Thesis - Rikke og Jakob Hausgaard Lyngs
Thesis - Rikke og Jakob Hausgaard Lyngs
Thesis - Rikke og Jakob Hausgaard Lyngs
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Titel: Ny ovnhal ved I/S Reno-Nord<br />
Tema: Modellernes virkelighed<br />
Projektperiode: 2. februar – 1. juni 2004<br />
Projektgruppe: BA / B121<br />
Deltagere:<br />
Allan Filskov Jørgensen<br />
<strong>Jakob</strong> <strong>Lyngs</strong><br />
Jens Kresten Nørgaard Madsen<br />
Kenneth Daugård Terkelsen<br />
Martin Møller<br />
Per Kjærsgaard Andersen<br />
Rune Christensen<br />
Vejledere:<br />
Peter Ellegaard<br />
Pia Bøgelund<br />
Oplagstal: 15<br />
Sideantal: 98<br />
Bilagsantal <strong>og</strong> -art: 1 tegningsmappe<br />
Afsluttet den: 31. maj 2004<br />
Synopsis<br />
Det Teknisk-Naturvidenskabelige Basisår<br />
Byggeri <strong>og</strong> Anlæg<br />
Strandvejen 12-14<br />
9000 Aalborg<br />
Tlf. 96 35 97 33<br />
Fax 98 13 63 93<br />
www.but.auc.dk<br />
Denne rapport omhandler opførelsen af den<br />
nye 4. ovnlinie ved I/S Reno-Nord i Aalborg<br />
Øst.<br />
Beslutnings-, pr<strong>og</strong>rammerings- <strong>og</strong> projekteringsfasen<br />
for dette byggeri bliver behandlet<br />
særskilt. Der redegøres i de to første faser<br />
for motivationen for opførelsen af den nye<br />
ovnlinie, de økonomiske aspekter, samt de<br />
løsninger som har været overvejet.<br />
I projekteringsafsnittet udformes <strong>og</strong> dimensioneres<br />
ovnhallen, som rummer den nye<br />
ovnlinie.<br />
Der beregnes spændinger i enkelte profiler<br />
ud fra to udvalgte lastkombinationer, hvilket<br />
danner grundlag for dimensioneringen.<br />
Herved er den maksimale spænding ved<br />
anvendelse af HEA600 profiler beregnet til<br />
116 MPa. Dette muliggør, i kraft af den regningsmæssige<br />
flydespænding for stål på 182<br />
MPa, en neddimensionering til HEA400 profiler,<br />
som giver en maksimal spænding på<br />
174 MPa.<br />
Endelig opstilles en tilsvarende konstruktion<br />
uden charniere i samlinger. Dette gøres<br />
med henblik på en sammenligning af spændingerne<br />
i ét udvalgt element for de to konstruktioner.<br />
I dette element er den maksimale<br />
spændingen, med anvendelse af<br />
HEA600 profilet, beregnet til over 250 MPa,<br />
hvilket overstiger grænsen for ståls flydespænding.
Forord<br />
2<br />
Forord<br />
Denne rapport er udarbejdet af gruppe B121 på Byggeri <strong>og</strong> Anlægs 2. semester,<br />
Aalborg Universitet, i perioden fra d. 2/2 2004 til d. 1/6 2004. Rapporten henvender<br />
sig til studerende på Aalborg Universitets Teknisk-Naturvidenskabelige Basisår.<br />
Det overordnede tema for projektperioden er ”Modellernes virkelighed”, <strong>og</strong><br />
denne rapport omhandler opførelsen af en ny ovnhal ved I/S Reno-Nord. Rapporten<br />
er opbygget efter gangen i et byggeprojekt, d<strong>og</strong> kun de tre første faser: beslutnings-,<br />
pr<strong>og</strong>rammerings- <strong>og</strong> projekteringsfasen.<br />
Til litteraturhenvisningerne er benyttet Harvard-metoden med enkelte modifikationer,<br />
idet udgivelsesstedet ikke er angivet i kildehenvisningen, da dette er<br />
skønnet unødvendigt (Curtin University, 2004).<br />
Vedlagt rapporten er en tegningsmappe, der indeholder tegninger af den af gruppen<br />
skitseprojekterede ovnhal fra forskellige vinkler, samt tegninger af, hvordan<br />
en ramme <strong>og</strong> gavlramme er opbygget. Der henvises til tegningerne i tegningsmappen<br />
som Tx, hvor x er tegningens nummer.<br />
Input-filer til beregninger udført i TrussLab er vedlagt på en CD-ROM. Her kan<br />
<strong>og</strong>så findes gruppens eget pr<strong>og</strong>ram til at beregne reaktioner <strong>og</strong> snitkræfter i gitterrammen.<br />
Gennem projektperioden har der været taget kontakt til ingeniører fra Rambøll,<br />
<strong>og</strong> til ledelsen på I/S Reno-Nord. I den forbindelse vil gruppen gerne takke ingeniør<br />
Kristian Birch Sørensen fra Rambøll <strong>og</strong> driftsleder Henrik Skov fra I/S Reno-Nord<br />
for rundvisninger på I/S Reno-Nord, samt for materiale, som gruppen<br />
har modtaget til projektet.<br />
B121
Indholdsfortegnelse<br />
Indholdsfortegnelse<br />
INDLEDNING ...............................................................................................................................................................5<br />
BESKRIVELSE OG VURDERING AF ANVENDTE METODER.....................................................................................................7<br />
KAPITEL 1. BESLUTNINGSFASEN............................................................................................................................7<br />
1.1 Teoretisk baggrund for beslutningsfasen.............................................................................................. 9<br />
1.2 Aktører omkring I/S Reno-Nord............................................................................................................10<br />
1.3 Forundersøgelser ....................................................................................................................................13<br />
1.3.1 Udvikling i kapacitetsbehov .............................................................................................................13<br />
1.3.2 Økonomisk motivation......................................................................................................................15<br />
1.3.3 Nu- <strong>og</strong> fremtidige miljøkrav..............................................................................................................17<br />
1.3.4 Opsummering.....................................................................................................................................18<br />
1.4 Løsningsmuligheder ...............................................................................................................................18<br />
1.4.1 Nul-alternativet...................................................................................................................................19<br />
1.4.2 Videreførelse af det eksisterende anlægskoncept.......................................................................19<br />
1.4.3 Referencealternativet: Renovering af ovn 1 <strong>og</strong> 2.........................................................................20<br />
1.4.4 Andre placeringer af anlægget........................................................................................................21<br />
1.4.5 Ny ovnlinie i eksisterende bygninger ..............................................................................................22<br />
1.4.6 Ny ovnlinie i ny bygning ....................................................................................................................22<br />
1.5 Løsningsvalg ............................................................................................................................................23<br />
KAPITEL 2. PROGRAMMERING............................................................................................................................ 15<br />
2.1 Teoretisk baggrund for pr<strong>og</strong>rammering ..............................................................................................27<br />
2.2 I/S Reno-Nords pr<strong>og</strong>rammering ...........................................................................................................28<br />
2.3 Sammenfatning <strong>og</strong> valg af fokus .........................................................................................................32<br />
KAPITEL 3. PROJEKTERING ................................................................................................................................35<br />
3.1 Teoretisk baggrund for projektering ....................................................................................................35<br />
3.2 Introduktion af ovnhallen ......................................................................................................................36<br />
3.2.1 Det virkelige projekt ..........................................................................................................................36<br />
3.2.2 Gruppens forslag til ovnhal ..............................................................................................................37<br />
3.3 Optagelse af laster .................................................................................................................................39<br />
3.3.1 Vindlast................................................................................................................................................39<br />
3.3.2 Snelast.................................................................................................................................................42<br />
3.4 Beregning af laster .................................................................................................................................42<br />
B121 3
4<br />
Indholdsfortegnelse<br />
3.4.1 Egenlast...............................................................................................................................................42<br />
3.4.2 Vindlast................................................................................................................................................46<br />
3.4.3 Snelast.................................................................................................................................................53<br />
3.4.4 Kranlast...............................................................................................................................................55<br />
3.5 Lastkombinationer .................................................................................................................................57<br />
3.5.1 Lastkombination 1: anvendelsesgrænsetilstand .........................................................................58<br />
3.5.2 Lastkombination 2.1, brudgrænsetilstand....................................................................................60<br />
3.6 Beregningsmetoder for snitkræfter.....................................................................................................64<br />
3.6.1 Forudsætninger..................................................................................................................................65<br />
3.6.2 Håndberegninger ...............................................................................................................................66<br />
3.6.3 TrussLab..............................................................................................................................................67<br />
3.6.4 B121gittersnit ....................................................................................................................................68<br />
3.7 Dimensionering af enkeltdele ..............................................................................................................72<br />
3.7.1 Ståls egenskaber ...............................................................................................................................72<br />
3.7.2 Dimensionering..................................................................................................................................74<br />
3.8 Løsningsevaluering.................................................................................................................................77<br />
3.9 Momentstiv konstruktion ......................................................................................................................79<br />
KAPITEL 4. KONKLUSION ................................................................................................................................... 85<br />
KILDELISTE.............................................................................................................................................................. 85<br />
KILDEKRITIK ............................................................................................................................................................ 91<br />
APPENDIKS A VVM.......................................................................................................................................... 93<br />
A.1 Luft <strong>og</strong> støv ..............................................................................................................................................93<br />
A.2 Lugt ...........................................................................................................................................................93<br />
A.3 Støj ............................................................................................................................................................93<br />
A.4 Affald <strong>og</strong> restprodukter..........................................................................................................................94<br />
A.5 Samlede restproduktmængde..............................................................................................................94<br />
A.6 Trafik.........................................................................................................................................................95<br />
A.7 Landskabet ..............................................................................................................................................95<br />
APPENDIKS B B121GITTERSNIT ........................................................................................................................ 96<br />
B121
Indledning<br />
Indledning<br />
I/S Reno-Nord er et fælleskommunalt affaldsselskab, der ejes af 7 kommuner.<br />
Disse interessentkommuner er: Arden, Dronninglund, Hals, Sejlflod, Skørping,<br />
Aabybro <strong>og</strong> Aalborg. I/S Reno-Nords formål er at varetage interessentkommunernes<br />
forpligtelser <strong>og</strong> opgaver<br />
indenfor affaldsbehandling. Foruden<br />
dagrenovation fra de 7<br />
kommuner, modtages der industriaffald<br />
samt affald fra andre<br />
kommuner.<br />
Anlægget er beliggende i Aalborg<br />
Øst, som det er vist på figur 1,<br />
hvor der er gode tilkørselsmuligheder<br />
fra alle interessentkommunerne<br />
via motorvej E45.<br />
Aalborg<br />
Figur 1: Beliggenhed af I/S Reno-Nords anlæg<br />
I/S Reno-Nord beskæftiger sig med flere former for affaldsbehandling, eksempelvis<br />
deponering, betonknusning <strong>og</strong> behandling af elektronikskrot, men den primære<br />
beskæftigelse består i affaldsforbrænding, hvilket der vil blive fokuseret på<br />
i denne rapport. Dette skyldes,<br />
at stigningen i mængden<br />
af forbrændingsaffald har<br />
skabt et behov for en ny ovnhal<br />
(Rambøll, 1998). Samtidig<br />
er der udsigt til en skærpelse<br />
af miljøkravene, <strong>og</strong> regeringen<br />
har desuden et ønske<br />
om, at der skal udvindes<br />
så meget energi som muligt<br />
ved affaldsforbrænding.<br />
Figur 2: Anlægget med placering af den nye ovnlinie.<br />
B121 5
6<br />
Indledning<br />
På nuværende tidspunkt består forbrændingsanlægget på I/S Reno-Nord af tre<br />
ovnlinier. Placeringen af disse er skitseret på figur 2, hvor <strong>og</strong>så placeringen af<br />
den nye ovnlinie er indtegnet. Ovnlinie 1 <strong>og</strong> 2 er opført i 1981 <strong>og</strong> har en forbrændingskapacitet<br />
på 8 ton/time. Disse ovnlinier er kun i stand til at producere varme<br />
<strong>og</strong> hver linie kan producere 84 GJ/time. Ovnlinie 3 er opført i 1991 <strong>og</strong> har en<br />
forbrændingskapacitet på 11 ton/time. Denne ovnlinie producerer både varme <strong>og</strong><br />
elektricitet, <strong>og</strong> kan producere 115,5 GJ/time.<br />
Forundersøgelser foretaget for I/S Reno-Nord viser, at det er nødvendigt at udføre<br />
en forbedring af forbrændingsanlægget, så virksomheden kan opfylde de skærpede<br />
miljøkrav, samt forbrænde den stadig stigende affaldsmængde med størst<br />
muligt energiudbytte til følge.<br />
I/S Reno-Nord har i samarbejde med det rådgivende ingeniørfirma Rambøll vurderet,<br />
at den bedste løsning på problemet er at opføre en ny ovnlinie, således at<br />
virksomheden er i stand til at opfylde de ovenstående kriterier.<br />
Denne rapport har på baggrund heraf følgende initierende problem:<br />
Hvilke beslutningsgrundlag, argumenter <strong>og</strong> interesser ligger bag byggeriet af den<br />
nye ovnhal ved I/S Reno-Nord, <strong>og</strong> hvordan kan denne udformes <strong>og</strong> dimensione-<br />
res?<br />
Rapporten vil omhandle den valgte løsning, hvor der opføres en ny ovnlinie. Der<br />
vil indledningsvis være en beskrivelse af grundlaget for valget af løsningen, <strong>og</strong><br />
problemstillingen vil således blive klargjort. Herefter opstilles de forskellige løsningsmuligheder,<br />
<strong>og</strong> deres fordele <strong>og</strong> ulemper vurderes, hvilket resulterer i valget<br />
af den nye ovnlinie.<br />
B121
Beskrivelse <strong>og</strong> vurdering af anvendte metoder<br />
Beskrivelse <strong>og</strong> vurdering af anvendte metoder<br />
Denne rapports opbygning følger den fasedelte struktur af et byggeprojekt. I beslutningsfasen<br />
analyseres behovet for et byggeri, <strong>og</strong> en eventuel beslutning om at<br />
igangsætte byggepr<strong>og</strong>rammering træffes. Dette vil i denne rapport fungere som<br />
det, der i gængs AAU-terminol<strong>og</strong>i kaldes problemanalyse.<br />
I pr<strong>og</strong>rammeringsfasen fastlægges krav til bygningen ud fra virksomhedens visioner<br />
<strong>og</strong> udefra kommende krav <strong>og</strong> ønsker. I rapporten findes dette som problemformulering<br />
<strong>og</strong> projektafgrænsning.<br />
I projekteringsfasen foretages de endelige valg med hensyn til bygningens udformning,<br />
<strong>og</strong> dimensionering udføres. Denne rapports projekteringsafsnit beskæftiger<br />
sig netop hermed. Det er valgt at arbejde med en anden udformning end det<br />
virkelige byggeri.<br />
Efter projekteringsfasen følger en opførelsesfase, en driftsfase <strong>og</strong> endelig en nedrivningsfase.<br />
Disse 3 faser vil ikke blive behandlet i rapporten. Valget af denne<br />
opbygning er sket på grundlag af ønsket om en l<strong>og</strong>isk <strong>og</strong> relevant tilgang til teorien<br />
bag et byggeprojekt. Ved at implementere et byggeprojekts faser i de sædvanlige<br />
rapportafsnit: Problemanalyse, problemformulering <strong>og</strong> projektafgrænsning,<br />
tilstræbes, at læseren ikke mister overblikket over, hvilken del af teorien,<br />
der behandles, da rækkefølgen er identisk med kronol<strong>og</strong>ien i et typisk byggeprojekt.<br />
Som grundlag for dimensioneringen er der i denne rapport anvendt de danske<br />
standarder, som de er formuleret i DS-systemet. Enkelte steder d<strong>og</strong> forsimplet,<br />
grundet gruppens nuværende faglige stadie. I den sidste del af rapporten er der<br />
anvendt metoder, som ligger ud over undervisningens nuværende faglige niveau,<br />
da der bliver regnet på en momentstiv konstruktion ved hjælp af formler <strong>og</strong> hypoteser,<br />
som ikke er pensum på 2. semester.<br />
B121 7
8<br />
Beskrivelse <strong>og</strong> vurdering af anvendte metoder<br />
Udover at sikre fagligheden i projektet ved brugen af DS’s forskrifter for beregningerne,<br />
medfører metoden, at gruppen stifter bekendtskab med et hyppigt anvendt<br />
værktøj i ingeniørbranchen. Hvis der i stedet var blevet anvendt læreb<strong>og</strong>smateriale<br />
baseret på DS, ville gruppen endnu ikke have prøvet at anvende<br />
de kompakte anvisninger i DS. Ulempen kan være, at overblikket over, hvad der<br />
bør medtages af beregninger, kan være svært at holde, idet DS henvender sig til<br />
erfarne fagkyndige, <strong>og</strong> forklarer således ikke altid direkte, hvad der kan udelukkes,<br />
<strong>og</strong> hvad der er essentielt.<br />
Afsnittet med beregninger på en momentstiv konstruktion, tjener til at perspektivere<br />
konsekvensen af valget af den konstruktion, som projektet hovedsageligt<br />
beskæftiger sig med. Denne er udført med charniere i alle knudepunkter. Dette<br />
gør, at teorien fra SE-kurset grundlæggende statik <strong>og</strong> styrkelære kan anvendes,<br />
da konstruktionen således er både ind- <strong>og</strong> udvendig statisk bestemt. Det virkelige<br />
projekt minder mere om den opstillede momentstive konstruktion, <strong>og</strong> således<br />
opnås, ved en sammenligning af resultaterne for de to konstruktioner, implicit en<br />
kvalitetsvurdering af forsimplingerne.<br />
Den nødvendige viden til dette projekt er primært hentet fra de kurser, som<br />
gruppen har deltaget i, samt fra faglitteratur. Dele af denne litteratur er hentet<br />
via Internettet. Yderligere har gruppen fået adgang til interne rapporter fra<br />
Rambøll. De menneskelige ressourcer, som gruppen har gjort brug af i relation til<br />
dette projekt, er kontakter på I/S Reno-Nord, Rambøll, forelæsere på PE-kurser,<br />
samt hoved- <strong>og</strong> bivejleder. Kontakten med Rambøll <strong>og</strong> I/S Reno-Nord har givet<br />
mulighed for to besøg på I/S Reno-Nords anlæg, samt interview med driftsleder<br />
Henrik Skov <strong>og</strong> ingeniør Kristian Birch Sørensen.<br />
Kontakten til involverede parter i byggeriet ved I/S Reno-Nord har givet gruppen<br />
adgang til materiale, som ellers ikke ville være tilgængeligt, da det er udgivet<br />
internt. På denne måde har gruppen kunnet tilegne sig viden om byggesagens<br />
forløb ud fra primærmateriale vedrørende det konkrete byggeprojekt, frem for at<br />
overføre generelle teorier på projektet. Ligeledes har interviewet med driftslederen<br />
på I/S Reno-Nord været en interessant kilde, da han har været direkte involveret<br />
i sagen, både før <strong>og</strong> ikke mindst efter afslutningen af projekteringsfasen.<br />
Ulempen ved interviews kan være, at ikke hele sagens bredde dækkes, da kun få<br />
repræsentanter har ageret primærkilder. D<strong>og</strong> er valget af denne metode til tilegnelse<br />
af viden garant for, at informationerne rapporten er baseret på, er opdaterede.<br />
B121
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
1.1 Teoretisk baggrund for beslutningsfasen<br />
Den første fase i et byggeri kaldes beslutningsfasen. Denne beskrives i det følgende<br />
først teoretisk, hvorefter der vil blive set nærmere på, hvilke beslutninger<br />
der har dannet grundlag for forløbet på I/S Reno-Nord. De vigtigste kilder til dette<br />
afsnit er (Jensen, 2002), (DTU, 1999) <strong>og</strong> (EBST, 2003).<br />
Beslutningsfasen, der <strong>og</strong>så kaldes initiativfasen, er principielt den fase, der afsluttes<br />
med beslutningen om at igangsætte planlægningen af et byggeri. Fasen<br />
består af en række forundersøgelser, der finder sted på før-projektstadiet. Disse<br />
beskrives nærmere i det følgende afsnit. Undersøgelser igangsættes, når en virksomheds<br />
ledelse fornemmer, at den aktuelle ejendomssituation ikke svarer til<br />
behovet, eller hvis virksomheden udefra bliver pålagt krav, der ikke kan opfyldes<br />
indenfor de aktuelle fysiske rammer. Dette behov analyseres, <strong>og</strong> forskellige muligheder<br />
<strong>og</strong> ideer gennemgår en første afklaring, herunder de økonomiske <strong>og</strong> evt.<br />
politiske aspekter. Disse forundersøgelser standses d<strong>og</strong> ofte, når der foreligger et<br />
skøn over udgifterne til et eventuelt projekt.<br />
Forundersøgelser<br />
En grundlæggende forundersøgelse er en behovs- <strong>og</strong> funktionsundersøgelse, der<br />
forsøger at klarlægge <strong>og</strong> formulere, hvad der ønskes opfyldt. Sammen med dette<br />
følger en rangordning af ønskerne således, at de der skal opfyldes, betragtes som<br />
ufravigelige. Af hensyn til fleksibilitet i planlægningen er det vigtigt, at kun behov,<br />
der er absolut nødvendige at få opfyldt, betegnes som ufravigelige. Behovs<strong>og</strong><br />
funktionsundersøgelsen bør i første omgang ikke tage hensyn til de økonomiske<br />
muligheder. Dette følger senere i en totalvurdering af forskellige grader af<br />
behovsopfyldelse.<br />
Det skal undersøges, om en rationalisering af arbejdsgange kan mindske behovet<br />
for et byggeri, eller om behovet generelt kan løses på anden måde, samt om et<br />
B121 9
10<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
eventuelt byggeri med fordel kan etapeopdeles, så udgifter fordeles over en årrække.<br />
Det undersøges <strong>og</strong>så, hvilke lokaliseringsmuligheder der findes for et byggeri.<br />
Der kan være specielle forhold, der gør sig gældende, eksempelvis tilslutningsmuligheder<br />
til infrastruktur i bred forstand, eller en støjende produktion, der<br />
ikke må genere naboer. Når en egnet byggegrund findes, vil det ved nybyggeri<br />
typisk være nødvendigt med geotekniske undersøgelser, for at vurdere jordens<br />
bæreevne.<br />
Som konklusion på forundersøgelserne udarbejdes et overslag på de økonomiske<br />
konsekvenser ved et byggeri ved forskellige løsningsmuligheder.<br />
Scenarioplanlægning<br />
Et ofte anvendt værktøj i forbindelse med forundersøgelserne er scenarioplanlægning,<br />
der er en metode til at klarlægge konsekvenserne af forskellige udviklingsstrategier<br />
for en virksomhed.<br />
Ved udviklingen af scenarierne samarbejder nøglepersoner i virksomheden, med<br />
eksterne proceskonsulenter. Der udvikles i fællesskab typisk 2-4 forskellige scenarier<br />
for virksomhedens udvikling. Disse kan hjælpe virksomhedens ledelse<br />
med at fastlægge en langsigtet strategi, hvori byggeri kan være et vigtigt led.<br />
(Jensen, 2002, pp.58-60)<br />
Hvis topledelsen i virksomheden vælger at gå videre med undersøgelserne efter<br />
første overslag, udarbejdes et beslutningsgrundlag. Dette vil, som et minimum,<br />
beskrive konsekvenserne af to forskellige scenarier – dels at gennemføre en given<br />
ændring i ejendomssituationen, dels at undlade at gøre n<strong>og</strong>et (Jensen, 2002,<br />
p.49).<br />
1.2 Aktører omkring I/S Reno-Nord<br />
Før det konkret beskrives, hvilke beslutninger der ligger bag opførelsen af en ny<br />
ovnlinie, vil der i det følgende først være en redegørelse for, hvem der har interesse<br />
i I/S Reno-Nord, <strong>og</strong> hvilke aktører der har indflydelse på processen omkring<br />
affaldsforbrænding.<br />
B121
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
De på figur 3 opstillede aktører vil i det følgende kort blive gennemgået. Der tages<br />
ikke højde for, hvorledes disse påvirker hinanden, men dette afsnit er blot en<br />
redegørelse for, hvilke grupper der kan påvirke, <strong>og</strong> have interesse i, driften af I/S<br />
Reno-Nord.<br />
Figur 3: Aktørerne omkring I/S Reno-Nord.<br />
Bestyrelse<br />
Som tidligere nævnt er I/S Reno-Nord et interessentskab. Bestyrelsen i I/S Reno-<br />
Nord er sammensat af medlemmer fra de 7 interessentkommuners kommunalbestyrelser.<br />
