 På figur A1 er basisværdien bestemt til: Figur A1 Basisværdi L 1, Sønderbro L 1 = 71dB + 1, 7dB = 72, 7dB (A1)
Side 5 Kapitel A hvor 71dB 1,7dB er den højeste værdi af de to referenceværdier er en korrektion for differencen mellem referenceværdierne Afstandskorrektion I det følgende er en korrektion L 2 for afstand, terræn og afskærmning beregnet ud fra en række nomogrammer (typetilfælde) [Vejdirektoratet, 1999] Input i beregningen er afstanden a fra vejmidte til modtager og beregningshøjde h over terræn Sønderbro består af tre nordgående og tre sydgående kørespor, som adskilles af en midterrabat Der er fortov og cykelsti i begge sider af vejen Bredden af vej, rabat og cykelsti/fortov, som er skønnede størrelser, fremgår af figur A2 Figur A2 Skønnede værdier af vejbredde på Sønderbro Da trafikstøjen på grunden ønskes bestemt helt ud mod fortovet, er afstanden a jvf figur A2 lig med 15m Højden h sættes lig 2 m Af figur A3, som svarer til typetilfælde 21, bestemmes en støjkorrektion ud fra ovennævnte betingelser Det fremgår af figur A3 at L 2 = 1, 5dB, hvilket betyder at støjbelastningen i en afstand af 15m fra vejmidten reduceres med 1,5dB
Støjbelastning Side 6 Figur A3 Afstandskorrektion Øvrige korrektioner I trin fire er en korrektion L 4, der tager højde for øvrige korrektioner, beregnet Formlen for L 4 er som følger: L 4 = L α + L ts + L st + L ka + L r + L mg + L ms + L g + L b (A2) hvor L α L ts L st L ka L r L mg L ms L g L b korrektion for vinkelområde korrektion for tyk skærm korrektion for stigning korrektion for lille afstand til vejen korrektion for refleksion fra enkelt overflade korrektion for gentagne refleksioner mellem bygninger korrektion for gentagne refleksioner i sidegader korrektion for gentagne refleksioner i baggårde korrektion for skærmning og spredning blandt fritliggende huse Korrektionen L ka er beregnet, mens de resterende korrektioner er undladt, eftersom de ikke er relevante for beregningen L ka benyttes hvis afstanden til vejmidten a er mindre end bredden på den trafikerede del af vejen, 2b [Vejdirektoratet, 1999], hvilket er tilfældet på Sønderbro I beregningen benyttes størrelserne:
Side 7 Kapitel A h m h b 0, 5 a b a = 0, 7 = 0, 1 (A3) (A4) hvor h m h b b a er højden over reflektionsplanet (2m) er vejbanens højde over reflektionsplanet (0m) er halvdelen af den trafikerede vejs bredde (10,5m) er afstanden fra vejmidte til modtager (15m) Af figur A4 kan, ved indsættelse af de to fundne størrelser, aflæses korrektionen L ka til +0,9dB Dette medfører, at L 4 er lig +0,9dB, da de andre muligheder for korrektion ikke medtages Figur A4 Korrektion for lille afstand
Støjbelastning Side 8 Samlet vejtrafikstøj Den samlede vejtrafikstøj fra Sønderbro i en afstand af 15m fra vejmidten, svarende til grænsen mellem Eternitten og fortov, kan ud fra ovennævnte beregnes ved formel A5: L Aeq = L 1 + L 2 + L 4 (A5) hvor L 1 L 2 L 4 er beregnet til 72,7dB er beregnet til -1,5dB er beregnet til +0,9dB Støjniveauet er heraf beregnet til 72,1dB A2 Støj fra Sohngårdsholmsvej I det følgende er trafikstøjbelastning på Eternitten fra Sohngårdsholmsvej beregnet De samme antagelser, som ved beregningen foretaget for støjen fra Sønderbro, er benyttet, dog afgrænses der fra brugen af trin 4, da der opnås en fornuftig størrelsesorden af støjen udelukkende ved trin 1 og trin 2 Dette betyder, at der ses bort fra Sohngårdsholmsvejs hældning, der i trin 4 kan korrigeres for Desuden findes der ikke et typetilfælde, der dækker over de faktiske terrænforhold mellem Eternitten og Sohngårdsholmsvej, hvorfor et typetilfælde med lignende betingelser er benyttet [Vejdirektoratet, 1999] Trafikintensiteten er, som ved Sønderbro-beregningen, omregnet til hverdagsdøgntrafik, og den samlede mængde trafik er beregnet til 12175 køretøjer pr døgn Heraf er henholdsvis 1339 tunge og 10836 lette køretøjer [Mastra] Basisværdi Basisværdien L 1 er bestemt på figur A5 Af figur A5 fremgår, at det ækvivalente støjniveau L Aeq kan bestemmes til: L 1 = 65dB + 1, 7dB = 66, 7dB (A6) hvor 65dB 1,7dB er den højeste værdi af de to referenceværdier er en korrektion for differencen mellem referenceværdierne
Side 9 Kapitel A Figur A5 Basisværdi L 1, Sohngårdsholmsvej Afstandskorrektion Der findes 22 typetilfælde for afstands- og terrænkorrektion [Vejdirektoratet, 1999] Forholdene på Sohngårdsholmsvej gør, at der ikke findes et typefilfælde, der dækker de faktiske forhold Umiddelbart synes typetilfælde 4 på figur A6 som et oplagt valg, men typetilfælde 16 på figur A7 er istedet valgt, da der på størstedelen af strækningen er en niveauforskel på mere end 4m Figur A6 Typetilfælde 4 Egnetheden af typetilfælde 16 godtgøres ved at opfatte forhindringen mellem støjkilden og støjmodtageren, den prikkede del af figur A8, som en tyk skærm Afstanden på figur A8 er en skønnet størrelse
Støjbelastning Side 10 Figur A7 Typetilfælde 16 Figur A8 Tilpasset typetilfælde I henhold til Bygningsreglementet bør det udendørs støjniveau ved opførelse af nye bebyggelser ikke overstige 55dB Basisværdien for støjbelastningen fra Sohngårdsholmsvej er beregnet til 66,7dB, hvilket medfører en ønsket støjreduktion på ca 12dB En støjreduktion af den størrelsesorden fås, i henhold til figurene A8 og A9, i en afstand mellem vejmidte og støjmodtager af ca 30 m, vel at mærke hvis bygningens højde ikke overstiger ca 15m over terræn Hvis bygningens højde når 25m over terræn, stiger den krævede afstand mellem vejmidte og modtager til ca 60m
Side 11 Kapitel A Figur A9 Afstandskorrektion [Vejdirektoratet, 1998]
Støjbelastning Side 12
