Kennedy Arkaden - IT in Civil Engineering. Aalborg University ...
Kennedy Arkaden - IT in Civil Engineering. Aalborg University ...
Kennedy Arkaden - IT in Civil Engineering. Aalborg University ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Kennedy</strong><br />
AALBORG UNIVERS<strong>IT</strong>ET<br />
Det Teknisk-Naturvidenskablige Fakultet<br />
Byggeri & Anlæg<br />
B6-Rapport, gruppe C103<br />
Maj 2004<br />
<strong>Arkaden</strong><br />
- Bilagsrapport
Indholdsfortegnelse<br />
A Lastanalyse 1<br />
A.1 Egenlast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1<br />
A.2 Nyttelast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />
A.3 V<strong>in</strong>dlast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />
A.3.1 Karakteristisk maksimalt hastighedstryk . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />
A.3.2 Konstruktionsfaktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />
A.3.3 Formfaktorer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />
A.3.4 Det <strong>in</strong>dvendige v<strong>in</strong>dtryk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />
A.3.5 Det udvendige v<strong>in</strong>dtryk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />
A.4 Snelast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />
A.4.1 Formfaktorer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />
A.4.2 Snelast på tårn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21<br />
A.4.3 Snelast på tagflader i 5. etages højde . . . . . . . . . . . . . . . . . 22<br />
A.4.4 Snelast på taghave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />
A.5 Vandret masselast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />
B Lastnedfør<strong>in</strong>g 25<br />
B.1 Vandret last . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26<br />
B.1.1 V<strong>in</strong>dlast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26<br />
B.1.2 Vandret masselast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26<br />
B.2 Fordel<strong>in</strong>g af vandret last . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30<br />
B.3 Lodret last på kerne 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39<br />
B.4 Lastnedfør<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42<br />
C Stabiliserende vægelement 49<br />
C.1 Armeret, excentrisk belastet væg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50<br />
C.2 Eftervisn<strong>in</strong>g som centralt belastet væg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58<br />
C.2.1 M<strong>in</strong>imumsarmer<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61<br />
C.3 Kontrol mod knusn<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
INDHOLDSFORTEGNELSE<br />
D Fuger 63<br />
D.1 Materialeparametre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63<br />
D.2 Lastpåvirkn<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63<br />
D.3 Støbeskellet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65<br />
D.4 M<strong>in</strong>imumskrav . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67<br />
E Etagekryds 69<br />
F Dækarmer<strong>in</strong>g 71<br />
F.1 Lastpåvirkn<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71<br />
F.2 Lastfordel<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73<br />
F.3 Snitkræfter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78<br />
F.4 Armer<strong>in</strong>g i længdefuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82<br />
F.5 Randarmer<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83<br />
F.6 Hjørnearmer<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84<br />
G Spændbeton 87<br />
G.1 Laster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87<br />
G.1.1 Egenlast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87<br />
G.1.2 Nyttelast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88<br />
G.1.3 Lastkomb<strong>in</strong>ation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88<br />
G.2 Materialedata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89<br />
G.3 Førspændt betonbjælke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89<br />
G.3.1 Statisk system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90<br />
G.3.2 Bestemmelse af bjælketværsnit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91<br />
G.3.3 Initial forspænd<strong>in</strong>gskraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91<br />
G.3.4 Effektiv forspænd<strong>in</strong>gskraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94<br />
G.3.5 Brudmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104<br />
G.4 Efterspændt bjælke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106<br />
G.4.1 Statisk system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106<br />
G.4.2 Bestemmelse af bjælketværsnit og kabelgeometri . . . . . . . . . . 108<br />
G.4.3 Valg af opspænd<strong>in</strong>gskraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111<br />
G.4.4 Effektiv opspænd<strong>in</strong>gskraft efter 14 døgn . . . . . . . . . . . . . . . 116<br />
G.4.5 Valg af opspænd<strong>in</strong>gskraft ved efterspænd<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . 117<br />
G.4.6 Bestemmelse af låsetab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118<br />
G.4.7 Effektiv opspænd<strong>in</strong>gskraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120<br />
G.4.8 Beregn<strong>in</strong>g af brudmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121<br />
G.4.9 Spaltearmer<strong>in</strong>g i forankr<strong>in</strong>gszonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
INDHOLDSFORTEGNELSE<br />
H Brandteknisk dimensioner<strong>in</strong>g 127<br />
H.1 Laster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128<br />
H.2 Brandpåvirkn<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129<br />
H.3 Bæreevneeftervisn<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133<br />
I Prøvepumpn<strong>in</strong>g 137<br />
J Grundvandssænkn<strong>in</strong>g 141<br />
J.1 Byggegrube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141<br />
J.2 M<strong>in</strong>dste sænkn<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142<br />
J.3 Defekte sugespidser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143<br />
J.4 Lavpunkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144<br />
J.5 Jyllandsgade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145<br />
J.6 Lokal sænkn<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147<br />
J.6.1 M<strong>in</strong>dste sænkn<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148<br />
J.6.2 Defekt sugespids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149<br />
J.6.3 Lavpunkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149<br />
K Stabilitet af skrån<strong>in</strong>gsanlæg 151<br />
K.1 Skrån<strong>in</strong>g med anlæg 1:1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153<br />
K.2 Skrån<strong>in</strong>g med anlæg 1:1,5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157<br />
L Spunsvægge 159<br />
L.1 Sydvendt spunsvæg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160<br />
L.1.1 Korttidstilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161<br />
L.1.2 Langtidstilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175<br />
L.1.3 Valg af spunsvæg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189<br />
L.2 Østvendt spunsvæg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190<br />
L.2.1 Korttidstilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192<br />
L.2.2 Langtidstilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203<br />
L.2.3 Valg af spunsvæg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212<br />
L.3 Ankerplade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212<br />
L.3.1 Ankermodstand for grundtilfældet . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214<br />
L.3.2 Korrektion af ankermodstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
INDHOLDSFORTEGNELSE<br />
M Pælefunder<strong>in</strong>g 221<br />
M.1 Last på pæleværk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222<br />
M.1.1 Last fra ovenliggende konstruktionsdele . . . . . . . . . . . . . . . 222<br />
M.1.2 Last fra stribefundament . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222<br />
M.1.3 Bestemmelse af belastn<strong>in</strong>gsresultant . . . . . . . . . . . . . . . . . 223<br />
M.2 Bestemmelse af pælebæreevne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224<br />
M.2.1 Brudgrænsetilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225<br />
M.2.2 Anvendelsesgrænsetilstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229<br />
M.3 Dimensioner<strong>in</strong>g af pæleværk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231<br />
N Byggeplads<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g 235<br />
N.1 Tilbudskalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235<br />
O Jordarbejde 239<br />
O.1 Jordmængder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239<br />
O.2 Materiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240<br />