Der udpeges et bestyrelsesmedlem pr. påbegyndt 25.000 indbyggere i<br />
hver enkelt kommune. Dette betyder, at der pt. i bestyrelsen sidder 7 medlemmer<br />
fra Aalborg Kommune, <strong>og</strong> ét medlem fra hver af de andre 6 kommuner. Udover<br />
denne fordeling af bestyrelsesmedlemmerne er det fastsat, at bestyrelsesformanden<br />
skal findes <strong>og</strong> udpeges blandt medlemmerne fra Aalborg Kommune, mens<br />
næstformanden vælges blandt de andre kommuners medlemmer.<br />
Interessentkommunerne har ifølge Affaldsbekendtgørelsen pligt til at anvise<br />
bortskaffelsesmuligheder for den mængde affald, der produceres i den pågældende<br />
kommune (NJA, 2003). Kommunerne har på denne måde indflydelse på, hvor<br />
meget affald der bliver leveret til I/S Reno-Nord. Idet I/S Reno-Nord er beliggende<br />
i Aalborg Kommune, har Aalborg Kommune pligt til at føre tilsyn med virksomheden,<br />
for at kontrollere om denne overholder de kommunale krav mht. miljøforhold.<br />
Administrative aktører<br />
Af administrative aktører indgår hovedsagelig EU, regeringen, Nordjyllands<br />
Amt, interessentkommunerne samt brancheforeningen Affald Danmark. Som<br />
medlemsland af EU forpligter Danmark sig til at følge de direktiver, der udstedes<br />
herfra. Direktiverne behandles af ministerierne, <strong>og</strong> ratificeres i praksis af regeringen,<br />
som dermed fastsætter rammerne for de kommunale affaldsplaner. Helt<br />
konkret er det d<strong>og</strong> Miljø- <strong>og</strong> Energiministeriet, der i samarbejde med Energisty-<br />
B121 11
12<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
relsen, fastlægger den overordnede strategi for bortskaffelse af affald. Affaldsstrategien<br />
praktiseres af de enkelte kommuner, som indenfor de fastsatte rammer<br />
vedtager specifikke ordninger for affaldshåndteringen i de kommunale regulativer.<br />
Som et led mellem kommunerne <strong>og</strong> regeringen sidder amtsrådet. Amtets<br />
opgave er at udarbejde retningslinier for beliggenheden <strong>og</strong> udformningen af affaldsbehandlingsanlæggene.<br />
I Regionplan 2001 gøres det klart, at Nordjyllands<br />
Amt ønsker at planlægge kapaciteten af affaldsbehandlingsanlæggene efter produktionen<br />
af affald inden for amtet. Desuden er det fra amtets side ikke ønskeligt<br />
at modtage affald til forbrænding fra andre lande eller landsdele, så Nordjyllands<br />
Amt på denne måde vil blive endestation for affald, der ikke er produceret i<br />
amtet (NJA 2003, p.13).<br />
Mellem de lovgivende myndigheder <strong>og</strong> I/S Reno-Nord opererer brancheforeningen<br />
Affald Danmark, der består af private, kommunale <strong>og</strong> fælleskommunale affaldsselskaber.<br />
Affald Danmark har til formål at varetage affaldsselskabernes interesser<br />
overfor myndigheder, <strong>og</strong> andre organisationer <strong>og</strong> foreninger. Herudover<br />
har Affald Danmark <strong>og</strong>så til formål at fremme samarbejdet, herunder udvekslingen<br />
af viden, mellem medlemmerne (Affald Danmark, 2004).<br />
Leverandører<br />
Da forbrændingen på I/S Reno-Nord udelukkende baseres på affald, har leverandørerne<br />
heraf naturligvis en betydning for virksomheden. Leverandørerne udgøres<br />
af virksomheder <strong>og</strong> private i de 7 interessentkommuner. Den producerede<br />
affaldsmængde har betydning for, hvor meget el <strong>og</strong> varme, der produceres på I/S<br />
Reno-Nord. Hver dansker producerer pt. ca. 7 kg affald hver dag (I/S Reno-Nord,<br />
2004a).<br />
Aftagere<br />
I/S Reno-Nord producerer både el <strong>og</strong> varme ved forbrænding af affald, som bliver<br />
solgt til hhv. Aalborg Kommunale Elforsyning <strong>og</strong> Fjernvarmeforsyning, der videresælger<br />
energien til forbrugerne.<br />
Medarbejdere <strong>og</strong> direktion<br />
De ansatte på I/S Reno-Nord har indflydelse på virksomhedens daglige drift <strong>og</strong><br />
har derved <strong>og</strong>så haft indflydelse på udformningen af den nye ovnhal. For at sikre<br />
de bedst mulige arbejdsvilkår for de ansatte, har direktionen på I/S Reno-Nord<br />
konsulteret medarbejderne: ”Det er jo dem der ved, hvordan arbejdet kan gøres<br />
nemmere” (I/S Reno-Nord, 2004a).<br />
B121
1.3 Forundersøgelser<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
Baggrunden for beslutningen om at opføre en ny ovnlinie med dertilhørende ovnhal<br />
udmunder sig i tre forundersøgelser:<br />
• Udvikling i kapacitetsbehov<br />
• Fremtidig økonomi<br />
• Nu- <strong>og</strong> fremtidige miljøkrav<br />
I det følgende vil essensen <strong>og</strong> konsekvenserne af de tre forundersøgelser blive<br />
beskrevet.<br />
1.3.1 Udvikling i kapacitetsbehov<br />
Som et led i undersøgelsen af, om der er behov for en renovering af I/S Reno-<br />
Nords forbrændingsanlæg, sammenholdes kapaciteten med den forventede ændring<br />
i fremtidig affaldsmængde.<br />
Den nationale udvikling<br />
Der er i Danmark sket en stigning i landets samlede affaldsproduktion fra 1995-<br />
2000 på 14 %. Denne tendens ser ud til at fortsætte, da der ud fra fremskrivningsmodeller<br />
forudses, at den samlede produktion i perioden 2000-2020 vil stige<br />
med 27 %, svarende til en stigning fra 13 mio. ton i 2000 til 16,5 mio. ton i år<br />
2020 (Miljøstyrelsen, 2003). Dette er sket på trods af regeringens mål om at nedsætte<br />
mængden af affald, beskrevet i affaldsplanen Affald 21 (NJA, 2001).<br />
Regeringen vedt<strong>og</strong> i 1997 et forbud mod at deponere brændbart affald. Det vil<br />
sige, at en del af den mængde affald, der førhen blev deponeret, nu brændes. Miljøstyrelsen<br />
forudser tillige en større stigning i mængden af brændbart <strong>og</strong> ikke<br />
brændbart affald, end i mængden af genanvendeligt affald. Mængden af det<br />
brændbare affald forventes således at stige fra at udgøre 24 % af den samlede<br />
mængde affald i 2000, til at udgøre 26,4 % i år 2020 (Miljøstyrelsen, 2003).<br />
Den største stigning vurderes altså til at ske i brændbart affald, hvilket kræver<br />
en tilsvarende stigning i kapaciteten på landets forbrændingsanlæg. Da stigningen<br />
er forløbet jævnt over de seneste år, er kapacitetsbehov løbende blevet imødekommet<br />
af kapacitetsforøgelser. På landsplan har dette resulteret i en kapacitetsforøgelse<br />
for forbrændingsanlæggene på 10 %, hvilket svarer til 253.000<br />
ton/år fra 1996 til 1999, fordelt på 31 anlæg (Miljøstyrelsen, 2003, p.59). Der er<br />
d<strong>og</strong> stadig brug for yderligere forøgelser, hvis anlæggene skal kunne følge med<br />
udviklingen i affaldsmængden.<br />
B121 13
Brændværdi<br />
14<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
Sammen med stigningen i affaldsproduktionen forventes der en stigning i<br />
brændværdien fra ca. 10 GJ/ton til 12 GJ/ton, da der forventes en øget udsortering<br />
af organisk husholdningsaffald, der har en lav brændværdi. Derfor tager det<br />
længere tid at forbrænde et ton affald, <strong>og</strong> dermed stilles der yderligere krav til<br />
forbrændingsanlæggenes kapacitet (Rambøll, 2001).<br />
Udbygning eller flere anlæg?<br />
På trods af behovet for kapacitetsforøgelser anses det af amtsrådet ikke for en<br />
nødvendighed, at opføre nye affaldsbehandlingsanlæg i Nordjylland de næste 12<br />
år. Det er kun nødvendigt at udbygge de eksisterende anlæg, heriblandt I/S Reno-Nord.<br />
Denne beslutning er taget på baggrund af Nordjyllands Amts holdning<br />
om, at kapaciteten skal tilpasses den samlede mængde affald, der produceres i<br />
Nordjylland, som tidligere nævnt på side 12 (NJA, 2001, retningslinie 3.7.15 <strong>og</strong><br />
3.7.16).<br />
Desuden ønsker amtet <strong>og</strong>så, at energien, der fremkommer ved forbrænding af<br />
affald, udnyttes bedst muligt. Dette kan d<strong>og</strong> modarbejde et andet ønske fra amtets<br />
side, nemlig at det tilstræbes, at transportafstanden til de forskellige affaldsbehandlingsanlæg<br />
minimeres. Dette problematiserer en centralisering af<br />
anlæggene, som, pga. deres størrelse, må forventes, at kunne udnytte energien<br />
bedre end små, decentraliserede enheder.<br />
Den aktuelle situation<br />
På I/S Reno-Nord blev der i 2002 indvejet 137.254 ton affald til forbrænding. Det<br />
brændbare affald er kategoriseret som dagrenovation, industriaffald <strong>og</strong> storskrald.<br />
Af denne mængde stammer ca. 127.000 ton fra de 7 interessentkommuner,<br />
<strong>og</strong> resten fra andre kommuner i Nordjyllands Amt. I/S Reno-Nord har pt. en<br />
nominel forbrændingskapacitet på 125.000 ton/år, men grundet en aktuel lav<br />
brændværdi, er det muligt at forbrænde op til 139.000 ton/år (NJA, 2003). Der er<br />
fra 1995 til 1999 sket en stigning i den tilførte affaldsmængde til forbrænding,<br />
fra 110.000 ton/år til 135.000 ton/år. Årene efter var der et lille fald i affaldsmængden;<br />
”Dette kan skyldes den lavkonjunktur, vi har oplevet de sidste par år”<br />
(I/S Reno-Nord, 2004a). Fra 2001 til 2002 skete der igen en forøgelse i affaldsmængden<br />
til forbrænding med ca. 2 % (I/S Reno-Nord, 2003). Denne udvikling er<br />
illustreret på figur 4.<br />
B121
Scenarioplanlægning på I/S Reno-Nord<br />
På I/S Reno-Nord har<br />
man forholdt sig til det<br />
ovennævnte <strong>og</strong> derefter<br />
brugt scenarioplanlægning<br />
til at vurdere, hvordan<br />
udviklingen i affaldsmængden<br />
vil forløbe<br />
over en årrække for anlægget.<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
I/S Reno-Nord tager ud- Figur 4. Udvikling i affaldsmængden til I/S Reno-Nord fra de 7<br />
gangspunkt i et pessimi- interessentkommuner (Rambøll, 2001), (NJA, 2003), (I/S Reno-<br />
Nord, 2003)<br />
stisk <strong>og</strong> et optimistisk<br />
scenario, der består af scenarierne i hhv. Miljøstyrelsens Miljøprojekt 469: En<br />
scenariemodel for produktionen af affald <strong>og</strong> regeringens affaldsplan: Affald 21.<br />
Der er et stort spænd mellem disse to scenariers udvikling, idet Miljøprojekt 469<br />
følger den økonomiske udvikling, <strong>og</strong> dermed forventer en stigning i affaldsmængden<br />
i hele planperioden, 2001-2012. Dette resulterer i en affaldsmængde på<br />
170.000 ton/år i 2012. I modsætning hertil regnes der i Affald 21 med, at udviklingen<br />
i affaldsmængden kan gøres uafhængig af den økonomiske udvikling ved<br />
en række initiativer, f.eks. øget kildesortering. Der forventes som konsekvens<br />
heraf en stigning i affaldsmængden frem til 2004, hvorefter der vil ske et fald, <strong>og</strong><br />
mængden vil stagnere omkring 135.000 ton/år. Som udgangspunkt regner I/S<br />
Reno-Nord med, at den faktiske udvikling vil komme til at ligge mellem de to<br />
scenarier, ca. 160.000 ton/år (Rambøll, 2001, bilag 5).<br />
1.3.2 Økonomisk motivation<br />
affaldsmængde (1000 ton)<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002<br />
år<br />
Som en del af overvejelserne i forbindelse med eventuel opførelse af en fjerde ovnlinie,<br />
er det nødvendigt at lave en oversigt over omkostningerne ved byggeriet, <strong>og</strong><br />
ikke mindst hvilke økonomiske konsekvenser, en ny ovn vil medføre. Årsregnskabet<br />
for I/S Reno-Nord har til formål at gå i nul, <strong>og</strong> det vil derfor være nødvendigt<br />
at forøge indtægterne, eller spare flere steder på årsbasis, for at kunne tilbagebetale<br />
investeringen på ca. 670 mio. kr., som er nødvendig for at opføre ovnlinie<br />
4 (Aalborg Byråd, 2001, p.25). En ny ovnlinie vil kunne forøge forbrændingskapaciteten<br />
<strong>og</strong> derved øge indtjeningen.<br />
B121 15
16<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
Den forøgede kapacitet vil give mulighed for at betjene flere affaldsproducenter,<br />
hvorfor I/S Reno-Nord har en målsætning om, at man i fremtiden skal kunne afbrænde<br />
eksempelvis sygehusaffald, som stiller en række skærpede krav til forbrændingsanlægget<br />
(I/S Reno-Nord, 2004a). Den forventede årlige forbrænding af<br />
hospitalsaffald skønnes at blive ca. 1000 ton, så der er her gode muligheder for at<br />
øge omsætningen (Aalborg Kommune, 2000).<br />
Af I/S Reno-Nords budget fremgår, at der i 2004 forventes en indtægt på ca. 18,5<br />
mio. kr. på salg af fjernvarme <strong>og</strong> ca. 12 mio. kr. på salg af el. Disse tal er beregnet<br />
ud fra, at salgsprisen på fjernvarme er 22,5 kr./GJ <strong>og</strong> salgsprisen på el er 350<br />
kr./MWh inkl. CO2-tillæg (I/S Reno-Nord, 2004b). Når den nye ovnlinie sættes i<br />
drift, vil der være større mulighed for at regulere produktionen mellem el <strong>og</strong><br />
fjernvarme, hvilket vil medføre større indtjening i kraft af, at indtægten for elektricitet<br />
er større end for fjernvarme. Som det ses i tabel 1 forventes en indtægtsforøgelse<br />
på el på ca. 12 mio. kr. på årsbasis, mod et fald på ca. 1 mio. kr. i salg af<br />
fjernvarme.<br />
Tabel 1: Overslag over økonomiske konsekvenser ved opførelse af ovnlinie 4. Referencen er beskrevet<br />
i afsnit 1.4.3 side 20 (Rambøll, 2001).<br />
Selskabsøkonomi. Inkl. CO2-tilskud Reference Ny ovnlinie<br />
Årligt driftsbudget (Gennemsnit, faste priser) mio. kr. mio. kr.<br />
Drift- <strong>og</strong> vedligeholdelsesomkostninger<br />
-47,9<br />
-39,3<br />
Kapitalomkostninger<br />
-31,2<br />
-37,7<br />
Varmeindtægt<br />
25,6<br />
27,2<br />
Elindtægt<br />
23,4<br />
35,4<br />
CO2-tilskud<br />
5,0<br />
7,8<br />
Gennemsnitlig behandlingspris (kr./ton) 219 127<br />
Ud fra tabel 1 ses bl.a., at der på årsbasis forventes en besparelse på drift <strong>og</strong> vedligeholdelse<br />
på 8,6 mio. kr., hvilket er et resultat af, at man investerer i nyere<br />
teknik, <strong>og</strong> at man slipper for yderligere at reparere på ovn 1 <strong>og</strong> 2. Samlet anslås,<br />
at der gennemsnitligt kan spares 92 kr./ton på det affald, der indgår til forbrænding.<br />
Posterne i overslaget påvirkes af el- <strong>og</strong> varmeprisen, renten, samt af affaldsmængden.<br />
For at sikre, at svingninger i disse faktorer ikke ufordelagtiggør investeringen<br />
ved en ny ovnhal, har I/S Reno-Nord fået foretaget undersøgelser omkring<br />
følsomheden overfor faktorerne. Disse undersøgelser konkluderer, at uanset<br />
hvilke svingninger der sker, vil behandlingsprisen for det nye anlæg være<br />
meget lavere, end for referenceanlægget (Rambøll, 2001, pp.25-27).<br />
B121
1.3.3 Nu- <strong>og</strong> fremtidige miljøkrav<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
Gennem de seneste år er EU’s miljø- <strong>og</strong> naturbeskyttelsespolitik blevet strammet<br />
væsentligt op. Den mere bevidste holdning, der i dag præger EU-landene omkring<br />
hverdagens virkninger på miljøet, har resulteret i flere miljøaftaler indenfor<br />
EU. Her kan nævnes Amsterdam-traktaten, EU’s grundlov fra 1997, der bl.a.<br />
indeholder hensigtserklæringer omkring bæredygtig udvikling. Herudover findes<br />
<strong>og</strong>så Kyoto-aftalen, som blev vedtaget af FN’s klimakonference i 1997, <strong>og</strong> underskrevet<br />
af Danmark året efter, der hermed forpligtede sig til at nedsætte det<br />
samlede CO2-udslip med 21% fra 2008 til 2012 i forhold til 1990-niveauet (Energistyrelsen,<br />
2002).<br />
Disse aftaler er kun en del af de mange tiltag i EU indenfor miljøforbedring, hvor<br />
specielt forebyggelse er kommet på dagsordenen (Revsbech, 2002). De mange<br />
stramninger påvirker <strong>og</strong>så områder indenfor afbrænding <strong>og</strong> ikke mindst genbrug<br />
af affald. Der forskes intenst indenfor dette område, hvor f.eks. spørgsmålet om,<br />
hvorvidt genbrug skal prioriteres, frem for at afbrænde affaldet for at producere<br />
el <strong>og</strong> fjernvarme, diskuteres. I fremtiden vil der blive stillet større krav til affaldsforbrændingsanlæg,<br />
i form af krav til reduktion af emissioner, samt krav til<br />
udnyttelse af den energi, der er i det affald, der sendes til forbrænding.<br />
I dag stilles der ikke direkte krav om, hvorvidt et forbrændingsanlæg både skal<br />
kunne producere varme <strong>og</strong> elektricitet af alt det affald, der køres til forbrænding.<br />
En opgørelse fra 1999 viser, at 64 % af den forbrændte mængde affald blev forbrændt<br />
på kraftvarmeproducerende anlæg, <strong>og</strong> 36 % på varmtvandsproducerende<br />
anlæg. Som led i regeringens energipolitiske målsætning skal den samlede<br />
mængde affald, der i dag sendes til forbrænding, reguleres således, at alt affald<br />
fremover vil blive behandlet på kraftvarmeproducerende anlæg frem for anlæg,<br />
der kun er varmtvandsproducerende (Regeringen, 2003, p.132).<br />
Netop forventningen om, at forbrændingsanlæg skal være både el- <strong>og</strong> varmeproducerende,<br />
rammer I/S Reno-Nord. Det skyldes, som nævnt i indledningen, at<br />
kun ovnlinie 3 er i stand til at producere begge dele. Det er således ikke fra politisk<br />
side ønskeligt at fortsætte drifter af ovnlinie 1 <strong>og</strong> 2. Alene af denne grund vil<br />
I/S Reno-Nord blive nødt til at foretage renovering eller udskiftning af ovn 1 <strong>og</strong> 2.<br />
Ydermere vil enkelte af de nye, skærpede EU-krav til emissionskoncentrationen i<br />
røggassen ikke kunne overholdes af ovn 1, 2 <strong>og</strong> 3. Her kan nævnes en tidligere<br />
grænseværdi for hydr<strong>og</strong>enklorid på 65 mg/Nm 3 (milligram pr. kubikmeter røggas<br />
B121 17
18<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
ved normalt tryk), som efter de skærpede krav vil blive sat ned til 10 mg/Nm 3 . Da<br />
ovn 1 <strong>og</strong> 2 overholder en værdi på 30 mg/Nm 3 <strong>og</strong> ovn 3 en værdi på 20 mg/Nm 3 , vil<br />
det, hvis disse krav vedtages, <strong>og</strong>så være nødvendigt at foretage mindre renoveringer<br />
på ovn 3 (NJA, 2003, p.40).<br />
1.3.4 Opsummering<br />
Som det fremgår af det ovenstående, er der pt. en række motiverende faktorer<br />
for, at I/S Reno-Nord skal forbedre det nuværende forbrændingsanlæg. Denne<br />
motivation bliver yderligere forstærket af de fremtidige miljøkrav, der vil blive<br />
stillet af EU <strong>og</strong> regeringen. Kravene omfatter reducering af CO2 -udslippet <strong>og</strong> at<br />
alt forbrændingsaffald skal føres til kraftvarmeproducerende anlæg. Desuden<br />
ønskes <strong>og</strong>så, at der udvindes mere energi ved forbrændingen. Der er således behov<br />
for enten at renovere ovnlinie 1 <strong>og</strong> 2, så disse <strong>og</strong>så kan producere elektricitet,<br />
eller opføre en ny ovnlinie, som er kraftvarmeproducerende.<br />
En yderligere motiverende faktor for at forbedre anlægget er det kapacitetsproblem,<br />
som I/S Reno-Nord vil opleve. Problemet er allerede begyndt at vise sig,<br />
idet anlægget på nuværende tidspunkt har svært ved at følge med de stigende<br />
affaldsmængder. Ifølge fremskrivningsmodeller forventes denne stigning at fortsætte<br />
i fremtiden.<br />
Foruden lovmæssige krav <strong>og</strong> stigende affaldsmængder er der <strong>og</strong>så en økonomisk<br />
motivation for at forbedre I/S Reno-Nord. Der kan i kraft af en større kapacitet<br />
modtages mere affald, samt andre typer affald, som f.eks. hospitalsaffald, hvilket<br />
medfører en større omsætning. Samtidigt kan der <strong>og</strong>så leveres mere energi til el<strong>og</strong><br />
varmeforsyningen i Aalborg Kommune, hvilket vil øge virksomhedens omsætning.<br />
1.4 Løsningsmuligheder<br />
På nuværende tidspunkt er det på I/S Reno-Nord kun muligt at have to ovnlinier<br />
i drift samtidig. Dette skyldes, at ovnlinie 1 <strong>og</strong> 2 deler et røggasrensningsanlæg,<br />
<strong>og</strong> at dette ikke er designet til, at begge linier anvender anlægget samtidig. Hvis<br />
begge linier skal være i drift samtidig, skal en af linierne kobles på ovnlinie 3’s<br />
røggasrensningsanlæg. Da der <strong>og</strong>så kun kan være én ovnlinie tilsluttet dette ad<br />
gangen, <strong>og</strong> da det er påkrævet, at røgen renses, vil ovnlinie 3 dermed blive sat ud<br />
af drift. Dette er ikke ønskeligt, da den i forvejen trængte kapacitet således ikke<br />
B121
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
udnyttes optimalt. Der er yderligere bedre økonomi i at ovn 3 er tilsluttet, da<br />
denne er kraftvarmeproducerende.<br />
I det følgende vil der blive beskrevet forskellige løsningsmuligheder for de nødvendige<br />
forbedringer på I/S Reno-Nord, <strong>og</strong> der vil blive beskrevet fordele <strong>og</strong><br />
ulemper ved hver løsning. Den væsentligste kilde til dette afsnit er beslutningsoplægget<br />
fra Rambøll, (Rambøll, 1998). De beskrevne løsningsmodeller er:<br />
• Nul-alternativet<br />
• Videreførelse af det eksisterende anlægskoncept<br />
• Referencealternativet: Renovering af ovn 1 <strong>og</strong> 2<br />
• Andre placeringer af anlægget<br />
• Ny ovnlinie i eksisterende bygninger<br />
• Ny ovnlinie i ny bygning<br />
1.4.1 Nul-alternativet<br />
En uændret produktionsform på I/S Reno-Nord er vurderet som udelukket, idet<br />
pr<strong>og</strong>noser peger på, at anlægget herved ikke vil kunne opfylde de kommende leverancer<br />
af affald fra interessentkommunerne, samt politiske krav, jf. afsnit 1.3.1<br />
side 13 (NJA, 2003 p.52).<br />
1.4.2 Videreførelse af det eksisterende anlægskoncept<br />
Denne mulighed indebærer, at ovnlinie 2 renoveres, mens ovnlinie 1 blot anvendes<br />
som backup. Under de givne forudsætninger vil dette kun give mulighed for<br />
behandling af ca. 120.000 ton affald pr. år i fremtiden, <strong>og</strong> da I/S Reno-Nord forventer<br />
en fremtidig affaldsmængde på 160.000 ton pr. år, må der regnes med<br />
eksport af ca. 40.000 ton pr. år. Yderligere må der kalkuleres med en investering<br />
i det eksisterende røggasrensningsanlæg for at kunne overholde de kommende<br />
EU-krav.<br />
Da ovnlinie 2 på beslutningstidspunktet har en alder på 22 år, skønnes den efter<br />
renoveringen at have en restlevetid på 8 år. Herefter anses ovnen for at være<br />
nedslidt, <strong>og</strong> investering i en ny ovn vil blive en nødvendighed. Ovnlinie 3 tænkes<br />
at skulle gennemgå en omfattende renovering efter 15 års levetid. På grund af<br />
ovnliniernes alder forventes en årlig stigning i vedligeholdelsesudgifter på 4 %.<br />
Samlet set medfører dette økonomiske ulemper, idet behandlingsprisen vil stige<br />
betydeligt. Derved kan omkostningerne forbundet med en sådan renovering kun<br />
B121 19
20<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
tilbagebetales inden for restlevetiden, såfremt salgspriserne for værkets elektricitet<br />
<strong>og</strong> fjernvarme hæves betydeligt. Dette gør på lang sigt, <strong>og</strong> i samspil med den<br />
uønskede, men nødvendige, eksport af affald, denne mulighed til en uhensigtsmæssig<br />
løsning for I/S Reno-Nord .<br />
1.4.3 Referencealternativet: Renovering af ovn 1 <strong>og</strong> 2<br />
Det har været overvejet, om en løsning kunne være at renovere de eksisterende<br />
ovne 1 <strong>og</strong> 2, <strong>og</strong> lade dem være i drift samtidigt i deres restlevetid. På denne måde<br />
opnås en forøget kapacitet, uden at I/S Reno-Nord skal investere i en ny ovn.<br />
Forslaget forudsætter, at ovn 3 ligeledes indgår fast i produktionen. Denne løsning<br />
estimeres til at kunne fungere i ca. 8 år fra 2003, hvilket som nævnt, er den<br />
beregnede restlevetid for ovnene 1 <strong>og</strong> 2. Løsningsmodellen forudsætter desuden,<br />
at der etableres et nyt, selvstændigt røggasrensningsanlæg, så alle tre ovnlinier<br />
har deres eget rensningssystem, <strong>og</strong> at de eksisterende anlæg renoveres. Dette<br />
kræver en investering på ca. 160 mio. kr.<br />
Når ovn 1 <strong>og</strong> 2 ikke længere kan indgå i driften om ca. 8 år, skal der etableres en<br />
ny ovnlinie til erstatning for disse. Denne vil, med en forbrændingskapacitet på<br />
13 ton/time, kunne opfylde I/S Reno-Nords fremtidige forbrændingsbehov i samspil<br />
med ovn 3. Dette kræver en yderligere investering på ca. 360 mio. kr.<br />
Der er flere aspekter, der taler mod denne løsning:<br />
• Behandlingsprisen for affaldet vil være væsentlig højere ved renovering af<br />
de eksisterende ovne, end ved opførelse af en ny ovnlinie (215 kr./ton kontra<br />
118 kr./ton).<br />
• I/S Reno-Nord vil ikke kunne omstille forbrændingen til at producere både<br />
fjernvarme <strong>og</strong> elektricitet på hele anlægget før om 8 år, hvilket strider mod<br />
regeringens energipolitiske målsætning.<br />
• De eksisterende ovnlinier kan ikke producere energi af så høj værdi, som<br />
en ny kraftvarmeproducerende ovnlinie. Dette skyldes, at el har en højere<br />
markedspris end varme.<br />
• De variable driftsomkostninger, der omfatter udgifter til kemikalier, deponering<br />
af restprodukter samt el, ventes højere ved renovering af de eksisterende<br />
ovnlinier, end ved f.eks. en ny ovnlinie. De variable driftsomkostninger<br />
forventes således at være ca. 100 kr./ton for de eksisterende ovnlinier,<br />
mens de vil være ca. 90 kr./ton for en ny ovnlinie (Rambøll, 2001).<br />
B121
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
Hvis denne løsning virkeliggøres, vil der desuden kunne opstå problemer med<br />
tilstrækkelig forbrændingskapacitet i de perioder, hvor ovnlinierne renoveres.<br />
Dette vil således <strong>og</strong>så medføre en yderligere økonomisk omkostning.<br />
1.4.4 Andre placeringer af anlægget<br />
Det har været overvejet, hvorvidt en flytning af I/S Reno-Nord i forbindelse med<br />
værkets fornyelse, vil være hensigtsmæssig. Grundlæggende er der knyttet en<br />
række krav til værkets placering:<br />
Værket bør ligge centralt i det område, fra hvilket I/S Reno-Nord modtager affald<br />
til forbrænding, hvilket sikrer en minimering af transport. Dette har især haft<br />
indflydelse i forbindelse med overvejelser omkring placering ved Nordjyllandsværket<br />
i Stae ved Nørresundby. En sådan placering vil medføre yderligere belastning<br />
på limfjordsforbindelserne. En beregning, som I/S Reno-Nord har foretaget,<br />
viser, at en placering ved Nordjyllandsværket vil medføre et øget transportbehov<br />
i størrelsesordenen 1 mio. km/år.<br />
En fordel ved placering ved Nordjyllandsværket kunne være, at man herved samler<br />
elproduktionen for hele Aalborg-Nørresundbyområdet. Herudover er området<br />
i forvejen præget af dominerende bebyggelser, hvorfor en flytning af I/S Reno-<br />
Nord ikke vil medføre væsentlig gene for området.<br />
Værkets produktion af fjernvarme som produkt af affaldsforbrændingen fordrer,<br />
at værket ligger placeret så tæt på fjernvarmeforbrugerne som muligt. Herved<br />
sikres, at energiforbruget til pumpning af fjernvarme i nettet mindskes, sammen<br />
med energitabet under transporten til forbrugerne. Hvis I/S Reno-Nord blev flyttet,<br />
ville det være nødvendigt at forstærke varmecentralerne i Aalborg Øst, <strong>og</strong> da<br />
en alternativ placering ved Nordjyllandsværket ikke skønnes at medføre bedre<br />
energiudbytte, kan udgifterne til sådanne forstærkninger ikke retfærdiggøres.<br />
Det vurderes i øvrigt, at en opdeling af anlægget på to forskellige adresser vil være<br />