BILAG B Kloakering af boligområdet på Eternitten I dette bilag skitseprojekteres en løsning til afledning af afløbsvand fra boligområdet Løsningen tager udgangspunkt i bebyggelsesplanen samt Aalborg Kommunes spildevandsplaner for de omkringliggende områder Skitseprojekteringen omfatter en grundlæggende placering af hovedafløbsledningerne udført som separatsystem, for at imødekomme Aalborg Kommunes ønske om, at anlægge separatsystem i alle nye boligområder På baggrund af den dimensionsgivende regnvandsmængde dimensioneres et opsamlingsbassin placeret umiddelbart før Sohngårdsholmsvej Således forsinkes regnvandsmængden, så der maksimalt udledes 1l/s/ha, hvilket svarer til 9,3l/s for boligområdet Tegninger for skitseprojektet kan findes i tegningsmappen, mens regnearket, der er benyttet til dimensionering af henholdsvis spilde- og regnvandsledninger, findes på vedlagte cd-rom Regn- og spildevandsledningernes placering fremgår af figur B1
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 14 Figur B1 Skitse over ledningsnettet i boligområdet, regnvand=rød, spildevand=blå B1 Forudsætninger Generelt gælder følgende forudsætninger ved planlægning af afløbsledninger på Eternitten: Afløbssystemet anlægges som separatsystem Afløbsledninger placeres i offentlige arealer, så vidt det er muligt Afløbsledninger skal være selvrensende Transport af afløbsvand skal ske ved gravitation Afløbsledninger lægges således frostfri dybde opnås med bundløb minimum 0,75m under terræn
Side 15 Kapitel B Regnvandsledningen i Sohngårdsholmsvej skal videreføres i Bornholmsgade Der benyttes afløbsledninger af pvc, for hvilke følgende rørruheder gælder [Jütte, 2004]: Regnvandsledninger : k : 0, 6mm for v f 1m/s Spildevandsledninger : k : 1, 5mm for v f < 1m/s Selvrensning i spildevandsledninger bør ske minimum én gang i døgnet For at sikre dette benyttes time-døgnfaktorer til bestemmelse af den største timevandføring i minimumsdøgnet Selvrensning for regnvandsledninger bestemmes ud fra 10% af den dimensionsgivende regnvandsstrøm Herigennem sikres statistisk set selvrensing to gange om måneden Forskydningsspændingen τ skal minimum være [Linde et al, 2002]: τ kr : 3 4 N/m 2 for regnvandsledninger τ kr : 1, 5 3 N/m 2 for spildevandsledninger Der er ikke noget normkrav til forskydningsspændingen i den offentlige del af kloaknettet, og derfor er det anbefalede værdier, der benyttes I projekteringen af afløbssystemet vil det blive overvejet, om en pumpestation skal etableres, hvis lægningsdybden overskrider 3-4m Regnvandsledninger For regnvandsledninger gælder yderligere følgende forudsætninger: Der må maksimalt udledes 1 l/s/ha til Sohngårdsholmsvej Til bestemmelse af regnvandsstrømme benyttes en gentagelsesperiode T=2år [Jütte, 2004], hvilket giver en regnvarighed t r på 10min og en intensitet i på 140 l/s/ha [Linde et al, 2002] Forholdet mellem den dimensionsgivende regnvandsstrøm Q dim og rørets vandføringsevne Q fuld må ikke overstige følgende: Q dim Q fuld 1, 0
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 16 B11 Spildevandsledninger For spildevandsledninger gælder følgende forudsætninger: Den eksisterende ledning i Sohngårdsholmsvej antages at have tilstrækkelig kapacitet til at modtage den beregnede spildevandsstrøm Forholdet mellem vandspejlshøjden y og rørets diameter D må ikke overskride: y D 0, 55 Dette svarer til at forholdet mellem den dimensionsgivende spildevandsstrøm Q dim og rørets vandføringsevne Q fuld ikke overstiger: Q dim Q fuld 0, 5 B2 Dimensionering af ledningsstørrelse Med udgangspunkt i boligområdets koter efter byggemodning, som fremgår af figur B2, er ledningsnettet placeret, som det fremgår af figur B1 Ledningsnettet kan endvidere ses på tegning 201 i tegningsmappen Det fremgår af figur B1, at området tilsluttes det eksisterende kloaksystem i Sohngårdsholmsvej umiddelbart nord for boligområdet Til bestemmelse af rørdimensioner og ledningshældning for både regn- og spildevandsledninger beregnes den fuldtløbende vandføring Q fuld, den fuldtløbende hastighed v fuld og vandspejlets højde y af formlerne B1, B2 og B3 ( 0, 74 10 6 Q fuld = 6, 95 log D i Di I + ) k Di 2 D i I (B1) 3, 71 D i hvor D i I k er den indre diameter [m] er energiliniegradienten [m/m] rørets ruhed [m]
Side 17 Kapitel B Figur B2 Koter efter byggemodning af boligområdet v fuld = 2 2g ( D i I log k 3, 71 D i + ) 2, 51 υ d 2g D i I (B2) hvor g er tyngdeaccelerationen (9, 82m/s 2 ) Ved en tilfældig vandføring Q bestemmes vandspejlets højde y iterativt vha formel B3 y er højden til vandspejlet, som det kan ses på figur B3 y = D ( ( i π arccos 0, 92 + 0, 08 cos 2π y D i ) 2Q Q fuld ) (B3) Formlerne er benyttet i det vedlagte regneark til dimensionering af ledningsnettet ud fra kriterierne nævnt under forudsætningerne Variablene er rørets indre diameter D i, vandspejlshøjden y og energiliniegradienten I Afløbsledningerne dimensioneres efter kravet om selvrensning Selvrensningsevnen kan udtrykkes ved bundforskydningsspændingen τ langs periferien [Linde et al, 2002]
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 18 Figur B3 Snit gennem delfyldt rør Forskydningsspændingerne τ langs rørets periferi er givet ved B4: τ = γ R I (B4) hvor τ er forskydningsspændingen γ er vandets specifikke tyngde (10000N/m 3 ) R I er hydraulisk radius er energiliniens gradient Hydraulisk radius er givet formel B5: R = Di (2 θ sin (2 θ)) (B5) 8 θ hvor θ er vinklen, som kan ses på figur B3 og beregnes vha formel B6 ( θ = arccos 1 2 y ) D i (B6)
Side 19 Kapitel B B3 Dimensionering af regnvandsledninger Regnvandsledningernes placering og nummering fremgår af figur B4 Figur B4 Nummering af brønde på regnvandsledningen Ledningerne dimensioneres ud fra kriteriet om selvrensning og delfyldningsgraden y/d I ledningsnet, hvor rørafstrømningstiden er mindre end regnvarigheden, dvs t f,r < t r, benyttes formel B7 til bestemmelse af den dimensionsgivende regnvandsstrøm q: q = ϕ i A i i (B7) hvor ϕ i A i er delområdets afløbskoefficient er delområdets areal er regnintensiteten