O.2.1 Valg af mask<strong>in</strong>e til jordafgravn<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240<br />
O.2.2 Valg af mask<strong>in</strong>e til jordtransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240<br />
O.2.3 Lejeperiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244<br />
O.3 Tilbudskalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244<br />
O.3.1 Prisreguler<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245<br />
P Opførelse af kælder 247<br />
P.1 Materialeforbrug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247<br />
P.1.1 Forskall<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247<br />
P.1.2 Armer<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248<br />
P.1.3 Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250<br />
P.1.4 Drænmateriale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250<br />
P.1.5 Støbn<strong>in</strong>g af nederste kældergulv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251<br />
P.1.6 Støbn<strong>in</strong>g af sektion i <strong>in</strong>derste væg . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251<br />
P.1.7 Støbn<strong>in</strong>g af øverste kældergulv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252<br />
P.1.8 Støbn<strong>in</strong>g af sektion i yderste væg . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253<br />
P.2 Tilbudskalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254<br />
Q Montagearbejde 255<br />
Q.1 Montagetid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255<br />
Q.1.1 Vægelementer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256<br />
Q.1.2 Søjler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257<br />
Q.1.3 Bjælker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
INDHOLDSFORTEGNELSE<br />
Q.1.4 Dækelementer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260<br />
Q.1.5 Tagelementer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261<br />
Q.1.6 Trappeelementer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261<br />
Q.1.7 Indvendige vægge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262<br />
Q.1.8 Samlet montagetid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263<br />
Q.2 Tilbudskalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263<br />
Q.2.1 Prisreguler<strong>in</strong>g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
INDHOLDSFORTEGNELSE
Del II<br />
Konstruktion
stc0
Bilag A<br />
Lastanalyse<br />
I dette bilag fastlægges alle de karakteristiske laster, som påvirker den udvalgte del af<br />
<strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>. Fastlæggelsen tager udgangspunkt i den hertil gældende danske norm<br />
DS 410 og produktkataloger over byggematerialer samt figur A.1, der viser en skitse af den<br />
udvalgte bygn<strong>in</strong>g med de senere anvendte mål.<br />
A.1 Egenlast<br />
Figur A.1: Skitse af udvalgt bygn<strong>in</strong>g, alle mål i meter<br />
Dette afsnit omhandler bestemmelse af egenlasten for de konstruktionsdele, som <strong>Kennedy</strong><br />
<strong>Arkaden</strong> opbygges af. Egenlasterne for de forskellige konstruktionsdele er oplistet i tabellerne<br />
A.1 til A.8.<br />
1
2<br />
BILAG A. LASTANALYSE<br />
Teglfacader<br />
Materiale Tykkelse Fladelast Kilde<br />
[mm] [kN/m 2 ]<br />
Betonelement 180 4,70 [Betonelement A/S, 2004]<br />
Isoler<strong>in</strong>g 135 0,20 [DS 410, 1998]<br />
Teglstensmur 108 2,00 [DS 410, 1998]<br />
Samlet 6,90<br />
Tabel A.1: Den samlede egenlast af facadeelement med tegl<br />
Alum<strong>in</strong>iumsfacader<br />
Materiale Tykkelse Fladelast Kilde<br />
[mm] [kN/m 2 ]<br />
Betonelement 180 4,70 [Betonelement A/S, 2004]<br />
Isoler<strong>in</strong>g 135 0,20 [DS 410, 1998]<br />
Alu.beklædn<strong>in</strong>g - 0,10 Skøn<br />
Samlet 5,00<br />
Tabel A.2: Den samlede egenlast af facadeelement med alum<strong>in</strong>iumsbeklædn<strong>in</strong>g<br />
Etageadskillelser<br />
Materiale Tykkelse Fladelast Kilde<br />
[mm] [kN/m 2 ]<br />
Gulvbrædder 22 0,15 [DS 410, 1998]<br />
Strøer m/iso. - 0,15 Skøn<br />
Dækelement 220 5,50 [Betonelement A/S, 2004]<br />
Nedhængt loft - 0,30 [DS 410, 1998]<br />
Samlet 6,10<br />
Tabel A.3: Den samlede egenlast for etageadskillelse<br />
Tagkonstruktion<br />
Materiale Tykkelse Fladelast Kilde<br />
[mm] [kN/m 2 ]<br />
RTP60 tagelement m/tagpap - 2,65 [Betonelement A/S, 2004]<br />
Isoler<strong>in</strong>g 300 0,45 [DS 410, 1998]<br />
Nedhængt loft - 0,30 [Danol<strong>in</strong>e A/S, 2004]<br />
Samlet 3,40<br />
Tabel A.4: Den samlede egenlast af tagkonstruktion<br />
Bærende <strong>in</strong>dervægge<br />
Materiale Tykkelse Fladelast Kilde<br />
[mm] [kN/m 2 ]<br />
Betonelement 180 4,70 [Betonelement A/S, 2004]<br />
Tabel A.5: Egenlast af bærende <strong>in</strong>dervægge
A.2. NYTTELAST<br />
Trappeskakt<br />
Materiale Tykkelse Fladelast Kilde<br />
[mm] [kN/m 2 ]<br />
Trappeskakt - 5,00 Skøn<br />
Tabel A.6: Egenlast af trappeskakt<br />
De <strong>in</strong>dvendige døråbn<strong>in</strong>ger medregnes ikke i de bærende <strong>in</strong>dervægge, hvorved der regnes<br />
på den sikre side. De åbn<strong>in</strong>ger i facaderne, hvor der er v<strong>in</strong>due eller dørpartier, regnes at<br />
have egenlasten som angivet i tabel A.7. Det antages endvidere i egenlastberegn<strong>in</strong>gerne, at<br />
v<strong>in</strong>dues- og dørarealerne udgør 20% af de totale facadearealer.<br />
A.2 Nyttelast<br />
Døre og v<strong>in</strong>duespartier<br />
Materiale Tykkelse Fladelast Kilde<br />
[mm] [kN/m 2 ]<br />
V<strong>in</strong>duer og døre - 0,25 Skøn<br />
Tabel A.7: Egenlasten af dør og v<strong>in</strong>duespartier<br />
Elevator<br />
Materiale Tykkelse Punktlast Kilde<br />
[mm] [kN]<br />
Elevator - 25,00 Skøn<br />
Tabel A.8: Egenlast af elevator, virkende i toppen af elevatorskakt<br />
I dette afsnit fastlægges nyttelasterne på de forskellige etager i bygn<strong>in</strong>gen iht. DS 410. Nyttelasten<br />
dækker laster fra personer, møbler, <strong>in</strong>ventar og oplagrede varer. Nyttelasten regnes<br />
ækvivalent med<br />
• en lodret jævnt fordelt fladelast q<br />
• lodret punktlast Q, der regnes fordelt over et areal på højest 0,1m × 0,1m.<br />
[DS 410, 1998]<br />
Den lodrette punktlast kan virke på ethvert konstruktionselement, dog ikke samtidig med<br />
den jævnt fordelte fladelast [DS 410, 1998]. Hver etage dimensioneres efter den største nyttelast,<br />
som forudsættes gældende for hele etagen, hvilket samtidigt bevirker, at der opnås en<br />
større flexibilitet i rummenes anvendelse. Nyttelaster og lastkomb<strong>in</strong>ationsfaktorer er angivet<br />
i tabel A.9, og for at lette overskueligheden af hvilken nyttelast, de forskellige etager dimensioneres<br />
for, er de nyttelaster, både flade- og punktlaster, som giver den største belastn<strong>in</strong>g,<br />
markeret med fed.<br />
3
BILAG A. LASTANALYSE<br />
Beskrivelse Kategori Fladelast q ψ Punktlast Q ψ<br />
[kN/m 2 ] [-] [kN] [-]<br />
Tagflader 0 - 1,5 0<br />
7. etage Kontor B 3,0 1,0 2,0 0<br />
6. etage Kontor B 3,0 1,0 2,0 0<br />
5. etage Kontor B 3,0 1,0 2,0 0<br />
Alm. adgangsveje 3,0 0,5 3,0 0<br />
4. etage Kontor B 3,0 1,0 2,0 0<br />
Alm. adgangsveje 3,0 0,5 3,0 0<br />
3. etage Kontor B 3,0 1,0 2,0 0<br />
Alm. adgangsveje 3,0 0,5 3,0 0<br />
Tagterrasse I - 0,5 - 0<br />
2. etage Kontor B 3,0 1,0 2,0 0<br />
Alm. adgangsveje 3,0 0,5 3,0 0<br />
1. etage Kontor B 3,0 1,0 2,0 0<br />
Foyer C3 5,0 1,0 4,0 0<br />
Biograf C2 4,0 1,0 4,0 0<br />
Alm. adgangsveje 3,0 0,5 3,0 0<br />
Stueetage Butik (m<strong>in</strong>dre) D1 3,0 1,0 3,0 0<br />
Kontor B 3,0 1,0 2,0 0<br />
Biograf C2 4,0 1,0 4,0 0<br />
Alm. adgangsveje 3,0 0,5 3,0 0<br />
Trapper 3,0 0,5 3,0 0<br />
Tabel A.9: Nyttelast på bygn<strong>in</strong>gen samt lastkomb<strong>in</strong>ationsfaktorer [DS 410, 1998]<br />
Beskrivelsen "Tagterrasse"i tabel A.9 under 3. etage dækker over taghaven. Taghaven er<br />
egnet til ophold og skal derfor regnes påvirket af nyttelaster svarende til lastkategorierne i<br />
de tilstødende <strong>in</strong>dendørsarealer [DS 410, 1998, Afsnit 3.1.4 (1)P]. Ved kategori B nyttelaster<br />
kan halvdelen af lasten regnes som bunden last, mens den resterende nyttelast skal regnes<br />
som fri.<br />
Samtidigt skal rækværker, gelændere og skillevægge regnes påvirket af vandret l<strong>in</strong>ielast q<br />
hidrørende fra personlast, der virker i højden med håndlisten eller maks. 1,2m over gulvet.<br />
Følgende angives de vandrette l<strong>in</strong>ielaster svarende til de forskellige lastkategorier.<br />
• Kategori A og B - bolig og kontor<br />
• Kategori C1 - forsaml<strong>in</strong>gslokaler<br />
• Kategori C2-C4 - forsaml<strong>in</strong>gslokaler<br />
• Kategori C5 - forsaml<strong>in</strong>gslokaler<br />
• Kategori D1-D2 - butikker<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 3.1.6 (1)P]<br />
4<br />
q = 0,5kN/m, ψ = 0<br />
q = 0,5kN/m, ψ = 0<br />
q = 1,0kN/m, ψ = 0<br />
q = 3,0kN/m, ψ = 0<br />