en klart uhensigtsmæssig løsning (NJA, 2003).<br />
Endelig er det naturligvis et krav, at et anlæg af en sådan størrelse <strong>og</strong> med tilkørsel<br />
af tunge køretøjer, skal ligge i et infrastrukturelt stærkt område. Dette er<br />
opfyldt for både den nuværende placering <strong>og</strong> den tænkte ved Nordjyllandsværket.<br />
B121 21
22<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
Samlet er det vurderet, at den bedste løsning opnås ved en bibeholdelse af den<br />
nuværende placering i Aalborg Øst.<br />
1.4.5 Ny ovnlinie i eksisterende bygninger<br />
Et alternativ kunne <strong>og</strong>så være en ny ovnlinie på 13 ton/time, anbragt i de eksisterende<br />
bygninger, som erstatning for ovnlinie 1 <strong>og</strong> 2. Til den nye ovnlinie vil<br />
høre et turbine- <strong>og</strong> generatoranlæg samt et røggasrensningsanlæg, der kan overholde<br />
de kommende EU-krav for røggasemissioner. Ovnlinien tænkes anbragt,<br />
hvor ovnlinie 1 er placeret, som vist på figur 2 side 5, mens ovnlinie 2 bibeholdes<br />
som backup, indtil det nye anlæg tages i drift.<br />
Da denne nye ovnlinie ikke har tilstrækkelig kapacitet til at kunne behandle den<br />
formodede affaldsmængde på 160.000 ton/år, skal ovnlinie 3 være i drift samtidig.<br />
Alternativet hertil kunne være en 20 ton/time ovnlinie, men dette er ikke<br />
muligt i de eksisterende bygninger. Da ovnlinie 3 skal køre samtidig med den nye<br />
13 ton/time ovnlinie, vil den samlede behandlingspris blive højere, end hvis der<br />
kunne anvendes en 20 ton/time ovnlinie i de eksisterende bygninger. Behandlingsprisen<br />
vil blive 153 kr./ton med en forventet anlægsinvestering på 390 mio.<br />
kr.<br />
1.4.6 Ny ovnlinie i ny bygning<br />
En løsning kunne være, at opføre en ny ovnlinie i en ny bygning, som erstatning<br />
for de eksisterende. Der er blevet udarbejdet tre forskellige løsninger for en sådan<br />
ny ovnlinie. Ved samtlige løsninger påregnes det, at ovnlinie 3 bevares. De<br />
tre løsningsforslag er som følger:<br />
• 13 ton/time ovnlinie med ovn 3 i drift.<br />
• 20 ton/time ovnlinie med ovn 3 som backup<br />
• 20 ton/time ovnlinie med affaldsimport <strong>og</strong> ovn 3 i drift.<br />
Opførelse af en 13 ton/time ovnlinie vil kræve en investering på ca. 380 mio. kr.,<br />
<strong>og</strong> medføre en behandlingspris på 147 kr./ton. Hvis der derimod opføres en 20<br />
ton/time ovnlinie kræver dette en investering på ca. 480 mio. kr., men behandlingsprisen<br />
vil falde til 118 kr./ton. Hvis det sidste løsningsforslag praktiseres, er<br />
det muligt at nedbringe behandlingsprisen til 87 kr./ton, ved at importere ca.<br />
50.000 ton affald fra andre kommuner, <strong>og</strong> forbrænde dette på ovnlinie 3.<br />
B121
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
Opførelse af en 20 ton/time ovnlinie er den bedste tekniske <strong>og</strong> selskabsøkonomiske<br />
løsning. Det skyldes, at denne model overholder miljøkravene <strong>og</strong> er en langsigtet<br />
løsning, som ikke vil kræve yderligere investeringer indenfor planperioden.<br />
Denne løsning vil kunne producere 336 (435) GWh varme pr. år, <strong>og</strong> 118 (152)<br />
GWh el pr. år; tallene i parentes er for, hvis der importeres 50.000 ton affald til<br />
ovnlinie 3. Til sammenligning kan ovnlinien på 13 ton/time i sammenspil med<br />
den eksisterende ovnlinie 3 kun producere 329 GWh varme pr. år, <strong>og</strong> 115 GWh el<br />
pr. år.<br />
Af de nævnte muligheder, er det den sidste løsning med en 20 ton/time ovnlinie<br />
med mulighed for import af affald, som økonomisk vil egne sig bedst for I/S Reno-<br />
Nord. Ovnlinien, med en kapacitet på 13 ton/time, vil være uhensigtsmæssig, da<br />
dette ikke er tilstrækkeligt til at behandle den krævede affaldsmængde, <strong>og</strong> nødvendiggør<br />
således, at ovnlinie 3 er i drift sideløbende. Dette er uhensigtsmæssigt,<br />
da drifts- <strong>og</strong> personaleudgifter er større, hvis der er flere ovne i drift.<br />
Problemet med en 20 ton/time ovnlinie med import er, som nævnt på side 12, at<br />
denne modstrider det politiske ønske om at begrænse import af affald, da der vil<br />
opstå en unødvendig miljøpåvirkning i kraft af, at affaldet skal transporteres<br />
længere for at blive forbrændt. Derfor vil den bedste løsning af de ovenstående<br />
være, at opføre en ny ovnlinie i nye bygninger med en kapacitet på 20 ton/time,<br />
<strong>og</strong> hvor den eksisterende ovnlinie 3 anvendes som backup <strong>og</strong> støtte under perioder<br />
med store affaldsmængder.<br />
1.5 Løsningsvalg<br />
Det projektforslag, der er blevet valgt som fremtidig løsning for I/S Reno-Nord, er<br />
den 2. mulighed beskrevet i afsnit 1.4.6: En ny ovnlinie i en ny bygning. Denne er<br />
tiltænkt at kunne håndtere hele den forventede fremtidige affaldsmængde på<br />
160.000 ton/år. Da de rent varmtvandsproducerende ovne 1 <strong>og</strong> 2 lukkes ned ved<br />
den valgte løsning, vil I/S Reno-Nord i fremtiden udelukkende råde over kraftvarmeproducerende<br />
ovne.<br />
Tekniske specifikationer<br />
Den nye ovnlinie designes for en kapacitet på 20 ton affald i timen ved en brændværdi<br />
for affaldet på 12 MJ/kg. Sammenlignet med de nuværende ovne er dette<br />
en kapacitetsforøgelse, idet ovn 1 <strong>og</strong> 2, som ikke er i drift samtidig, har en kapacitet<br />
på 8 ton/time ved en brændværdi på 10,5 MJ/kg. Ovn 3 kan forbrænde<br />
B121 23
24<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
11 ton/time, ligeledes ved en brændværdi på 10,5 MJ/kg. Ovn 4 vil blive udstyret<br />
med en røggaskondensator, som kondenserer røggassens indhold af damp <strong>og</strong><br />
overfører kondensationsenergien til fjernvarmevandet (I/S Reno-Nord, 2004a).<br />
I hovedparten af tiden, hvor ovn 4 vil være i drift alene, vil varmeproduktionen<br />
ligge på ca. 47 MJ/s. Den nuværende varmeproduktion er ca. 38 MJ/s. I de særtilfælde,<br />
hvor både ovn 3 <strong>og</strong> 4 er i drift, vil værket kunne levere en varmeproduktion<br />
på ca. 60 MJ/s. Den årligt producerede varmemængde vil, som følge af de stigende<br />
affaldsmængder, vokse fra ca. 980 TJ/år til ca. 1300 TJ/år. Den nye ovn<br />
planlægges at skulle være i drift 8000 timer om året, <strong>og</strong> vil således kun være ude<br />
af drift i sammenlagt 4,5 uger om året (Rambøll, 2001, p.11).<br />
El-effekten er, som det fremgår af tabel 2, væsentligt højere ved det nye anlæg<br />
end for det eksisterende anlæg. Dette skyldes til dels, at alt affaldet i fremtiden<br />
vil blive forbrændt med kraftvarmeproducerende ovne.<br />
Tabel 2. Tekniske specifikationer (Rambøll, 2001 pp.6-14).<br />
Emne Enhed<br />
Anlæg efter<br />
Etablering af ovn 4 Referenceanlæg<br />
Kapacitet Ton affald /time 20 2 x 8 + 11<br />
Brændværdi MJ/kg 12 10,5<br />
Antal nominelle<br />
driftstimer pr. år<br />
Timer 8000 7500<br />
Energivirkningsgrad % 85 76-80<br />
Andel af el- i forhold til<br />
varmeproduktion<br />
El-effekt ved nominel<br />
drift<br />
- 0,39 0,36 (2)<br />
MW 15,9 6,8 (2)<br />
Årlig elproduktion GWh/år 127 51 (1)<br />
Varmeeffekt ved<br />
nominel drift<br />
MJ/s 42 54 (2)<br />
Årlig varmeproduktion TJ/s 1300 1400 (2)<br />
1. Kun ovn 3 er kraftvarmeproducerende.<br />
2. Varmeffekten er beregnet ved samtidig drift af alle 3 ovne.<br />
Som det er tilfældet med det nuværende system, vil I/S Reno-Nord <strong>og</strong>så i fremtiden<br />
kun i ringe grad være i stand til at planlægge energiproduktionen, eftersom<br />
det indkommende affald ønskes forbrændt hurtigst muligt efter ankomst. Det<br />
B121
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
ville ellers være hensigtsmæssigt, hvis værket kunne bistå fjernvarmeefterspørgslen<br />
i vinterperioden i højere grad, mod en reduktion i sommerperioden.<br />
D<strong>og</strong> vil I/S Reno-Nord tilstræbe, at en samtidig drift af ovn 3 <strong>og</strong> 4 vil ske i perioder<br />
med et stort varmebehov, så andre producenter af overskudsvarme ikke får<br />
problemer med at afsætte fjernvarmen. Dette kan i praksis tænkes imødekommet<br />
ved f.eks. at planlægge tidspunkterne for modtagelse af eksternt affald fra andre<br />
affaldsforbrændingsværker, f.eks. i forbindelse med vedligeholdelse <strong>og</strong> reparation<br />
på disse.<br />
Tilknyttede projekter<br />
Den eksisterende affaldssilo, der fungerer som opbevaringssted, inden affaldet<br />
føres mod ovnlinierne, udvides. Dette sker som en konsekvens af de stigende affaldsmængder.<br />
Siloens placering bibeholdes, <strong>og</strong> det er således muligt at bevare<br />
tilgangsforholdene.<br />
Anlægget bliver udstyret med en såkaldt støttefyring, som skal sikre, at temperaturen<br />
under forbrændingen altid er så høj, at alle skadelige partikler forbrændes<br />
komplet. Anlægget er d<strong>og</strong> konstrueret, så det i sig selv vil kunne opretholde<br />
en sådan temperatur. Støttefyringen, som er oliedrevet, fungerer således kun<br />
som nødløsning, <strong>og</strong> til opstart (I/S Reno-Nord, 2004a).<br />
B121 25
26<br />
Kapitel 1. Beslutningsfasen<br />
B121
Kapitel 2. Pr<strong>og</strong>rammering<br />
Kapitel 2. Pr<strong>og</strong>rammering<br />
Efter beslutningen er taget om at igangsætte et byggeprojekt, starter pr<strong>og</strong>rammeringsfasen.<br />
Denne er den mest afgørende fase i planlægningen af et byggeri,<br />
idet mange muligheder står åbne, <strong>og</strong> det er pr<strong>og</strong>rammeringens opgave at afgøre<br />
hvilke, der skal satses på. Navnet ’pr<strong>og</strong>rammering’ må ikke forveksles med pr<strong>og</strong>rammering<br />
indenfor edb. Essensen i denne pr<strong>og</strong>rammering er, at definere hvilke<br />
behov det nye byggeri skal opfylde (Jensen, 2002, p.40).<br />
I dette kapitel vil teorien bag pr<strong>og</strong>rammering først blive gennemgået, hvorefter<br />
der redegøres for I/S Reno-Nords byggepr<strong>og</strong>rammering. Til sidst ’pr<strong>og</strong>rammeres’<br />
denne rapport, dvs. det videre forløb i rapporten formuleres <strong>og</strong> afgrænses.<br />
2.1 Teoretisk baggrund for pr<strong>og</strong>rammering<br />
Pr<strong>og</strong>rammeringen forestås af bygherren. Til at bistå bygherren er der brug for<br />
visionære personer med et indgående kendskab til virksomheden, samt erfarne<br />
professionelle rådgivere. Hele processen har til opgave, at hjælpe bygherren med<br />
at finde ud af, hvad det helt præcist er, han ønsker (Jensen, 2002, p.40). En vigtig<br />
del af den indledende pr<strong>og</strong>rammering vil <strong>og</strong>så være, at bygherren tager kontakt<br />
til pengeinstitutter, moderselskaber, eller i I/S Reno-Nords tilfælde det kommunale<br />
bagland, for at muliggøre finansiering af byggeriet (Fonseca et al., 1995).<br />
Traditionel byggepr<strong>og</strong>rammering baseres på, at det der kræves af nybyggeriet<br />
kan defineres ud fra iagttagelser af de eksisterende arbejdsgange i virksomheden,<br />
samt samtaler med ansatte <strong>og</strong> ledere. På grund af fasens store vigtighed<br />
indledes stadig flere projekter med en såkaldt strategisk pr<strong>og</strong>rammering. Denne<br />
går ud på at definere virksomhedens visioner <strong>og</strong> overordnede intentioner med<br />
byggeriet. Den strategiske pr<strong>og</strong>rammering forsøger at fremtidssikre bygninger,<br />
der projekteres til at kunne stå i 50-100 år. Ved traditionel pr<strong>og</strong>rammering risikeres,<br />
at en bygning er forældet den dag, den står færdig, da pr<strong>og</strong>rammeringen<br />
kun tager højde for virksomhedens behov på planlægningstidspunktet (Jensen,<br />
2002, p.65).<br />
B121 27
Byggepr<strong>og</strong>ram<br />
28<br />
Kapitel 2. Pr<strong>og</strong>rammering<br />
Produktet af pr<strong>og</strong>rammeringen er et byggepr<strong>og</strong>ram, der detaljeret beskriver de<br />
krav <strong>og</strong> ønsker, der findes til byggeriet, herunder:<br />
• Byggeriets organisation<br />
• Forudsætninger<br />
• Krav <strong>og</strong> ønsker til funktion, arkitektur, drift <strong>og</strong> vedligeholdelse<br />
• Kvalitet <strong>og</strong> miljø<br />
• Økonomiske forudsætninger<br />
• Tid<br />
Disse behandles således, at de ikke modstrider hinanden, gældende love eller fysiske<br />
forhold. Byggepr<strong>og</strong>rammet er et vitalt grundlag for projektering <strong>og</strong> udbud<br />
(EBST, 2003, p.91), (DTU, 1999).<br />
Byggepr<strong>og</strong>rammets formål er ikke at beskrive specifikke byggetekniske løsninger,<br />
men at levere en fuldt dækkende kravsspecifikation for hele byggeriet. Som i<br />
beslutningsfasen prioriteres de forskellige krav til bygningen efter hvilke, der<br />
skal overholdes, <strong>og</strong> hvilke det er ønskeligt <strong>og</strong>så at tilgodese (EBST, 2003, p.93),<br />
(HFB 24, 1984, p.867).<br />
2.2 I/S Reno-Nords pr<strong>og</strong>rammering<br />
I forbindelse med byggeriet af ovnlinie 4 på I/S Reno-Nord, er der udarbejdet et<br />
byggepr<strong>og</strong>ram, der ligger til grund for projektforslaget, (Rambøll, 2001), for hvilket<br />
der vil blive redegjort i det følgende. Den metodiske gennemgang følger punkterne<br />
fra det foregående afsnit <strong>og</strong> uddyber de forskellige aspekter, der er taget<br />
højde for, inden projekteringsfasens igangsættelse. Herved søges at introducere<br />
det overordnede formål, <strong>og</strong> de krav der er til det nye byggeri.<br />
Byggesagens organisation<br />
Bygherren for den nye ovnlinie er I/S Reno-Nord, der som hovedrådgiver har<br />
valgt ingeniørfirmaet Rambøll. C. F. Møllers tegnestue er arkitekt, ovnlinien leveres<br />
af det danske firma Babcock & Wilcox Vølund ApS <strong>og</strong> det franske firma<br />
LAB S.A., mens det tyske firma B+V Industritechnik GmbH leverer turbineanlægget<br />
(I/S Reno-Nord, 2002). Det er ligeledes Vølund, der er ansvarlig for ståldimensioneringen,<br />
mens Rambøll står for betonfundamentet (Rambøll, 2004).<br />
B121
Forudsætninger<br />
I/S Reno-Nords eksisterende anlæg<br />
ligger ved industriområdet i Aalborg<br />
Øst, <strong>og</strong> arealet er afgrænset af<br />
Humlebakken mod syd, Troensevej<br />
mod vest <strong>og</strong> jernbanelinien ud til<br />
Grønlandshaven mod øst. Der er<br />
store boligområder ved henholdsvis<br />
Hvidkildevej <strong>og</strong> Fyrkildevej, beliggende<br />
ca. 500 m fra anlægget. Området,<br />
hvori anlægget bliver etableret,<br />
er beliggende i byzone, <strong>og</strong> er<br />
vist på figur 5:<br />
Kapitel 2. Pr<strong>og</strong>rammering<br />
Det er kommunernes pligt at udarbejde<br />
en lokalplan, når der skal<br />
gennemføres større bygge- <strong>og</strong> anlægsarbejder,<br />
som etableringen af<br />
ovnlinie 4 må betegnes at være.<br />
Der var for området i forvejen en gældende lokalplan, lokalplan 08-030, bekendtgjort<br />
den 29.04.89. Denne er nu ophævet i sin helhed ved bekendtgørelse den<br />
19.03.03 af lokalplan 08-053, hvis gyldighedsområde er vist på figur 5. Som det<br />
ses, er området splittet op i to dele. Et område A, som er det område, hvor I/S<br />
Reno-Nord har tilladelse til at udvide, <strong>og</strong> et område B, der er afsat til rekreativt<br />
område. Det øvrige, omkringliggende område er byzone udlagt til erhvervsområde.<br />
En væsentlig ændring i den nye lokalplan er, at der gives tilladelse til højere<br />
byggeri. Den nye ovn kræver en bygning, der er 45-50 m høj, hvilket er 20 m højere<br />
end det eksisterende anlæg <strong>og</strong> højere end det tidligere tilladte på 30 m.<br />
Figur 5: Anlæggets beliggenhed. Den prikkede linie<br />
viser lokalplan 08-053’s gyldighedsområde (Aalborg<br />
Kommune, 2003b).<br />
I bestemmelsesdelen af lokalplanen fremlægges planens formål, som er:<br />
• at I/S Reno-Nord får mulighed for at udvide.<br />
• at anlægget afskærmes mod omgivelserne med voldanlæg <strong>og</strong> beplantningsbælter.<br />
• at området nord for I/S Reno-Nord fastlægges til grønt område, hvor der<br />
kan foregå rekreative aktiviteter, der ikke er forureningsfølsomme.<br />
(Aalborg Kommune, 2003b, pp.16)<br />
B121 29
30<br />
Kapitel 2. Pr<strong>og</strong>rammering<br />
For at overholde rammeprincippet har det været nødvendigt for Aalborg Kommune<br />
at udfærdige et kommuneplantillæg. I rammerne for den gamle kommuneplan<br />
var der, ligesom i lokalplanen, kun tilladelse til byggeri op til 30 meters højde.<br />
Dette er i kommuneplantillæg 5.28 ændret til 50 m (Aalborg Kommune,<br />
2003a). Der har i offentlighedsperioden op til vedtagelsen af denne <strong>og</strong> lokalplanen<br />
ikke været n<strong>og</strong>en indsigelser fra private, men kun fra Enhedslisten, der kom<br />
med forslag til den fremtidige affaldsbehandling, <strong>og</strong> Forsyningsvirksomhederne,<br />
der satte krav til det nye anlægs afledning af spildevand samt kloakering (Aalborg<br />
Byråd, 2003).<br />
Da hele formålet med den nye ovnlinie er at producere fjernvarme <strong>og</strong> elektricitet,<br />
er der taget kontakt til Forsyningsvirksomhederne for at sikre, at tilslutningsmulighederne<br />
til el- <strong>og</strong> fjernvarmenettet vil være tilstrækkelige ved driftsstart.<br />
Da den nye ovnlinie tænktes udstyret med støttebrændere, drevet af naturgas,<br />
blev der ligeledes taget kontakt til Naturgas Midt-Nord for etablering af gasledning<br />
(Rambøll, 2001, pp.4-8). Tilslutningen til naturgasnettet er d<strong>og</strong> ikke blevet<br />
realiseret, idet I/S Reno-Nord ville blive anbragt i kundegruppen ’afbrydelige<br />
kunder’, hvilket ikke var acceptabelt. I stedet vil støttebrænderne blive oliedrevne<br />
(I/S Reno-Nord, 2004a).<br />
Ved etableringen af det eksisterende anlæg blev der af Geodan A/S i 1978 udarbejdet<br />
en geoteknisk rapport, der beskriver jordens bæreevne på byggegrunden.<br />
Da jordbundsforhold normalt ikke ændrer sig nævneværdigt i det forløbne tidsrum,<br />
vil denne rapport blive brugt ved projekteringen af ovnlinie 4 (Rambøll,<br />
2001, p.8). Der er d<strong>og</strong> lavet yderlige boringer for at supplere den gamle rapport<br />
(Rambøll, 2004).<br />
Krav <strong>og</strong> ønsker til funktion, arkitektur, drift <strong>og</strong> vedligeholdelse<br />
Den nye ovnlinie etableres som en ny bygning, men bliver bygget sammen med<br />
det eksisterende anlæg, som det ses på figur 2 på side 5. Den nye bygning bliver<br />
ca. 94 m lang, 25 m bred <strong>og</strong> 43 m høj. Det er ca. 15 m højere end den eksisterende<br />
bygning, hvilket skyldes, at tekniske analyser har vist, at det er fordelagtigt med<br />
en høj ovn, da dette sikrer en optimal forbrænding af skadelige stoffer, samt en<br />
højere energiudnyttelse. Længden af bygningen bestemmes tillige af de øvrige<br />
installationer, herunder anlæg til rensning af røggasser <strong>og</strong> spildevand (Rambøll,<br />
1998).<br />
B121
Kapitel 2. Pr<strong>og</strong>rammering<br />
Foruden den nye bygning vil der ske ændringer omkring anlægget. For at få<br />
plads til det nye anlæg, vil det nuværende slaggeanlæg blive flyttet. Der etableres<br />
en ny 75 m høj skorsten, <strong>og</strong> den nuværende skorsten på 100 m, vil blive fjernet,<br />
når ovn 1-2 bliver nedlagt (NJA, 2001, p.25). Den eksisterende silo udvides,<br />
som tidligere nævnt, mod øst, således at den eksisterende aflæssehal bevares.<br />
Der skal altså ikke etableres nye tilkørselsveje.<br />
Den nye bygning vil fremstå som et meget markant<br />
landskabselement i det flade landskab omkring<br />
Humlebakken, som vist på figur 6. På baggrund<br />
af dette udskrev I/S Reno-Nord, som nævnt<br />
i Appendiks A, en arkitektkonkurrence for at opnå<br />
en optimal arkitektonisk løsning. Vinder af<br />
konkurrencen blev, som ovenfor nævnt, C. F. Møllers<br />
tegnestue.<br />
Kvalitet <strong>og</strong> miljø<br />
Den nye ovnlinie skal produceres i en kvalitet, der muliggør en oppetid af anlægget<br />
på omkring 8000 timer/år. Ved driftstop grundet tekniske problemer eller<br />
planlagt revision af ovnlinien, omlægges driften til ovn 3. Da denne ikke har<br />
samme kapacitet som ovn 4, vil specielt I/S Nordjyllandsværket <strong>og</strong> Aalborg Portland<br />
kunne kompensere herfor, da disse er de største fjernvarmeproducenter.<br />
Således vil forbrugerne ikke blive generet af forsyningsproblemer (Rambøll, 2001,<br />
p.19).<br />
Da den nye ovnlinie, jf. Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 807 af 25. oktober<br />
1999, er omfattet af Miljøbeskyttelseslovens liste over særligt forurenende virksomheder,<br />
er der søgt om miljøgodkendelse, samt godkendelse af støjniveau.<br />
Yderligere er Nordjyllands Amt blevet kontaktet angående udarbejdelse af regionplantillæg<br />
med tilhørende VVM-redegørelse, i henhold til samlebekendtgørelsens<br />
kapitel 2, §3 (Miljø- <strong>og</strong> Energiministeriet, 1999). Som resultat af dette, har<br />
Nordjyllands Amt udarbejdet <strong>og</strong> godkendt Regionplantillæg nr. 75. Nærmere beskrivelse<br />
af dette findes i Appendiks A.<br />
Økonomiske forudsætninger<br />
Figur 6: Den nye ovnhal på I/S Reno-Nord<br />
set fra vest, med Humlebakken<br />
i forgrunden.<br />
Ved projektets start var I/S Reno-Nord gældfri, idet et lån optaget i 1989 til etablering<br />
af ovnlinie 3 var betalt ud. Den samlede investering for ovnlinie 4 er 668<br />
B121 31
32<br />
Kapitel 2. Pr<strong>og</strong>rammering<br />
mio. kr., hvor 38 mio. kr. dækkes af I/S Reno-Nord umiddelbart, mens resten<br />
dækkes vha. lånoptagning (Aalborg Byråd, 2001).<br />
Tid<br />
Byggeriet af den nye ovnlinie påbegyndtes foråret 2003 <strong>og</strong> skal efter planen stå<br />
færdig til ibrugtagning ultimo 2005. Status pt. er, at tidsplanen holder (Rambøll,<br />
2004).<br />
2.3 Sammenfatning <strong>og</strong> valg af fokus<br />
Med udgangspunkt i pr<strong>og</strong>rammeringsfasen<br />
<strong>og</strong> det øvrige analysearbejde kan<br />
projektering af bygningsværket igangsættes,<br />
som det ses af figur 7, der viser,<br />
hvilke aspekter denne rapport<br />
omhandler.<br />
I beslutningsfasen blev behovet for<br />
forbedring af ovnlinierne på I/S Reno-<br />
Nord undersøgt, herunder fremtidige<br />
miljøkrav, udvikling i kapacitetsbe-<br />
Figur 7: Byggeriets igangsættende faser.<br />
hov, samt en potentiel økonomisk gevinst.<br />
Det blev konkluderet, at en proces<br />
skulle igangsættes for at imødekomme udviklingen. Forskellige løsningsmodeller<br />
blev overvejet, <strong>og</strong> det blev valgt at nedlægge ovn 1 <strong>og</strong> 2, for i stedet at opføre<br />
en ny ovnlinie 4, med ovn 3 som reserve.<br />
I pr<strong>og</strong>rammeringsfasen blev specifikke krav <strong>og</strong> ønsker til bygningen formuleret,<br />
offentligheden informeret, tilladelse fra kommune <strong>og</strong> amt indhentet, <strong>og</strong> projektets<br />
tidsmæssige <strong>og</strong> økonomiske rammer formuleret. Dette blev, med mere, samlet<br />
til et byggepr<strong>og</strong>ram, der ligger til grund for projekteringen.<br />
I projekteringsfasen, som kapitel 3 omhandler, vil de fysiske rammer for projektet<br />
blive endeligt fastlagt. Fasen ligger umiddelbart før opførelsen, <strong>og</strong> produktet<br />
er derfor færdige tekniske tegninger, som der kan bygges efter.<br />
B121
Kapitel 2. Pr<strong>og</strong>rammering<br />
Denne rapport vil videre omhandle selve bygningen, herunder beregning af laster<br />
<strong>og</strong> dimensionering af selve den nye ovnhal, <strong>og</strong> fokus vil således ikke ligge på hallens<br />
installationer.<br />
Det der projekteres, er ikke det virkelige projekt, men derimod gruppens eget<br />
forslag. Dette skyldes, at gruppen derved har større mulighed for egenhændigt at<br />
træffe valg, <strong>og</strong> således ikke kopiere et eksisterende projekt. Desuden er det med<br />
den tilegnede viden fra kurset Grundlæggende statik <strong>og</strong> styrkelære ikke muligt<br />
at regne på den aktuelle løsning. Der er således valgt en forsimpling af denne<br />
løsning, hvor bygningen betragtes som kasseformet, med lige store rammer gennem<br />
hele bygningen. Rammerne, der udgør skelettet af bygningen, vælges til at<br />
være gitterrammer, med charniere i alle knudepunkter. Desuden regnes der med,<br />
at de forskellige typer af laster kun angriber i knudepunkterne. Ud fra disse forsimplinger<br />
beregnes snitkræfterne efter metoden løsskæring af knuder.<br />
Det vil blive undersøgt, hvordan de forskellige kræfter, der påvirker konstruktionen,<br />
bevæger sig igennem denne.<br />
Beregningerne af lasternes størrelse, vil først blive gennemgået for hele bygningen.<br />
Der fokuseres på naturlasterne fra vind <strong>og</strong> sne, egenlasten, samt nyttelasten<br />
fra den kran, der opererer inde i bygningen. Netop disse laster er valgt, da de<br />
vurderes til at have den største indflydelse på den samlede last på konstruktionen.<br />
Der ses således bort fra indvendig vindlast <strong>og</strong> diverse typer af ulykkeslast.<br />
Vind- <strong>og</strong> snelast beregnes ud fra DS 410. Kranlasten beskrives ud fra et afgangsprojekt<br />
(Poulsen et al., 2004), som omhandler opførelsen af den nye ovnhal ved<br />
I/S Reno-Nord. Ved beregning af egenlast ses der bort fra vægten af skruer, beslag<br />
mm.<br />
Efter de forskellige laster er udregnet, vil der blive opstillet en række scenarier,<br />
hvor de forskellige laster bliver kombineret, for på denne måde at finde de scenarier,<br />
der har den største lastpåvirkning på bygningen. Der vil både blive undersøgt<br />
for anvendelsesgrænsetilstand <strong>og</strong> brudgrænsetilstand. Ud fra disse kan bygningen<br />
dimensioneres. I denne rapport vil hele bygningen ikke blive dimensioneret,<br />
men kun en enkelt ramme.<br />
Det vil blive vist, hvorledes det er muligt, at beregne snitkræfter i hånden, men<br />
for nemmere at kunne variere på lasterne, vil computerpr<strong>og</strong>rammet TrussLab<br />
blive anvendt til beregningerne. Ydermere vil der blive gennemgået et computerpr<strong>og</strong>ram,<br />
gruppen selv har pr<strong>og</strong>rammeret, der ligeledes kan bestemme normal-<br />
B121 33
34<br />
Kapitel 2. Pr<strong>og</strong>rammering<br />
kræfterne i statisk bestemte konstruktioner. Desuden er det muligt vha. TrussLab<br />
at bestemme snitkræfterne for konstruktionen, hvis den er statisk ubestemt.<br />
Dette er en mere sandsynlig måde at opføre bygningen på, da der således<br />
ikke er charniere i alle knudepunkter. Disse beregningsresultater vil derfor <strong>og</strong>så<br />
blive fremlagt <strong>og</strong> sammenlignet med resultaterne for den statisk bestemte ramme.<br />
Rapporten omhandler således følgende:<br />
• Beskrivelse af bygningen<br />
• Kræfternes bevægelse igennem konstruktionen<br />
• Beregning af laster for konstruktionen<br />
• Opstilling af lastkombinationer<br />
• Beregning af laster for en enkelt, statisk bestemt ramme<br />
• Beregning af snitkræfter i rammen<br />
• Dimensionering af rammen<br />
• Vurdering af den valgte dimensionering<br />
• Beregninger af snitkræfter i en momentstiv, statisk ubestemt ramme<br />