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 20 I tilfælde hvor regnvarigheden er mindre en rørafstrømningstiden, dvs t r < t f,r, benyttes eksempelvis tid-arealmetoden Delområdernes afløbskoefficienter ϕ og delarealernes størrelse fremgår af tabel B1, hvor også det reducerede areal A red er beregnet ud fra bebyggelsesplanen Det antages, at der anlægges 50m 2 fliseareal til hver opgang På tegning 204 i tegningsmappen fremgår hvor store overfladearealer, der er tilknyttet hver brønd Parkeringskældre er ikke medtaget i bestemmelse af den dimensionsgivende regnvandsstrøm I tabel B1 bestemmes det reducerede areal A red som funktion af delområdernes areal og afløbskoefficienter Tabel B1 Beregning af det reducerede areal A red Overfladetype Areal [m 2 ] Afløbskoefficient [ϕ] A red [m 2 ] Tagflade 9588 1,0 9588 Veje og P-plads 6068 0,9 5461 Fliser 2250 0,6 1350 Grønt areal langs Sohngårdsholmsvej 13500 0,1 1350 Øvrige grønne arealer 61591 0 0 Sum 92997-17749 Middelværdi - ϕ = 0, 19 - Øvrige grønne arealer er vurderet til at have en afløbskoefficient ϕ = 0, idet regnvand på disse områder vil nedsive i stedet for at løbe til afløbssystemet Den dimensionsgivende regnvandsstrøm er beregnet, idet det er antaget at rørafstrømningstiden er mindre end regnvarigheden For at eftervise om metoden kan benyttes, er rørafstrømningstiden t r,f beregnet Rørafstrømningstiden beregnes af formel B8, og resultatet fremgår af tabel B2
Side 21 Kapitel B Afstrømningstiden t f,r bestemmes udfra formel B8 t f,r = l v (B8) hvor t f,r l v er afløbstiden [sek] er længden af ledninger [m] er hastigheden i ledninger [m/s] Tabel B2 Beregning af rørafstrømningstid i regnvandsledningen Strækning Længde [m] V[m/s] t r,f [s] R1-R2 86 102 88 R2-R3 56 105 59 R3-R4 52 113 59 R4-R5 56 123 69 R5-R6 51 117 60 R6-R7 61 118 72 R7-R8 21 171 36 Sum - - 443 sek = 738 min Som det fremgår af tabel B2 er rørafstrømningstiden t f,r mindre end regnvarigheden, og metoden kan benyttes Regnvandet fra boligområdet på Eternitten ledes til en nyanlagt brønd, R8, i Sohngårdsholmsvej I tegningsmappen fremgår delarealernes tilstrømningareal til strækningen R2-R8 (tegning 204) og længdeprofil (tegning20x) af ledningerne i boligområdet og i Sohngårdsholsmvej
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 22 B31 Resultater Regnvandsledninger dimensioneres for den maksimale spildevandsstrøm q sd,maks I det følgende regnes på ledningsstrækningen R71-R7 for regnvand Ledningsstrækningen kan ses på tegning 201 i tegningsmappen Forskydningespændinger for regnvandsledninger Forskydningsspændinger for regnvandsledningen på strækningen R71-R7 fremgår af tabel B3 Heraf kan det endvidere ses, at forskydningsspændingerne overholdet minimumskravet på 3 4 N/m 2, hvilket betyder, at der opnås selvrensning i rørene Beregning af forskydningsspænding for den resterende regnvandsledning er foretaget i et regneark, der er vedlagt på cd-rom Der er opnået selvrensning i alle rørerne Tabel B3 Rørdimension og bundforskydningsspænding for strækningen R71- R7 Strækning Rørdimension [mm] τ [N/m 2 ] R71-R72 160 4,13 R721-R72 200 4,21 R72-R73 250 4,95 R73-R74 315 6,15 R741-R742 160 4,01 R742-R743 160 3,71 R743-R74 160 8,50 R74-R75 315 9,05 R751-R75 160 13,89 R75-R76 400 6,81 R76-R7 500 5,92 B32 Dimensionering af regnvandsbassin Der anlægges et regnvandsbassin nedstrøms for boligområdet, hvilket fremgår af figur B1 Placeringen er valgt pga af tilslutningen til Sohngårdsholmsvej Bassinet muliggør således en forsinkelse af regnvandsafstrømningen, således at der maksimalt udledes i alt 9,3l/s
Side 23 Kapitel B Til beregning af bassinvolumen er afløbstallet a bestemt ved formel B9 [Linde et al, 2002]: a = Q a A red = (Q a Q s ) A red (B9) hvor Q a Q a Q s A red er vandførningen i afløbsledningen reduceret med tørvejrsvandføringen [m 3 /s] er den maksimale vandføring i afløbsledningen [m 3 /s] er tørvejrsvandføringen fra oplandet før bassinet [m 3 /s] er det reducerede areal for oplandet til bassinet [m 3 /s] Det reducerede oplandsareal er beregnet til 1,7749 ha, som det ses i tabelb1 Tørvejrsvandføringen Q s er lig nul, da kloaknettet er et seperatsystem Afløbstallet a kan hermed bestemmes ved formel B9: a = 1l/s/ha A A red a = 1l/s/ha 9, 3ha 1, 7749ha = 5, 24l/s/ha Bassinvolumenet bestemmes ved formel B10: V r,k = a α 1 α ( c (1 α) a ) 1 α (B10) hvor V r,k a c α er bassinvolumen når oplandsarealets koncentrationstid = 0 [m 3 /ha] er bassinets afløbstal [m 3 /ha] er en konstant afhængig af gentagelsesperioden T er en konstant afhængig af gentagelsesperioden T Regnvandsbassinet dimensioneres for en gentagelsesperiode på henholdsvis T=10år og T=20år, hvilket giver værdier for c og α, hvilket angivet i tabel B4:
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 24 Tabel B4 Gentagelsesperiode med tilhørende konstanter [Linde et al, 2002] T (år) c α 10 45960 0,79 20 55600 0,79 Bassinvolumet pr reduceret areal bliver for T=10år ifølge formel B10: ( 0, 79 45960l/s/ha (1 0, 79) V r,k = 5, 24l/s/ha 1 0, 79 5, 24l/s/ha V r,k = 267910, 51l/ha = 267, 91m 3 /ha ) 1 0,79 Da bassinvolumet er beregnet pr ha, skal der multipliceres med det reducerede areal, og bassinvolumet bliver derfor: V r,k = 267, 91m 3 /ha 1, 7749ha = 475, 5m 3 Bassinvolumet pr reduceret areal bliver for T=20 år ifølge formel B10: ( 0, 79 55600l/s/ha (1 0, 79) V r,k = 5, 24l/s/ha 1 0, 79 5, 24l/s/ha V r,k = 340931l/ha = 340, 93m 3 /ha ) 1 0,79 For T=20år bliver det endelige bassinvolumen: V r,k = 340, 9m 3 /ha 1, 7749ha = 605, 24m 3 Der benyttes et bassinvolumen på 605m 3 /ha, hvilket svarer til en gentagelsesperiode på T=20år Bassinets dimensioner kan ses på figur B5