q = 1,0kN/m, ψ = 0
A.3. VINDLAST<br />
A.3 V<strong>in</strong>dlast<br />
I dette afsnit fastlægges v<strong>in</strong>dlasten på <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>, som tilhører kategorien fleretages<br />
betonbygn<strong>in</strong>g.<br />
<strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> betragtes som værende kvasistatisk, da højden (29,1m) og den m<strong>in</strong>dste<br />
bredde (39,6m), jf. figur A.1, angiver, at konstruktionens resonansfaktor ligger under<br />
den anviste grænse mellem kvasistatisk og dynamisk respons [DS 410, 1998, Figur V 6.2b].<br />
Dette betyder, at konstruktionens laveste egenfrekvens er så høj, at v<strong>in</strong>dpåvirkn<strong>in</strong>ger i resonans<br />
med konstruktionen er uvæsentlige, dvs. v<strong>in</strong>den ikke medfører betydende sv<strong>in</strong>gn<strong>in</strong>ger<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.2 (1)P].<br />
I DS 410 angives ikke en fordel<strong>in</strong>g af formfaktorer, som svarer til den pågældende konstruktionsudformn<strong>in</strong>g.<br />
Derfor er der til fastlæggelsen af v<strong>in</strong>dlasten på <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> foretaget<br />
en fordel<strong>in</strong>g af formfaktorer, som tager udgangspunkt i DS 410’s angivne fordel<strong>in</strong>g af formfaktorer<br />
på konstruktioner med rektangulær grundplan.<br />
Den kvasistatiske karakteristiske v<strong>in</strong>dlast Fw på en given flade bestemmes af formel A.1.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.2 (6)P]<br />
hvor<br />
Fw = qmax(z) · c · cd · A (A.1)<br />
qmax(z) er det karakteristiske maksimale hastighedstryk i referencehøjden ze eller zi<br />
[N/m 2 ]<br />
c er en formfaktor afhængig af v<strong>in</strong>dens retn<strong>in</strong>g og det aktuelle område på fladen;<br />
c = cpe eller c = cpi [-]<br />
cd er en konstruktionsfaktor stammende fra bygn<strong>in</strong>gens kvasistatiske respons, som<br />
opstår fra v<strong>in</strong>dlast på bygn<strong>in</strong>gens ydre overflader [-]<br />
A er fladens areal [m2 ]<br />
A.3.1 Karakteristisk maksimalt hastighedstryk<br />
Det karakteristiske maksimale hastighedstryk qmax(z) fastlægges ud fra en række faktorer,<br />
som bestemmes i det følgende.<br />
5
Indledn<strong>in</strong>gsvis fastlægges basisv<strong>in</strong>dhastigheden vb vha. formel A.2.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.1.1 (2)P]<br />
hvor<br />
vb = cdir · cårs · vb,0<br />
cdir er en retn<strong>in</strong>gsfaktor for v<strong>in</strong>dhastigheden [-]<br />
cårs er en årstidsfaktor for v<strong>in</strong>dhastigheden [-]<br />
vb,0 er grundværdien for basisv<strong>in</strong>dhastigheden [m/s]<br />
BILAG A. LASTANALYSE<br />
(A.2)<br />
For permanente konstruktioner er cårs lig 1, og da lokaliteten er beliggende <strong>in</strong>de i landet, er<br />
vb,0 lig 24m/s, og samtidigt benyttes på den sikre side cdir = 1, hvilket ved <strong>in</strong>dsættelse giver<br />
vb = 1 · 1 · 24 = 24m/s<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse af denne værdi i formel A.3 bestemmes basishastighedstrykket qb.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.1.1 (3)P]<br />
hvor<br />
ρ er luftens densitet [kg/m 3 ]<br />
qb = 1<br />
2 · ρ · v2 b<br />
(A.3)<br />
Luftens densitet sættes til 1,25 kg/m 3 [DS 410, 1998, Afsnit 6.1.1 (4) ], som med den ovenfor<br />
fundne værdi for vb giver<br />
qb = 1<br />
2 · 1,25 · 242 = 360N/m 2<br />
Da <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> opføres med et rektangulært grundplan og fladt tag anvendes referencehøjden<br />
z = ze = h for <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s udvendige v<strong>in</strong>dlast [DS 410, 1998, Afsnit<br />
6.3.1.1 (1)P]. Det maksimale hastighedstryk bestemmes derfor i højden z, som sættes lig<br />
<strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s højde over terræn h dvs. 29,1m. Terrænet omkr<strong>in</strong>g <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> er<br />
af varierende karakter og fastsættes iht. DS 410 afsnit 6.1.2.1 (6) som terrænkategori III, dvs.<br />
forstads- eller <strong>in</strong>dustriområde. På baggrund af terrænkategorien bestemmes terrænfaktoren<br />
kt til 0,22, ruhedslængden z0 til 0,3m og m<strong>in</strong>imumshøjden zm<strong>in</strong> til 8m [DS 410, 1998, Tabel<br />
6.1.2.1].<br />
6
A.3. VINDLAST<br />
Da zm<strong>in</strong> < z < 200m bestemmes ruhedsfaktoren cr(z) ved formel A.4.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.1.2.1 (1)P]<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse fås<br />
<br />
z<br />
cr(z) = kt · ln<br />
z0<br />
cr(z) = 0,22 · ln<br />
<br />
29,1<br />
= 1,006<br />
0,3<br />
(A.4)<br />
Herefter fastlægges 10-m<strong>in</strong>utters middelhastighedstrykket qm ved <strong>in</strong>dsættelse af ruhedsfaktoren<br />
cr(z) og basishastighedstrykket qb i formel A.5.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.1.2 (2)P]<br />
hvor<br />
ct(z) er en topografifaktor [-]<br />
qm(z) = cr(z) 2 · ct(z) 2 · qb<br />
(A.5)<br />
Da terrænet omkr<strong>in</strong>g <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> er fladt sættes topografifaktoren lig med 1 [DS 410, 1998,<br />
Afsnit 6.1.2 (1)P]. Ved <strong>in</strong>dsættelse fås<br />
qm(z) = 1,006 2 · 1 2 · 360 = 364N/m 2<br />
Derefter bestemmes turbulens<strong>in</strong>tensiteten Iv(z) ved formel A.6.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.1.3 (2)P]<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse af z-værdierne fås<br />
Iv(z) = 1<br />
ct(z) ·<br />
Iv(z) = 1<br />
1 ·<br />
ln<br />
1<br />
29,1<br />
0,3<br />
ln<br />
1<br />
z<br />
z0<br />
(A.6)<br />
= 0,219<br />
7
BILAG A. LASTANALYSE<br />
Ved anvendelse af turbulens<strong>in</strong>tensiteten Iv og 10-m<strong>in</strong>utters middelhastighedstrykket qm bestemmes<br />
det karakteristiske maksimale hastighedstryk qmax af formel A.7.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.1.3 (3)P]<br />
hvor<br />
kp<br />
er en peak-faktor [-]<br />
qmax(z) = (1 + 2 · kp · Iv(z)) · qm(z) (A.7)<br />
Da det karakteristiske maksimale hastighedstryk på <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> bestemmes ud fra en<br />
kvasistatisk betragtn<strong>in</strong>g er kp lig 3,5 [DS 410, 1998, Afsnit 6.2 (4)P]. Ved <strong>in</strong>dsættelse af de<br />
fundne værdier i formel A.7 f<strong>in</strong>des<br />
A.3.2 Konstruktionsfaktor<br />
qmax(z) = (1 + 2 · 3,5 · 0,219) · 364 = 922N/m 2<br />
Konstruktionsfaktoren cd stammer fra konstruktionens kvasistatiske respons, som opstår fra<br />
v<strong>in</strong>dlast på konstruktion ydre overflader, og bestemmes ud fra formel A.8.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.2 (7)P]<br />
hvor<br />
cd = 1 + 2 · kp · Iv(zre f ) · √ kb<br />
1 + 7 · Iv(zre f )<br />
Iv(zre f ) er turbulens<strong>in</strong>tensiteten i reference højden [-]<br />
kb er en baggrundsfaktor [-]<br />
er den tidligere bestemte peak-faktor [-]<br />
kp<br />
(A.8)<br />
Konstruktionsfaktoren er afhængig af sidelængderne i det v<strong>in</strong>dbelastede rektangulære areal,<br />
som betragtes, og derfor betragtes kun det kritiske areal. Det kritiske areal f<strong>in</strong>des, hvor<br />
<strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> har den største højde og m<strong>in</strong>dste bredde, hvilket vil sige den nordlige facade,<br />
hvor kun tårnet tages i betragtn<strong>in</strong>g. Dette areal forudsættes gældende for hele <strong>Kennedy</strong><br />
<strong>Arkaden</strong>, og konstruktionsfaktoren bestemmes derfor på den sikre side. På figur A.2 er anvist<br />
<strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s kritiske zone.<br />
8
A.3. VINDLAST<br />
Figur A.2: Kritisk zone for konstruktionsfaktoren<br />
Referencehøjden zre f , der er repræsentativ for det v<strong>in</strong>dbelastede areal, bestemmes ved formel<br />
A.9.<br />
[DS 410, 1998, Figur 6.4a]<br />
heraf f<strong>in</strong>des<br />
zre f = 0,6 · h (A.9)<br />
zre f = 0,6 · 29,1 = 17,5m<br />
Referencehøjden zre f er skitseret på figur A.2. Som følge heraf bestemmes turbulens<strong>in</strong>tensiteten<br />
i referencehøjden Iv(zre f ) ved formel A.6.<br />
Iv(zre f ) = 1<br />
1 ·<br />
ln<br />
1<br />
17,5<br />
0,3<br />
= 0,246<br />
Baggrundsfaktoren kb, der tager hensyn til mangel på fuld korrelation af trykket på bygn<strong>in</strong>gens<br />
overflade, bestemmes af formel A.10.<br />
kb =<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.2 (9)]<br />
hvor<br />
1<br />
1 + 3<br />
2 ·<br />
<br />
2 2 <br />
b<br />
h<br />
b<br />
L(zre f ) + L(zre f ) + L(zre f ) · 2 h<br />
L(zre f )<br />
b, h er sidelængder i det v<strong>in</strong>dbelastede rektangulære areal [m]<br />
L(zre f ) er turbulensens længdeskala i referencehøjden [m]<br />
(A.10)<br />
9
BILAG A. LASTANALYSE<br />
Turbulensens længdeskala i referencehøjden udregnes på baggrund af følgende oplistede<br />