• Dimensionering af den statisk ubestemte ramme<br />
• Sammenligning af de to løsninger<br />
B121
Kapitel 3. Projektering<br />
3.1 Teoretisk baggrund for projektering<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Når beslutningsfasen <strong>og</strong> pr<strong>og</strong>rammeringsfasen er overstået, dvs. når bygherren<br />
har fået klarhed over byggeriets omfang <strong>og</strong> indhold, fortsættes, som tidligere<br />
nævnt, til projekteringsfasen. I denne fase klarlægges så mange detaljer omkring<br />
byggeriet, at det kan indstilles til myndighedsbehandling <strong>og</strong> udbydes til entreprenører.<br />
Den primære kilde til dette afsnit er (Fonseca et al., 1995).<br />
Projekteringsfasen opdeles i to underfaser, hhv. forprojektet <strong>og</strong> hovedprojektet.<br />
Forprojektets er en skitseprojektering af bygningen, <strong>og</strong> består både af et grafisk<br />
materiale <strong>og</strong> en kvalitativ, evt. <strong>og</strong>så kvantitativ beskrivelse. Det grafiske materiale<br />
i forprojektet består af:<br />
• Tegninger af plan, snit, facader <strong>og</strong> beliggenhed, som opfylder myndighedernes<br />
krav til ansøgning om byggetilladelse.<br />
• En beskrivelse af bygningsdele, således at der opnås overblik over materialevalget<br />
til bygningen.<br />
• En ajourført tidsplan for både projektering <strong>og</strong> byggeri.<br />
Forprojektet udføres først <strong>og</strong> fremmest med henblik på myndighedernes behandling,<br />
således at krav fra disse sikres opfyldt. Forprojektet udgør grundlaget for<br />
den følgende hovedprojektfase.<br />
Hovedprojektet skal have et så detaljeret <strong>og</strong> endeligt indhold, at det kan tjene<br />
som grundlag for afgivelse af tilbud. Desuden tjener hovedprojektet som en del af<br />
kontraktmaterialet <strong>og</strong> er grundlag for hele opførelsen af byggeriet. Grundlaget<br />
for hovedprojektet er således lastbestemmelse <strong>og</strong> efterfølgende detaildimensionering<br />
af alle dele i bygningen.<br />
B121 35
36<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Hovedprojektet består normalt af følgende:<br />
• Oversigtstegninger, som redegør for bygningsdelenes placering<br />
• Bygningsdelstegninger<br />
• De nødvendige detailtegninger<br />
• Tegninger af de enkelte rum, der viser inventar <strong>og</strong> installationsplaceringer<br />
samt materialevalg<br />
Hovedprojektet kan <strong>og</strong>så indeholde en mængdebeskrivelse, en såkaldt kvantitativ<br />
beskrivelse, så entreprenøren ikke skal bruge tid på at opmåle de nødvendige<br />
mængder i forbindelse med tilbudsgivning.<br />
3.2 Introduktion af ovnhallen<br />
Før en bygning dimensioneres er det nødvendigt at skitseprojektere denne ud fra<br />
ønsker <strong>og</strong> krav formuleret i pr<strong>og</strong>rammeringsfasen. I I/S Reno-Nords tilfælde er<br />
der krav til de indre dimensioner, da bygningen skal indeholde ovnlinie 4. Skitseprojekteringen<br />
danner et samlet overblik over konstruktionen. Dette gør det<br />
bl.a. muligt at anslå, hvilke profiler der kan benyttes i de enkelte dele af konstruktionen.<br />
3.2.1 Det virkelige projekt<br />
I dette afsnit vil der kort blive beskrevet, hvordan det igangværende byggeri er<br />
projekteret. C. F. Møllers tegnestue har tegnet bygningen med ’vinger’, som det<br />
ses på figur 9. Disse vinger gør, at konstruktionens rammer ikke har ens bredde<br />
gennem hele bygningen. Vingerne strækker sig op til 2,9 m ud fra bygningen, <strong>og</strong><br />
vil indeholde forskellige installationer, f.eks. ventilation <strong>og</strong> trapper.<br />
Det igangværende byggeri<br />
bliver, hvis der ses bort<br />
fra vingerne, ca. 25x94 m<br />
<strong>og</strong> får en højde på 43 m.<br />
Enkelte steder er bygningen<br />
d<strong>og</strong> helt op til 50 m<br />
høj, eksempelvis ved et<br />
elevatortårn.<br />
Figur 9: Til venstre ovnhal 4 skitseret i forhold til det eksisterende<br />
byggeri, <strong>og</strong> til højre skitse af gitterkonstruktionen (Poulsen<br />
et al., 2004).<br />
B121
3.2.2 Gruppens forslag til ovnhal<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Som nævnt i afsnit 2.3 beskæftiger denne rapport sig ikke yderligere med det<br />
virkelige projekt, men derimod med gruppens eget forslag. Projektforslaget er<br />
bygget op omkring en gitterramme, som benyttes hele vejen gennem konstruktionen.<br />
Rammen er bygget op efter råd fra vejleder samt ud fra studier af faglitteratur,<br />
(Thomsen, 1971). De indre dimensioner er tilnærmet det virkelige projekt,<br />
hvilket gør, at hallen kan rumme ovnen samt de tilhørende installationer.<br />
Rammen:<br />
De 19 rammer som udgør ovnhallen, er opbygget<br />
ud fra en forudsætning om, at der er<br />
charniere i alle samlinger. Herved vil rammen,<br />
som ses på figur 10, være indvendig statisk<br />
bestemt, <strong>og</strong> dermed vil håndberegninger<br />
på rammen kunne udføres. Rammen er en<br />
såkaldt tre-charnieres ramme, <strong>og</strong> er dermed<br />
<strong>og</strong>så udvendig statisk bestemt. Rammens<br />
overligger er lavet med en hældning på 2º,<br />
således at regnvand vil kunne løbe af. Et plot<br />
af rammen findes som tegning T1 i tegningsmappen.<br />
Bygningen set oppefra<br />
Figur 10: Skitse af gruppens<br />
ramme.<br />
Bygningen er 90,3 m lang, <strong>og</strong> har en bredde på 25,36 m. Figur 11 viser bygningen<br />
set oppefra. Som det ses, er der vindkryds i begge ender samt i midten af bygningen.<br />
Figuren findes yderligere som tegning T4 i tegningsmappen.<br />
Figur 11: Bygningen set oppefra med langsgående profiler, rammer <strong>og</strong> vindkryds.<br />
B121 37
38<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Figur 12: Skitse over placering af langsgående profiler, rigler <strong>og</strong> åse.<br />
Åsene, som er placeret for hver meter på den øverste del af rammen, holder tagbeklædningen.<br />
For at sikre bygningen mod kollaps <strong>og</strong> udbøjninger i længderetningen,<br />
er der imellem rammerne placeret tværgående profiler. Figur 12 viser,<br />
hvorledes disse profiler er placeret i rammerne.<br />
Bygningen set fra siden<br />
Grundlæggende er bygningens sider opbygget efter samme princip som taget. For<br />
at vindkrydsene i taget skal have en effekt, videreføres disse ned i facaden. De<br />
langsgående profiler i taget findes ligeledes i facaden, for at sikre stabilitet i<br />
længderetning, som det er vist på figur 12 <strong>og</strong> figur 13. Disses præcise placering er<br />
markeret på tegning T1 som cirkler i knudepunkterne. Til at bære facadebe-<br />
Figur 13: Bygningen set fra siden, med vindkryds, rammer <strong>og</strong> langsgående profiler.<br />
klædningen, er der på facaden monteret rigler, som vist på figur 12. Figur 13<br />
findes som tegning T4 i tegningsmappen.<br />
B121
3.3 Optagelse af laster<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
En bygning vil løbende blive udsat for en række lastpåvirkninger. Dette afsnit<br />
omhandler vind- <strong>og</strong> snelast <strong>og</strong> beskriver, hvorledes disse optages igennem konstruktionen.<br />
På skitserne i afsnittet er der ikke indtegnet charniere i knudepunkterne,<br />
for billedligt at simplificere kraftfordelingen.<br />
3.3.1 Vindlast<br />
Vinden angriber ovnhallens gavle, facader <strong>og</strong> tag. På skitserne er vindlasten indtegnet<br />
vinkelret på disse flader, men den angriber oftest flere flader ad gangen.<br />
For ikke at miste overblikket over kræfternes vej gennem bygningen, beskrives<br />
vindlast på gavl <strong>og</strong> facade hver for sig. Når vinden angriber gavl <strong>og</strong> facade, vil<br />
der oftest ske et sug på taget. Dette virker modsat en snelast, der beskrives i afsnit<br />
3.3.2, <strong>og</strong> vil derfor ikke yderligere blive behandlet.<br />
For god ordens skyld skal her nævnes, at der visse steder på taget kan opstå<br />
tryk. Ligeså vil der ske et sug på den modsatte gavl <strong>og</strong> facade, som virker modsat<br />
vindtrykket på de førstnævnte flader. Dette vil blive gennemgået i afsnit 3.4.2 på<br />
side 46<br />
Vindlast på gavl<br />
Når vinden blæser ind<br />
på ovnhallens gavl, som<br />
figur 14 viser, sker der<br />
et tryk på hele gavlfladen<br />
grundet rammens<br />
udvendige beklædning.<br />
Via beklædningen føres<br />
trykket fra vindlasten<br />
til gavlsøjlerne <strong>og</strong> gavlrammerne,<br />
som vist på<br />
figur 15.<br />
Figur 14: Vindlast på ovnhallens<br />
gavl (beklædningen).<br />
Figur 15: Vindlast på ovnhallens<br />
gavl. Last føres til<br />
gavlsøjler <strong>og</strong> gavlrammen.<br />
Pga. lasten vil søjlerne bøje ud, <strong>og</strong> kræfterne føres til top <strong>og</strong> bund af gavlsøjlerne,<br />
som vist i figur 17. De kræfter der føres til bunden, optages i fundamentet, mens<br />
kræfterne i rammens top føres til vindkrydsene i taget. Lasterne på gavlrammens<br />
sider føres til facadevindkrydsene.<br />
B121 39
40<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Dette resulterer i tryk <strong>og</strong> træk i tag- <strong>og</strong> facadevindkrydsene,<br />
så kræfterne<br />
føres ned til fundamentet,<br />
hvilket ses på figur 16.<br />
Som det fremgår af figur<br />
18, sker der i vindkrydsene<br />
tryk i øverste stang, hvilket<br />
vil gøre den diagonale<br />
stang længere, dvs. den<br />
undergår træk. Således<br />
deformerer vindkrydsene<br />
<strong>og</strong> fører kræfterne ned i<br />
fundamentet.<br />
Vindlast på facade<br />
Når vinden blæser på<br />
ovnhallens facade, som<br />
figur 19 viser, sker der<br />
et tryk på hele facaden<br />
grundet den udvendige<br />
beklædning.<br />
Figur 17: Vindlast på ovnhallens<br />
gavl. Last føres til<br />
bunden <strong>og</strong> toppen af gavlsøjlerne<br />
<strong>og</strong> – rammerne.<br />
Figur 18: Deformation af<br />
vindkryds ved vindlast på<br />
gavl.<br />
Via beklædningen <strong>og</strong> profilerne på langs af ovnhallen<br />
føres trykket fra vindlasten til rammerne, som vist på<br />
figur 20.<br />
Når vinden blæser på ovnhallens facade, vil rammen bøje indad, hvorved lasten<br />
fordeler sig både op <strong>og</strong> ned i rammerne. En del af kræfterne føres direkte ned i<br />
fundamentet af den ramme,<br />
hvorpå vinden angriber,<br />
mens en anden del føres<br />
op i rammen <strong>og</strong> videre<br />
over i modsatte rammesøjle,<br />
for at blive optaget i<br />
dennes fundament.<br />
Figur 19: Vindlast på ovnhallens<br />
facade (beklædningen).<br />
B121<br />
Figur 16: Vindlast på ovnhallens<br />
gavl. Last føres gennem<br />
vindkrydsene <strong>og</strong> ned i fundamentet.<br />
Pilene i figurens<br />
bund er reaktionerne i fundamentet.<br />
Figur 20: Vindlast på<br />
ovnhallens facade. Last<br />
føres til rammerne.
Kraftfordelingen er skitseret på<br />
figur 21, der baserer sig på beregninger<br />
foretaget i Trusslab (se afsnit<br />
3.6.3 side 67). Som det ses,<br />
sker der tryk i venstre yderflange<br />
<strong>og</strong> træk i inderflangen, hvilket<br />
forårsager en udbøjning af rammen<br />
mod højre. Hele rammen vil<br />
deformere mod højre, <strong>og</strong> der vil<br />
således pga. de momentstive<br />
rammehjørner ske hhv. tryk <strong>og</strong><br />
træk i overliggerens øvre <strong>og</strong> nedre<br />
flange til venstre for charnieret.<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Grundet charnieret <strong>og</strong> momentstivhed i højre rammehjørne<br />
vender kraftfordelingen til højre for charnieret.<br />
Således sker der hhv. tryk <strong>og</strong> træk i inder– <strong>og</strong> yderflangen<br />
af højre søjle (på nær i yderflangens nederste<br />
stang), hvorved kræfterne føres ned i fundamentet.<br />
Idet venstre rammesøjle på figur 21 bøjer ind i ovnhallen,<br />
vil kræfterne som førnævnt fordele sig både op <strong>og</strong><br />
ned i rammesøjlen. Det ses, da tryk– <strong>og</strong> trækfordelingen<br />
i gitterstængerne mellem inder– <strong>og</strong> yderflangerne<br />
vender omkring knudepunkt 16, som vist på figur 22.<br />
Således fordeler kræfterne sig ned i fundamentet samt<br />
videre op i rammen <strong>og</strong> over i modsatte fundament.<br />
Figur 23 illustrerer reaktionerne i de to fundamenter.<br />
På angrebsfladen vil rammen forsøge at løsrive sig fra<br />
fundamentet, <strong>og</strong> der vil derfor være en reaktion ned i<br />
fundamentet, samt modsatrettet vindretningen. I<br />
modsatte side trykkes rammen ned i fundamentet, så<br />
reaktionen bliver op mod rammen <strong>og</strong> modsat vindretningen.<br />
Figur 21: Kraftfordeling i ovnhallens rammeflanger<br />
ved vindlast på facaden.<br />
Figur 22: Udsnittet er<br />
markeret på figur 21.<br />
Kraftfordeling i et udvalgt<br />
stykke af venstre<br />
rammesøjle ved vindlast<br />
på facaden.<br />
Figur 23: Reaktioner i venstre<br />
<strong>og</strong> højre rammesøjle<br />
ved vindlast på facaden.<br />
B121 41
3.3.2 Snelast<br />
Snelasten angriber kun ovnhallens<br />
tag. Som figur 25 viser, vil<br />
taget bøje nedad. Eftersom rammehjørnerne<br />
er momentstive, vil<br />
der ske en udbøjning af rammesøjlerne.<br />
På figur 24 ses, at der sker<br />
hhv. træk <strong>og</strong> tryk i rammesøjlernes<br />
yder– <strong>og</strong> inderflanger,<br />
hvilket stemmer overens med<br />
deformationen i figur 25 (på<br />
nær yderflangens to nederste<br />
stænger).<br />
42<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Kraftfordelingen sker ved, at<br />
lasten forplanter sig ud til de<br />
to rammesøjler via træk <strong>og</strong> tryk i gitterstængerne. Herfra føres kræfterne ned<br />
gennem de to rammer <strong>og</strong> i fundamentet, hvori de optages. Reaktionerne ses på<br />
figur 26.<br />
3.4 Beregning af laster<br />
For at sikre bygningen mod de lastpåvirkninger, hvis vej gennem konstruktionen<br />
er blevet gennemgået ovenfor, er det nødvendigt at udregne størrelsen af disse,<br />
for herved at kunne dimensionere bygningen. Der vil i det følgende blive udregnet<br />
egenlast, nyttelast fra den kran, der opererer gennem hele bygningen <strong>og</strong> naturlaster<br />
fra vind <strong>og</strong> sne.<br />
3.4.1 Egenlast<br />
Figur 25: Deformation<br />
ved snelast.<br />
Figur 26: Reaktioner i venstre<br />
<strong>og</strong> højre rammesøjle<br />
ved snelast på taget.<br />
Der vil i det følgende afsnit blive beregnet, hvor stor egenlasten for én ramme er.<br />
Der medtages vægten af beklædningen <strong>og</strong> vægten af selve gitterrammen. Der<br />
regnes ikke på vægten af hver enkelt bolt <strong>og</strong> møtrik, men kun på vægten af de<br />
store elementer. Valget af beklædning er foretaget ud fra et skøn.<br />
B121<br />
Figur 24: Kraftfordeling i<br />
ovnhallens rammeflanger<br />
ved snelast på taget.
Egenvægt af bygningens beklædning<br />
I det nedenstående følger en beskrivelse<br />
af, hvordan beklædningen på bygningen<br />
er opbygget. Der anvendes forskellig type<br />
beklædning på facaden <strong>og</strong> taget. For facadebeklædningen<br />
vil der, for at lette<br />
håndberegningerne, blive beregnet, hvor<br />
stor en kraft beklædningen påfører hvert<br />
af de ydre knudepunkter i gitterkonstruktionen.<br />
Lasten for tagbeklædningen<br />
udregnes pr. meter ramme, for senere i<br />
rapporten at kunne adderes til snelasten<br />
i beregningspr<strong>og</strong>rammet TrussLab.<br />
Facadebeklædning<br />
Facadebeklædningen er monteret på den<br />
yderste flange. I tabel 3 ses, hvilke materialer<br />
der er brugt <strong>og</strong> egenvægten af disse.<br />
På figur 27 ses opbygningen af<br />
facadebeklædningen. Dampspærren<br />
er en 0,15 mm plasticdug.<br />
Vægten af denne er ubetydelig<br />
<strong>og</strong> derfor ikke medtaget i<br />
beregningerne. Udenpå isoleringen<br />
er 2 lag vindpap. Yderst<br />
er der valgt trapezplader af stål<br />
som klimaskærm.<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Ud fra denne opbygning kan facadebeklædningens egenvægt pr. m2 udregnes.<br />
Indledningsvis ses der bort fra rigler <strong>og</strong> langsgående stålprofiler. Denne korrigerede<br />
egenvægt pr. m2 kan således beregnes ved at addere egenvægten af de enkelte<br />
materialer:<br />
δ + δ + 2⋅ δ + δ = δ '<br />
(3.1)<br />
inderplade isolering vindpap yderplade facade<br />
5,9 + 6,0 + 2⋅ 0,65 + 6,0 = 19,2<br />
(3.2)<br />
kg kg kg kg kg<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Rigler<br />
Indvendig beklædning<br />
Dampspærre<br />
Isolering<br />
Vindtæt lag<br />
Udvendig beklædning<br />
Rigler<br />
Figur 27: Facadebeklædningens opbygning.<br />
Tabel 3: Egenvægten for materialerne til facaden.<br />
kg<br />
Materiale Egenvægt 2<br />
m<br />
5 mm, perforeret stålplade 5,9<br />
200 mm Rockwool Flexi A-Batt 6,0<br />
Vindpap 0,65<br />
0,6 mm trapezplader 6,0<br />
B121 43
44<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
For at finde belastningen i ét knudepunkt bestemmes, hvor mange kvadratmeter<br />
beklædning der belaster hvert knudepunkt. Da rammerne står med 5 m mellemrum,<br />
<strong>og</strong> der er 3,97 m mellem hvert knudepunkt på den yderste flange, er det<br />
samlede antal m2 , der angriber hvert knudepunkt, 19,85 m2 .<br />
Som det ses på tegning T1 er der i alt 10 langsgående profiler i et rammeben. For<br />
at simplificere de videre beregninger sættes vægten af profilerne til at virke i<br />
knuderne i yderflangen, hvilket svarer til et profil pr. knude. Riglerne går på<br />
langs ad bygningen, <strong>og</strong> der er tre mellem hvert ydre knudepunkt. Vægten af de<br />
langsgående profiler <strong>og</strong> rigler ses i tabel 4.<br />
Tabel 4: Egenvægten for langsgående profiler <strong>og</strong> rigler.<br />
Materiale Egenvægt<br />
Langsgående profiler - 139,7 mm cirkulære stålrør 13,0<br />
Rigler - 100 x 200 mm træ 12,0<br />
Den samlede kraft i hvert knudepunkt, som følge af facadebeklædningen, hvor<br />
der tages hensyn til lægter <strong>og</strong> rigler, er således:<br />
2<br />
kg kg<br />
( δ'facade 19,85m 3 ( δrigler m 5m) ( δlangsgående<br />
profil m 5m)) g F/knudepunkt<br />
Tagbeklædning<br />
⋅ + ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ = (3.3)<br />
(19, 2 ⋅ 19,85m + 3 ⋅(12,0 ⋅ 5m) + (13 ⋅5m)) ⋅ 9,82 = 6,1<br />
(3.4)<br />
kg 2 kg kg<br />
m kN<br />
2 2<br />
m m m<br />
s<br />
knudepunkt<br />
Tagbeklædningen sidder ovenpå de øverste profiler af rammerne <strong>og</strong> minder meget<br />
om facadebeklædningen. Materialerne til tagbeklædningen <strong>og</strong> deres egenvægt<br />
er angivet i tabel 5, <strong>og</strong> opbygningen er skitseret på figur 28.<br />
Tabel 5: Materialer til tagbeklædning <strong>og</strong> disses egenvægt.<br />
Materialer Egenvægt<br />
kg<br />
2<br />
m<br />
Som facadens rigler, går tagåsene<br />
på langs af bygningen,<br />
4 mm masonitplade 4,1<br />
men er på taget placeret med<br />
200 mm Rockwool Flexi A-Batt 6,0 kun én meters mellemrum.<br />
0,6 mm trapezplader 6,0<br />
Dimensionerne af åsene <strong>og</strong> rigler<br />
er ens, <strong>og</strong> data findes i tabel<br />
4. Der er valgt masonitplader som undertag, da dette som sagt er placeret ovenpå<br />
rammerne <strong>og</strong> derfor ikke vil få den store æstetiske betydning, i modsætning til<br />
facaden, hvor der er valgt pænere, perforerede stålplader.<br />
B121<br />
kg<br />
m
Kapitel 3. Projektering<br />
Tagbeklædningens egenvægt <strong>og</strong><br />
last beregnes som facadebeklædningen.<br />
Vægten af dampspærren<br />
medtages ikke i beregningerne. I<br />
tagkonstruktionen er der, som i<br />
facaden, langsgående profiler,<br />
der går igennem knuderne. Disse<br />
indgår <strong>og</strong>så i beregningen af Figur 28: Skitse over tagbeklædning.<br />
vægten af tagbeklædningen. Der er i alt 9 af disse profiler i tagkonstruktionen,<br />
<strong>og</strong> der regnes med, at de ligger jævnt fordelt. Den præcise placering kan ses på<br />
tegning T3.<br />
Da lasten udregnes som en linielast, vil egenlasten af tagbeklædningen her blive<br />
beregnet som last pr. m ramme. Først beregnes egenvægten pr. m2 :<br />
δundertag + δtagåse + δisolering + δlangsgående profiler + δovertag = δtagbeklædning<br />
(3.5)<br />
4,1 + 12,0 + 6,0 + 13 ⋅ (9 / 25,36m) + 6,0 = 32,71 (3.6)<br />
kg kg kg kg kg kg<br />
2<br />
m m 2<br />
m m<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Ud fra dette kan tagbeklædningens egenlast pr. meter ramme beregnes til:<br />
Egenvægt af en ramme<br />
δtagbeklædning ⋅5m ⋅ g = F /m<br />
(3.7)<br />
32,71 ⋅5m⋅ 9,82 = 1,61<br />
(3.8)<br />
kg m<br />
kN<br />
2<br />
m<br />
2<br />
s<br />
m<br />
Gitterrammen består, som det er angivet på tegning T1, af flanger af HEA600<br />
profiler, mens kroppen imellem disse udgøres af 100x100 mm kvadratiske rør.<br />
Egenvægten af en ramme kan beregnes således:<br />
δ ⋅ ∑ + δ ⋅∑ = (3.9)<br />
HEA600 længde stænger længde Egenvægt<br />
De kvadratiske rør har ens længde i facaden, men varierer i længde i taget. I<br />
hvert rammeben er der 19 stænger, som alle er 2,44 m. På taget er der 24 stænger<br />
af varierende længde fra 1,91 m til 2,81 m. Den samlede længde af rørene er<br />
143,4 m. Der er ligeledes i alt 198 m HEA600 profil i en ramme. Herved kan<br />
egenvægten af en ramme bestemmes:<br />
178 ⋅ 198m + 22,6 ⋅ 143, 4m = 38.485 kg<br />
(3.10)<br />
kg kg<br />
m m<br />
B121 45
Egenvægt af en ramme med beklædning<br />
46<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Den samlede egenvægt af en ramme med beklædning bliver derfor:<br />
kg kg<br />
ydre knudepunkt ydre knudepunkter<br />
2<br />
m<br />
m facade + mtag + mramme = egenvægt<br />
(3.11)<br />
( )<br />
620,94 ⋅ 10 + 32,71 ⋅ 5m⋅ 25,36m + 38.485 kg = 48.842 kg (3.12)<br />
En ramme inkl. beklædning vejer således ca. 48,8 ton.<br />
3.4.2 Vindlast<br />
I dette afsnit beregnes vindlasten på gruppens løsningsforslag med udgangspunkt<br />
i lastnormen DS 410. Der vil blive gået systematisk frem efter anvisningerne<br />
fra DS 410 for beregning af kvasistatisk vindlast, som er en forsimplet metode<br />
til bestemmelse af vindlast. Der vil ikke blive set nærmere på baggrunden<br />
for, <strong>og</strong> sammenspillet imellem, de beregninger <strong>og</strong> størrelser der indgår. Der er<br />
altså kun tale om en anvendelse af DS 410.<br />
Beregningerne følger principielt to trin. Først bestemmes det karakteristiske<br />
maksimale hastighedstryk q max , som beskriver den maksimale vindlast pr. m2 facade, uden hensyntagen til bygningens påvirkning af vindtrykket i form af turbulens<br />
mv. Dette tages der i trin to højde for, i form af de såkaldte formfaktorer,<br />
som multipliceres på q max , hvorefter den kvasistatiske vindlast Fw bestemmes.<br />
Terrænkategori<br />
En væsentlig faktor for beregningen af vindlaster er det terræn, der omgiver<br />
konstruktionen. Der opereres i DS 410 med fire terrænkategorier, hvor kategori I<br />
er åbent landskab, <strong>og</strong> kategori IV er byområder med tætstående bygninger. På<br />
den vest-nordvestlige side af I/S Reno-Nord er der boligbyggeri <strong>og</strong> industri, som<br />
svarer til kategori III, mens der på den østlige side er landbrugsland med spredte<br />
læhegn svarende til kategori II. Da der i tilfælde af blandet terræn altid skal<br />
vælges den mest ugunstige terrænkategori, vil der i det følgende blive regnet<br />
med, at bygningen ligger i terrænkategori II.<br />
B121
Beregning af den kvasistatiske vindlast Fw<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Vind er en dynamisk last. For at vindtrykket,<br />
ifølge normen, kan beregnes kvasistatisk,<br />
kræves bl.a. et vist forhold mellem<br />
en bygnings højde <strong>og</strong> bredde. Hvis<br />
bygningen er for høj i forhold til bredden,<br />
er der risiko for, at vindlast kan bringe<br />
bygningen i ukontrollable svingninger, <strong>og</strong><br />
vindlasten på bygningen skal derfor regnes<br />
dynamisk. Forholdet er illustreret på<br />
figur 29, hvor det ses, at kravet tilnær- Figur 29: De fede kurver for stål <strong>og</strong> beton<br />
melsesvis er opfyldt for gruppens projekt- angiver skillelinien for, hvornår en vindlast<br />
regnes kvasistatisk. Ovnhallens størrelse er<br />
forslag. Da kurven er tegnet for terræn- markeret (DS 410, 1998, p.45).<br />
kategori I er værdierne lavt sat, <strong>og</strong> der<br />
regnes derfor med denne forsimplede model. Til beregning af den kvasistatiske<br />
vindlast følges beregningsgangen angivet i tabel 6:<br />
Tabel 6: Bestemmelse af den kvasistatiske vindlast Fw (DS 410, 1998, p. 31).<br />
Der bestemmes:<br />
1. Basisvindhastigheden b dir års b,0<br />
v = c ⋅c ⋅ v , cårs = 1 for permanente konstruktioner<br />
2.<br />
1 2<br />
Basishastighedstrykket qb = ρVb<br />
2<br />
3. Referencehøjden z = konstruktionens højde over terræn<br />
4. Ruhedslængde z0, terrænfaktor kt <strong>og</strong> minimumshøjde zmin ud fra terrænkategori<br />
5. Ruhedsfaktoren<br />
c k<br />
z<br />
r = tln( ) ; z ≥ zmin<br />
z0<br />
6. 10-minutters middelhastighedstrykket<br />
7. Turbulensintensiteten<br />
I<br />
1 1<br />
( ) ln( )<br />
v z ctz z0<br />
q = c c q<br />
2 2<br />
m r t b<br />
= ⋅ ; z ≥ zmin; ct er top<strong>og</strong>rafifaktoren<br />
8. Karakteristisk maksimalt hastighedstryk: qmax = (1+ 2 k I ) q ; kp = 3,5<br />
9. Formfaktoren c <strong>og</strong> arealet A<br />
F = q cA<br />
10. Kvasistatisk vindlast: max<br />
w<br />
p v m<br />
Den kvasistatiske vindlast er, som nævnt, den beregningsmæssige maksimale<br />
vindlast på bygninger, idet den tager hensyn til turbulens mv., undersøgt ved<br />
vindtunnelforsøg i laboratorier. Disse undersøgelser ligger til grund for formfak-<br />
B121 47
48<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
torerne. Modellens sikkerhed er baseret på en 98 % fraktil af den årlige maksimale<br />
vindlast.<br />
1. Basisvindhastighed vb<br />
Basisvindhastigheden v b er defineret som vindens middelhastighed i 10minutters<br />
intervaller, målt i 10 meters højde over fladt terræn svarende til terrænkategori<br />
II:<br />
Hvor<br />
v = c ⋅c ⋅v<br />
b dir års b,0<br />
B121<br />
(3.13)<br />
c dir er retningsfaktor for vindhastigheden, hvor der for at være på<br />
den sikre side benyttes c dir = 1,<br />
c års er årstidsfaktor, der sættes til 1 for permanente konstruktioner,<br />
v b,0<br />
er grundværdi for basisvindhastigheden. Da I/S Reno-Nord ligger<br />
mere end 25 km fra Vesterhavet <strong>og</strong> Ringkøbing fjord, sættes denne<br />
til<br />
m 24 s .<br />
2. Basishastighedstryket qb<br />
v = 1⋅1⋅ 24 = v = 24<br />
(3.14)<br />
m m<br />
b s b, o s<br />
Basishastighedstrykket beregnes vha. formlen<br />
Hvor<br />
kg<br />
2<br />
m<br />
Q = ⋅ρ⋅ v<br />
(3.15)<br />
1 2<br />
b 2 b<br />
ρ = 1, 25 er luftens densitet, svarende til normal barometerstand på<br />
3. Referencehøjden z<br />
101,3 kPa <strong>og</strong> temperaturen 10 °C<br />
q = ⋅1, 25 ⋅ (24 ) = 360<br />
(3.16)<br />
b<br />
1 kg m 2 N<br />
2 3<br />
m s<br />
2<br />
m<br />
Referencehøjden z, som er 40,54 m, er konstruktionens højde over terræn.