Side 25 Kapitel B Figur B5 Regnvandsbassin B33 Dimensionering af drosselledning Det er valgt at anvende en drosselledning som afløbsregulator fra regnvandsbassinet Til dimensionering af drosselledningen benyttes formel B11: Q = h + IB l K 1 l + Σζ 2g A 2 (B11) hvor Q er vandføringen i drosselledningen [m 3 /s] h er vandspejlshøjde ved midten af drosselledningen [m] I B l er drosselledningens bundhældning [m/m] er drosselledningens længde [m] K 1 er modstandstal for drosselledningen [s 2 /m 6 ] Σζ er den samlede enkeltmodstandskoefficient for drosselledningen (α 1, 1) A er drosselledningens tværsnitsareal [m 2 ] g er tyngdeaccelerationen (9, 82m/s 2 ) Højden h er lig 1,82m for T=20 og energiliniegradienten I B er beregnet til 42 0 / 00 Dimensioneringen af drosselledningen er en iterativ proces, som er foretaget i regneark ved indsættelse af skønnede rørdiametre Beregningen har ført frem til en indre diameter d i = 0, 075m, hvorfor det er denne diameter, der vil blive anvendt ved udregningerne i det følgende
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 26 Modstandstallet K 1 relateres til Manningtallet M og er givet ved: K l = (M R 2 3 A ) 2 = 10, 3 ( M d 8 3 ) 2 (B12) hvor M R A d er Manningtallet er drosselledningens hydrauliske radius er drosselledningens tværsnitsareal er drosselledningens indvendige diameter Manningtallet er givet ved: M = 25, 4 6 k (B13) hvor k er rørets ruhed (k=0,6mm) Med kendskab til rørets ruhed k=0,6mm kan Manningtallet M beregnes ud fra formel B13: M = 6 25, 4 = 87, 46m 1 3 /s 0, 0006 Modstandstallet K 1 beregnes ud fra formel B12: ( ) K l = 10, 3 87, 46 0, 075m 8 2 3 = 1345, 52s 2 /m 6 Enkeltmodstandskoefficienten ζ for skarpkantet indløb i væg er 0,5 [Brorsen et al, 2003] Dermed bliver ζ: ζ = 0, 5 + 1, 1 = 1, 6 Drosselledningens længde findes ud fra formel B6: 0, 0093m 3 /s = l = 12, 87m 1,82m+0,042m/m l 1345,52s 2 /m 6 l+ 1,6 2 9,82m/s 2 0,00442 m 2
Side 27 Kapitel B B4 Dimensionering af spildevandsledninger Spildevandsledningernes placering og nummering fremgår af figur B6 Figur B6 Nummerering af brønde på spildevandsledningen Spildevandsledningerne dimensioneres ud fra kriteriet om selvrensning og delfyldningsgraden Q dim /Q fuld Valg af beregningsmetode Der bor statistisk set henholdsvis 1,1, 1,9 og 2,5 beboere i 1-værelses, 3-værelses og 4-værelseslejligheder i Aalborg Kommune [wwwaalborgdk 2 ] Antallet af beboere i området er vigtigt at kende, da fastlæggelse af dimensionsgivende spildevandsstrøm afhænger deraf I tabel B5 er beregnet, hvor mange beboere der statistisk vil komme til at bo i boligområdet
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 28 Tabel B5 Antal beboere i boligområdet Boligtype 1-værelses 3-værelses 4-værelses Personer pr lejlighed 1,1 1,9 2,5 Antal lejligheder 192 156 156 Antal beboere ialt 898 Af beregningen fremgår, at der vil komme til at bo 898 personer i boligområdet, fordelt på 192 i kollegieblokken og 17,6 pr opgang i boligblokkene Metode 1 Der er to metoder til bestemmelse af den dimensionsgivende spildsvandsstrøm På strækninger, hvor der afledes spildevand fra færre end 200 personer, benyttes diagrammet i figur B7 til bestemmelse af den dimensionsgivende spildevandsstrøm [DS432, 2000] Figur B7 Dimensionsgivende spildevandsstrøm for spildevandsafledning fra færre end 200 personer [DS432, 2000 ]
Side 29 Kapitel B Til bestemmelse af den dimensionsgivende spildevandsmængde q s,d fastlægges strømmen af de forudsatte spildvandsstrømme q s,f, hvilket for kollegieboligerne og lejlighederne i boligblokkene er bestemt i tabel B6 q s,d aflæses af B7 Det antages, at der er én stikledning pr opgang i boligblokkene, mens der er to stikledninger fra kollegieblokken Tabel B6 Forudsatte spildevandsstrømme for boliger [DS432, 2000] Kollegieblokken Boligblokkene q s,f [l/s] Antal boliger 192 312 WC pr bolig 1 1 1,8 Bruser pr bolig 1 1 0,4 Håndvask pr bolig 1 1 0,3 Køkkenvask pr bolig 1 1 0,6 Opvaskemaskine pr bolig - 1 0,6 Vaskemaskine pr bolig 0,08 1 0,6 qs,f prbolig 3,1l/s 4,3l/s qs,f prstikledning 302,1 34,4 Ved brønd S6 er der tilkoblet flere end 200 personer, hvorfor metode 1 benyttes frem til denne brønd Den til 200 personer forudsatte spildevandsstrøm er beregnes til: q s,f(200pers) = 200pers 34, 4l/s/opgang = 391l/s 17, 6pers/opg Af figur B7 aflæses q s,d til 8,5l/s Denne værdi af den dimensionsgivende spildevandsstrøm for 200 personer benyttes indtil der opnås en større spildevandsstrøm ved metode 2 Således undersøges fra brønd S6-S13, hvornår spildevandsstrømmen skal beregnes ud fra metode 2 Metode 2 Afledes der spildevand fra flere end 200 personer til en rørstrækning, således at denne spildevandsstrøm overstiger spildevandsstrømmen ved benyttelse af diagrammet i figur B7 for 200 personer, bestemmes den dimensionsgivende spildevandsstrøm ud fra time-døgnfaktorer, hvor den maksimale vandføring i maksimum døgnet Q t,maks d,maks beregnes Vandforbruget bestemmes pr person, og er skønnet til 200l/døgn
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 30 Den dimensions- givende spildevandsstrøm beregnes af formel B14: q sd = q pers fd maks ft maks P 24timer/døgn 3600sek/time (B14) hvor q pers fd maks ft maks P er det gennemsnitlige vandforbrug pr person i området er døgnfaktoren for den pågældende type bebyggelse er timefaktoren for den pågældende type bebyggelse er antallet af personer tilsluttet ledningen (>200 personer) De anvendte time-døgnfaktorer for bymæssig bebyggelse fremgår af tabel B7 Tabel B7 Time-døgnfaktorer for bymæssig bebyggelse (d=døgn og t=time) [Linde et al, 2002] Døgnfaktor f maks d Døgnfaktor f min d T imefaktorf max d 2,0 0,6 2,5 I vedlagte regneark på cd-rom er udført beregninger efter metode 2 for hver delstrækning, hvor der afledes spildevand fra mere end 200 personer Dimensionsgivende spildevandsstrømme for ledningsnettet beregnet af metode 1 og 2 er angivet i tabel B8 Af tabel B8 fremgår det, at der først opnås en større spildevandsmængde efter metode 2 ved brønd S12 Selvrensning Der er opnået selvrensning i hele spildevandsnettet Bundforskydningsspændingen τ for strækningen S101-S1010 er angivet i tabel B9 Det ses at kriteriet til τ på 1, 5 3N/m 2 er overholdt Forskydningsspændinger for strækningen S1-S10 findes i regnearket