referenceparametre, som <strong>in</strong>dsættes i formel A.11, der er gældende for z > zm<strong>in</strong>.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 6.4 (10)P]<br />
hvor<br />
L(z) = Lt<br />
zt er en referencehøjde [m]<br />
er referencelængdeskalaen [m]<br />
Lt<br />
z<br />
zt<br />
0,3<br />
(A.11)<br />
Referencehøjden zt er lig med 10m og referencelængdeskalaen Lt er lig 100m [DS 410, 1998,<br />
Afsnit 6.4 (10)P]. Heraf fås<br />
L(zre f ) = 100<br />
0,3 17,5<br />
= 118,3m<br />
10<br />
Sidelængderne i det kritiske v<strong>in</strong>dbelastede rektangulære areal er givet ved h = 29,1m og b =<br />
15,1m, hvilket ses på figur A.2, og baggrundsfaktoren f<strong>in</strong>des ved <strong>in</strong>dsættelse af værdierne i<br />
formel A.10<br />
kb =<br />
1<br />
1 + 3<br />
2 ·<br />
<br />
2 2 <br />
= 0,705<br />
2<br />
15,1 29,1 15,1 29,1<br />
118,3 + 118,3 + 118,3 · 118,3<br />
Konstruktionsfaktoren cd for hele <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> bestemmes herefter ved brug af formel<br />
A.8, hvor kp sættes lig 3,5, da <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> betragtes som værende kvasistatisk.<br />
A.3.3 Formfaktorer<br />
cd = 1 + 2 · 3,5 · 0,246 · √ 0,705<br />
1 + 7 · 0,246<br />
= 0,9<br />
Formfaktoren c opdeles i cpi og cpe, som gælder for henholdsvis det <strong>in</strong>dvendige og det udvendige<br />
v<strong>in</strong>dtryk, som endvidere opdeles i v<strong>in</strong>dtryk på henholdsvis væg og tag. Da alle<br />
de pågældende fladers areal overstiger 10 m 2 , er det formfaktoren med <strong>in</strong>deks 10, som<br />
er gældende [DS 410, 1998, Afsnit 6.3.1 (2)]. I det følgende angives formfaktorerne med<br />
fortegn, hvor positive værdier svarer til tryk (overtryk), mens negative værdier angiver sug<br />
(undertryk).<br />
10
A.3. VINDLAST<br />
A.3.4 Det <strong>in</strong>dvendige v<strong>in</strong>dtryk<br />
Grundet <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s størrelse er den <strong>in</strong>dvendige v<strong>in</strong>dlast uden betydn<strong>in</strong>g for konstruktionens<br />
stabilitet som helhed. Det eneste tilfælde, hvor den <strong>in</strong>dvendige v<strong>in</strong>dlast får betydn<strong>in</strong>g<br />
er ved dimensioner<strong>in</strong>g af hvert enkelt element.<br />
<strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> opføres med <strong>in</strong>dvendige skillevægge samt uden dom<strong>in</strong>erende åbn<strong>in</strong>ger,<br />
og styres derfor ikke af trykforholdene ved en dom<strong>in</strong>erende åbn<strong>in</strong>g. Dette medfører, at den<br />
<strong>in</strong>dvendige v<strong>in</strong>dlast kan regnes med formfaktorerne cpi,10 = 0,2 og cpi,10 = −0,3 [DS 410, 1998,<br />
Afsnit 6.3.2 (8)]. De aktuelle formfaktorer er dog afhængige af v<strong>in</strong>dens retn<strong>in</strong>g.<br />
Da <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> er opdelt af <strong>in</strong>dvendige etageadskillelser, sættes referencehøjden zi<br />
lig med middelhøjden for det betragtede niveau [DS 410, 1998, Afsnit 6.3.2 (11)]. Dette resulterer<br />
i et varierende karakteristisk maksimalt hastighedstryk, som er afhængig af hvilken<br />
etage, der betragtes. Derfor undlades i dette afsnit udregn<strong>in</strong>gen af den <strong>in</strong>dvendige v<strong>in</strong>dlast.<br />
A.3.5 Det udvendige v<strong>in</strong>dtryk<br />
Som angivet i starten af dette afsnit om formfaktorer opdeles det udvendige v<strong>in</strong>dtryk i belastn<strong>in</strong>g<br />
på ydervægge og tagflader.<br />
V<strong>in</strong>dlast på ydervægge<br />
V<strong>in</strong>dlasten på de enkelte ydervægge afhænger af v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>gen, formfaktorernes størrelse<br />
samt fordel<strong>in</strong>gen af disse. Da <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> er konstrueret i tre forskellige højdeniveauer,<br />
bliver fastsættelsen af formfaktorfordel<strong>in</strong>gen forholdsvis kompliceret. Fastsættelsen af formfaktorerne<br />
foretages derfor ud fra den betragtn<strong>in</strong>g, at der ses seperat på hver af de tre højdeniveauer.<br />
Den største formfaktor virkende for de tre højdeniveauer regnes herefter således<br />
gældende for væggen i hele dens højde. Denne antagelse medfører, at v<strong>in</strong>dlasten regnes<br />
på den sikre side. Fordel<strong>in</strong>gen af formfaktorer udføres med udgangspunkt i DS 410 i afsnit<br />
6.3.1.1 og angives for fire v<strong>in</strong>dsituationer svarende til v<strong>in</strong>d på <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s fire<br />
facader.<br />
V<strong>in</strong>d på nordfacaden<br />
På figur A.3 ses formfaktorernes størrelse og fordel<strong>in</strong>g, når v<strong>in</strong>den blæser mod <strong>Kennedy</strong><br />
<strong>Arkaden</strong>s nordfacade. Pilenes retn<strong>in</strong>g angiver om, der optræder tryk eller sug på konstruktionen.<br />
11
Figur A.3: Fordel<strong>in</strong>g og værdier af formfaktorer, når v<strong>in</strong>den blæser fra nord<br />
BILAG A. LASTANALYSE<br />
Længden af det område, hvor der optræder sug med en faktor på 0,9 på øst- og vestfacaden<br />
er bestemt ud fra to gange <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s højde, da denne værdi er m<strong>in</strong>dre end længden<br />
af den nordlige facade. Dette medfører, at det største sug er virkende over hele længden af<br />
øst- og vestfacaden.<br />
Formfaktorfordel<strong>in</strong>gen på østsiden af tårnet, fra femte til syvende etage, udregnes ud fra to<br />
gange denne højde. Som det ses på figur A.3 er det største sug virkende over 13,5m. Suget,<br />
der opstår på øst- og vestvæggen <strong>in</strong>d imod gårdhaven, er vurderet til at have den m<strong>in</strong>dste<br />
formfaktor, da disse står i læ af nordfacaden.<br />
V<strong>in</strong>d på østfacaden<br />
Formfaktorerne, når v<strong>in</strong>den blæser mod <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s østfacade, fremgår af figur A.4.<br />
12<br />
Figur A.4: Fordel<strong>in</strong>g og værdier af formfaktorer, når v<strong>in</strong>den blæser fra øst
A.3. VINDLAST<br />
Længden af det område, hvor der optræder størst sug på nord- og syd facaden, er bestemt ud<br />
fra længden af østgavlen, da denne er m<strong>in</strong>dre end to gange østfløjens højde. Nordfløjen, der<br />
vender <strong>in</strong>d mod gårdhaven, ligger i læ af østfløjen, men pga. den store afstand mellem øst- og<br />
vestfløjen, er det vurderet at en formfaktor på 0,5 kan forekomme. Tårnets nord- og sydside<br />
samt vestfløjens sydfacader påvirkes af et sug, der er vurderet til at have en formfaktor på<br />
0,9 over hhv. 15,1m og 15,0m.<br />
V<strong>in</strong>d på sydfacaden<br />
Når v<strong>in</strong>den blæser mod <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s sydfacade, fordeles formfaktorerne, som det ses<br />
på figur A.5.<br />
Figur A.5: Fordel<strong>in</strong>g og værdier af formfaktorer, når v<strong>in</strong>den blæser fra syd<br />
Længden af det område, hvor der optræder størst sug på øst- og vestfacaden, er bestemt ud<br />
fra to gange øst- og vestfløjens højde, da denne værdi er m<strong>in</strong>dre end længden af den sydlige<br />
facade. Dette resulterer i, at det største sug virker over hele længden af øst- og vestfacaden.<br />
Formfaktorfordel<strong>in</strong>gen på østsiden af tårnet fastsættes ud fra de samme bet<strong>in</strong>gelser som for<br />
v<strong>in</strong>d mod <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s nordlige facade, dvs. med en udstrækn<strong>in</strong>g på 13,5m.<br />
Suget, der opstår på øst- og vestvæggene <strong>in</strong>d imod taghaven fra 2. til 5. etage, regnes med<br />
størst sug over bredden af disse fløje, hvilket vil sige 15,0m. For at m<strong>in</strong>dske antallet af<br />
formfaktorer på vestfløjens væg <strong>in</strong>d mod taghaven, regnes på den sikre side med størst sug<br />
over en strækn<strong>in</strong>g på 31,3m, se figur A.5.<br />
V<strong>in</strong>d på vestfacaden<br />
Af figur A.6 ses, hvorledes formfaktorerne fordeles, når v<strong>in</strong>den blæser mod <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s<br />
vestfacade.<br />
13
Figur A.6: Fordel<strong>in</strong>g og værdier af formfaktorer, når v<strong>in</strong>den blæser fra vest<br />
BILAG A. LASTANALYSE<br />
Længden af det område, hvorpå der optræder størst sug på nordfacaden, er bestemt ud fra<br />
længden af den vestlige facade, da denne er m<strong>in</strong>dre end to gange <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s højde.<br />
Nordfløjen, der vender <strong>in</strong>d mod taghaven, ligger i læ af østfløjen, men pga. den store afstand<br />
mellem øst- og vestfløjen, er det vurderet at en formfaktor på 0,5 kan forekomme.<br />
Tårnets sydside samt østfløjenes sydfacade påvirkes af et sug, der er vurderet til at have en<br />
formfaktor på 0,9 over hhv. 15,1m og 15,0m.<br />
Belastn<strong>in</strong>g<br />