4. Størrelser for terrænkategori II<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Fra tabel 6.1.2.1 i DS 410 følger parametre for terrænkategori II:<br />
5. Ruhedsfaktor cr<br />
z = 0,05 m<br />
er ruhedslængden<br />
0<br />
k = 0,19<br />
er terrænfaktor<br />
t<br />
z = 4m<br />
er minimumhøjde<br />
min<br />
Ud fra ovenstående parametre defineres ruhedsfaktoren som følgende:<br />
c = k<br />
ln( )<br />
r t<br />
z<br />
z0<br />
6. 10-minutters middelhastighedstrykket qm<br />
40,54 m<br />
0,05 m<br />
Middelhastighedstrykket regnes ud fra formlen:<br />
Hvor<br />
(3.17)<br />
c = 0,19⋅ ln( ) = 1, 28<br />
(3.18)<br />
r<br />
q = c c q<br />
2 2<br />
m r t b<br />
2 2 N N<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
(3.19)<br />
q = 1, 28 ⋅1⋅ 360 = 590,0<br />
(3.20)<br />
m<br />
c = 1 er top<strong>og</strong>rafifaktoren for fladt terræn<br />
t<br />
7. Turbulensintensiteten Iv<br />
Turbulensintensiteten er et udtryk for den turbulens, der kan opstå som følge af<br />
nærliggende bygninger <strong>og</strong> bakker, <strong>og</strong> udregnes for z ≥ zmin<br />
, hvilket er opfyldt.<br />
I<br />
1 1<br />
= ⋅<br />
( ) ln( )<br />
v z ctz z0<br />
40,5 m<br />
0,05 m<br />
(3.21)<br />
1 1<br />
I v = ⋅ = 0,15<br />
(3.22)<br />
1 ln( )<br />
B121 49
50<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
8. Karakteristisk maksimalt hastighedstryk qmax<br />
q max findes ved følgende formel:<br />
Hvor<br />
9. Formfaktoren c<br />
qmax = (1+ 2 kpIv) qm<br />
(3.23)<br />
q = (1+ 7⋅0,15) ⋅ 590 = 1209,5<br />
(3.24)<br />
N N<br />
max 2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
k p er peakfaktoren, som sættes til 3,5<br />
Der regnes efter formfaktorerne c pe,10<br />
, da arealet af de belastede flader på konstruktionen<br />
er større end 10 m2 .<br />
10. Kvasistatisk vindlast Fw<br />
Den kvasistatiske vindlast beregnes som:<br />
Hvor<br />
A er arealet på den vindpåvirkede flade<br />
F = q cA<br />
(3.25)<br />
w<br />
max<br />
c er den relevante formfaktor<br />
I det følgende opgives værdierne for den kvasistatiske vindlast som N/m2 . Således<br />
multipliceres arealet af fladerne ikke på q max , men blot de pågældende formfaktorer<br />
cpe,10. Senere ønskes linielasterne på en enkelt ramme bestemt, hvorfor<br />
længden mellem rammerne i bygningen multipliceres på udtrykket (DS 410,<br />
1998, pp.30-45).<br />
Vindlast på ydervægge ved vindretning mod facade<br />
Figur 30 angiver vindlasten på bygningens ydervægge, når vinden blæser på facaden.<br />
Tekstboksene angiver de i DS 410 angivne formfaktorer for de forskellige<br />
vægarealer samt tilhørende vindlaster.<br />
B121
Cpe,10 = 0,9<br />
Fw = 1089 N/m2 Kapitel 3. Projektering<br />
Vindlast på ydervægge ved vindretning mod gavl<br />
Figur 31 angiver områder for ydervæggenes belastning af vindlast, når vinden<br />
blæser på bygningens gavl.<br />
Cpe,10 = 0,3<br />
Fw = 363 N/m 2<br />
Cpe,10 = 0,5<br />
Fw = 605 N/m 2<br />
Cpe,10 = 0,5<br />
Fw = 605 N/m 2<br />
Vind<br />
Ovnhal<br />
Cpe,10 = 0,3<br />
Fw = 363 N/m2 90,30 m<br />
90,30 m<br />
Ovnhal<br />
Cpe,10 = 0,7<br />
Fw = 847 N/m2 Cpe,10 = 0,7<br />
Fw = 847 N/m 2<br />
64,94 m 25,36 m<br />
Cpe,10 = 0,9<br />
Fw = 1089 N/m2 Cpe,10 = 0,9<br />
Fw = 1089 N/m 2<br />
Cpe,10 = 0,9<br />
25,36 m<br />
Fw = 1089 N/m 2<br />
25,36 m<br />
Figur 30: Bygningen set fra oven. Belastningsområder for vindlast på ydervægge, med<br />
vindretning på facade.<br />
Vind<br />
Figur 31: Bygningen set fra oven. Belastningsområder for vindlast på ydervægge,<br />
med vindretning på gavl.<br />
B121 51
52<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Vindlast på tag ved vindretning mod facade samt gavl<br />
I dette afsnit angives vindlasten på taget af bygningen som følge af vind på hhv.<br />
facade <strong>og</strong> gavl. Der regnes med, at bygningen har fladt tag, da vinklen på to grader<br />
er ubetydelig (DS 410, 1998, p.48). Tabel 7 indeholder lasterne for begge<br />
vindretninger, hvor områderne F, G, H <strong>og</strong> I refererer til figur 32 <strong>og</strong> figur 33. Ved<br />
vindlast på tag undersøges for to sæt af formfaktorer, med værdier hhv. større <strong>og</strong><br />
mindre end nul. Fw kan derfor være både positiv <strong>og</strong> negativ, <strong>og</strong> således kan der<br />
opstå både sug <strong>og</strong> tryk på taget.<br />
Tabel 7: Største <strong>og</strong> mindste værdier af formfaktorer for tag, samt tilhørende vindlast for omr. F,<br />
G, H <strong>og</strong> I.<br />
Formfaktorer Cpe,10<br />
N<br />
Fw 2<br />
m<br />
Belastningsområde F G H I<br />
25,36m<br />
Mindste værdi -1,8 -1,3 -0,7 -0,5<br />
Største værdi 0 0 0 0,2<br />
Mindste værdi -2177 -1572 -847 -605<br />
Største værdi 0 0 0 242<br />
6,34 m<br />
Vind<br />
77,62 m 6,34 m<br />
F G<br />
F<br />
H<br />
Ovnhal<br />
90,3 m<br />
I 12,68 m<br />
B121<br />
2,53 m<br />
10,14 m<br />
Figur 32: Belastningsområder for vindlast på tag med vindretning mod facade.
25,36 m<br />
3.4.3 Snelast<br />
Ovnhal<br />
I<br />
77,62 m<br />
90,3 m<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
2,53 m<br />
Grundlaget for beregning af snelasten er sneens<br />
terrænværdi, som uddybes nedenfor. Ved beregningen<br />
tages der hensyn til både den jævnt fordelte<br />
sne, der ophobes under rolige vejrforhold, samt<br />
de snemønstre, der opstår på en bygning som følge<br />
af vind. Dette opnås ved hjælp af formfaktorer. Der<br />
regnes med, at der ikke er monteret snefangere på<br />
taget, ligesom der ikke regnes med yderligere forhindringer<br />
på taget, hvor sneen kan ophobes.<br />
H<br />
10,14 m<br />
G<br />
6,34 m<br />
12,68 m<br />
6,34 m<br />
Figur 33: Belastningsområder for vindlast på tag med vindretning mod gavl.<br />
F<br />
F<br />
Sne<br />
Vind<br />
Ovnhal<br />
Figur 34: Snelast på ovnhallen<br />
B121 53
Sneens karakteristiske terrænværdi<br />
54<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Sneens karakteristiske terrænværdi er et udtryk for lasten af den akkumulerede<br />
snemængde på en uforstyrret del af terrænet. Sneens karakteristiske terrænværdi<br />
kan beregnes ved følgende formel:<br />
Hvor<br />
sk<br />
cårs<br />
sk,0<br />
Formfaktorer for snelast<br />
sk = cårs⋅ sk,0<br />
(3.26)<br />
s = 10,9 ⋅ = 0,9<br />
(3.27)<br />
k<br />
kN kN<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
er snelast i terrænniveau, der overskrides med en årlig sandsynlighed<br />
på 0,02,<br />
er årstidsfaktor for sneens terrænværdi, der for at være sikker<br />
sættes til faktor 1,<br />
kN<br />
er grundværdi for sneens terrænværdi = 0,9 2<br />
m .<br />
I beregning af den karakteristiske snelast herunder, anvendes formfaktoren<br />
c = 0,8 , da tagets hældning er mindre end 15 ° , <strong>og</strong> det 3. af nedenstående lastar-<br />
i<br />
rangementer kan udelukkes, da der ikke er n<strong>og</strong>en del af bygningen, der er placeret<br />
højere end taget. Denne værdi gælder for både c1 <strong>og</strong> c2 (DS 410, p.80).<br />
• c1 gælder for lastarrangementer, der stammer fra et jævnt fordelt snelag<br />
over hele taget, hvilket forekommer ved meget lidt vind.<br />
• c2 gælder for lastarrangementer, der stammer fra et i udgangssituationen<br />
ujævnt fordelt snelag, fra lokal fygning ved forhindringer eller fra om-<br />
fordeling af sne, der påvirker lastfordelingen på hele taget. Sidstnævn-<br />
te kan skyldes fygning, der flytter sne fra vindsiden på et sadeltag til<br />
læsiden.<br />
• c3 gælder for lastarrangementer, der stammer fra omfordeling af sne fra<br />
den højere beliggende del af bygningen på grund af nedskridning.<br />
B121
Karakteristisk snelast på tag<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Den karakteristiske snelast bestemmes ud fra:<br />
Hvor<br />
ci<br />
Ce<br />
Ct<br />
sk<br />
3.4.4 Kranlast<br />
s = ci⋅Ce⋅Ct⋅ sk<br />
(3.28)<br />
er formfaktor for snelast, der som beskrevet ovenfor sættes til 0,8,<br />
er beliggenhedsfaktoren. Der kan på den sikre side benyttes Ce =1,<br />
er termisk faktor. Der kan på den sikre side benyttes Ct =1,<br />
sneens karakteristiske terrænværdi som bestemt ovenfor.<br />
I toppen af I/S Reno-Nords nye bygning<br />
vil der blive monteret en servicekran,<br />
der kan løfte op til ca. 3<br />
ton. Udseendet af kranen er illustreret<br />
på figur 35 <strong>og</strong> figur 37. Den vil<br />
være til rådighed i hele bygningen<br />
ved hjælp af en kranbane, som monteres<br />
i toppen af bygningen mellem<br />
knude 19 i venstre side <strong>og</strong> knude 47 i<br />
højre, som det er vist på figur 38.<br />
Der regnes med, at kranlasten angriber<br />
i disse to knuder, <strong>og</strong> der ses<br />
således bort fra den arm, hvormed de<br />
virker.<br />
Der er blevet undersøgt for belastningerne<br />
ved to forskellige placeringer<br />
af kranen i forhold til hallens<br />
rammer. Ved første placering bliver<br />
kranen anbragt centralt ud for en<br />
rammesøjle, <strong>og</strong> ved anden placering<br />
bliver kranen anbragt således, at det<br />
ene hjul er ud for rammesøjlen, som<br />
det ses på figur 37.<br />
s = 0,8⋅1⋅1⋅ 0,9 = 0,72 = 720<br />
(3.29)<br />
kN kN N<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
2<br />
m<br />
Løbev<strong>og</strong>n<br />
Skinne<br />
21,4 m<br />
Figur 35: Kranen <strong>og</strong> dens ophæng set oppefra.<br />
Figur 36: Lignende kransystem.<br />
4 m<br />
B121 55
Figur 37: De to forskellige placeringer af kranen.<br />
56<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Ved beregninger, som ikke behandles her, kan det bestemmes, hvilke af de to<br />
placeringer, der forårsager den største belastning. I tabel 8 ses belastningerne for<br />
de givne placeringer (Poulsen et al., 2004).<br />
Tabel 8: Kranens laster på rammesøjlerne ved central <strong>og</strong> forskudt placering.<br />
Figur 38: Kranens laster på en ramme. De lodrette<br />
laster vil altid forekomme, da de skyldes egenvægten,<br />
hvorimod de vandrette kun optræder, når løbev<strong>og</strong>nen<br />
bevæger sig fra side til side.<br />
Placering af kran Central placering Forskudt placering<br />
Belastning<br />
Maksimal<br />
belastning<br />
Minimal<br />
belastning<br />
Maksimal<br />
belastning<br />
Minimal<br />
belastning<br />
Last på knudepunkt<br />
[kN]<br />
70,5 34,3 59,7 29,1<br />
Som det ses, belaster kranen rammesøjlerne mest, når den er placeret centralt ud<br />
for en sådan. Der findes en maksimal <strong>og</strong> en minimal belastning, som kranen i<br />
denne tilstand påfører ophængene, dvs. knude 19 <strong>og</strong> 47. Hvilken knude der belastes<br />
med hvilken last, afhænger af løbev<strong>og</strong>nens placering. De to laster gælder for<br />
placeringer af løbev<strong>og</strong>nen helt ude ved en af søjlerne.<br />
I de følgende beregninger af lastkombinationer regnes, som vist på figur 38, med<br />
en placering ved venstre søjle <strong>og</strong> centralt for søjlen. Herudover kan løbev<strong>og</strong>nen<br />
skabe vandrette bremse- <strong>og</strong> accelerationslaster, når den er i brug. Det er disse<br />
laster, som i figur 38 er påført, sammen med førnævnte lodrette laster (Poulsen<br />
et al., 2004).<br />
B121
3.5 Lastkombinationer<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
I dette afsnit bestemmes laster på 2. ramme i<br />
bygningen, for senere at kunne dimensionere<br />
denne. Rammen er fremhævet på figur 39. Valget<br />
af netop 2. ramme skyldes, at det er denne,<br />
der typisk belastes mest af vinden, jf. formfaktorerne<br />
for vindlast angivet i DS 410. Herved<br />
sikres, at <strong>og</strong>så de resterende rammer vil få tilstrækkelige<br />
dimensioner. Som tidligere nævnt<br />
er der i bygningen vindkryds mellem 1. <strong>og</strong> 2.<br />
ramme, som optager vindlast fra gavlen. Der<br />
ses bort fra de kræfter, som disse vindkryds<br />
påvirker rammen med.<br />
Forud for beregningerne på de af lastkombinationerne i DS 409, der behandles i<br />
denne rapport, opstilles for hver af disse et antal lastscenarier. Lastscenarierne<br />
beskriver, hvilke laster der virker, <strong>og</strong> hvor de virker.<br />
Formålet med lastscenarierne er at finde frem til de mest ugunstige belastninger<br />
af bygningen, for senere at kunne kontrollere stabiliteten af denne vha. de forskellige<br />
lastkombinationer. Det er f.eks. ikke hensigtsmæssigt at opstille et lastscenario,<br />
hvor der er snelast på taget samtidig med at vinden forårsager sug, da<br />
disse laster er modsatrettede. Dermed virker de til gunst på hinanden, hvilket<br />
naturligvis ikke er hensigtsmæssigt, når en bygnings stabilitet under ekstreme<br />
påvirkninger ønskes undersøgt.<br />
Introduktion til undersøgte lastkombinationer<br />
Figur 39: Der dimensioneres efter<br />
lasterne på 2. ramme, regnet fra gavl.<br />
I DS 409 er angivet en hel række lastkombinationer, som benyttes til at teste<br />
stabiliteten af en konstruktion under forskellige forudsætninger. I denne rapport<br />
afgrænses undersøgelserne til at basere sig på lastkombination 1: anvendelsesgrænsetilstand,<br />
samt lastkombination 2.1, som er en del af brudgrænsetilstanden.<br />
Lastkombination 1: anvendelsesgrænsetilstand, skal undersøges for at sikre acceptable<br />
tilstande under normal brug. Der kan f.eks. være tale om forhold som<br />
tæthed, korrosion, hygiejne, udseende <strong>og</strong> komfort, der påvirkes af deformationer,<br />
B121 57
58<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
revnedannelser <strong>og</strong> svingninger. Anvendelsesgrænsetilstanden har altså ikke direkte<br />
n<strong>og</strong>et med sikkerhed at gøre.<br />
Under lastkombination 2: brudgrænsetilstand, findes i DS 409 flere underkombinationer<br />
med forskellige partialkoefficienter for de enkelte laster. I denne rapport<br />
undersøges kun for lastkombination 2.1, som giver tilstrækkelig sikkerhed<br />
mod brud, når den variable last ved fågangspåvirkning er væsentlig i forhold til<br />
den permanente last. Ved fågangspåvirkning menes ekstreme, sjældne tilfælde af<br />
belastning, altså ikke cykliske laster. Der ses <strong>og</strong>så bort fra lastkombinationerne<br />
vedrørende ulykke.<br />
3.5.1 Lastkombination 1: anvendelsesgrænsetilstand<br />
Lastkombination 1 undersøges i denne rapport for at afgøre, om konstruktionens<br />
udbøjning som følge af egenlast samt én variabel last er acceptabel. I stålnormen<br />
DS 412 er angivet flere kategorier af konstruktioner med tilhørende tilladte værdier<br />
for udbøjning. Her beregnes søjlernes udbøjning, hvis tolerance findes under<br />
kategorien ”søjler i en-etages skeletbygninger”. Dette betyder en maksimal acceptabel<br />
udbøjning ved søjletoppene på<br />
Hvor<br />
h er søjlens højde (DS 412, 1998, p.24)<br />
h<br />
300<br />
(3.30)<br />
Udbøjningerne bestemmes vha. pr<strong>og</strong>rammet TrussLab, der præsenteres i afsnit<br />
3.6.3 på side 67. Der undersøges for anvendelsesgrænsetilstanden med kun én<br />
variabel last virkende ad gangen, <strong>og</strong> denne multipliceres ligesom de permanente<br />
laster med partialkoefficienten 1,0 (DS 412, 1998, p. 24).<br />
Det må forventes, at den største udbøjning af søjletoppene<br />
opstår ved vind på facaden, som forårsager tryk på den ene<br />
søjles yderflange <strong>og</strong> sug på den anden. Herved ”presses” bygningen<br />
mod siden, hvorved søjletoppene må forventes udbøjet,<br />
som det er skitseret på figur 40.<br />
Tabel 9 <strong>og</strong> figur 41 angiver lasterne for dette scenario. Egenlasten<br />
er på figur 41 <strong>og</strong> de efterfølgende figurer symboliseret<br />
ved boksen i midten.<br />
B121<br />
Figur 40: Udbøjning ved<br />
anvendelsesgrænsetilstanden.