Side 31 Kapitel B Tabel B8 Dimensiongivende spildevandsstrøm beregnet efter metode 1 og 2 Strækning q s,d,metode1 q s,d,metode2 Strækning q s,d,metode1 q s,d,metode2 S1-S2 0,0046 (<200 pers) S101-S102 0,00375 (<200 pers) S2-S3 0,0057 (<200 pers) S102-S103 0,0046 (<200 pers) S3-S4 0,0061 (<200 pers) S1031-S103 0,0052 (<200 pers) S4-S5 0,0074 (<200 pers) S103-S104 0,0065 (<200 pers) S5-S6 0,0079 (<200 pers) S1041-S104 0,00375 (<200 pers) S6-S7 0,0085 0,00265 S104-S105 0,0079 (<200 pers) S7-S8 0,0085 0,00326 S105-S106 0,0079 (<200 pers) S8-S9 0,0085 0,00367 S1061-S106 0,0065 (<200 pers) S9-S10 0,0085 0,00428 S106-S107 0,0085 0,00346 S107-S10 0,0085 0,00346 S10-S11 0,0085 0,00794 S11-S12 0,0085 0,00794 S12-S13 0,0085 0,01039 S13-S3324100 0,0085 0,01039 B5 Krydsning ved Østre Allé I forbindelse med rørlægningen af det nye boligområde, er det nødvendigt at etablere en ny regnvandsledning under Sohngårdsholmsvej Denne regnvandsledning skal føres under Østre Allé og videre under Bornholmsgade Koter og rørdimension for nye brønde i Sohngårdsholmsvej fremgår af længdeprofil på tegning 202 i tegningsmappen Krav til krydsning Ved etableringen af den nye regnvandsledning skal der tages højde for en eksisterende fællessledning under Østre Allé, som kan ses på figur B8 Den eksisterende fællesledning er en ø1100mm betonledning, der ligger med en bundkote på 1,66DNN og en dækselkote på 4,57DNN Der skal endvidere tages højde for trafiklasten på strækningen, hvilket forudsætter at jorddækningen skal være minimun 0,6m Dette krav kan reguleres med 0,20m, idet det kan vælges at anlægge et special-betonrør, således at jorddækningen bliver 0,4m
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 32 Tabel B9 Rørdimension og bundforskydningsspændinger for ledningsstrækning S101-S10 Strækning Rørdimension [mm] τ [N/m 2 ] S101-S102 160 2,30 S102-S103 160 2,48 S1031-S103 160 3,72 S103-S104 200 2,15 S1041-S104 160 5,85 S104-S105 200 2,31 S105-S106 200 2,31 S1061-S106 160 6,18 S106-S107 200 2,37 S107-S10 200 5,16 Figur B8 Forholdene nu, og de nye forhold ved krydsning af eksisterende ledning i Østre Allé På figur B8 ses til venstre en skitse af hvordan fællesledningen ligger i Østre Allé idag Til højre ses hvordan den nye regnvandsledning, der skal fortsætte i Bornholmsgade, kan komme til at ligge
Side 33 Kapitel B Regnvandsledningen er et ø500mm special betonrør med en godstykkelse på 144mm Årsagen til at dette rør vælges, skyldes for det første at røret kan anlægges med mindre jorddækning, hvorved gravearbejdet formindskes For det andet bliver afstanden mellem det eksisterende og det nye rør større, hvilket mindsker belastningen på det eksisterende rør
Kloakering af boligområdet på Eternitten Side 34
BILAG C Beregningsforudsætninger for spærkonstruktion I dette kapitel opstilles beregningsforudsætninger for dimensionering af spærkonstruktionen Spæret dimensioneres i henhold til normal sikkerhedsklasse og kontrolklasse samt anvendelsesklasse 2 Tagspæret kan henregnes til anvendelsesklasse 2, idet loftet ikke ønskes opvarmet permanent samt at spæret vil være beskyttet mod klimaet C1 Materialer Til dimensionering af spæret vælges det at benytte firhøvlet nåletræ i kvalitet K18 eller K24 Dimensionerne af spærhoved, spærfod og gitterstænger, der benyttes ved skitseprojektering, kan ses i tabel C1 Tabel C1 Tværsnitsdimensioner for firhøvlet konstruktionstræ Konstruktionsdel Spærhoved Spærfod Gitterstænger Dimension [mm] 45x195 45x95 45x70
Beregningsforudsætninger for spærkonstruktion Side 36 Til tagbeklædning vælges eternit 60x60 diagonal skifre med en vægt på 3,1kg pr skifer Der skal benyttes 3,7 skifre pr m 2, hvilket, inkl lægter og undertag giver en vægt på ca 12kg/m 2 monteret tag Eternit skifre oplægges med undertag, når taghældningen ligger mellem 18 o og 34 o Undertag anvendes under tagdækning af skifre for at beskytte den underliggende konstruktion mod indtrængende sne og regn [Dansk Eternit, 2001] C11 Styrke og stivhed af konstruktionstræ For at opstille en beregningsmodel og følgende eftervise bæreevnen er det nødvendigt at kende træets stivhed og styrke Disse to faktorer afhænger af træets styrkeklasse, fiberretningen, fugtigheden i træet og lastvarigheden Stivhedstallene for konstruktionstræ er opstillet i tabel C2 Tabel C2 Karakteristiske stivhedstal i MPa for firhøvlet konstruktionstræ [DS413, 1998] Stivhedstal K24 [MPa] K18 [MPa] E-modul med fibre, middelværdi E 0 10500 7000 E-modul med fibre, 5%-fraktil E 0,k 7000 4700 E-modul på fibre, middelværdi E 90 350 250 Forskydningsmodul, middelværdi G 700 500 Træets stivhedsegenskaber skal anvendes ved bestemmelse af konstruktionens snitkræfter og deformationer Stivheden afhænger endvidere af styrkeklassen De regningsmæssige styrker f d for konstruktionstræ findes ved formel C1 og resultaterne fremgår af tabel C3
Side 37 Kapitel C f d = f k γ m k mod (C1) hvor f k er træets karakteristiske styrkeværdi γ m er partialkoefficienten for normal sikkerhedsklasse, γ m = 1, 64 k mod er en faktor, der tager hensyn til styrkens reduktion med tiden som følge af den kombinerede virkning af lastvarighed og fugt Tabel C3 Regningsmæssige styrketal for konstruktionstræ i henholdsvis styrkeklasse K18 og K24 [DS413, 1998] Styrkeklasse K24 K18 Lastgruppe P L M K Ø P L M K Ø Bøjning m fibrene f m,d 8,8 10,2 11,7 13,2 16,1 6,6 7,7 8,8 9,9 12,1 Træk m fibrene f t,0,d 5,9 6,8 7,8 8,8 10,7 3,7 4,3 4,9 5,5 6,7 Træk på fibrene f t,90,d 0,18 0,21 0,24 0,27 0,34 0,18 0,21 0,24 0,27 0,34 Tryk m fibrene f c,0,d 7,3 8,5 9,8 11,0 13,4 5,5 6,4 7,3 8,2 10,1 Tryk på fibrene f c,90,d 1,28 1,49 1,71 1,92 2,35 1,28 1,49 1,71 1,92 2,35 Forskydning f v,d 1,10 1,28 1,46 1,64 2,01 1,10 1,28 1,46 1,64 2,01 Tabel C3 bygger på lastgrupperne, der fremgår af tabel C4 I tilfælde hvor en lastkombination består af laster fra forskellige lastgrupper, anvendes styrkeværdien for den mest kortvarige last [Nielsen, 2001]