Da det blot er formfaktorernes fordel<strong>in</strong>g og ikke værdier, der ændres, angives fladelasterne<br />
som funktion af formfaktoren ved brug af formel A.1, hvor positive værdier svarer til tryk<br />
og negative til sug. Belastn<strong>in</strong>gerne ses i tabel A.10.<br />
V<strong>in</strong>dlast på tage<br />
cpe,10 Last [kN/m 2 ]<br />
0,3 -0,25<br />
0,5 -0,41<br />
0,7 0,58<br />
0,9 -0,75<br />
Tabel A.10: Værdier af cpe,10 ved last på vægge og de tilhørende fladelaster<br />
Ligesom v<strong>in</strong>dlasten på væggene varierer lasten over tagfladerne. Tagfladerne deles op i delområder,<br />
hvortil de aktuelle formfaktorer knyttes. For hver v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g opstilles to lastkomb<strong>in</strong>ationer,<br />
hvor henholdsvis den største og m<strong>in</strong>dste værdi af formfaktorerne anvendes.<br />
I det følgende betragtes <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> som værende otte etager høj, dvs. at der ikke tages<br />
højde for at bygn<strong>in</strong>gen er udført med flere højdeniveauer. Dette medfører en vis usikkerhed,<br />
idet der ikke tages højde for lokalvirkn<strong>in</strong>gen af disse niveauforskelle. Tagkonstruktionen på<br />
14
A.3. VINDLAST<br />
alle tre højdeniveauer regnes udført med en hældn<strong>in</strong>g α ≤ 1,4 ◦ , hvilket medfører, at de kan<br />
regnes som flade tage.<br />
V<strong>in</strong>d på nordfacade<br />
På figur A.7 er tagene opdelt i formfaktorområder med de tilknyttede bogstaver, når det<br />
blæser fra nord [DS 410, 1998, Afsnit 6.3.1.5].<br />
Figur A.7: Fordel<strong>in</strong>gen af formfaktorer, når v<strong>in</strong>den blæser på nordfacaden<br />
Områdernes udbredelse er bestemt på baggrund af to gange højden, af samme grund som<br />
ved last på væggene. De tilknyttede formfaktorer og de medførte laster, fremgår af tabel<br />
A.11.<br />
Belastn<strong>in</strong>gsområde F G H I<br />
M<strong>in</strong>dste værdi -1,8 -1,3 -0,7 -0,5<br />
Last [kN/m 2 ] -1,49 -1,08 -0,58 -0,41<br />
Største værdi 0 0 0 0,2<br />
Last [kN/m 2 ] 0 0 0 0,17<br />
Tabel A.11: Værdier af cpe,10 samt fladelaster på de enkelte delområder [DS 410, 1998, Afsnit 6.3.1.5]1<br />
For de andre v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>ger gælder det, at det blot er formfaktorernes fordel<strong>in</strong>g, der ændres<br />
og ikke værdierne af disse. Fordel<strong>in</strong>gerne ses på figur A.8, A.9 og A.10. Fladelasterne, der<br />
er udregnet på baggrund af formfaktorene, ses også i tabel A.11.<br />
15
16<br />
Figur A.8: Fordel<strong>in</strong>gen af formfaktorer når v<strong>in</strong>den blæser fra øst<br />
Figur A.9: Fordel<strong>in</strong>gen af formfaktorer når v<strong>in</strong>den blæser fra syd<br />
Figur A.10: Fordel<strong>in</strong>gen af formfaktorer når v<strong>in</strong>den blæser fra vest<br />
BILAG A. LASTANALYSE
A.4. SNELAST<br />
A.4 Snelast<br />
I dette afsnit fastlægges snelasten på <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>. Snelasten er en lodret virkende<br />
masselast, som under dimensioner<strong>in</strong>gen projiceres ned v<strong>in</strong>kelret på og parallel med tagene.<br />
Det generelle udtryk for snelast s er givet ved formel A.12.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 7.2.1 (1)P]<br />
hvor<br />
ci er en formfaktor for snelast [-]<br />
Ce er en beliggenhedsfaktor [-]<br />
er en termisk faktor [-]<br />
Ct<br />
sk er sneens terrænværdi [kN/m2 ]<br />
s = ci ·Ce ·Ct · sk<br />
(A.12)<br />
Beliggenhedsfaktoren Ce og den termiske faktor Ct sættes begge på den sikre side til 1<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 7.2.1 (1)P].<br />
Sneens terrænværdi sk bestemmes ved brug af formel A.13<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 7.1 (3)P]<br />
hvor<br />
sk = cårs · sk,0<br />
cårs er årstidsfaktor for sneens terrænværdi [-]<br />
sk,0 er grundværdien for sneens terrænværdi [kN/m 2 ]<br />
(A.13)<br />
Årstidsfaktoren for sneens terrænværdi cårs sættes på den sikre side til 1 [DS 410, 1998, Afsnit<br />
7.1 (3)P], og grundværdien for sneens terrænværdi sk,0 sættes til 0,9kN/m 2 [DS 410, 1998,<br />
Afsnit 7.1 (4)P]. Sneens terrænværdi udregnes ved <strong>in</strong>dsættelse i formel A.13.<br />
sk = 1 · 0,9 = 0,9kN/m 2<br />
17
A.4.1 Formfaktorer<br />
BILAG A. LASTANALYSE<br />
Formfaktoren ci afhænger af taghældn<strong>in</strong>gen og tagkonstruktionens udformn<strong>in</strong>g. <strong>Kennedy</strong><br />
<strong>Arkaden</strong> opføres med fladt tag og i flere højdeniveauer. I tabel A.12 er angivet de formfaktorer,<br />
som anvendes for snelast på <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s tagflader.<br />
Bygn<strong>in</strong>g (7. og 5. etage) Taghave (2. etage)<br />
Taghældn<strong>in</strong>g α 1,4 ◦ 0 ◦<br />
c1 0,8 0,8<br />
c2 0,8 0,8<br />
Tabel A.12: Formfaktorer for snelast på <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s tagflader [DS 410, 1998]<br />
De varierende højdeniveauer kan medføre drivedannelse på de lavere beliggende tagflader,<br />
som skyldes sneophobn<strong>in</strong>g hidrørende fra lævirkn<strong>in</strong>g og sne, som skrider ned fra de højere<br />
beliggende tagflader. Formfaktoren c for snelasten ved facaden mod det højere beliggende<br />
tag bestemmes ved formel A.14.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 7.3.4 (2)]<br />
hvor<br />
c = c1 + cs + cn , hvor cs + cn ≤ 3,2 (A.14)<br />
c1 er den tidligere bestemte formfaktor [-]<br />
cs er en formfaktor for snelast forårsaget af sneophobn<strong>in</strong>g ved lægiver [-]<br />
cn er en formfaktor for snelast forårsaget af nedskridn<strong>in</strong>g [-]<br />
På figur A.11 illustreres fordel<strong>in</strong>gen af de forskellige formfaktorer samt parametre til bestemmelse<br />
af snelasten. Det ses af figuren, at formfaktorerne cs og cn har en trekantformet fordel<strong>in</strong>g,<br />
der afgrænses af længden af snedriven ls = 2 · h med begrænsn<strong>in</strong>gen 5m ≤ ls ≤ 15m.<br />
18<br />
Figur A.11: Formfaktorer for snelast ved snedrive [DS 410, 1998, Figur V 7.3.4]
A.4. SNELAST<br />
Udstrækn<strong>in</strong>gen og placer<strong>in</strong>gen af snedriverne på de lavere beliggende tagflader er afhængig<br />
af v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g og højdeforskellen h mellem de to tagflader, som betragtes, jf. figur A.11. På<br />
figur A.12 - A.14 er angivet udstrækn<strong>in</strong>g og placer<strong>in</strong>g af snedriver på bygn<strong>in</strong>gens tagflader,<br />
iht. til de v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>ger, som forårsager drivedannelsen.<br />
Figur A.12: Placer<strong>in</strong>g og udstrækn<strong>in</strong>g af snedrive ved v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g fra vest<br />
Figur A.13: Placer<strong>in</strong>g og udstrækn<strong>in</strong>g af snedrive ved v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g fra nord<br />
19
Figur A.14: Placer<strong>in</strong>g og udstrækn<strong>in</strong>g af snedrive ved v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g fra øst<br />
BILAG A. LASTANALYSE<br />
Formfaktoren for snelast forårsaget af nedskridn<strong>in</strong>g cn sættes lig 0 for bygn<strong>in</strong>ger, hvor taghældn<strong>in</strong>gen<br />
på det højere beliggende tag opfylder, at α ≤ 15 ◦ [DS 410, 1998, Afsnit 7.3.4<br />
(3)P]. Formfaktoren for sneophobn<strong>in</strong>g cs beregnes vha. formel A.15.<br />
[DS 410, 1998, Afsnit 7.3.3 (3)P]<br />
hvor<br />
cs =<br />
γ · h<br />
, hvor cs ≤ 1,2 (A.15)<br />
sk<br />
γ er sneens specifikke tyngde [kN/m3 ]<br />
er højdeforskellen mellem det lavere beliggende tag til det højere beliggende tag<br />
h<br />
[m]<br />
sk er sneens karakteristiske terrænværdi, tidligere bestemt til 0,9 [kN/m 2 ]<br />
I det efterfølgende bestemmes formfaktoren for sneophobn<strong>in</strong>g cs fra lævirkn<strong>in</strong>g fra tårnet<br />
mod tagfladerne i 6 etages højde. I dette tilfælde er højdeforskellen mellem de to tagflader h<br />
lig 6,75m og sneens specifikke tyngde γ sættes til 2kN/m 3 [DS 410, 1998, Afsnit 7.3.3 (3)].<br />
Herved f<strong>in</strong>des ved <strong>in</strong>dsættelse i formel A.13, at<br />
20<br />
cs =<br />
2 · 6,75<br />
0,9 = 15 ≥ 1,2 ⇒ cs = 1,2
A.4. SNELAST<br />
Dette resultat samt de øvrige bestemmelser af formfaktorer for sneophobn<strong>in</strong>g på bygn<strong>in</strong>gen<br />
ses angivet i tabel A.13.<br />
Højdeforskel h Formfaktor for<br />
[m] sneophobn<strong>in</strong>g cs<br />
[-]<br />
Lævirkn<strong>in</strong>g fra tårn mod<br />
tagfladerne i 6 etages højde<br />
Lævirkn<strong>in</strong>g fra tårn mod taghave<br />
6,75 1,2<br />
(tagflade i 3 etages højde)<br />
Lævirkn<strong>in</strong>g fra bygn<strong>in</strong>ger i 6 etage mod taghave<br />
16,77 1,2<br />
(tagflade i 3 etages højde) 10,02 1,2<br />
Tabel A.13: Formfaktor for sneophobn<strong>in</strong>g cs<br />
Som det fremgår af tabellen er formfaktoren for sneophobn<strong>in</strong>g i alle tilfælde lig 1,2, hvilket<br />