Kapitel 3. Projektering<br />
Tabel 9: Laster for 1. lastscenario i anvendelsesgrænsetilstand<br />
Nr. Beskrivelse Last<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 2,54 m)<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 10,15 m)<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 12,68 m)<br />
Vind<br />
(tryk)<br />
på søjle<br />
Partialkoefficient <br />
Regningsmæssig<br />
værdi<br />
9.867 N/m 1,0 9.867 N/m<br />
4.024 N/m 1,0 4.024 N/m<br />
2.874 N/m 1,0 2.874 N/m<br />
4.022 N/m 1,0 4.022 N/m<br />
5 Vind på søjle (sug) 1.724 N/m 1,0 1.724 N/m<br />
6<br />
7<br />
Lodret kranlast i<br />
kn. 19<br />
Lodret kranlast i<br />
kn. 47<br />
70.500 N 1,0 70.500 N<br />
34.300 N 1,0 34.300 N<br />
8 Egenlast 1 479.628 N 1,0 479.628 N<br />
1: se afsnit 3.4.1<br />
Da bygningens højde er 40,54 m, <strong>og</strong> den maksimalt acceptable udbøjning ved søjletoppene<br />
som nævnt er h / 300, skal udbøjningen altså holde sig inden for<br />
Dvs.<br />
40540mm<br />
300<br />
= 135mm<br />
(3.31)<br />
udbøjning ≤ 135mm<br />
(3.32)<br />
Da det er søjletoppene, der skal opfylde dette krav, skal dataene fra knude 21 <strong>og</strong><br />
22 (venstre søjle) samt knude 44 <strong>og</strong> 45 (højre søjle)<br />
kontrolleres. Knudenumrene er vist på tegning T5.<br />
I tabel 10 findes udbøjningen ved rammens søjletoppe for<br />
de undersøgte laster, fundet vha. TrussLab, der præsenteres<br />
senere i afsnit 3.6.3 på side 67. Inputfilen findes på<br />
vedlagte CD-ROM som anvendelse.m.<br />
Tabel 10: Udbøjninger<br />
for knudepunkterne<br />
ved søjletoppene.<br />
Som det ses, overskrides tolerancen for udbøjning betragteligt. Dette betyder, at<br />
den valgte dimensionering af bygningen ikke er realistisk. Et andet valg af profiler<br />
foretages efter brudgrænsetilstanden er undersøgt.<br />
4<br />
Knude Udbøjning<br />
21 563 mm<br />
22 562 mm<br />
44 559 mm<br />
45 561 mm<br />
B121 59<br />
1<br />
2<br />
6 7<br />
8<br />
Figur 41: Lastscenario for<br />
anvendelsesgrænsetilstand.<br />
3<br />
5
60<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
3.5.2 Lastkombination 2.1, brudgrænsetilstand<br />
I dette afsnit beregnes laster i lastkombination 2.1, som undersøger for sikkerhed<br />
mod brud, når de variable laster er væsentlige ved fågangspåvirkning i forhold til<br />
de permanente laster. Der undersøges for 4 lastscenarier, som beskrives i<br />
tabel 11 nedenfor. Da disse er valgt efter ønsket om en ugunstig belastning af<br />
bygningen, er de velegnede til, i samspil med brugen af partialkoefficienterne i<br />
lastkombination 2.1, at sikre bygningen mod brud under alle tænkelige forhold.<br />
Under brudgrænsetilstanden opstilles forskellige lastscenarier med dominerende<br />
<strong>og</strong> ikke-dominerende variable laster, dvs. natur- <strong>og</strong> nyttelaster. Dette reguleres<br />
vha. de i DS 409 angivne partialkoefficienter for brudgrænsetilstand 2.1. Her vil<br />
den dominerende last blive multipliceret med en partialkoefficient på 1,3 eller 1,5<br />
for hhv. nytte- <strong>og</strong> naturlaster. De ikke-dominerende laster multipliceres med partialkoefficienten<br />
0,5.<br />
Dette system sikrer, at der ikke dimensioneres for laster af en størrelse, som aldrig<br />
vil forekomme i virkeligheden. Ganske vist medfører partialkoefficienten for<br />
den dominerende last, at konstruktionen reelt overdimensioneres, hvilket tjener<br />
sikkerheden, men ved samtidig nedskalering af de ikke-dominerende variable<br />
laster i det pågældende lastscenario, undgås unødige udgifter til overdimensionering.<br />
F.eks. vil et tykt snelag på taget ikke forekomme samtidig med maksimal<br />
vindlast, da sneen her vil blæse af. Laster som følge af tyngde af konstruktionsdele,<br />
dvs. egenlast af ramme <strong>og</strong> kran, multipliceres med partialkoefficienten 1,0 i<br />
alle tilfælde (DS 412, 1998, p.27).<br />
B121
Kapitel 3. Projektering<br />
De 4 opstillede lastscenarier for brudgrænsetilstand er:<br />
Tabel 11: Beskrivelse af de fire valgte lastscenarier for lastkombination 2.1.<br />
Lastscenario<br />
Egenlast Vindlast Snelast Kranlast<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
Medregnes jf. angi- Vind på facade dominerende.<br />
velserne afsnit 3.4.1 Mindste formfaktorer for tag<br />
Medregnes jf. angi- Vind på gavl dominerende.<br />
velserne afsnit 3.4.1 Mindste formfaktorer for tag<br />
Medregnes jf. angi- Vind på gavl<br />
velserne afsnit 3.4.1 Største formfaktorer for tag 1<br />
Medregnes jf. angi- Vind på facade<br />
velserne afsnit 3.4.1 Mindste formfaktorer for tag<br />
Ingen<br />
Ingen<br />
Dominerende<br />
Ingen<br />
Lodret enkeltlast<br />
i knude 19 <strong>og</strong> 47<br />
Lodret enkeltlast<br />
i knude 19 <strong>og</strong> 47<br />
Lodret enkeltlast<br />
i knude 19 <strong>og</strong> 47<br />
Lodret enkeltlast<br />
i knude 19 <strong>og</strong> 47<br />
Vandret bremse<strong>og</strong>accelerationslast<br />
dominerende<br />
1: Det antages her, at vinden blæser på gavlen i modsatte ende af bygningen i forhold til den<br />
ramme, der regnes på, dvs. 2. ramme. Dette antages for at opnå et tryk på taget fra vindlasten i<br />
tilgift til trykket fra snelasten. Dette sker jf. figur 33 på side 53 kun i område I, som ligger ved<br />
modsatte gavl i forhold til vindretningen. Bemærk at det kun er ved anvendelse af de største<br />
formfaktorer for tag, at det udelukkende er område I, der belastes.<br />
Herefter følger resultaterne for hvert af de 4 opstillede lastscenarier for brudgrænsetilstanden.<br />
B121 61
1. lastscenario for lastkombination 2.1<br />
62<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Tabel 12 <strong>og</strong> figur 42 angiver lasterne for 1. lastscenario undersøgt for lastkombination<br />
2.1.<br />
Tabel 12: Laster for 1. lastscenario i brudgrænsetilstand.<br />
Nr. Beskrivelse Last<br />
1<br />
2<br />
3<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 2,54 m)<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 10,15 m)<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 12,68 m)<br />
Partialkoefficient<br />
B121<br />
Regningsmæssig<br />
værdi<br />
9.867 N/m 1,5 14.800 N/m<br />
4.024 N/m 1,5 6.036 N/m<br />
2.874 N/m 1,5 4.311 N/m<br />
4 Vind søjle (tryk) 4.022 N/m 1,5 6.032 N/m<br />
5 Vind søjle (sug) 1.724 N/m 1,5 2.585 N/m<br />
6<br />
7<br />
Kranlast (lodret)<br />
kn. 19<br />
Kranlast (lodret)<br />
kn. 47<br />
70.500 N 1,0 70.500 N<br />
34.300 N 1,0 34.300 N<br />
8 Egenlast 1 479.628 N 1,0 479.628 N<br />
1: se afsnit 3.4.1<br />
4<br />
1<br />
2<br />
6 7<br />
Figur 42: 1. lastscenario<br />
for brudgrænsetilstand.<br />
8<br />
3<br />
5
2. lastscenario for lastkombination 2.1<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Tabel 13 <strong>og</strong> figur 43 angiver lasterne for 2. lastscenario undersøgt for lastkombination<br />
2.1.<br />
Tabel 13: Laster for 2. lastscenario i brudgrænsetilstand.<br />
Nr. Beskrivelse Last<br />
1<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 2 x 6,34 m)<br />
4.237 N/m 1,5 6.356 N/m<br />
2<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 12,68 m )<br />
4.138 N/m 1,5 6.208 N/m<br />
3<br />
Vind på<br />
(sug)<br />
søjlerne<br />
5.171 N/m 1,5 7.756 N/m<br />
4<br />
Kranlast<br />
kn. 19<br />
(lodret),<br />
70.500 N 1,0 70.500 N<br />
5<br />
Kranlast<br />
kn. 47<br />
(lodret),<br />
34.300 N 1,0 34.300 N<br />
6 Egenlast<br />
1: se afsnit 3.4.1<br />
1 479.628 N 1,0 479.628 N<br />
3. lastscenario for lastkombination 2.1<br />
Tabel 14 <strong>og</strong> figur 44 angiver lasterne for 3. lastscenario undersøgt for lastkombination<br />
2.1.<br />
Tabel 14: Laster for 3. lastscenario i brudgrænsetilstand<br />
Nr. Beskrivelse Last<br />
Partialkoefficient <br />
Regningsmæssig<br />
værdi<br />
1 Sne (tryk) 3.420 N/m 1,5 5.130 N/m<br />
2 Vind på tag (tryk). 1.150 N/m 0,5 575 N/m<br />
3<br />
Vind<br />
(sug)<br />
på søjlerne<br />
2.873 N/m 0,5 1.436 N/m<br />
4<br />
Kranlast<br />
kn. 19<br />
(lodret),<br />
70.500 N 1,0 70.500 N<br />
5<br />
Kranlast<br />
kn. 47<br />
(lodret)<br />
34.300 N 1,0 34.300 N<br />
6 Egenlast1 479.628 N 1,0 479.628 N<br />
1: se afsnit 3.4.1<br />
Partialkoefficient <br />
Regningsmæssig<br />
værdi<br />
Figur 43: 2. lastscenario<br />
for brudgrænsetilstand.<br />
Figur 44: 3. lastscenario<br />
for brudgrænsetilstand.<br />
B121 63
4. lastscenario for lastkombination 2.1<br />
64<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Tabel 15 <strong>og</strong> Figur 45 angiver lasterne for 4. lastscenario undersøgt for lastkombination<br />
2.1.<br />
Tabel 15: Laster for 4. lastscenario i brudgrænsetilstand.<br />
Nr. Beskrivelse Last<br />
1<br />
3<br />
4<br />
2<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 2,54 m)<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 10,15 m)<br />
Vind på tag (sug)<br />
(Virker 12,68 m)<br />
Vind på søjle<br />
(tryk)<br />
Partialkoefficient<br />
B121<br />
Regningsmæssig<br />
værdi<br />
9.867 N/m 0,5 4.933 N/m<br />
4.024 N/m 0,5 2.012 N/m<br />
2.874 N/m 0,5 1.437 N/m<br />
4.022 N/m 0,5 2.011 N/m<br />
5 Vind på søjle (sug) 1.724 N/m 0,5 862 N/m<br />
6<br />
6<br />
7<br />
7<br />
Kranlast (lodret),<br />
kn. 19<br />
Kranlast<br />
(vandret), kn. 19<br />
Kranlast (lodret),<br />
kn. 47<br />
Kranlast<br />
(vandret), kn. 47<br />
70.500 N 1,0 70.500 N<br />
9.000 N 1,3 11.700 N<br />
34.300 N 1,0 34.300 N<br />
4.800 N 1,3 6.240 N<br />
8 Egenlast 1 479.628 N 1,0 479.628 N<br />
1: se afsnit 3.4.1<br />
Disse 4 lastscenarier for brudgrænsetilstanden danner, sammen med scenariet<br />
for anvendelsesgrænsetilstanden, baggrunden for dimensioneringen af gitterrammen,<br />
der foretages i afsnit 3.7.<br />
3.6 Beregningsmetoder for snitkræfter<br />
I dette afsnit vil der blive gennemgået forskellige metoder til at beregne snitkræfter<br />
i denne projektrapports gitterramme, som den er beskrevet i afsnit 3.2.2.<br />
Der vil blive gennemgået tre forskellige metoder:<br />
• Håndberegninger<br />
• Pr<strong>og</strong>rammet TrussLab<br />
• Gruppens eget pr<strong>og</strong>ram, B121gittersnit, baseret på MatLab<br />
Figur 45: 4. lastscenario<br />
for brudgrænsetilstand.
3.6.1 Forudsætninger<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
De forskellige beregningsmetoder tager udgangspunkt<br />
i samme forudsætninger, som her gennemgås<br />
kort.<br />
Som tidligere nævnt er alle samlinger udført med<br />
charniere, <strong>og</strong> derved er gitterrammen indvendig statisk<br />
bestemt. Senere i afsnit 3.8 vil snitkræfterne for<br />
denne ramme blive sammenlignet med en ramme,<br />
der har momentstive samlinger. Forudsætninger i<br />
dette afsnit gælder ikke for denne momentstive ramme.<br />
Af pr<strong>og</strong>rammeringstekniske årsager nummereres<br />
knudepunkterne, som det er vist på figur<br />
46 <strong>og</strong> tegning T5, således at knude 1 <strong>og</strong> knude<br />
2 er understøtningspunkterne, som har lodrette<br />
<strong>og</strong> vandrette reaktioner. Ellers er nummereringen<br />
fortløbende hele vejen rundt.<br />
Lastfordelingen<br />
På konstruktionen virker mange forskellige<br />
laster, der ækvivaleres, som det ses på figur<br />
47, til enkeltkræfter, der angriber i knudepunkterne.<br />
Dette betyder, at der udelukkende<br />
vil optræde normalkræfter i elementerne;<br />
hverken moment- eller forskydningskræfter.<br />
Dette er nødvendigt for, at de beregningsmetoder<br />
gruppen er i besiddelse af, kan benyttes.<br />
Egenlasten for hvert enkelt element sættes til<br />
at angribe i det øvre knudepunkt. Dette gælder<br />
<strong>og</strong>så for facadelasten.<br />
Figur 46: Nummereringen af<br />
knudepunkterne.<br />
Figur 47: Lasterne angriber i knuderne.<br />
Egenlasten for et element angriber i den<br />
øverste knude (eks. Egen1). Facadens<br />
egenlast angriber i de ydre knuder (eks.<br />
EgenF).<br />
B121 65
3.6.2 Håndberegninger<br />
66<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
I dette afsnit demonstreres, hvorledes stangkræfterne<br />
i gitterkonstruktionen kan bestemmes<br />
manuelt. Stangkræfterne vil blive bestemt<br />
ved hjælp af metoden ’løsskæring af knuder’.<br />
Metodens navn kommer af, at man forestiller<br />
sig, at de elementer, der samles i den enkelte<br />
knude, skæres over et vilkårligt sted. Derefter<br />
sættes normalkræfterne i elementerne til at<br />
virke væk fra knuden, som det ses på figur 48,<br />
hvor knude 1 er løsskåret.<br />
Da konstruktionen skal være statisk, dvs. i ligevægt, er det muligt at opstille ligevægtsligninger<br />
i vandret <strong>og</strong> lodret retning for hvert knudepunkt, altså:<br />
Fx<br />
∑ = 0<br />
(3.33)<br />
∑ = 0<br />
(3.34)<br />
Ud fra disse to simple ligevægtsligninger kan normalkræfterne i de enkelte elementer<br />
beregnes. For kun at have én ubekendt i ligningen er det nødvendigt at<br />
starte med at udregne vandret ligevægt for knude 1, vha. formel (3.33).<br />
Fy<br />
½ Fvind +R vH +sin( θ) ⋅ N1=0<br />
(3.35)<br />
Værdierne for de kræfter der påvirker konstruktionen ses i tabel 16, <strong>og</strong> som det<br />
<br />
kan ses på figur 48 er vinklen θ = 34,85 . Indsættes disse i (3.35), er det kun N1,<br />
der er ubekendt. Når denne er bestemt, kan der opstilles lodret ligevægt, hvor N2<br />
er den eneste ubekendte. På denne måde kan normalkræfterne i samtlige elementer<br />
i konstruktionen bestemmes. For at tydeliggøre beregningsgangen vil<br />
normalkræfterne for element 1-5, der ses på figur 47, i det følgende blive gennemregnet.<br />
Tabel 16: Værdier for de kræfter der påvirker konstruktionen. Reaktionskræfterne er beregnet i<br />
TrussLab, der bliver præsenteret i afsnit 3.6.3 (RvH = Reaktion venstre Horisontalt osv.). Egen<br />
lodret <strong>og</strong> Egen skrå angiver egenlasten for hhv. de lodrette <strong>og</strong> de skrå elementer. EgenF er egenlasten<br />
for den del af facaden, der virker i hver af knuderne i yderflangen, beregnet i afsnit 3.4.1.<br />
Vindlasten (Fvind) er ligeledes angivet som den del af vindlasten der virker i en knude i yderflangen.<br />
Lasttype vV R R vH Egen lodret Egen skrå EgenF Fvind<br />
Lastpåvirkning [N] 109.196 -108.552 540 6.988 3.910 15.992<br />
B121<br />
2<br />
½ Vind<br />
1<br />
N2<br />
θ=34,85°<br />
RvH<br />
RvV<br />
N1<br />
Figur 48: Løsskæring af knude 1.<br />
1
Kapitel 3. Projektering<br />
Som nævnt indsættes værdierne fra tabel 16 i (3.35).<br />
Den lodrette ligevægtsligning for knude 1 opstilles<br />
(3.36)<br />
(3.37)<br />
Det er nu muligt at gå videre til knude 3 <strong>og</strong> opstille ligevægt for denne. For at<br />
bestemme N3 opstilles først for vandret retning<br />
Og dernæst for lodret<br />
N5 bestemmes ved at opstille vandret ligevægt for knude 4<br />
Og N6 bestemmes ved lodret ligevægt<br />
Til sidst skæres knude 5 løs, <strong>og</strong> N7 bestemmes ved vandret ligevægt<br />
N8 bestemmes, som N2, N4 <strong>og</strong> N6, ved lodret ligevægt<br />
(3.38)<br />
(3.39)<br />
(3.40)<br />
(3.41)<br />
(3.42)<br />
(3.43)<br />
Det er på denne måde muligt at bestemme normalkræfterne i samtlige elementer<br />
af rammekonstruktionen. Disse resultater vil ikke ligge til grund for den videre<br />
dimensionering af ovnhallen, men beregningsmetoden er baggrunden for de beregninger,<br />
som gruppens eget beregningspr<strong>og</strong>ram foretager. Dette pr<strong>og</strong>ram gennemgås<br />
i afsnit 3.6.4 på side 68.<br />
3.6.3 TrussLab<br />
TrussLab er et pr<strong>og</strong>ram, udviklet i MatLab, til at beregne snitkraftfordelinger <strong>og</strong><br />
flytninger i konstruktioner. Pr<strong>og</strong>rammet er i stand til at regne på statisk ubestemte<br />
konstruktioner, <strong>og</strong> har mange muligheder for tilpasning. En stor styrke<br />
ved pr<strong>og</strong>rammet er endvidere et grafisk output, der viser konstruktionen med<br />
knudenumre, laster, reaktioner, deformationer <strong>og</strong> snitkræfter. Dette gør inputfejl<br />
nemmere at opdage.<br />
B121 67
Input<br />
68<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Trusslabs input skrives i en m-fil, der kalder underpr<strong>og</strong>rammerne, som udfører<br />
beregningerne <strong>og</strong> plotter resultaterne. De krævede input er:<br />
• Hvordan elementerne er forbundet til knuderne, <strong>og</strong> om samlingen er udført<br />
med charniere eller ej.<br />
• Hvilke typer profiler der er tale om, <strong>og</strong> hvilke parametre de valgte materialer<br />
har.<br />
• Knudernes koordinater.<br />
• Hvilke understøtninger der er.<br />
• Hvilke laster der virker; pr<strong>og</strong>rammet understøtter både enkeltkræfter <strong>og</strong><br />
linielaster.<br />
Output<br />
På figur 49 ses en del af det grafiske output<br />
fra Trusslab, der viser deformationerne,<br />
reaktionerne <strong>og</strong> lasterne. Udover<br />
det grafiske skriver Trusslab alle snitkræfter<br />
ud i kommandovinduet.<br />
Ved at taste kommandoen ’showdof(u)’ Figur 49: En del af det grafiske output fra<br />
Trusslab.<br />
fås alle flytninger i millimeter. Dette er<br />
muligt for pr<strong>og</strong>rammet at beregne, da man i inputfilen som nævnt specificerer,<br />
hvilke profiler konstruktionen indeholder, <strong>og</strong> hvad materialeparametrene er. En<br />
anden nyttig kommando er ’qe’, der snitter hvert enkelt element 6 steder, <strong>og</strong> giver<br />
snitkræfterne i disse snit.<br />
På den vedlagte cd findes flere trusslab-inputfiler.<br />
3.6.4 B121gittersnit<br />
Det er muligt at konstruere et pr<strong>og</strong>ram, der ligesom TrussLab udregner snitkræfterne<br />
i en statisk bestemt gitterkonstruktion. Et sådant pr<strong>og</strong>ram har gruppen<br />
produceret. Pr<strong>og</strong>rammeringsspr<strong>og</strong>et er valgt til MatLab, idet gruppen har<br />
deltaget i et PE-kursus, der netop t<strong>og</strong> udgangspunkt i dette pr<strong>og</strong>ram.<br />
I det følgende vil der blive gjort rede for hovedtrækkene i beregningsgangen i dette<br />
pr<strong>og</strong>ram. For overskuelighedens skyld bliver der ikke gjort rede for alle pr<strong>og</strong>rammeringstekniske<br />
detaljer. Udvalgte dele af pr<strong>og</strong>rammet er indsat herunder,<br />
B121
Kapitel 3. Projektering<br />
mens den fulde pr<strong>og</strong>ramtekst er placeret i Appendiks B, <strong>og</strong> findes ydermere på<br />
den vedlagte cd, som b121gittersnit.m (MatLab) <strong>og</strong> b121gittersnit.txt (tekstfil).<br />
Strategi<br />
Pr<strong>og</strong>rammet tager udgangspunkt i den<br />
meget simple gitterkonstruktion vist på<br />
figur 50. Rammen består af tre knudepunkter,<br />
der forbindes med to stangelementer.<br />
Rammen er fast understøttet i<br />
knude 1 <strong>og</strong> knude 2, <strong>og</strong> i knude 3 belaster<br />
en kendt enkeltkraft konstruktionen.<br />
Hvis pr<strong>og</strong>rammet til at udregne snitkræfterne<br />
<strong>og</strong> reaktionerne for denne simple<br />
konstruktion skrives tilstrækkeligt generelt,<br />
vil dette pr<strong>og</strong>ram <strong>og</strong>så være i stand til<br />
RvV<br />
RhV<br />
at regne på denne projektrapports gitterramme, som den er beskrevet i afsnit<br />
3.2.2 side 37.<br />
Det ses, at der er seks ubekendte faktorer i konstruktionen: de fire reaktioner,<br />
RvH, RvV, RhH <strong>og</strong> RhV samt de to normalkræfter i elementerne, N1 <strong>og</strong> N2. Der optræder<br />
hverken moment- eller forskydningskræfter i elementerne, som det er beskrevet<br />
i afsnittet om forudsætninger på side 65.<br />
Såfremt konstruktionen er statisk bestemt, som det allerede er forudsat i det foregående,<br />
kan der opstilles seks ligevægtsligninger, der bestemmer de seks ubekendte.<br />
Det ses, at dette er muligt, idet der for hver knudepunkt kan opstilles<br />
lodret <strong>og</strong> vandret ligevægt, således:<br />
( θ1,1<br />
)<br />
( θ1,1<br />
)<br />
( θ2,2)<br />
( θ2,2)<br />
( θ1,3 ) ( θ2,3)<br />
( θ ) ( θ )<br />
Knude 1: Lodret ligevægt: RvV + N1⋅ sin = 0<br />
Vandret ligevægt: RvH + N1⋅ cos = 0<br />
Knude 2: Lodret ligevægt: RhV + N2⋅ sin = 0<br />
Vandret ligevægt: RhH + N2⋅ cos = 0<br />
2,2<br />
RvH 1,1<br />
RhH<br />
Knude 3: Lodret ligevægt: N1⋅ sin + N2⋅ sin + F = 0<br />
Vandret ligevægt: N1⋅ cos + N2⋅ cos + F = 0<br />
1,3 2,3 h<br />
B121 69<br />
v<br />
(3.44)<br />
Strategien i dette pr<strong>og</strong>ram vil være at opstille disse seks ligninger i en matrice,<br />
hvorefter MatLabs styrke til at arbejde med sådanne matricer vil blive udnyttet<br />
1<br />
1<br />
θ<br />
F<br />
3<br />
θ1,3<br />
θ2,3<br />
2<br />
θ<br />
2<br />
Figur 50: En meget simpel gitterkonstruktion.