Beregningsforudsætninger for spærkonstruktion Side 38 Tabel C4 Definition af lastgrupper [Nielsen, 2001] Typeangivelse Varighed Typiske laster i gruppen P-last permanent last egenvægt L-last langtidslast M-last mellemlang last nyttelast i tagrum K-last korttidslast snelast Ø-last øjeblikkelig last vindlast, tilfældig personlast på tag C12 Samlinger Samlingen der ønskes dimensioneret, er udført i normal sikkerhedsklasse og normal materialekontrolklasse Den pågældende samling dimensioneres og udføres med en tandplade Til eftervisning af tandpladens bæreevne anvendes værdier for tandpladens karakteristiske forankringsstyrke og karakteristiske træk-/trykforskydningsstyrke Tandpladens forankringsstyrker er angivet i tabel C5 Tabel C5 Karakteristiske forankringsstyrker for 1mm tykke FIK-plader [Nielsen, 2001] f a,0,0,k f a,90,90,k c 1 MPa MPa - 2,8 1 0,65 De angivne forankringsstyrker, som kan ses i tabel C5, afhænger af vinklen mellem kraftretningen og fiberretningen β samt kraftretningen og pladens x-retning α β og α kan ses på figur C1 De karakteristiske forankringsstyrker for henholdsvis træk-/tryk- og forskydningestyrke er angivet i tabel C6
Side 39 Kapitel C Figur C1 Bjælke med tandplade α er vinklen mellem x-retningen og kraftretningen i sømgruppens tyngdepunkt β er vinklen mellem fiberretningen og kraftretningen i sømgruppens tyngdepunkt [Nielsen, 2001] Tabel C6 Karakteristiske styrkeværdier for FIK-plader [Nielsen, 2001] f t,0,k f t,90,k f c,0,k f c,90,k f v,0,k f v,90,k N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm N/mm 270 190 135 95 115 80
Beregningsforudsætninger for spærkonstruktion Side 40
BILAG D Laster I dette kapitel beskrives og bestemmes de laster, der virker på tagspæret Laster der påvirker en konstruktionen, kan deles op i permanente og variable laster Permanente laster påvirker konstruktionen med en lille variation i tiden, dvs at lasten har en konstant påvirkning under hele konstruktionens levetid Permanente laster er konstruktionens egenlast Variable laster har derimod en stor variation i tiden Det kunne feks være natur- og nyttelast Spæret skal dimensioneres ud fra: Egenvægt (G) Nyttelast (N ) Snelast (S) Vindlast (V ) Skitseprojektering tager udgangspunkt i spærets egenlast kombineret med snelast I skitseprojekt II vil der endvidere blive tillagt nyttelast fra en gangbro
Laster Side 42 D1 Egenvægt (G) De elementer der udgør egenvægten er spæret, eternit skifre, undertag, lægter samt loftsbeklædning Egenvægt kan ses på figur D1 Egenvægten af spærhoved sættes til 0, 15kN/m 2, idet der vælges 60x60 eternit skifre til tagbeklædning Egenvægten af selve spærhovedet udgør 0, 036kN/m 2, hvortil egenvægten af tagbeklædning inkl lægter og undertag på ca 12kN/m 2 tillægges Egenvægten af spærhoved dækker således over eternit skifre, undertag, lægter og selve spærhovedet Spærene placeres med 1m s afstand center til center, dvs kn/m 2 = kn/m Egenvægten af spærfod inkl loftsbeklædning og isolering sættes til 0, 30kN/m 2 [Johansen, 1987] I konstruktioner, hvor den største frihøjde i tagrummet er større end 1m, skal der regnes med mindst en 1,2m bred gangbro, hvilket giver et tillæg til egenvægten af spærfoden [DS410, 1998] Egenvægten af denne gangbro sættes til 0, 15kN/m 2 [Nielsen, 2001] D2 Nyttelast (N ) Figur D1 Egenlast ( G) I tagrum, hvor den største frihøjde er større end 1m, skal der regnes med en nyttelast fra en 1,2m bred gangbro Nyttelasten kan enten karakteriseres som en lodret jævnt fordelt fladelast på 0, 5kN/m 2, fordelt på gangbro, med en lastkombinationsfaktor ψ = 1, 0 eller en punktlast 0,5kN med en lastkombinationsfaktor ψ = 0, 5 Det vælges til at regne med en lodret jævnt fordelt fladelast, idet den normalt vurderes at være farligst, således at nyttelasten sættes til 0, 5kN/m 2 [DS410, 1998]
Side 43 Kapitel D D3 Snelast (S) Snelast på sadeltage undersøges normalt for fire forskellige lasttilfælde, men idet her udføres et symmetrisk spær, er det kun nødvendigt at undersøge for to lasttilfælde Disse to lasttilfælde skal undersøges for både med og uden sne på udhæng, idet snelast kan virke stabiliserende på udkragede tage Snelast s regnes som en bunden, variabel last med en lastkombinationsfaktor ψ = 0, 5 Den karakteristiske snelast s på taget bestemmes ved formel D1 s = c i C e C t s k (D1) hvor c i C e C t er formfaktorer for snelasten på taget er en beliggenhedsfaktor er en termisk faktor s k er sneens karakteristiske terrænværdi [kn/m 2 ] Faktorerne C e og C t tager hensyn til bygningens beliggenhed og ydre omgivelser og sættes til 1 for at være på den sikre side [DS410, 1998] Sneens karakteristiske terrænværdi er den akkumulerede snemængde på en uforstyrret del af terrænet og bestemmes ved formel D2 [DS410, 1998] s k = c års s k,0 (D2) hvor c års er en årstidsfaktor for sneens terrænværdi s k,0 er grundværdien for sneens terrænværdi [kn/m 2 ] Årstidsfaktoren for sneens terrænværdi c års sættes til 1 for at være på den sikre side og grundværdien s k,0 regnes til 0, 9kN/m 2 [DS410, 1998]