skyldes den store højdeforskel mellem samtlige tagflader.<br />
A.4.2 Snelast på tårn<br />
Snelasten på tårnet beregnes efter lastarrangementerne, som er vist på figur A.15, hvor det<br />
mest ugunstige lastarrangement benyttes.<br />
Figur A.15: Formfaktor for snelast på tårnets tagflade [DS 410, 1998, Figur V 7.3.1.2 ]<br />
21
BILAG A. LASTANALYSE<br />
Sneen er ikke forh<strong>in</strong>dret i nedskridn<strong>in</strong>g og α1 = α2 = 1,4 ◦ . Snelasten beregnes i hvert enkelt<br />
lastarrangement ud fra formel A.12.<br />
Lastarrangement (i)<br />
Lastarrangement (ii)<br />
Lastarrangement (iii)<br />
Lastarrangement (iv)<br />
s (i,c2) = s (i,c1) = 0,8 · 1 · 1 · 0,9 = 0,72kN/m 2<br />
s (ii) = 0,5 · 0,8 · 1 · 1 · 0,9 = 0,36kN/m 2<br />
s (iii,c1) = s (iii,c2) = s (i,c2) = 0,72kN/m 2<br />
s (iv) = s (ii) = 0,36kN/m 2<br />
For snelasten på tårnets tagflade vurderes det, at lastarrangement (i) = (iii), dvs. når sneen<br />
er jævnt fordelt over hele taget, er mest ugunstig. Denne vurder<strong>in</strong>g forklares med, at lastarrangementet<br />
giver den største momentpåvirkn<strong>in</strong>g på tagkonstruktionen.<br />
A.4.3 Snelast på tagflader i 5. etages højde<br />
Tagfladerne i 5. etages højde opføres efter de samme pr<strong>in</strong>cipper som tagfladen på tårnet, og<br />
undersøges derfor efter samme lastarrangementer, som tårnet i afsnit A.4.2, men samtidigt<br />
tages hensyn til dannelse af snedriver på grund af lævirkn<strong>in</strong>g. I de tilfælde, hvor der ikke er<br />
fare for drivedannelse på tagfladerne i 5. etages højde, anvendes snelasten beregnet for hvert<br />
enkelt lastarrangement i afsnit A.4.2.<br />
På de tagflader, hvor der pga. v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>gen opstår fare for drivedannelse, undersøges ligeledes<br />
de tidligere nævnte lastarrangementer, dog med et yderligt lastbidrag i form af en<br />
trekantformet snefordel<strong>in</strong>g (snedrive). Det trekantformede lastbidrag afgrænses af længden<br />
af snedriven ls = 13,5m og er vist på figur A.12 og A.13 afhængig af v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g.<br />
Når der tages højde for drivedannelse, f<strong>in</strong>des der for lastarrangement (i) = (iii) ét tilfælde,<br />
hvor snedrive og jævnt fordelt snelast virker samtidigt. For lastarrangement (ii) = (iv) f<strong>in</strong>des<br />
to tilfælde af snelast. Et hvor den jævnt fordelte last og driven virker på samme halvdel og<br />
det andet tilfælde, hvor der kun virker last fra snedriven.<br />
Snelasten s i lastarrangement (i) = (iii) bestemmes ved først at beregne den maksimale værdi<br />
af snelasten, dvs. hvor både den jævnt fordelte last og driven medtages (c1 + cs), og derefter<br />
den m<strong>in</strong>imale værdi svarende til blot den jævnt fordelte last (c1). Formfaktorerne ses i tabel<br />
A.12 og A.13.<br />
22<br />
smax = (0,8 + 1,2) · 1 · 1 · 0,9 = 1,8kN/m 2<br />
sm<strong>in</strong> = 0,8 · 1 · 1 · 0,9 = 0,72kN/m 2
A.5. VANDRET MASSELAST<br />
I lastarrangement (ii) = (iv) udregnes snelasten for den jævnt fordelte last og driven seperat.<br />
Formfaktorerne er ligeledes fundet i tabel A.12 og A.13.<br />
s (ii) = 0,5 · 0,8 · 1 · 1 · 0,9 = 0,36kN/m 2<br />
sdrive,max = 1,2 · 1 · 1 · 0,9 = 1,08kN/m 2<br />
sdrive,m<strong>in</strong> = 0kN/m 2<br />
For snelasten på tagfladerne i 5. etages højde vurderes det, at lastarrangement (i) = (iii) er<br />
farligst, da dette giver det største moment. Udstrækn<strong>in</strong>gen og placer<strong>in</strong>gen af snedriverne ses<br />
på figur A.12 og A.13 afhængig af v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g.<br />
A.4.4 Snelast på taghave<br />
Snelasten på taghaven beregnes efter de samme lastarrangementer som vist på figur A.15,<br />
hvor det mest ugunstige lastarrangement benyttes. I modsætn<strong>in</strong>g til de to forrige etager, hvor<br />
tagfladerne udføres med en hældn<strong>in</strong>g på 1,4 ◦ , er taghældn<strong>in</strong>gen på taghaven α1 = α2 = 0 ◦ .<br />
Udover taghældn<strong>in</strong>gen er den eneste forskel på situationerne, at drivedannelse optræder ved<br />
flere v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>ger end tidligere, og længden af snedriven forøges til ls = 15m. Derfor er de<br />
karakteristiske værdier af snelasten, der er fundet i afsnit A.4.3, også gældende for snelasten<br />
på taghaven. Udstrækn<strong>in</strong>gen og placer<strong>in</strong>gen af snedriverne ses på figur A.12 - A.14 afhængig<br />
af v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g.<br />
Derfor medtages kun ét tilfælde af snelast, hvor sneen regnes jævnt fordelt på alle tagfladerne,<br />
og der tages hensyn til drivedannelse iht. v<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g på både tagflader i 5. etages højde og<br />
taghaven.<br />
A.5 Vandret masselast<br />
Den vandrette masselast udgør 1,5% af den regn<strong>in</strong>gsmæssige værdi af den lodrette last,<br />
som den hidrører fra og bestemmes senere under selve dimensioner<strong>in</strong>gen. Det forventes,<br />
at den bliver den dimensionsgivende vandrette last, da <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> er en meget tung<br />
bygn<strong>in</strong>g.<br />
23
24<br />
BILAG A. LASTANALYSE
Bilag B<br />
Lastnedfør<strong>in</strong>g<br />
I dette bilag foretages en statisk analyse af fordel<strong>in</strong>gen af den vandrette last på de stabiliserende<br />
vægge og kerner, og både de lodrette og vandrette laster føres ned til fundamenterne.<br />
Afslutn<strong>in</strong>gsvis angives lasterne, der påvirker fundamenterne. Dette er i henhold til den statiske<br />
dokumentation angivet i BR95 bilag 6.<br />
Beregn<strong>in</strong>gerne baseres på to modeller af bygn<strong>in</strong>gen, som ses på figur B.1. En for stue- til<br />
2. etage og en for 3. til 7. etage. Dette begrundes med, at de stabiliserende vægge ændres<br />
fra 2. til 3. etage, og dermed også forskydn<strong>in</strong>gscenteret fc. De stabiliserende kerner er alle<br />
gennemgående fra stueetagen, idet deres udformn<strong>in</strong>g er simplificeret. Dog er det kun kerne<br />
K1, der fortsætter op til 7. etage, hvorimod de resterende kerner er gennemgående til 5.<br />
etage.<br />
Figur B.1: Statiske modeller<br />
25
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
Der afgrænses til kun at føre de lodrette og vandrette laster på kerne K1 ned til fundamenterne.<br />
Inden den statiske analyse foretages, beregnes den maksimale vandrette last på<br />
den udvalgte del af <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> og de lodrette laster på kerne K1.<br />
B.1 Vandret last<br />
Den maksimale vandrette last bestemmes i det følgende som den største af v<strong>in</strong>dlasten og<br />
den vandrette masselast, da disse ikke må virke samtidig.<br />
B.1.1 V<strong>in</strong>dlast<br />
V<strong>in</strong>dlasten beregnes iht. bilag A, og den maksimale v<strong>in</strong>dlast omregnet til en punktlast forekommer,<br />
når det blæser fra syd eller nord, idet arealet v<strong>in</strong>den påvirker er størst her. Endvidere<br />
giver det også den største belastn<strong>in</strong>g på de stabiliserende kerner, når det blæser herfra,<br />
da det ved en vurder<strong>in</strong>g af stivhederne på de stabiliserende vægge og kerner ud fra figur B.1,<br />
konkluderes, at stivheden er m<strong>in</strong>dst for optagelse af vandret last fra syd eller nord. Dette<br />
er grundet de stabiliserende vægge V 1, V 2 og V 3, der besidder en stor stivhed i forhold<br />
til kernerne. Derfor vælges det, at beregne den maksimale v<strong>in</strong>dlast, når det blæser fra syd,<br />
hvilket ydermere er ud fra en antagelse om, at alle vægge skal opføres med samme tykkelse<br />
på 180mm.<br />
V<strong>in</strong>dlasten udregnes først som tre punktlaster virkende på hhv. stueetagen til 2.etage, 3. til<br />
5. etage og 6. til 7. etage. Der skelnes mellem 3. til 5. etage og 6. til 7. etage pga. forskellige<br />
arealer. Disse tre punktlaster omregnes efterfølgende til en punktlast, og denne sammenlignes<br />
med den vandrette masselast.<br />
I tabel B.1 ses parametrene til beregn<strong>in</strong>g af den kvasistatiske regn<strong>in</strong>gsmæssige v<strong>in</strong>dlast Fw,<br />
idet der benyttes en partialkoefficient γ = 1,5, og Fw udregnes.<br />
Etage Areal [m 2 ] qmax(z) [kN] cd [-] c [-] γ [-] Fw [kN]<br />
Stue. til 2. 1141 0,922 0,9 1 1,5 1420<br />
3. til 5. 986 0,922 0,9 1 1,5 1228<br />
6. til 7. 102 0,922 0,9 1 1,5 126<br />
Stue. til 7. 2774<br />
B.1.2 Vandret masselast<br />
Tabel B.1: Regn<strong>in</strong>gsmæssig v<strong>in</strong>dlast<br />
Den vandrette masselast beregnes som 1,5% af de regn<strong>in</strong>gsmæssige lodrette laster og angriber<br />
i disses tyngdepunkter [DS 410, 1998]. De lodrette laster, der danner basis for beregn<strong>in</strong>gen<br />
af den vandrette masselast, er sne-, nytte- og egenlast. Disse bestemmes iht. bilag A,<br />