70<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
til nemt at bestemme reaktioner <strong>og</strong> normalkræfter. Denne matrice ser, for det<br />
ovennævnte eksempel, således ud:<br />
Input<br />
B121<br />
(3.45)<br />
Først skal pr<strong>og</strong>rammet<br />
’fodres’<br />
% x y Last horisontalt Last vertikalt<br />
Knudekoordinat=[ 0 0 0 0 %knude 1<br />
med ind-data.<br />
10 0 0 0 %knude 2<br />
5 5 0 -10 ];%knude 3<br />
Der laves en ma- % Startknude Slutknude<br />
trice, hvor knudekoordinater<br />
<strong>og</strong><br />
Element=[ 1 3 %element 1<br />
3 2 ]; %element 2<br />
laster indtastes. Koordinaterne til knuderne er valgt tilfældigt ud fra figur 50.<br />
Bemærk, at lasterne indtastes i forhold til de normale, globale x- <strong>og</strong> y-akser. Placeringen<br />
af elementerne angives med start- <strong>og</strong> slutknude. Det er i dette pr<strong>og</strong>ram<br />
et krav, at venstre understøtning er i knude 1, samt at højre understøtning er i<br />
knude 2. Motivationen for dette følger senere. Koordinaterne angives i meter <strong>og</strong><br />
belastningen i Newton.<br />
Optælling<br />
Til brug for den videre beregningsgang, laves der<br />
en optælling af antallet af knuder <strong>og</strong> elementer.<br />
Dette gøres ved først at spørge om matricens størrelse,<br />
hvorefter antallet af knuder eller elementer<br />
er antallet af rækker.<br />
Tilhørsforhold<br />
Pr<strong>og</strong>rammet sættes nu til<br />
at gennemløbe for-løkker,<br />
der laver størstedelen af<br />
de beregninger der er<br />
nødvendige for at bestemme<br />
reaktioner <strong>og</strong><br />
for i=1:NKnuder<br />
lokaltnummer=0;<br />
%j=globalt elementnummer<br />
N=size(Knudekoordinat);<br />
NKnuder=N(1);<br />
N=size(Element);<br />
NElementer=N(1);<br />
for j=1:NElementer<br />
if Startknude(j)==i<br />
lokaltnummer=lokaltnummer+1;<br />
stang(i,lokaltnummer)=j;<br />
%stang(knudenr,lokalt elementnummer)= globalt elementnummer
normalkræfter.<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Der er 2 løkker, den ene indeni den anden. Den ydre løkke sørger for, at pr<strong>og</strong>rammet<br />
gennemløber alle N knuder. Den indre løkke søger igennem alle elementer,<br />
<strong>og</strong> undersøger, hvorvidt disse ’sidder fast’ i den aktuelle knude. I pr<strong>og</strong>ramstumpen<br />
i boksen søges efter, om startknuden er lig den aktuelle knude. En<br />
tilsvarende if-kommando findes senere for slutknuden. Hvert element, der findes<br />
i knuden, tildeles et lokalt elementnummer, <strong>og</strong> sammenhængen lagres i matricen<br />
’stang’.<br />
Vinkler<br />
Efter elementet er blevet tildelt et lokalt nummer, beregnes<br />
den vinkel, som elementet danner med x-aksen. En<br />
vigtig pointe er her, at vinklen regnes med fortegn, således<br />
som det er vist på figur 51. Alt afhængig af, om vinklen<br />
findes i start- eller slutknuden, giver dette altså to<br />
forskellige vinkler. Dette har stor betydning, når pr<strong>og</strong>rammet<br />
lidt senere opstiller ligevægtsligningerne for<br />
knudepunkterne; her<br />
bliver normalkræften<br />
således retningsbestemt<br />
i forhold til den positive<br />
x- <strong>og</strong> y-akse.<br />
Opstilling af den ønskede matrice<br />
Nu er det muligt at opstille<br />
en generel version af matricen<br />
(3.45), <strong>og</strong> denne kaldes<br />
A. De to øverste linier i pr<strong>og</strong>ramstumpen<br />
indsætter<br />
vinklen på det rigtige sted i<br />
matricen <strong>og</strong> tager enten cosinus<br />
eller sinus til denne,<br />
afhængig af, om det er lodret<br />
eller vandret ligevægt.<br />
180+θ<br />
%Vinklerne for elementerne med fortegn i forhold til x-aksen findes:<br />
Vinkler(i,lokaltnummer)=atan2(Knudekoordinat(Slutknude(j),2)-<br />
Knudekoordinat(Startknude(j),2),Knudekoordinat(Slutknude(j),1)-<br />
Knudekoordinat(Startknude(j),1));<br />
%atan2 bestemmer vinklen med fortegn. Syntaks: atan2(dy,dx)<br />
Da understøtningerne netop blev defineret til at være i knude 1 <strong>og</strong> 2, kan reaktionerne<br />
lægges til matricen A, som det er vist. Belastningerne lægges ind i vekto-<br />
θ<br />
B121 71<br />
x<br />
Figur 51: To forskellige vinkler<br />
for det samme element.<br />
A(2*i-1,j+4)=sin(Vinkler(i,lokaltnummer)); %lodret ligevægt<br />
A(2*i,j+4)=cos(Vinkler(i,lokaltnummer)); %vandret ligevægt<br />
%Reaktionerne lægges ind i løsningsmatricen A:<br />
A(1,1)=1;<br />
A(2,2)=1;<br />
A(3,3)=1;<br />
A(4,4)=1;<br />
%b-vektoren er det kendte=belastningen (negativt, da den er<br />
trukket over på den anden side af lighedstegnet:<br />
for i=1:NKnuder<br />
b(2*i-1,1)=-Knudekoordinat(i,4);<br />
b(2*i,1)=-Knudekoordinat(i,3);<br />
end<br />
x
72<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
ren b ved hjælp af en for-løkke, der gennemløber alle knuderne, <strong>og</strong> lægger den<br />
lodrette <strong>og</strong> vandrette komposant af belastningen ind efter tur.<br />
Løsning af systemet<br />
Nu løses ligningssystemet enkelt. Det der skal udregnes for at finde vektoren indeholdende<br />
alle de ubekendte (x), er, som det ses i formel (3.46), den inverse til A<br />
ganget på b.<br />
Denne udregning foretages let i Matlab.<br />
A A A A A<br />
Resten af pr<strong>og</strong>rammet sørger for at give et<br />
output i MatLabs kommandovindue. Outputtet<br />
for det simple eksempel er reaktioner med<br />
numeriske værdier på 5 N, <strong>og</strong> normalkræfter<br />
der viser et tryk i begge stænger på omkring 7<br />
N.<br />
−1 −1 −1<br />
x= b⇔ x= b⇔ x= b (3.46)<br />
Pr<strong>og</strong>rammet er kontrolleret med forskellige<br />
konstruktioner, inklusive denne projektrap-<br />
Stangkr =<br />
ports store gitterramme, <strong>og</strong> regner normal- -7.0711 -7.0711<br />
kræfter <strong>og</strong> reaktioner helt ens med Trusslab. Pr<strong>og</strong>rammets resultater stemmer<br />
ligeledes overens med håndberegningerne ovenfor.<br />
3.7 Dimensionering af enkeltdele<br />
Det blev i afsnit 3.5.1 på side 58 konstateret, at den valgte dimensionering ikke<br />
var tilstrækkelig i forhold til anvendelsesgrænsetilstandens krav for udbøjning.<br />
Dermed er der behov for at vælge andre profiler. I dette afsnit beregnes spændinger<br />
i profilerne ved brudgrænsetilstanden, for på denne måde i afsnit 3.8 at kunne<br />
foretage passende valg af nye profiler.<br />
3.7.1 Ståls egenskaber<br />
Før den valgte ramme kan dimensioneres er det nødvendigt at bestemme, hvilke<br />
materialer denne skal udføres i. En ramme af denne type vil oftest blive konstrueret<br />
af standard stålprofiler, hvilket <strong>og</strong>så bliver tilfældet her. Stål er, grundet<br />
sine materialeegenskaber, ideelt til konstruktioner som denne, der skal kunne<br />
B121<br />
%Udregningen af løsningen foretages:<br />
x=inv(A)*b;<br />
>> Reaktionen til venstre er vertikalt<br />
RvV =<br />
5<br />
Reaktionen til venstre er horisontalt<br />
RvH =<br />
5.0000<br />
Reaktionen til højre er vertikalt<br />
RhV =<br />
5<br />
Reaktionen til højre er horisontalt<br />
RhH =<br />
-5.0000
Kapitel 3. Projektering<br />
modstå store tryk- <strong>og</strong> trækpåvirkninger, hvilket vil blive anskueliggjort i det følgende.<br />
Stålprofilers egenskaber afhænger i høj grad af den måde, som de er bearbejdet<br />
på under <strong>og</strong> efter valsning, ligesom kvaliteten af det stål der valses har betydning.<br />
I denne rapport anvendes almindeligt varmvalset konstruktionsstål af typen<br />
S235, der opfylder kravene i DS/EN 10025 eller tilsvarende, svarende til materialegruppe<br />
I, angivet i DS 412. Desuden er stålet normaliseret, hvilket betyder,<br />
at stålet har fået en særlig varmebehandling, der giver en højere styrke <strong>og</strong><br />
bedre sejhed (Bonnerup et al., 2003).<br />
Stål er generelt et meget sejt<br />
materiale. Dette kan ses på<br />
arbejdskurven på figur 52,<br />
som er meget lang, dvs. der<br />
opnås store deformationer før<br />
der sker brud i elementet.<br />
Fordelen ved dette er, at der<br />
ikke, modsat f.eks. træ <strong>og</strong> beton,<br />
der er sprøde materialer,<br />
sker et uvarslet brud i konstruktionen;<br />
der vil ske betydelige<br />
deformationer først.<br />
Figur 52: Typisk arbejdskurve for stål (tøjning som funktion af<br />
spænding). fy angiver flydespændingen <strong>og</strong> fu trækstyrken, altså<br />
det tidspunkt hvor tøjningen bliver så stor, at elementet bryder<br />
(Bonnerup et al., 2003, p.18).<br />
Indtil stål når flydespændingen er det lineært elastisk, hvilket betyder, at stålet<br />
antager sin oprindelig længde efter en belastning fjernes. Når det gælder tryk, er<br />
egenskaberne meget lig dem for træk, så længe søjlen ikke bøjer ud. Trykflydespændingen<br />
sættes normalt til det samme som trækflydespændingen, <strong>og</strong> disse<br />
benævnes derfor blot som flydespændingen.<br />
Modsat træ er stål et meget hom<strong>og</strong>ent materiale, hvilket gør, at materialeegenskaberne<br />
ikke varierer nævneværdigt. Træ har forskellige egenskaber alt efter<br />
sort, <strong>og</strong> er f.eks. <strong>og</strong>så følsomt overfor antallet af knaster. De små svingninger i<br />
ståls styrke gør, at der ikke kræves så store partialkoefficienter for stål, som for<br />
f.eks. træ.<br />
B121 73
For at få førstehåndserfaring<br />
med ståls<br />
egenskaber, har gruppen<br />
i et laboratorieforsøg<br />
bestemt elasticitsmodulet<br />
<strong>og</strong> flydespændingen<br />
for en stålstang.<br />
Arbejdskurven<br />
for stålstangen i forsøget<br />
kan ses på figur 53.<br />
Som det ses, er denne<br />
meget lig den generelle<br />
kurve på figur 52. Elasticitetsmodulet<br />
blev<br />
ved forsøget bestemt til ca.<br />
74<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
6<br />
0, 21⋅ 10 MPa hvilket stemmer overens med de opgiv-<br />
ne værdier i Teknisk Ståbi, som kan ses i tabel 17. Flydespændingen ligger, som<br />
det ses på figur 53, omkring 350 MPa, men da forsøget blev udført med en anden<br />
ståltype end S235, der benyttes til rapportens gitterramme, er værdierne ikke<br />
ens. Egenskaberne for type S235 er illustreret i tabel 17.<br />
Tabel 17: Egenskaber for stål, type S235. Flydespændingen er afhængig<br />
af tykkelsen t (Teknisk Ståbi, 1999, pp.188-190).<br />
Materialekonstant Symbol Størrelse<br />
t ≤ 16mm 235 MPa<br />
Flydespænding fy<br />
16mm < t ≤ 40mm 225 MPa<br />
Trækstyrke fu 340 MPa<br />
Elasticitetsmodul E 0,21·10 6 MPa<br />
Densitet ρ 7850 kg/m 3<br />
3.7.2 Dimensionering<br />
Figur 53: Arbejdskurve for stålstang fra gruppens laboratorieforsøg.<br />
For at kunne dimensionere de enkelte stålprofiler i gitterrammen, er det nødvendigt<br />
at beregne styrken af de valgte profiler. Denne sammenholdes med de kræfter,<br />
som påvirker gitterrammen, <strong>og</strong> skaber spændinger i stålet. Beregningerne<br />
foregår efter metoden angivet i DS 412.<br />
B121
Kapitel 3. Projektering<br />
Fra TrussLab er normalkraften i de enkelte profiler beregnet. Ud fra disse normalkræfter<br />
vil profilerne blive dimensioneret. For at bestemme, om profilerne<br />
kan holde til de spændinger, der opstår, anvendes Naviers formel:<br />
Hvor<br />
σ er spændingen i stålet<br />
N er normalkraften<br />
A er tværsnitsareal<br />
M er momentet<br />
Iz<br />
N M<br />
σ = − ⋅ y<br />
(3.47)<br />
A I<br />
er inertimoment omkring z-aksen<br />
y er højden over z-aksen<br />
Da der er regnet med charniere i alle knudepunkter, er der, som tidligere nævnt,<br />
intet moment i stålprofilerne, <strong>og</strong> formlen kan således reduceres til følgende:<br />
z<br />
N<br />
σ = (3.48)<br />
A<br />
For at bestemme de regningsmæssige spændinger, skal der anvendes partialkoefficienter<br />
for både spændinger <strong>og</strong> stålets styrke (Bonnerup et. al., 2003, p.25). Der<br />
regnes med, at konstruktionen skal dimensioneres mht. fågangspåvirkning, <strong>og</strong> da<br />
de regningsmæssige spændinger ikke må overskride de regningsmæssige styrker,<br />
kan der opstilles følgende udtryk efter DS 412:<br />
Hvor<br />
σv<br />
f y<br />
σ v ≤ (3.49)<br />
γ<br />
er den størst forekommende spænding<br />
f y er stålets flydespænding<br />
γ er partialkoefficienten med hensyn til flydespændingen<br />
m<br />
Hvis formel (3.49) gælder, kan de valgte profiler anvendes, da de med stor sikkerhed<br />
kan modstå de spændinger, der vil opstå i konstruktionen.<br />
Den aktuelle konstruktion bliver opført i skærpet sikkerhedsklasse, hvilket har<br />
indflydelse på partialkoefficienten γ . Der regnes med normal materialekontrol-<br />
m<br />
klasse.<br />
m<br />
B121 75
76<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Da der vil blive dimensioneret for flydespænding, kan den samlede partialkoefficient<br />
γ for stålet bestemmes således:<br />
m<br />
γ = 1,17 ⋅γ ⋅ γ<br />
(3.50)<br />
m 0 5<br />
Hvor<br />
γ 0 tager hensyn til sikkerhedsklassen, <strong>og</strong> sættes til 1,1<br />
γ 5 tager hensyn til materialekontrolklassen, <strong>og</strong> sættes til 1,0<br />
Dette giver, at partialkoefficienten γ for stålet er:<br />
m<br />
γ = 1,17 ⋅1,1⋅ 1, 0 = 1, 29<br />
(3.51)<br />
m<br />
Herved kan den regningsmæssige værdi af stålets flydespænding findes:<br />
Hvor<br />
f yd er den regningsmæssige flydespænding<br />
235 MPa<br />
f yd = = 182 MPa<br />
(3.52)<br />
1, 29<br />
I afsnit 3.5 om lastkombinationer blev der taget hensyn til partialkoefficienterne<br />
på lasterne, så værdierne for normalkræfterne i TrussLab er medregnet i disse.<br />
Ud fra de forskellige lastkombinationer er de største normalkræfter i HEA600<br />
profilet <strong>og</strong> de kvadratiske gitterstænger fundet til at være hhv. et træk på 2.626<br />
kN mellem knudepunkt 19 <strong>og</strong> 21, <strong>og</strong> et træk på 2.990 kN mellem knudepunkt 21<br />
<strong>og</strong> 22, begge for lastscenarie 1, jvf. afsnit 3.5.2. Knudepunkternes placering er,<br />
som tidligere nævnt, vist på tegning T5. Inputfilerne til TrussLab for de fire lastscenarier<br />
er vedlagt på CD-ROM som hhv. brud1.m, brud2.m, brud3.m <strong>og</strong><br />
brud4.m.<br />
Profilernes tværsnitsareal er 22,6⋅ 103 mm2 for HEA600 profilet <strong>og</strong> 2,88⋅ 103 mm2 for de kvadratiske stænger (Teknisk Ståbi, 1999). Spændingerne σv i de to profiler<br />
kan nu findes vha. formel (3.48):<br />
σ<br />
σ<br />
⋅<br />
= = 116 MPa<br />
22,6 ⋅10<br />
mm<br />
vHEA ,<br />
3<br />
2.626 10 N<br />
3 2<br />
⋅<br />
= = 1038 MPa<br />
2,88⋅10 mm<br />
vrør ,<br />
3<br />
2.990 10 N<br />
3 2<br />
B121<br />
(3.53)<br />
(3.54)
Kapitel 3. Projektering<br />
Herfra ses det, at HEA profilerne holder til den maksimale belastning, hvorimod<br />
de kvadratiske rør klart er underdimensioneret med ca. en faktor 6, da spændingen<br />
ikke må overskride 182 MPa.<br />
3.8 Løsningsevaluering<br />
Som det fremgik af afsnittet ovenfor, kan det konkluderes, at den valgte størrelse<br />
af HEA profilerne er mere end tilstrækkelig til at modstå de maksimale spændinger<br />
i profilet, mens de kvadratiske gitterstænger er underdimensioneret i det<br />
størst belastede element. Ved at isolere arealet i Naviers formel <strong>og</strong> indsætte den<br />
maksimalt tilladte spænding, kan det mindst tilladte tværsnitsareal for gitterstængerne<br />
<strong>og</strong> HEA profilerne bestemmes.<br />
Arør<br />
AHEA<br />
3<br />
2.990⋅10 N 3 2<br />
= = 16, 41⋅ 10 mm<br />
(3.55)<br />
182,17MPa<br />
3<br />
2.626⋅10 N 3 2<br />
= = 14,41⋅ 10 mm<br />
(3.56)<br />
182,17MPa<br />
Ud fra Teknisk Ståbi ses det, at de mindste, kvadratiske rør, der kan anvendes<br />
til gitterstængerne, er 400x400 mm rør, med en godstykkelse på 20 mm. Disse<br />
har d<strong>og</strong> et tværsnitsareal på 30,0⋅ 103 mm2 , men da der ikke findes et profil i<br />
Teknisk Ståbi imellem dette <strong>og</strong> et 300x300 mm kvadratisk rør, som ikke er tilstrækkeligt,<br />
er denne overdimensionering en nødvendighed, hvis der skal anvendes<br />
standardiserede rørstørrelser. Hvis der i stedet vælges et cirkulært rør, findes<br />
et profil med en diameter på 508 mm <strong>og</strong> godstykkelsen 11 mm, hvilket giver<br />
et tværsnitsareal på 17,2⋅ 103 mm2 .<br />
Det er muligt at anvende profiler med en mindre diameter ved at øge godstykkelsen,<br />
men da der ikke findes standardprofiler med disse dimensioner, vælges de<br />
nye gitterstænger til at være 400x400 mm kvadratiske rør. De cirkulære rør vælges<br />
fra, da det her tilstræbes, at rørene fylder mindst muligt. Der er derfor ikke<br />
taget hensyn til den øgede stålmængde.<br />
Det skal bemærkes, at da godstykkelsen er 20 mm for disse profiler, ændres stålets<br />
flydespænding. Som det ses på tabel 17 på side 74 gælder der for stål af typen<br />
S235, med en tykkelse på over 16 mm, at flydespændingen er 225 MPa. Anvendes<br />
partialkoefficienten fra formel (3.51) for stålet her, bliver den regningsmæssige<br />
værdi af stålets flydespænding 174 MPa. Dette medfører, at profilet<br />
mindst skal have et tværsnitsareal på 17,14⋅ 103 mm2 . Dette har d<strong>og</strong> ingen ind-<br />
B121 77
78<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
flydelse på profilvalget, da tværsnitsarealet af det valgte profil stadig er over<br />
denne størrelse.<br />
De netop valgte kvadratiske rørprofiler er ikke nødvendige i hele konstruktionen,<br />
<strong>og</strong> ved at regne på snitkræfterne i hele rammen kan en optimal løsning findes.<br />
Dette resulterer i, at der skal anvendes mange forskellige profilstørrelser, hvilket<br />
vanskeliggør konstruktionen på byggepladsen.<br />
HEA profilerne kan gøres mindre, da de er overdimensioneret. HEA profilerne<br />
kan således vælges til at have et tværsnit på minimum 14,41⋅ 103 mm2 . Ved opslag<br />
i Teknisk Ståbi ses det, at det mindste profil, der kan vælges, er et HEA400<br />
med et tværsnitsareal på 15,9⋅ 103 mm2 .<br />
Nye beregninger<br />
Som følge af disse ændringer i profilvalget vil egenvægten <strong>og</strong>så ændres. Denne<br />
ændring skal indgå i de nye beregninger af normalkræfterne. Ved at indtaste data<br />
for de nye profiler i TrussLab kan de tilsvarende normalkræfter beregnes. Inputfilen<br />
til TrussLab for lastscenario 1 er vedlagt på CD-ROM som nybrud1.m<br />
Som følge af ændringen i egenvægten ændres fordelingen af lasterne <strong>og</strong>så. Resultaterne<br />
viser da, at de største normalkræfter forekommer i det modsatte hjørne<br />
af gitterrammen, i forhold til de oprindelige profiler. Yderligere viser beregningerne,<br />
at de maksimale normalkræfter i HEA400 profilerne <strong>og</strong> de 400x400 mm<br />
kvadratiske rør bliver hhv. -2.467 kN imellem knudepunkt 44 <strong>og</strong> 47, <strong>og</strong> -2.894 kN<br />
mellem knudepunkt 44 <strong>og</strong> 45.<br />
Ved igen at anvende Naviers formel, kan de nye spændinger findes:<br />
σ HEA<br />
σ gitter<br />
3<br />
−2.467⋅10 N<br />
= = −155<br />
MPa<br />
3 2<br />
15,9 ⋅10<br />
mm<br />
3<br />
−2.894⋅10 N<br />
= = −96<br />
MPa<br />
3 2<br />
30⋅10 mm<br />
B121<br />
(3.57)<br />
(3.58)<br />
Spændingerne for begge profiler er under de maksimalt tilladte nominelle værdier<br />
på 182 MPa <strong>og</strong> 174 MPa for hhv. HEA profilerne <strong>og</strong> de kvadratiske rør. Spændingerne<br />
i de kvadratiske rør er langt under det maksimalt tilladte, hvilket skyldes,<br />
at tværsnitsarealet som nævnt er væsentligt større end det nødvendige.
Kapitel 3. Projektering<br />
Tilsvarende kan der for anvendelsesgrænsetilstanden udføres beregninger, vha.<br />
TrussLab, for bygningens udbøjning med de valgte profiler. Inputfilen er vedlagt<br />
på CD-ROM som nyanvendelse.m. Disse resultater er vist i tabel 18.<br />
Som det ses, er hallens udbøjninger ved søjletoppene<br />
stadig væsentligt større end den vejledende værdi på<br />
maksimalt 135 mm. Men da konstruktionen lever op til<br />
kravene fra brudgrænsetilstanden med de nye profiler,<br />
<strong>og</strong> der derfor ikke er fare for, at konstruktionen vil bryde<br />
sammen, må det være en vurderingssag, om disse udbøjninger<br />
kan accepteres.<br />
Tabel 18: Udbøjninger<br />
for knudepunkterne ved<br />
søjletoppene.<br />
Knude Udbøjning<br />
Da der ikke foregår n<strong>og</strong>en egentlig aktivitet i hallens øvre del, vil udbøjningerne<br />
formentlig ikke medføre gener. Havde der i stedet været tale om en kontorbygning<br />
eller lignende, ville det givetvis have forringet komforten mærkbart. Det<br />
kan d<strong>og</strong> bemærkes, at der kun yderst sjældent vil forekomme udbøjninger af<br />
denne størrelse, idet anvendelsesgrænsetilstanden undersøger for en vindhastighed<br />
på 24 m/s.<br />
3.9 Momentstiv konstruktion<br />
Konstruktionen, der er regnet på i det ovenstående, er som nævnt med charniere<br />
i alle knudepunkter, hvilket er en usandsynlig måde at<br />
opføre en bygning på. Dette er illustreret på figur 54,<br />
hvor det ses, at HEA profilet ”deles” ved hvert knudepunkt,<br />
hvilket medfører, at profilerne kun skal være ca.<br />
4 m lange. På denne måde laves<br />
der mange flere samlinger<br />
end nødvendigt, hvilket er<br />
tidskrævende.<br />
Det vil således, i dette tilfælde,<br />
være mere praktisk at udføre<br />
konstruktionen med momentstive<br />
samlinger, da profilerne<br />
på denne måde ikke bliver delt<br />
for hvert knudepunkt. En typisk<br />
samling i en sådan kon-<br />
Figur 55. Momentstiv samling.<br />
21 462 mm<br />
22 463 mm<br />
44 461 mm<br />
45 463 mm<br />
Figur 54: Charnieresamling<br />
mellem to HEA profiler<br />
<strong>og</strong> to tværstænger.<br />
B121 79
80<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
struktionstype er vist på figur 55. Det er muligt at lave flangerne i et stykke, <strong>og</strong><br />
tværstængerne med charniere, men eksemplet i det følgende er for fuldstændigt<br />
momentstive samlinger.<br />
At samlingerne er udført på denne måde betyder, at der ikke kun opstår normalkræfter<br />
i elementerne, men <strong>og</strong>så forskydningskræfter <strong>og</strong> moment. En typisk<br />
spændingsfordeling er illustreret på figur 56.<br />
Z<br />
Y<br />
Vs<br />
Ms<br />
Figur 56: Generelle spændinger i et profil. σ <strong>og</strong> N σ er normalspændinger<br />
M<br />
fra hhv. normalkraft <strong>og</strong> moment, τ er forskydningsspænding.<br />
For at kontrollere, om profilerne kan holde til spændingerne, anvendes Truss-<br />
Lab, som kan regne med jævnt fordelte laster. Således kan vind- <strong>og</strong> snelast modelleres<br />
bedre, end hvis de blev ækvivaleret i hvert knudepunkt som enkeltkræfter.<br />
Der vil kun blive beregnet på HEA600 profilet, da beregningsmetoden er tilnærmelsesvis<br />
den samme for de kvadratiske rør. Da det tidligere viste sig, at de største<br />
normalkræfter forekommer i gitterrammens hjørner, vælges der at regne på<br />
det samme hjørne, som i de ovenstående beregninger for HEA600 profilet i afsnit<br />
3.7.2 på side 74. Elementet ligger altså mellem knude 19 <strong>og</strong> 21, vist på tegning<br />
T5. Det er d<strong>og</strong> ikke sikkert, at de største spændinger opstår her, da det er en anden<br />
konstruktion. Det giver d<strong>og</strong> en mulighed for at sammenligne spændingerne i<br />
de to konstruktioner, hvorfor der <strong>og</strong>så vil blive regnet for det samme lastscenario:<br />
Lastscenario 1 for lastkombination 2.1: brudgrænsetilstand.<br />
Fra TrussLab fås størrelsen af normal- <strong>og</strong> forskydningskræfter samt moment ved<br />
lastscenariet. Det skal bemærkes, at størrelsen af momentet varierer gennem<br />
hele det profil, der regnes på, mens normal- <strong>og</strong> forskydningskræfterne er konstante.<br />
Derfor er elementet vha. TrussLab snittet seks steder langs længdeaksen,<br />
for at få en tilnærmelse af det største moment. Det er denne størrelse, der anvendes<br />
i nedenstående beregninger.<br />
Ns<br />
B121<br />
σ N σ M τ
Kapitel 3. Projektering<br />
Herefter kan normalspændingen i profilet findes ved hjælp af Naviers formel,<br />
(3.47). Forskydningsspændingen kan findes ved hjælp af Grashofs formel:<br />
Hvor<br />
V ⋅ S<br />
τ =−<br />
I ⋅b<br />
τ er forskydningsspændingen<br />
V er forskydningskraften<br />
Sη er det statiske moment<br />
Iz er inertimomentet<br />
b er bredden<br />
z<br />
η<br />
(3.59)<br />
Naviers formel <strong>og</strong> Grashofs formel kan kombineres ved hjælp af von Mises brudhypotese,<br />
som giver et udtryk for, hvor store de samlede spændinger i stålet er:<br />
f σ τ<br />
Sættes værdierne for normal- <strong>og</strong> forskydningskræfter<br />
samt moment ind i de ovenstående<br />
formler, kan spændingerne i stålet<br />
udregnes. Da summen af spændingerne ikke<br />
vil være den samme gennem hele profilets<br />
tværsnit, kan der udregnes spændinger<br />
i forskellige snit, for således at bestemme<br />
de største spændinger. Der vil i rapporten<br />
kun blive gennemgået beregninger på ét<br />
snit i profilets tyngdepunktslinie. Beregninger<br />
på snit andre steder i profilet udføres på<br />
samme måde. Der kan typisk regnes på<br />
punkterne, som er markeret på figur 57. De<br />
følgende beregninger tager udgangspunkt i<br />
øverste halvdel af profilet fra snit1.<br />
2 2<br />
yd ≥ + 3<br />
(3.60)<br />
12,5 mm<br />
Snit 2<br />
z<br />
300 mm<br />
HEA600<br />
y<br />
Snit 1<br />
25 mm<br />
13 mm<br />
Figur 57: HEA600 profil med 2 snit.<br />
590 mm<br />
B121 81
Tyngdepunkt <strong>og</strong> statisk moment<br />
82<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Inden ovenstående formler kan benyttes, skal udsnittets tyngdepunkt <strong>og</strong> statiske<br />
moment først defineres. Tyngdepunktet af den øvre del fra snit 1 kan findes ved<br />
at dele udsnittet op i rektangler, <strong>og</strong> derefter finde disses statiske moment i forhold<br />
til z-aksen, som er den globale tyngdepunktsakse for hele profilet. Disse statiske<br />
momenter adderes, <strong>og</strong> divideres med det samlede areal af udsnittet:<br />
y<br />
tyngde<br />
Sz<br />
(25mm⋅300mm) ⋅ 282,5mm + (13mm ⋅270mm) ⋅135mm<br />
= = = 235,5 mm<br />
A<br />
((25mm⋅ 300mm) + (13mm ⋅270mm)<br />
B121<br />
(3.61)<br />
Det samlede tyngdepunkt af udsnittet ligger altså 235,5 mm over z-aksen, som er<br />
profilets globale tyngdepunktsakse.<br />
Desuden skal det statiske moment af hele udsnittet bestemmes. Dette er givet<br />
ved arealet af det, der ligger over snittet, multipliceret med armen fra udsnittets<br />
tyngdepunkt til profilets globale tyngdepunkt.<br />
Spændinger<br />
(3.62)<br />
Da alle faktorerne i Grashofs formel, (3.59), nu er defineret, kan forskydningsspændingen<br />
i snit 1 bestemmes.<br />
3 6 3<br />
181, 44⋅10 N⋅2,59⋅10 mm<br />
τ =− =−25,6<br />
MPa<br />
6 4<br />
1.412⋅10 mm ⋅13<br />
mm<br />
(3.63)<br />
Herefter udregnes normalspændingerne ved hjælp af Naviers formel. Momentet<br />
er givet fra TrussLab, hvor der er valgt den højeste værdi. Inputfilen er vedlagt<br />
på CD-ROM som momentstiv1.m.<br />
σ<br />
3 6<br />
1.857⋅10 N 831⋅10 Nmm<br />
NM , = − ⋅ 0mm= 82,2MPa<br />
3 2 6 4<br />
22,6 ⋅10 mm 1.412⋅10 mm<br />
(3.64)<br />
De ovenstående resultater anvendes i von Mises brudhypotese, <strong>og</strong> dette resulterer<br />
i følgende:<br />
2 2<br />
f yd ≥ (82,2MPa) + 3 ⋅( − 25,6MPa) = 93,4MPa (3.65)<br />
Det ses, at spændingerne i stålet i snit 1 er langt mindre end stålets regningsmæssige<br />
flydespænding på 182 MPa.