Laster Side 44 Formfaktorerne for snelasten afhænger af taghældningen α, der er valgt til 30 o For sadeltage med en taghældning 15 o α 30 o gælder formfaktorerne c 1 og c 2 [DS410, 1998]: c 1 = 0, 8 (D3) c 2 = 0, 8 + 0, 6 α 15 30 c 2 = 1, 1 (D4) Ved de fundne formfaktorer kan snelasten beregnes og resultaterne ses i tabel D1 og på figur D2 Tabel D1 Beregning af snelast Lasttilfælde Højre side [kn/m 2 ] Venstre side [kn/m 2 ] S 1 c 1 C e C t s k 0,72 c 2 C e C t s k 0,99 S 2-0 0, 5 c 1 C e C t s k 0,36 På baggrund af resultaterne vist på figur D2 vurderes det, at lasttilfælde S 1 er farligst Vurderingen bygger på, at en skæv last ikke vil påvirke hele spæret, idet dette er understøttet i fire punkter Understøtningernes placering vil således forhindre en skævvridning af spæret Endvidere vurderes det, at lasttilfælde S 1 for henholdsvis med og uden sne på udhæng, tilnærmelsesvis vil give samme resultat, idet længden af udhænget vil være ubetydelig i forhold til den halve længde af spærhovedet, der ved en taghældning på 30 o er ca 13m D4 Vindlast (V ) For at bestemme vindens påvirkning på tagkonstruktionen skal der tages hensyn til konstruktionens dynamiske egenskaber Dette gøres ved at beregne vindlasten ud fra den kvasistatiske eller den dynamiske respons I dette projekt antages konstruktionen at opfylde reglerne om kvasistatisk respons Vindlasten regnes som en bunden variabel last med en lastkombinationsfaktor ψ = 0, 5
Side 45 Kapitel D Figur D2 Snelasttilfælde regnet for henholdsvis med og uden udhæng på taget Last er angivet i kn/m Den karakteristiske kvasistatiske vindlast F w er givet ved formel D5: F w = q max c A (D5) hvor q max c er det karakteristiske maksimale hastighedstryk, der bla afhænger af bygningens højde, det omkringliggende terræn og vindens basishastighed [kn/m 2 ] er en formfaktor Der skelnes mellem formfaktorer til udvendig og indvendig vindlast A er det vindbelastede areal [m 2 ] I bestræbelserne på at udregne den kvasistatiske vindlast F w skal formfaktorerne bestemmes Formfaktoren c for den udvendige vindlast afhænger ud over tagets form også af taghældningen, vindens retning samt det belastede areal af taget Idet de vindbelastede arealer er over 10m 2, anvendes formfaktoren c pe,10 Ved bestemmelse af c pe,10 tages højde for, hvorvidt vinden har retning mod facaden eller gavlen Belastningsområderne kan ses på figur D4 Formfaktorerne for et sadeltag på 30 o er aflæst på figur D3 og kan ses i tabel D2
Laster Side 46 Figur D3 Formfaktorer c pe,10 for huse med sadeltag [DS410, 1998] Formfaktorerne for indvendig vindlast er c pi = 0, 2 og c pi = 0, 3, idet det indvendige tryk ikke styres af trykforholdene ved en dominerende åbning [DS410, 1998]
Side 47 Kapitel D Figur D4 Definition af belastningsmråder på sadeltag [DS410, 1998] Tabel D2 Formfaktorer c pe,10 for huse med sadeltag med en hældning α på 30 o Udvendig vindlast Zone Vind mod facade Vind mod gavl 30 o max min max min G (F) 0,6-0,55 0-1,2 H 0,4-0,2 0-0,7 I 0-0,4 0-0,5 J 0-0,6 - - Under udhæng 0,7-0,3-0,5-0,9 Den kvasistatiske vindlast F w bestemmes ud fra følgende beregninger [DS410, 1998]: Basisvindhastigheden beregnes ved formel D6: v b = c dir c års v b,0 (D6) hvor c dir c års v b,0 er en retningsfaktor for vindhastigheden er en årstidsfaktor er en grundværdi for basishastigheden [m/s]
Laster Side 48 Retningsfaktoren c dir sættes til 1 for at være på den sikre side, og årstidsfaktoren c års sættes til 1 for permanente konstruktioner Basishastighedens grundværdi v b,0 sættes til 24m/s for det pågældende område, idet dette ligger mere end 25km fra Vesterhavet Basisvindhastigheden v b er vha formel D6 beregnet til: v b = 1 1 24m/s = 24m/s Basishastighedstrykket beregnes ved formel D7: q b = 1 2 ρ v2 b (D7) hvor ρ er luftens densitet (sættes til 1,25kg/m 3 ) Basishastighedstrykket q b er vha formel D7 beregnet til: q b = 0, 5 1, 25kg/m 3 (24m/s) 2 q b = 360N/m 2 Ruhedsfaktoren beregnes ved formel D8: ( ) z c r = k t ln, hvorz min z 200m (D8) hvor k t z z 0 er en terrænfaktor z 0 er referencehøjden, dvs højden til kip, z = 17m er ruhedslængden [m] z min er minimumshøjden, dvs den forventede minimumshøjde af bygninger i gennemsnit [m] Områdets beliggenhed hører under terrænkategori III, hvilket giver parametrene opstillet i tabel D3 Ruhedsfaktoren c r er vha formel D8 beregnet til: ( ) 17m c r = 0, 22 ln = 0, 89 0, 3m
Side 49 Kapitel D Tabel D3 Terrænparametre Terrænkategori Terrænfaktor k t Ruhedslængde z 0 [m] Min højde z min [m] III 0,22 0,3 8 10-minutters middelhastighedstrykket beregnes ved formel D9: q m = c 2 r c 2 t q b (D9) hvor c t er topografifaktoren (sættes til 1 for fladt terræn) 10-minutters middelhastighedstrykket q m er vha formel D9 beregnet til: q m = 0, 89 2 1 2 360N/m 2 = 285, 16N/m 2 Turbulensintensiteten beregnes ved formel D10: I v = 1 1 ( ), hvorz z min c t z ln z 0 (D10) Turbulensintensiteten I v er vha formel D10 beregnet til: I v = 1 1 1 ln 17m 0,3m = 0, 25 Karakteristisk maksimalt hastighedstryk beregnes ved formel D11: q max = (1 + 2k p I v ) q m (D11) hvor k p er en peakfaktor Peak-faktoren k p sættes til 3,5 [DS410, 1998] for både udvendig og indvendig vindlast, således der anvendes samme q max for begge typer vindlast Det karakteristiske maksimale hastighedstryk q max til: er vha formel D11 beregnet q max = (1 + 2 3, 5 0, 25) 285, 16N/m 2 q max = 784N/m 2 = 0, 78kN/m 2
Laster Side 50 De beregnede lasttilfælde for udvendig vindlast er vist på henholdsvis figur D5 og figur D6 Lasttilfælde for indvendig vindlast fremgår af figur D7 Figur D5 Lasttilfælde for udvendig vind mod facaden angivet i kn/m 2 Figur D6 Lasttilfælde for udvendig vindlast mod gavlen angivet i kn/m 2 Figur D7 Lasttilfælde for indvendig vindlast angivet i kn/m 2
Side 51 Kapitel D På baggrund af de beregnede vindlaster vurderes det, at lasttilfælde (V1+I1) og (V5+I2) er farligst Vurderingen bygger på, at det vil være farligst at udsætte hele spæret for henholdsvis rent tryk og sug, idet en skæv last ikke vil påvirke spæret grundet understøtningernes placering Endvidere afgrænses til at se på lasttilfælde (V1+I1), idet der i dette projekt ikke skal undersøges muligheden for fastgørelse af spæret
Laster Side 52
BILAG E Skitseprojektering I dette afsnit præsenteres to spærtyper, hvilke sammenlignes ud fra snitkræfter i hoved, gitter og fod, hvorefter det mest fordelagtige spær udvælges til detailprojektering Valget foretages på baggrund af snitkræfter samt et skøn af, hvilken spærtype der er mest fordelagtig for bygningen Efterfølgende bliver spæret undersøgt mht en placering af fiktive elementer E1 Forudsætninger Skitseprojekteringen tager udgangspunkt i to spærtyper, sakse- og gitterspær, begge med en taghældning α på 30 o En model af de to spærtyper kan ses på figur E1 Figur E1 Modellerede spærtyper til skitseprojektering