dog foretages enkelte forsimpl<strong>in</strong>ger i forhold til det respektive bilag, hvor førnævnte laster<br />
bestemmes.<br />
26
B.1. VANDRET LAST<br />
Snelast<br />
Situationen, som giver den største lodrette snelast, er, når v<strong>in</strong>den blæser fra nord, jf. bilag<br />
A. Den trekantformede snedrive omregnes til en jævnt fordelt fladelast.<br />
Af tabel B.2 fremgår de på bygn<strong>in</strong>gen virkende snelaster, arealerne de påvirker og den resulterende<br />
lodrette last.<br />
Nyttelast<br />
Areal [m 2 ] Snelast [kN/m 2 ] Lodret last [kN]<br />
3880 0,72 2794<br />
1207,5 0,54 652<br />
Sum 3446<br />
Tabel B.2: Bestemmelse af den lodrette last fra snelasten<br />
Nyttelasten udregnes i tabel B.3, hvor der benyttes to forskellige fladelaster for hhv. biografsalene<br />
og de resterende arealer på 4,0kN/m 2 og 3,0kN/m 2 . Det vurderes, at nyttelasten i<br />
stueetagen går direkte i fundamentet, og derfor giver den ikke anledn<strong>in</strong>g til en vandret masselast.<br />
Egenlast<br />
Etage Areal [m 2 ] Nyttelast [kN/m 2 ] Lodret last [kN]<br />
7. 294 3 882<br />
6. 294 3 882<br />
5. 2030 3 6090<br />
4. 2030 3 6090<br />
3. 3880 3 11640<br />
2. 1999 3 5997<br />
1. 1999 3 5997<br />
Biograf 1685 4 6740<br />
Sum 46003<br />
Tabel B.3: Bestemmelse af den lodrette last fra nyttelasten<br />
Egenlasten af bygn<strong>in</strong>gen opdeles i laster fra facaden, etageadskillelser, tagkonstruktionen<br />
og bærende <strong>in</strong>dervægge. Facaden antages udelukkende at være teglfacade, hvilket er på den<br />
sikre side, da denne facade vejer mere end alum<strong>in</strong>iumsfacaden. Af det totale facadeareal på<br />
7111m 2 udgør v<strong>in</strong>duer og døråbn<strong>in</strong>ger 20%, jf. bilag A. Af de bærende <strong>in</strong>dervægge regnes<br />
kun med biografvæggene og de stabiliserende vægge i kernerne. I tabel B.4 - B.7 bestemmes<br />
egenlasten.<br />
27
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
Bygn<strong>in</strong>gsdel Areal [m 2 ] Egenlast [kN/m 2 ] Lodret last [kN]<br />
Facade 5689 6,9 39254<br />
V<strong>in</strong>due 1422 0,25 356<br />
Sum 39610<br />
Tabel B.4: Bestemmelse af den lodrette egenlast fra facaden<br />
Etage Areal [m 2 ] Egenlast [kN/m 2 ] Lodret last [kN]<br />
7. 294 6,1 1793<br />
6. 294 6,1 1793<br />
5. 2030 6,1 12383<br />
4. 2030 6,1 12383<br />
3. 3880 6,1 23668<br />
2. 1999 6,1 12194<br />
1. 3684 6,1 22472<br />
Sum 86687<br />
Tabel B.5: Bestemmelse af den lodrette egenlast fra etageadskillelser<br />
Areal [m 2 ] Egenlast [kN/m 2 ] Lodret last [kN]<br />
3880 3,4 13192<br />
Tabel B.6: Bestemmelse af den lodrette egenlast fra tagkonstruktionen<br />
Areal [m 2 ] Egenlast [kN/m 2 ] Lodret last [kN]<br />
1873 4,7 8803<br />
Tabel B.7: Bestemmelse af den lodrette egenlast fra de bærende <strong>in</strong>dervægge<br />
Ud fra tabel B.4 til B.7 f<strong>in</strong>des den totale egenlast af bygn<strong>in</strong>gen til 148292kN.<br />
Lastkomb<strong>in</strong>ation<br />
Den lodrette last stammende fra sne-, nytte og egenlasten gøres regn<strong>in</strong>gsmæssig ved brug af<br />
lastkomb<strong>in</strong>ation 2.3, idet egenlasten er væsentlig større end sne- og nyttelasten tilsammen. I<br />
denne lastkomb<strong>in</strong>ation adderes de 0,25 · Gk fri last, idet denne betragtes som bunden, til de<br />
0,9 · Gk og betragtes som en samlet last på 1,15 · Gk. Dermed bliver den regn<strong>in</strong>gsmæssige<br />
lodrette last<br />
1,15 · Gk + 1 · N + 0,5 · S = 1,15 · 148929 + 1 · 46003 + 0,5 · 3446 = 218994kN<br />
Den vandrette masselast bestemmes til 3300kN, hvilket er større end v<strong>in</strong>dlasten på bygn<strong>in</strong>gen,<br />
som er 2774kN, jf. tabel B.1. Dvs. den vandrette masselast er den dimensionsgivende<br />
vandrette last.<br />
28
B.1. VANDRET LAST<br />
Den vandrette masselast deles ud på de i tabel B.8 angivne etager, idet denne opdel<strong>in</strong>g<br />
hænger sammen med de lodrette lasters angrebspunkt.<br />
Etage Vandret masselast [kN]<br />
7.-6. 155<br />
5.-4 1005<br />
3. 813<br />
2.-1. 1326<br />
Tabel B.8: Fordel<strong>in</strong>g af den vandrette masselast på etager<br />
Det ønskes dog istedet pga. de stabiliserende vægge og dermed forskydn<strong>in</strong>gscenteret at<br />
fordele den vandrette masselast som to punktlaster på hhv. stue- til 2. etage og 3. til 7.<br />
etage. På figur B.2 illustreres lastsituationen, hvor den vandrette masselast virker fra syd.<br />
Figur B.2: Vandret masselast fra syd, alle mål i meter<br />
Der opstilles to momentligevægter om punkt O for at f<strong>in</strong>de angrebspunktet for den ækvivalente<br />
punktlast, der virker på 3. til 7. etage. Momentligevægten, der benyttes for at f<strong>in</strong>de den<br />
vandrette afstand x fra O til denne punktlast, beregnes.<br />
155 · 7,5 + 1005 · 48,4 + 813 · 48,4 = (155 + 1005 + 813) · x<br />
x = 45,2m<br />
29
På figur B.3 ses den ækvivalente lastmodel.<br />
Figur B.3: Vandret masselast fra syd, alle mål i meter<br />
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
Ligeledes omregnes den vandrette masselast til to punktlaster, når den virker fra øst. Dette illustreres<br />
på figur B.4, og i tabel B.9 ses størrelserne af punktlasterne samt deres koord<strong>in</strong>ater,<br />
når den vandrette masselast virker fra syd eller øst.<br />
Figur B.4: Vandret masselast fra øst, alle mål i meter<br />
Vandret masselast fra syd Vandret masselast fra øst<br />
Etage Last [kN] x [m] y [m] Last [kN] x [m] y [m]<br />
Stue. -2. 1326 45,2 8,4 1326 19,7 8,4<br />
3. - 7. 1973 48,4 17,0 1973 20,4 17,0<br />
B.2 Fordel<strong>in</strong>g af vandret last<br />
Tabel B.9: Punktlaster med tilhørende angrebspunkt<br />
Ved fordel<strong>in</strong>gen af den vandrette masselast på de stabiliserende vægge og kerner ønskes<br />
det at komme frem til en reaktionsfordel<strong>in</strong>g, der er i ligevægt med de ydre kræfter. Til<br />
30
B.2. FORDELING AF VANDRET LAST<br />
dette benyttes en metode, der fordeler lasterne efter de stabiliserende konstruktioners relative<br />
stivheder betegnet α, og hvori det forudsættes, at dækskiverne er uendelig stive, hvilket<br />
realiseres ved randarmer<strong>in</strong>g. Desuden forudsættes det, at de stabiliserende vægge deformerer<br />
proportionalt med den vandrette last, og derved tager metoden hensyn til forskydn<strong>in</strong>gsdeformationer.<br />
[Jensen, 1991]<br />
De relative stivheder afhænger af, om den pågældende væg også er bærende, om den hænger<br />
sammen med en eller flere bærende vægge samt forholdet mellem længden og højden af<br />
væggen i anden potens. Dette illustreres på figur B.5.<br />
Figur B.5: α-værdier<br />
På figur B.6 - B.9 ses de stabiliserende vægge i kerne K1, K2, K3 og K4. Kernernes placer<strong>in</strong>g<br />
ses på figur B.1.<br />
Figur B.6: Kerne 1<br />
31
Figur B.7: Kerne 2<br />
Figur B.8: Kerne 3<br />
Figur B.9: Kerne 4<br />
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
Den relative stivhed for væg nr. K1,1 i kerne K1 fra stue- til 2. etage beregnes, idet denne<br />
er 3,2m lang og 11,8m høj samt bærende.<br />
α = 2 · l2 3,22<br />
= 2 · = 0,147<br />
h2 11,82 Det antages, at kun nord-syd væggene virker stabiliserende mod vandret last fra nord og<br />
syd, og at øst-vest væggene ligeledes kun stabiliserer mod vandret last fra øst og vest.<br />
32
B.2. FORDELING AF VANDRET LAST<br />
I tabel B.10 ses længden og højden af alle nord-syd stabiliserende vægge samt deres relative<br />
stivhed, og i tabel B.11 ses ligeledes værdierne for de øst-vest stabiliserende vægge.<br />
Stue- 2. etage 3. - 7. etage<br />
Væg nr. l [m] h [m] αi [-] l [m] h [m] αi [-]<br />
K1,1 3,2 11,8 0,147 3,2 17,0 0,071<br />
K1,2 9,3 11,8 1,244 9,3 17,0 0,599<br />
K1,3 2,4 11,8 0,081 2,4 17,0 0,039<br />
K1,4 4,3 11,8 0,269 4,3 17,0 0,130<br />
K1,5 5,0 11,8 0,354 5,0 17,0 0,171<br />
K2,1 5,1 11,8 0,276 5,1 10,2 0,369<br />
K2,2 3,0 11,8 0,063 3,0 10,2 0,085<br />
K3,1 5,4 11,8 0,420 5,4 10,2 0,563<br />
K3,2 5,5 11,8 0,435 5,5 10,2 0,582<br />
K4,1 4,3 11,8 0,133 4,3 10,2 0,178<br />
K4,2 4,8 11,8 0,169 4,8 10,2 0,226<br />
Sum 3,591 3,013<br />
Tabel B.10: α-værdier for nord-syd stabiliserende vægge<br />
Stue- 2. etage 3. - 7. etage<br />
Væg nr. l [m] h [m] α j [-] l [m] h [m] α j [-]<br />
K1,6 5,2 11,8 0,390 5,2 17,0 0,188<br />
K1,7 1,0 11,8 0,010 1,0 17,0 0,005<br />
K1,8 2,2 11,8 0,072 2,2 17,0 0,035<br />
K1,9 6,8 11,8 0,503 6,8 17,0 0,242<br />
K2,3 4,1 11,8 0,243 4,1 10,2 0,325<br />
K2,4 3,5 11,8 0,087 3,5 10,2 0,116<br />
K3,3 1,7 11,8 0,020 1,7 10,2 0,027<br />
K4,3 1,7 11,8 0,040 1,7 10,2 0,054<br />
K4,4 2,3 11,8 0,037 2,3 10,2 0,049<br />
V1 96,2 11,8 67,157<br />
V2 14,3 10,2 1,965<br />
V3 14,3 10,2 1,965<br />
Sum 68,557 4,971<br />
Tabel B.11: α-værdier for øst-vest stabiliserende vægge<br />
33
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
Der <strong>in</strong>dlægges koord<strong>in</strong>atsystemer på de statiske modeller, hvilket ses på figur B.10.<br />