Snit 2<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Spændingerne i snit 2 kan udregnes på samme vis. Resultaterne fra beregningerne<br />
for de to snit vist på figur 57, er angivet i tabel 19.<br />
Tabel 19: Spændinger i de to snit.<br />
Normalspænding σ Forskydningsspænding τ Samlet spænding<br />
Snit 1 82,2 MPa -25,6 MPa 93,4 MPa<br />
Snit 2 -84,0 MPa -0,5 MPa 84,0 MPa<br />
Af tabel 19 ses, at spændingerne ikke overgår de maksimalt tilladte på 182 MPa i<br />
de to punkter.<br />
Figur 58: Forskydningsspændinger<br />
i snit 1 <strong>og</strong> 2.<br />
82,2 MPa -173,6 MPa -91,6 MPa<br />
+ =<br />
173,6 MPa 255,8 MPa<br />
Figur 59: Ud fra Naviers formel findes normalspændinger<br />
langs y-aksen.<br />
Forskydningsspændingerne for snit 1 <strong>og</strong> 2 er illustreret på figur 58. De fundne<br />
forskydningsspændinger er negative <strong>og</strong> derfor modsatrettet x-aksen.<br />
Hvis formel (3.64) optegnes som funktion af y, kan fordelingen af normalspændingerne<br />
fra normalkraften <strong>og</strong> momentet langs y-aksen findes. Denne er illustreret<br />
på figur 59. Det ses, at den største normalspænding findes i bunden af profilet,<br />
hvor den antager en værdi på 255,8 MPa.<br />
Selvom forskydningsspænding ikke beregnes, ses det, at spændingerne i bunden<br />
af HEA600 profilet er større end den regningsmæssige flydespænding på 182<br />
MPa. Dermed kan det ses, at et HEA600 profil ikke er tilstrækkeligt i den momentstive<br />
konstruktion.<br />
B121 83
Opsummering<br />
84<br />
Kapitel 3. Projektering<br />
Som det fremgår af resultaterne, er de største spændinger i HEA600 elementet,<br />
imellem knudepunkt 19 <strong>og</strong> 21, større, hvis konstruktionen ikke har charniere i<br />
alle knudepunkter. Hvis der er charniere i knudepunkterne, er spændingerne på<br />
116 MPa, hvorimod de i den momentstive konstruktion er på over 250 MPa. Dette<br />
skyldes et meget stort moment i elementet, når der snittes tæt på hjørneknuden,<br />
knude 21.<br />
B121
Kapitel 4. Konklusion<br />
Kapitel 4. Konklusion<br />
Målet med denne rapport er, på baggrund af det overordnede tema ”Modellernes<br />
virkelighed”, at undersøge baggrunden for opførelsen af den nye 4. ovnlinie ved<br />
I/S Reno-Nord, samt at udforme <strong>og</strong> dimensionere en hal, der vil kunne indeholde<br />
denne ovnlinie, som i øjeblikket opføres ved værket i Aalborg Øst.<br />
Fokus har i undersøgelsen af baggrunden for byggeprojektet været rettet mod I/S<br />
Reno-Nords fremtidige kapacitetsproblemer <strong>og</strong> økonomi, samt kommende krav til<br />
røggasemission. Ved hjælp af scenarioplanlægning, har I/S Reno-Nord vurderet,<br />
at den modtagne affaldsmængde vil stige frem til år 2012 <strong>og</strong> stagnere ved<br />
160.000 ton/år. Det nuværende anlæg har kun kapacitet til at forbrænde 125.000<br />
ton/år, <strong>og</strong> eftersom der allerede er ved at opstå problemer med at behandle den<br />
modtagne affaldsmængde, må der findes en løsning.<br />
Opførelsen af en ny 20 ton/time ovnlinie i en ny bygning er anslået til at koste<br />
668 mio. kr. Da den nye ovnlinie, som skal erstatte de varmeproducerende ovnlinier<br />
1 <strong>og</strong> 2, både kan producere varme <strong>og</strong> elektricitet, forventes en betydelig indtægtsforøgelse<br />
ved merproduktion af elektricitet. Samtidig forventes besparelser<br />
i forbindelse med drift <strong>og</strong> vedligeholdelse, samt en merindtægt på varmeproduktionen.<br />
I forhold til det nuværende anlæg, vil dette give en nettobesparelse på 92<br />
kr./ton forbrændt affald.<br />
I forbindelse med gruppens dimensionering af den nye ovnhal, er der ikke foretaget<br />
beregninger på den aktuelle bygning. I stedet har gruppen selv skitseprojekteret<br />
en ovnhal som en gitterkonstruktion af tilnærmelsesvis samme størrelse<br />
som den aktuelle ovnhal, <strong>og</strong> med charniere i alle knudepunkter. For at kunne<br />
bestemme, om de valgte profilstørrelser kan modstå de laster, som påvirker ovnhallen,<br />
er størrelsen af egen-, vind-, sne- <strong>og</strong> kranlast på hele bygningen først blevet<br />
fastlagt ud fra bestemmelserne i Dansk Standards normer.<br />
Da ovnhallens 2. ramme, regnet fra gavl, er hårdest belastet af vind, er netop<br />
denne dimensioneret. Herved sikres, at de resterende rammer ligeledes kan mod-<br />
B121 85
86<br />
Kapitel 4. Konklusion<br />
stå lasterne. For at kunne dimensionere rammen for stabilitet under ugunstige<br />
forhold, er der opstillet en række lastscenarier for rammen, som anvendes i lastkombinationerne<br />
for anvendelsesgrænsetilstand <strong>og</strong> brudgrænsetilstand. Opfyldelse<br />
af disse sikrer acceptable udbøjninger under normale forhold, <strong>og</strong> sikkerhed<br />
mod brud under ekstreme lastpåvirkninger.<br />
Med udgangspunkt i de fundne laster, er der blevet beregnet snitkræfter i alle<br />
rammens elementer, såvel ved håndberegninger som vha. pr<strong>og</strong>rammet Trusslab.<br />
Gruppen har desuden pr<strong>og</strong>rammeret et pr<strong>og</strong>ram, b121gittersnit, i MatLab, som<br />
kan beregne normalkræfter i gitterrammens elementer, samt reaktioner.<br />
Ved hjælp af rammeelementernes normalkræfter er de hårdest belastede områder<br />
af rammen blevet bestemt. Spændingerne i disse elementer er blevet beregnet<br />
vha. Naviers formel. Dette har givet en spænding i HEA600 profilerne på 116<br />
MPa, hvormed den maksimale, regningsmæssige værdi for stålets flydespænding<br />
på 182 MPa overholdes. Derimod overstiger spændingen i gitterstængerne, der er<br />
kvadratiske rør, flydespændingen, idet spændingen her er beregnet til 1038 MPa.<br />
Udfra disse spændinger kan HEA600 profilerne erstattes af HEA400 profiler,<br />
mens dimensionen af de kvadratiske rør må øges fra 100x100 mm til 400x400<br />
mm, med godstykkelser på hhv. 8 mm <strong>og</strong> 20 mm. De nye spændinger er blevet<br />
beregnet til -155 MPa for HEA400 profilerne <strong>og</strong> -96 MPa for de kvadratiske<br />
rørprofiler. Da godstykkelsen af de kvadratiske rør er over 16 mm, ændres flydespændingen<br />
herfor, hvormed den regningsmæssige værdi for flydespændingen<br />
bliver 174 MPa. De nye profiler opfylder brudgrænsetilstanden, hvorimod kriterierne<br />
i anvendelsesgrænsetilstanden overskrides for begge profilvalg. Dette vurderes<br />
d<strong>og</strong> ikke som værende et større problem, da der ikke skal opholde sig mennesker<br />
i toppen af bygningen, hvor de største udsvingninger sker.<br />
Da det i praksis må anses for urealistisk at opføre en konstruktion af den type,<br />
rapporten omhandler, med charniere i alle knudepunkter, er der <strong>og</strong>så udført beregninger<br />
på en tilsvarende konstruktion, men uden charniere i knudepunkterne.<br />
Beregningerne af kræfterne i denne er udelukkende udført vha. Trusslab, <strong>og</strong> der<br />
er kun blevet beregnet på den oprindelige konstruktion med HEA600 profiler.<br />
Der er undersøgt for det HEA600 element, der var mest belastet i den oprindelige<br />
konstruktion, <strong>og</strong> den største normalspænding er fundet til at være 256 MPa. Forskydningsspændingerne<br />
er ikke fundet i dette snit, da dette allerede overstiger<br />
den regningsmæssige flydespænding på 182 MPa. Spændingerne i elementet er<br />
B121
Kapitel 4. Konklusion<br />
således større i den momentstive konstruktion, end i konstruktionen med charniere<br />
i alle knudepunkter.<br />
B121 87
Kildeliste<br />
88<br />
Kildeliste<br />
(Affald Danmark, 2004): Præsentation af Affald Danmark<br />
Folder om Affald Danmark<br />
http://www.affalddanmark.dk/affald%20danmark%20ny.pdf<br />
Hentet d. 19. marts 2004........................................................................................................................12<br />
(Bonnerup et. al., 2003): Stålkonstruktioner efter DS 412<br />
Bent Bonnerup <strong>og</strong> Bjarne Chr. Jensen<br />
Ingeniøren Bøger 2003, 1. udg., 2. oplag<br />
ISBN 87-571-2400-0 ...............................................................................................................................75<br />
(Curtin University, 2004): Harvard Referencing 2004<br />
Curtin University of Technol<strong>og</strong>y<br />
http://lisweb.curtin.edu.au/referencing/harvard.html#reflist<br />
Hentet d. 18. februar 2004 .......................................................................................................................2<br />
(DS 410, 1998): Norm for last på konstruktioner<br />
Dansk standard, 1998 4. udgave<br />
ICS 91.080.01........................................................................................................................47, 49, 50, 52<br />
(DS 412, 1998): Norm for stålkonstruktioner<br />
Dansk standard, 1998<br />
ICS 91.080.10..........................................................................................................................................58<br />
(DTU, 1999): En Byggesag<br />
Danmarks Tekniske Universitet, 1999<br />
http://www.adm.dtu.dk/tf/byggesag_d.htm<br />
Hentet d. 8/3 2004 ..............................................................................................................................9, 28<br />
(EBST, 2003): Bygherrevejledningen 2003<br />
Erhvervs- <strong>og</strong> boligstyrelsen<br />
ISBN 87-91143-53-5<br />
http://www.ebst.dk/file/663/Bygherrevejledning<br />
Hentet d. 14. april 2004 .....................................................................................................................9, 28<br />
(Energistyrelsen, 2002): Kort energihistorie<br />
http://www.ens.dk/sw1756.asp<br />
Hentet d. 24. maj 2004 ...........................................................................................................................17<br />
(Fonseca et al., 1995): Byggeprocessen<br />
Niels Fonseca <strong>og</strong> Ove Menne-Thomsen<br />
Erhvervsskolernes forlag, 1995<br />
ISBN 87-7510-598-5 .........................................................................................................................27, 35<br />
(HFB 24, 1984): Håndb<strong>og</strong> for bygningsindustrien<br />
Nyt Nordisk Forlag Arnold Busck A/S, 24. udgave<br />
ISBN 87-17-05248-3 ...............................................................................................................................28<br />
(I/S Reno-Nord, 2002): Pressemeddelelse, ny affaldsfyret ovnlinie på I/S Reno-Nord<br />
I/S Reno-Nord, 19. september 2002<br />
http://www.reno-nord.dk/media/pressemeddelelse_ny_ovnlinie.pdf<br />
Hentet d. 25/3-04 ....................................................................................................................................28<br />
B121
(I/S Reno-Nord, 2003): Årsrapport 2002<br />
Kildeliste<br />
http://www.renonord.dk/media/aarsrapport_2002_.pdf<br />
Hentet d. 18. maj 2004........................................................................................................................... 14<br />
(I/S Reno-Nord, 2004a)<br />
Virksomhedsbesøg d. 1.4.2004 v/ driftsleder Henrik Skov........................................................... passim<br />
(I/S Reno-Nord, 2004b): Budget 2004<br />
www.renonord.dk/media/budget_2004_.pdf<br />
Hentet d. 18. maj 2004........................................................................................................................... 16<br />
(Jensen, 2002): Byggeri - fra vision til virkelighed<br />
Per Anker Jensen<br />
Forlaget Tegl, 2002<br />
ISBN 87-88925-501 ...................................................................................................................... 9, 10, 27<br />
(Larsen, 2002): Byggeri <strong>og</strong> Energi - en procesbeskrivelse<br />
Jørgen Larsen<br />
Juridisk forlag, 2002<br />
ISBN 87 90222 04 0 ................................................................................................................................. 9<br />
(Miljø- <strong>og</strong> Energiministeriet, 1999): Bekendtgørelse om supplerende regler i medfør af lov om planlægning<br />
(samlebekendtgørelse)<br />
http://www.retsinfo.dk/_GETDOCM_/ACCN/B19990042805-REGL<br />
Hentet d. 25/3-04.................................................................................................................................... 31<br />
(Miljøstyrelsen, 2003): Orientering fra Miljøstyrelsen nr. 6, 2003: Affaldsstatistik 2002<br />
Miljøstyrelsen, Miljøministeriet 2003<br />
http://www.mst.dk/udgiv/publikationer/2003/87-7972-816-2/pdf/87-7972-817-0.pdf<br />
Hentet d. 2. marts 2004 ......................................................................................................................... 13<br />
(NJA, 2001): Regionplan 2001<br />
Nordjyllands Amt 2001<br />
http://www.nja.dk/Serviceomraader/Regionplan/Regionplan2001/Regionplan2001.htm<br />
Hentet d. 4. april 2004 ............................................................................................................... 13, 14, 31<br />
(NJA, 2003): Regionplantillæg nr 75 med VVM-redegørelse.<br />
Nordjyllands Amt, 2003<br />
J.nr. 8-50-12-21-851-0001-00......................................................................................................... passim<br />
(Poulsen et al., 2004): Ny forbrændingshal ved I/S Reno-Nord<br />
Allan Poulsen <strong>og</strong> Rasmus Kørner Nielsen.<br />
Afgangsprojekt, B-7<br />
Aalborg Universitet, Januar 2004................................................................................................... 33, 56<br />
(Rambøll, 1998): I/S Reno-Nord: Fremtidigt anlægskoncept<br />
Rambøll, november 1998<br />
J. nr.: Ha98.1460.................................................................................................................... 5, 19, 22, 30<br />
(Rambøll, 2001): I/S Reno-Nord: Projektforslag for etablering af ny ovnlinie<br />
Rambøll, juli 2001<br />
J.nr. 485-000131, 8. udgave........................................................................................................... passim<br />
(Rambøll, 2004)<br />
Byggepladsbesøg d. 17. maj 2004 v/ Ingeniør Kristian Birch Sørensen, Rambøll .................. 28, 30, 32<br />
(Regeringen, 2003): Affaldsstrategi 2005-2008<br />
Regeringen, 2003<br />
http://www.mst.dk/udgiv/publikationer/2003/87-7972-971-1/pdf/87-7972-973-8.pdf<br />
Hentet d. 4. marts 2004<br />
ISBN 87-7972-973-8............................................................................................................................... 17<br />
(Revsbech, 2002): Læreb<strong>og</strong> i miljøret<br />
Karsten Revsbech et al.<br />
Jurist- <strong>og</strong> økonomforbundets forlag, 2002 3. udg.<br />
ISBN 87-574-0694-4............................................................................................................................... 17<br />
B121 89
(Teknisk Ståbi, 1999): Teknisk Ståbi<br />
90<br />
Kildeliste<br />
C. G. Jensen et al.<br />
Teknisk Forlag 1999, 18 udgave<br />
ISBN 87-571-2134-6 ...............................................................................................................................76<br />
(Thomsen, 1971): Stålkonstruktioner - gitterdragere<br />
Kjeld Thomsen<br />
Polyteknisk Forlag, 1971 .......................................................................................................................37<br />
(Aalborg Byråd, 2001): Ref. af byrådsmøde 25. juni 2001<br />
http://www.aalborg.dk/byraad+<strong>og</strong>+politik/dagsordener+<strong>og</strong>+referater/byraad/arkiv/b250601.pdf<br />
Hentet d. 17. marts 2004..................................................................................................................15, 32<br />
(Aalborg Byråd, 2003): Referat fra møde i Teknisk udvalg 20.02.2003<br />
http://www.aalborg.dk/byraad+<strong>og</strong>+politik/dagsordener+<strong>og</strong>+referater/teknisk+udvalg/arkiv/tu200204<br />
.pdf#Punkt4<br />
Hentet d. 5. marts 2004..........................................................................................................................30<br />
(Aalborg Kommune, 2000): Debatoplæg til offentlig høring<br />
Aalborg Kommune/ Nordjyllands Amt<br />
Nordjyllands Amt, August 2000 ............................................................................................................16<br />
(Aalborg Kommune, 2003a): Kommuneplantillæg 5.28<br />
http://www.aalbkom.dk/serviceomraader/by+<strong>og</strong>+trafik/kommune-+<strong>og</strong>+lokalplaner/528lgr.pdf<br />
Hentet d. 13. marts 2004..................................................................................................................16, 30<br />
(Aalborg kommune, 2003b): Lokalplan 08-053<br />
Teknisk forvaltning<br />
http://www.aalbkom.dk/serviceomraader/by+<strong>og</strong>+trafik/kommune-+<strong>og</strong>+lokalplaner/08-053.pdf<br />
Hentet d. 26 maj 2004 ......................................................................................................................29, 95<br />
B121
Kildekritik<br />
Kildekritik<br />
I denne rapport er der blevet anvendt en række forskellige typer kilder. Overordnet<br />
set kan disse opdeles i fagtekniske udgivelser, lærebøger, Internet, tekniske<br />
rapporter, vejledere <strong>og</strong> eksterne kontakter. Disse typer af kilder er ikke alle lige<br />
pålidelige, da det f.eks. ikke kan forventes, at oplysninger fra visse kilder på Internettet<br />
kan være objektive. Dette må der derimod regnes med, at eksempelvis<br />
fagtekniske udgivelser er.<br />
Fagtekniske udgivelser<br />
Af denne type kan nævnes de standarder, som er brugt i rapporten, samt Teknisk<br />
Ståbi. Disse kilder må som nævnt betragtes som objektive, da der ikke er n<strong>og</strong>en<br />
gevinst for forfatteren ved at forholde sig subjektiv til emnet.<br />
Lærebøger<br />
Denne type kilde må <strong>og</strong>så betragtes som pålidelige, da det må skønnes, at forfatteren<br />
har et tilstrækkeligt fagligt niveau til at udgive sådanne bøger. D<strong>og</strong> skal<br />
det tages i betragtning hvor højt det faglige niveau i bøgerne er, da der kan indgå<br />
visse forsimplinger i bøger af et lavere fagligt niveau.<br />
Internet<br />
Der kan være stor forskel i pålideligheden af kilder fra Internettet, <strong>og</strong> det skal<br />
derfor altid undersøges, hvem der står bag kilden, <strong>og</strong> hvilke interesser disse personer<br />
evt. kunne have i at forholde sig subjektivt til et emne. Her er det oplagt at<br />
producenters hjemmesider kan være subjektive, da disse selvfølgelig er interesseret<br />
i at sælge deres produkt. Kilder fra diverse offentlige institutioner må d<strong>og</strong><br />
betragtes som værende objektive i lighed med fagtekniske udgivelser.<br />
Tekniske rapporter<br />
Der er i rapporten blevet anvendt tekniske rapporter fra Rambøll <strong>og</strong> Nordjyllands<br />
Amt, samt en afgangsrapport fra Aalborg Universitet. Disse må betegnes<br />
B121 91
92<br />
Kildekritik<br />
som værende objektive, men da de ofte er skrevet under et vis tidspres, skal de<br />
undersøges for evt. fejl <strong>og</strong> mangler, som ikke er blevet opdaget af forfatterne.<br />
Vejledere<br />
Disse kilder må betragtes som objektive, da disse, ligesom de fagtekniske udgivelser,<br />
ikke får en gevinst ved at forholde sig subjektivt. Desuden må deres faglighed<br />
betragtes som værende på et højt niveau.<br />
Eksterne kontakter<br />
Gennem projektforløbet har der været taget kontakt til en række personer udenfor<br />
universitetet. Der har været taget kontakt til ingeniør Kristian Birch Sørensen<br />
fra Rambøll <strong>og</strong> Henrik Skov, driftsleder på I/S Reno-Nord. Disse anses som<br />
troværdige, idet de ingen interesse har i at komme med ukorrekte oplysninger.<br />
B121
Appendiks A VVM<br />
Appendiks A. VVM<br />
Inden opførelsen af den nye ovnlinie på I/S Reno-Nord skal der ifølge planloven<br />
udarbejdes en VVM-redegørelse. Denne er udgivet som (NJA, 2003), <strong>og</strong> er den<br />
væsentligste kilde til dette afsnit.<br />
VVM-redegørelsen konkluderer, at de væsentligste miljøpåvirkninger, den kommende<br />
ovnlinie producerer, vil være udledningen af forurenede stoffer fra forbrændingsprocessen<br />
til luften, samt udledningen af spildevand fra røggasrensningen.<br />
A.1 Luft <strong>og</strong> støv<br />
Emission fra I/S Reno-Nord sker næsten udelukkende gennem skorstenen. En<br />
mindre del sker <strong>og</strong>så ved siloerne i forbindelse med påfyldning, men denne del er<br />
så lille, at der bliver set bort fra den.<br />
Der vil ske en væsentlig emissionsreduktion på det nye anlæg, heraf kan nævnes<br />
HCl, SO2, støv <strong>og</strong> kviksølv. Den forventede reduktion af disse emissioner anslås<br />
til 50% for støv- <strong>og</strong> kviksølvemissionerne <strong>og</strong> 75 % for HCl <strong>og</strong> SO2. Dette hænger<br />
sammen med etableringen af et forbedret røggasrensningssystem. Derudover vil<br />
der ske en optimering af røggasrensningen på ovn 3.<br />
A.2 Lugt<br />
De væsentligste kilder til lugtgener kommer fra affaldssiloen <strong>og</strong> aflæssehallen.<br />
Denne gene mindskes ved, at der suges primærluft til forbrænding under siloens<br />
loft, samt ved at aflæssehallen bliver forsynet med porte.<br />
A.3 Støj<br />
Støjbidraget til omgivelserne vil være minimalt, da anlægget placeres indendørs.<br />
Turbinen <strong>og</strong> generatoranlægget vil blive placeret på en særlig plade, som sikrer,<br />
B121 93
94<br />
Appendiks A. VVM<br />
at vibrationer fra anlægget ikke overføres til den øvrige bygningsstruktur <strong>og</strong> omgivelser.<br />
A.4 Affald <strong>og</strong> restprodukter<br />
Ved den årlige forbrænding på ca. 160.000 ton affald, vil den samlede restproduktmængde<br />
være:<br />
• 40.000 ton slagger om året, heraf 20 % jern, der vil blive udskilt separat.<br />
Slaggen er hidtil blevet brugt til vejbygningsmaterialer <strong>og</strong> lign.<br />
• Askemængden er blevet anslået til ca. 5.000 ton/år.<br />
• Gipsmængden er blevet anslået til ca. 800 ton/år.<br />
Slammet kan ikke genanvendes <strong>og</strong> vil blive deponeret efter Aalborg kommunes<br />
anvisning. Denne mængde svarer til 400-500 ton/år. Slammet kan bruges til at<br />
befugte asken, således at disse bliver deponeret sammen.<br />
A.5 Samlede restproduktmængde<br />
Hvis der ses bort fra slaggen, er den samlede restproduktmængde ca. 6000<br />
ton/år. Der er d<strong>og</strong> en del parametre, der skal tages højde for, f.eks. gips <strong>og</strong> slam.<br />
Dette svarer til ca. 3,8 % af affaldsmængden. Til sammenligning har dette tal de<br />
sidste år været på mellem 3,1 % <strong>og</strong> 3,7 %.<br />
Figur 60: Oversigt over restprodukterne fra det afbrændte affald i ovn 4 (NJA, 2003, p.39).<br />
Spildevand<br />
Som ses på figur 60, vil den kommende ovn 4 udlede 40.000 m3 spildevand pr. år<br />
fra røggasrensningen.<br />
B121
Grundvand<br />
Appendiks A. VVM<br />
Al til- <strong>og</strong> frakørsel af kemikalier vil ske på befæstede, kloakerede arealer. Udendørsspild<br />
af kemikalier vil blive fjernet ved opfejning, støvsugning eller spuling.<br />
Det vurderes, at der på baggrund af de foranstaltninger, der etableres i forbindelse<br />
med værkets drift, er yderst begrænset risiko for, at der kan ske forurening<br />
af grundvandet.<br />
A.6 Trafik<br />
Pga. stigende affaldsmængder vil transporten af affald <strong>og</strong> restprodukter til <strong>og</strong> fra<br />
anlægget blive forhøjet en anelse. Trafikken vil stadig blive afskærmet af de eksisterende<br />
støjvolde, hvorfor der ikke vil forekomme et øget støjbidrag fra kørsel<br />
på arealet.<br />
A.7 Landskabet<br />
Den nye bygning vil fremstå som et meget markant landskabselement i det flade<br />
landskab omkring Humlebakken. På baggrund af dette udskrev I/S Reno-Nord en<br />
arkitektkonkurrence for at opnå en arkitektonisk forsvarlig løsning som kompensation<br />
herfor. Samtidig vil der, for at mindske anlæggets visuelle påvirkning på<br />
de nærmeste omgivelser <strong>og</strong> tilstødende veje, blive anlagt tætte buske <strong>og</strong> træer, jf.<br />
(Aalborg kommune, 2003b, p.16).<br />
B121 95
Appendiks B B121gittersnit<br />
96<br />
Appendiks B. B121gittersnit<br />
%Dette pr<strong>og</strong>ram er udviklet af B121 på Aalborg Universitets<br />
%teknisk-naturvidenskabelige basisår, som led i et P2-projekt omhandlende<br />
%den nye ovnhal på I/S Reno-Nord.<br />
%Dette pr<strong>og</strong>ram beregner normalkræfterne i en statisk bestemt, 3-charniers gitterramme,<br />
%der belastes af enkeltkræfter, der angriber i<br />
%knuderne.<br />
%Først fortælles pr<strong>og</strong>rammet hvilke elementer der indgår i konstruktionen,<br />
%<strong>og</strong> hvilke knuder de går fra, <strong>og</strong> til.<br />
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<br />
clear;<br />
%Knudepunkternes koordinater indtastes:<br />
%Lasterne har globale akser!<br />
% x y Last horisontalt Last vertikalt<br />
Knudekoordinat=[ 0 0 0 0 %knude 1<br />
10 0 0 0 %knude 2<br />
5 5 0 -10 ];%knude 3<br />
%Elementerne knyttes til knuderne:<br />
% Startknude Slutknude<br />
Element=[ 1 3 %element 1<br />
3 2 ]; %element 2<br />
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%<br />
%Antallet af knuder findes:<br />
N=size(Knudekoordinat);<br />
NKnuder=N(1);<br />
Startknude=Element(:,1);<br />
Slutknude=Element(:,2);<br />
%Antallet af elementer findes<br />
N=size(Element);<br />
NElementer=N(1);<br />
if 2*NKnuder
end<br />
Appendiks B. B121gittersnit<br />
%Elementerne knyttes til knuderne ved at gennemsøge alle elementerne i hver<br />
%enkel knude. Vinklen findes <strong>og</strong> lægges ind i vinkelmatricen Vinkler.<br />
% i=knudenummeret<br />
for i=1:NKnuder<br />
lokaltnummer=0;<br />
%j=globalt elementnummer<br />
for j=1:NElementer<br />
if Startknude(j)==i<br />
lokaltnummer=lokaltnummer+1;<br />
stang(i,lokaltnummer)=j;<br />
%stang(knudenr,lokalt elementnummer)= globalt elementnummer<br />
%Vinklerne for elementerne med fortegn i forhold til x-aksen findes:<br />
Vinkler(i,lokaltnummer)=atan2(Knudekoordinat(Slutknude(j),2)-<br />
Knudekoordinat(Startknude(j),2),Knudekoordinat(Slutknude(j),1)-<br />
Knudekoordinat(Startknude(j),1));<br />
%atan2 bestemmer vinklen med fortegn. Syntaks: atan2(dy,dx)<br />
%Nu opskrives løsningsmatricen A:<br />
A(2*i-1,j+4)=sin(Vinkler(i,lokaltnummer)); %lodret ligevægt<br />
A(2*i,j+4)=cos(Vinkler(i,lokaltnummer)); %vandret ligevægt<br />
end<br />
if Slutknude(j)==i<br />
lokaltnummer=lokaltnummer+1;<br />
stang(i,lokaltnummer)=j;<br />
%stang(knudenr,lokalt elementnummer)= globalt elementnummer<br />
%Vinklerne for elementerne med fortegn i forhold til x-aksen findes:<br />
Vinkler(i,lokaltnummer)=atan2(Knudekoordinat(Startknude(j),2)-<br />
Knudekoordinat(Slutknude(j),2),Knudekoordinat(Startknude(j),1)-<br />
Knudekoordinat(Slutknude(j),1));<br />
%atan2 bestemmer vinklen med fortegn. Syntaks: atan2(-dy,-dx)<br />
end<br />
end<br />
%Nu opskrives løsningsmatricen A:<br />
A(2*i-1,j+4)=sin(Vinkler(i,lokaltnummer)); %lodret ligevægt<br />
A(2*i,j+4)=cos(Vinkler(i,lokaltnummer)); %vandret ligevægt<br />
end<br />
%Reaktionerne lægges ind i løsningsmatricen A:<br />
A(1,1)=1;<br />
A(2,2)=1;<br />
A(3,3)=1;<br />
A(4,4)=1;<br />
%b-vektoren er det kendte=belastningen (negativt, da den er trukket over på den<br />
anden side af lighedstegnet:<br />
for i=1:NKnuder<br />
b(2*i-1,1)=-Knudekoordinat(i,4);<br />
b(2*i,1)=-Knudekoordinat(i,3);<br />
end<br />
%Udregningen af løsningen foretages:<br />
x=inv(A)*b;<br />
B121 97
RvV=x(1);<br />
RvH=x(2);<br />
RhV=x(3);<br />
RhH=x(4);<br />
%Unøjagtigheder fjernes:<br />
if abs(RvV)