Skitseprojektering Side 54 Spærene understøttes i fire punkter og bliver projekteret udfra egenvægt og snelast For begge spærtyper vælges en symmetrisk opbygning omkring midten Som materiale vælges konstruktionstræ i styrkeklasse K18, og de valgte spærdimensioner kan ses i tabel E1 Tabel E1 Tværsnitsdimensioner for firhøvlet konstruktionstræ træ i styrkeklasse K18, anvendt i skitseprojektering Konstruktionsdel Dimension Trækvalitet Gitterstænger 45x70mm K18 Spærfod 45x95mm K18 Spærhoved 45x195mm K18 E2 Opbygning af spærmodeller Spærmodellerne opbygges således, at systemlinier i spærhoved og fod er sammenfaldende med tværsnittets tyngdepunkter [DS413, 1998] I gitterstængerne ligger systemlinierne indenfor træets tværsnit Endvidere er modellen lineær-elastisk opbygget af kontinuerte træelementer i spærhoved og -fod Spærhoved og -fod forbindes med gitterstænger, der bliver fastgjort ved charnier, hvilket betyder, at der ikke bliver overført moment i gitterstængerne Således bliver gitterstængerne tryk-/trækstænger Begge spærmodeller spænder over 22m, og de understøttes i fire punkter, således der tages hensyn til bygningens nuværende opbygning De to yderste understøtninger indrykkes for at anvende understøttende remme Placeringen af remme over eksisterende bærende elementer fremgår af figur E2 Der modelleres med én fast simpel understøtning og tre simple understøtninger Den fast simple understøtning er placeret over den bærende væg og de tre simple understøtninger er placeret over søjlerne For at mindske momenter i spærfoden er placeringen af gitterstænger valgt således, at de samles med foden umiddelbart over en understøtning
Side 55 Kapitel E Figur E2 Bærende remme og væg til understøtning af spærmodeller Begge spærmodeller opbygges symmetrisk omkring kip, således at placering af gitterstænger bliver symmetrisk Understøtningerne er imidlertid asymmetrisk placeret, således disse passer til placeringen af remme E21 Skitse I - Saksespær Saksespærets spærhoved udføres med en hældning α på 30 o, og foden udføres med en hældning α på 10 o Egenvægten af spærhoved dækker over tagbeklædning, undertag, lægter og selve spærhovedet Fodens egenvægt dækker over loftsbeklædning, isolering og selve spærfoden Der regnes ikke med nyttelast på spæret, idet konstruktionen ikke giver mulighed for anlæggelse af gangbro Spærets opbygning med placering af understøtninger og knudenumre kan ses på figur E3 Saksespærets spændvidde er 22m og det understøttes i fire punkter Den asymmetriske placering af understøtninger er valgt af hensyn til den eksisterende bygnings understøtningsmuligheder Endvidere er gitterstængerne placeret ud fra anvisninger for saksespær med stor spændvidde, dvs at der er ca 1/8 af fodens samlede spændvidde mellem hvert knudepunkt i spærfoden [Johansen, 1987] Fra knudepunkter i spærfoden føres lodrette gitterstænger op til spærhoved, som det fremgår af figur E3 Snitkræfter for saksespærets elementer kan ses i tabel E2-E4 Der er, pga det store antal gitterstænger, kun vist snitkræfter fra de tre gitterelementer, hvori der
Skitseprojektering Side 56 Figur E3 Opbygget model af saksepær med knudenumre og fire understøtninger optræder den største normalkraft Elementer der påvirkes til tryk får negative normalkræfter og de der påvirkes til træk får positive normalkræfter Tabel E2 Største snitkræfter i hoved mht egenvægt og snelast Element Snitkraft Kraftstørrelse 7-8 Normalkraft kn 7,22 25-11 Forskydningskraft kn 2,41 25-11 Moment knm -1,87 Tabel E3 Største snitkræfter i fod mht egenvægt og snelast Element Snitkraft Kraftstørrelse 16-17 Normalkraft kn -5,89 26-28 Forskydningskraft kn 0,43 26-28 Moment knm 0,26
Side 57 Kapitel E Tabel E4 Største normalkraft i gitter mht egenvægt og snelast Element Snitkraft Kraftstørrelse 7-17 Normalkraft kn -8,98 4-14 Forskydningskraft kn -5,48 25-26 Moment knm -5,46 E22 Skitse II - Gitterspær Gitterspæret har ligeledes et spærhoved med en hældning α på 30 o Spærhovedets egenvægt dækker over tagbeklædning, undertag, lægter og selve spærhovedet Fodens egenvægt dækker over loftsbeklædning, isolering og selve spærfoden Gitterspærets opbygning med placering af understøtninger og knudenumre kan ses på figur E4 Figur E4 Opbygget model af gitterspær med knudenumre og fire understøtninger Gitterspæret spænder over 22m og har ligeledes asymetriske og indrykkede understøtninger for at tage højde for eksisterende understøtningsmuligheder Gitterstængerne er placeret ud fra anvisninger for gitterspær med stor spændvidde, dvs at der er ca 1/7 af fodens samlede spændvidde mellem hvert knudepunkt i spær- foden [Johansen, 1987] I spærhoved er knudepunkter placeret jævnt med ca 1/4 af hovedets længde mellem hver samling Snitkræfter for gitterspærets elementer kan ses i tabel E5-E7 Der er, pga det store antal gitterstænger, kun vist snitkræfter fra de tre gitterelementer, hvori der optræder den største normalkraft Elementer der påvirkes til tryk får negative normal-
Skitseprojektering Side 58 kræfter og de der påvirkes til træk får positive normalkræfter Tabel E5 Største snitkræfter i hoved mht egenvægt og snelast Element Snitkraft Kraftstørrelse 5-6 Normalkraft kn 5,97 7-8 Forskydningskraft kn 2,01 9-22 Moment knm -2,19 Tabel E6 Største snitkræfter i fod mht egenvægt og snelast Element Snitkraft Kraftstørrelse 10-11 Normalkraft kn -2,77 12-25 Forskydningskraft kn 0,61 13-14 Moment knm -0,36 Tabel E7 Største normalkraft i gitter mht egenvægt og snelast Element Snitkraft Kraftstørrelse 5-13 Normalkraft kn -8,23 13-6 Forskydningskraft kn -7,20 6-14 Moment knm 5,60