Figur B.10: De statiske modeller med <strong>in</strong>dlagt koord<strong>in</strong>atsystem<br />
De <strong>in</strong>dlagte koord<strong>in</strong>atsystemer benyttes til beregn<strong>in</strong>g af forskydn<strong>in</strong>gscenteret fc, den relative<br />
vridn<strong>in</strong>gsstivhed Iw og det vridende moment om fc for hhv. stue- til 2. etage og 3. til 7. etage.<br />
Forskydn<strong>in</strong>gscenterets koord<strong>in</strong>ater (xo,yo) beregnes ud fra formel B.1.<br />
[Jensen, 1991]<br />
hvor<br />
xo =<br />
m<br />
∑<br />
j=1<br />
α j · x j<br />
m<br />
∑ α j<br />
j=1<br />
n<br />
∑ αi · yi<br />
i=1<br />
yo = n<br />
∑ αi<br />
i=1<br />
m er antal nord-syd stabiliserende vægge [-]<br />
yi er afstanden fra x-aksen til den i’te nord-syd stabiliserende væg [m]<br />
n er antal øst-vest stabiliserende vægge [-]<br />
x j er afstanden fra y-aksen til den j’te øst-vest stabiliserende væg [m]<br />
34<br />
(B.1)
B.2. FORDELING AF VANDRET LAST<br />
I tabel B.12 og B.13 ses afstandene fra x- og y-aksen til hhv. de nord-syd og øst-vest stabiliserende<br />
vægge samt produktet af disse afstande med de relative stivheder α.<br />
Stue- 2. etage 3. - 7. etage<br />
Væg nr. yi [m] αi · yi [m] yi [m] αi · yi [m]<br />
K1,1 87,1 12,810 87,1 6,172<br />
K1,2 81,9 101,829 81,9 49,061<br />
K1,3 87,1 7,086 87,1 3,414<br />
K1,4 84,8 22,826 84,8 10,998<br />
K1,5 81,9 28,992 81,9 13,968<br />
K2,1 50,7 13,976 50,7 18,704<br />
K2,2 45,2 2,862 45,2 3,830<br />
K3,1 25,6 10,762 25,6 14,403<br />
K3,2 22,7 9,868 22,7 13,206<br />
K4,1 3,0 0,394 3,0 0,528<br />
K4,2 0,1 0,015 0,1 0,020<br />
Sum 211,419 134,304<br />
Tabel B.12: Afstande fra x-aksen til de nord-syd stabiliserende vægge<br />
Stue- 2. etage 3. - 7. etage<br />
Væg nr. x j [m] α j · x j [m] x j [m] α j · x j [m]<br />
K1,6 33,2 12,937 33,2 6,233<br />
K1,7 34,9 0,354 34,9 0,171<br />
K1,8 37,3 2,688 37,3 1,295<br />
K1,9 39,3 19,725 39,3 9,503<br />
K2,3 36,4 8,825 36,4 11,810<br />
K2,4 39,3 3,404 39,3 4,556<br />
K3,3 33,8 0,684 33,8 0,916<br />
K4,3 33,8 1,352 33,8 1,809<br />
K4,4 39,3 1,433 39,3 1,918<br />
V1 0,1 6,044<br />
V2 0,1 0,177<br />
V3 0,1 0,177<br />
Sum 57,445 38,565<br />
Tabel B.13: Afstande fra y-aksen til de øst-vest stabiliserende vægge<br />
35
Forskydn<strong>in</strong>gscenteret fc for stue- til 2. etage beregnes vha. formel B.1.<br />
xo = 57,445<br />
= 0,8m<br />
68,557<br />
yo = 211,419<br />
3,591<br />
= 58,9m<br />
Den relative vridn<strong>in</strong>gsstivhed Iw udregnes vha. formel B.2.<br />
[Jensen, 1991]<br />
n<br />
Iw = ∑<br />
i=1<br />
αi · (yi − yo) 2 +<br />
m<br />
∑ α j · (xi − xo)<br />
j=1<br />
2<br />
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
I tabel B.14 ses de to forskydn<strong>in</strong>gscentre og de to relative vridn<strong>in</strong>gsstivheder.<br />
Etage xo [m] yo [m] Iw [m 2 ]<br />
Stue- 2. 0,8 58,9 5117,6<br />
3. - 7. 7,8 44,6 3838,7<br />
Tabel B.14: Forskydn<strong>in</strong>gscenter fc samt relativ vridn<strong>in</strong>gsstivhed Iw<br />
(B.2)<br />
På figur B.11 er de to forskydn<strong>in</strong>gscentres placer<strong>in</strong>g <strong>in</strong>dtegnet samt deres afstande til de<br />
angribende punktlaster. Punktlasterne vises, når de virker fra hhv. syd eller øst.<br />
36<br />
Figur B.11: Forskydn<strong>in</strong>gscentre fc, alle mål i meter og kræfter i kN
B.2. FORDELING AF VANDRET LAST<br />
De vridende momenter Mw beregnes ud fra formel B.3.<br />
[Jensen, 1991]<br />
hvor<br />
H er den vandrette punktlast [kN]<br />
z er afstanden fra fc til H [m]<br />
Mw = H · z (B.3)<br />
Det vridende moment Mw for last fra syd beregnes for stue- til 2. etage.<br />
Mw = H · z = 1326 · 10,5 = 13923kNm<br />
Størrelserne på de vridende momenter ses i tabel B.15.<br />
Last fra syd Last fra øst<br />
Etage H [kN] zy [m] Mw [kNm] H [kN] zx [m] Mw [kNm]<br />
Stue- 2. 1326 10,5 13923 1326 18,9 25061<br />
3. - 7. 1973 0,6 1184 1973 12,6 24860<br />
Tabel B.15: Vridende momenter Mw<br />
Det er nu muligt at beregne reaktionerne på hver væg, der består af et bidrag fra translation<br />
og et fra rotation. Reaktionerne beregnes ud fra formel B.4.<br />
[Jensen, 1991]<br />
Rxi = αi<br />
n<br />
∑ αi<br />
i=1<br />
Ry j = α j<br />
m<br />
∑ α j<br />
j=1<br />
· H ± Mw<br />
Iw<br />
· H ± Mw<br />
Iw<br />
Reaktionen på væg K1,1 fra stue- til 2. etage beregnes.<br />
· (yi − yo) · αi<br />
· (x j − xo) · α j<br />
RK1,1 = 0,147 13923<br />
· 1326 − · (87,1 − 58,9) · 0,147 = 43kN<br />
3,591 5117,6<br />
(B.4)<br />
37
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
I tabel B.16 ses reaktionerne på de nord-syd stabiliserende vægge, og i tabel B.17 ses<br />
ligeledes reaktionerne for de øst-vest stabiliserende vægge.<br />
Stue- til 2. etage 3. til 7. etage<br />
Væg nr. Rxi [kN] Rxi [kN]<br />
K1,1 43,0 47,4<br />
K1,2 381,4 399,5<br />
K1,3 23,8 26,2<br />
K1,4 80,5 86,6<br />
K1,5 108,6 113,7<br />
K2,1 108,0 242,6<br />
K2,2 25,8 55,6<br />
K3,1 193,3 365,4<br />
K3,2 203,2 377,1<br />
K4,1 69,2 114,2<br />
K4,2 89,2 144,7<br />
Sum 1326 1973<br />
Tabel B.16: Reaktioner på nord-syd stabiliserende vægge<br />
Stue- til 2. etage 3. til 7. etage<br />
Væg nr. Ryi [kN] Ryi [kN]<br />
K1,6 69,3 105,5<br />
K1,7 1,9 2,8<br />
K1,8 14,3 20,4<br />
K1,9 104,3 145,5<br />
K2,3 46,9 189,1<br />
K2,4 18,0 69,7<br />
K3,3 3,7 15,3<br />
K4,3 7,2 30,3<br />
K4,4 7,6 29,4<br />
V1 1052,9<br />
V2 682,5<br />
V3 682,5<br />
Sum 1326 1973<br />
Tabel B.17: Reaktioner på øst-vest stabiliserende vægge<br />
Det bemærkes, at der er overensstemmelse mellem summen af reaktionerne fundet i tabel<br />
B.16 og B.17 og punktlasterne fundet på figur B.3 og B.4.<br />
38
B.3. LODRET LAST PÅ KERNE 1<br />
B.3 Lodret last på kerne 1<br />
De lodrette laster i kerne K1,1 beregnes, og på figur B.12 ses hvilke vægge, der er bærende.<br />
Det forudsættes, at alle vægge har samme tykkelse på 0,18m.<br />
Figur B.12: Kerne 1<br />
Væghjørnerne vil påvirkes af en lodret forskydn<strong>in</strong>gskraft, idet den vandrette last fordeles<br />
efter de relative stivheder, der tager hensyn til væggenes sammenhæng med andre bærende<br />
vægge. Det forudsættes derfor, at væghjørnerne forb<strong>in</strong>des med forskydn<strong>in</strong>gsarmer<strong>in</strong>g, der<br />
kan udformes som på figur B.13.<br />
Figur B.13: Forskydn<strong>in</strong>gsarmer<strong>in</strong>g i væghjørner, [S.E.Beton A/S, 2004]<br />
Følgende beregnes de lodrette laster på de bærende vægge, hvorefter lasterne føres til fundamentet.<br />
De karakteriste laster er tidligere bestemt i bilag A.<br />
Her udregnes et eksempel på lodret lastnedfør<strong>in</strong>g for væg K1,1. Væggens placer<strong>in</strong>g betyder,<br />
at den modtager lodrette laster fra hver side af tagkonstruktionen og nytte- og egenlast fra<br />
en side af etagedækkene samt væggens egenvægt, jf. figur B.14.<br />
39
Figur B.14: Væggens lastpåvirkn<strong>in</strong>g<br />
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
Det bestemmes først hvor mange meter af tagkonstruktionen, der fører last ned gennem<br />
væggen. Dette gøres ved at opstille en statisk model, hvor der påføres en last på 1,0kN/m 2 ,<br />
jf. figur B.15<br />
Figur B.15: Statisk system for tagkonstruktion<br />
Den fundne reaktion på figur B.15 ganges på den regn<strong>in</strong>gsmæssige last. Egenvægten for<br />
tagkonstruktionen gøres regn<strong>in</strong>gsmæssig ved at gange med partialkoefficienten 1,15.<br />
Denne ganges med den fundne reaktion<br />
40<br />
Gd,tag = 1,15 · 3,4 = 3,91kN/m 2<br />
GK1,1 = 9,57 · 3,91 = 37,42kN/m
B.3. LODRET LAST PÅ KERNE 1<br />
Tagkontruktionen belastes tilsvarende af snelasten. Her f<strong>in</strong>des l<strong>in</strong>ielasten til<br />
Sd = 0,50 · 0,72 = 0,36kN/m 2<br />
SK1,1 = 9,57 · 0,36 = 3,45kN/m<br />
Egenlasten af etagedækkene og nyttelasten herpå bestemmes på tilsvarende måde som for<br />
tagkonstruktionen, og hertil benyttes figur B.16.<br />
Figur B.16: Statisk system for etagedæk<br />
Gd,dæk = 1,15 · 6,10 = 7,02kN/m 2<br />
GK1,1 = 4,58 · 7,02 = 32,13kN/m<br />
Nd = 1,00 · 3,00 = 3,00kN/m 2<br />
NK1,1 = 4,58 · 3,00 = 13,74kN/m<br />
Egenlasten fra de bærende <strong>in</strong>dervægge bestemmes til<br />
Gd,b.<strong>in</strong>der = 1,15 · 4,70 = 5,41kN/m 2<br />
Denne egenlast multipliceres med <strong>in</strong>dervæggens højde, hhv. 3,4m og 5,0m, for at f<strong>in</strong>de den<br />
påvirkende l<strong>in</strong>ielast.<br />
GK1,1 = 5,41 · 3,4 = 18,39kN/m for 3,4mh jvæg<br />
GK1,1 = 5,41 · 5,0 = 27,05kN/m for 5,0mh jvæg<br />
41
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
L<strong>in</strong>ielasten ved fundamentet f<strong>in</strong>des ved at summere lasterne. Dette ses i tabel B.18.<br />
Væg K1,1 Antal L<strong>in</strong>ielast Sum af l<strong>in</strong>ielast<br />
[-] [kN/m] [kN/m]<br />
Egenvægt af tagkonstruktion 1 37,42 37,42<br />
Egenvægt af etagedæk 7 32,13 224,90<br />
Egenvægt bærende <strong>in</strong>dervæg, 3,4m 7 18,38 128,64<br />
Egenvægt bærende <strong>in</strong>dervæg, 5,0m 1 27,03 27,03<br />
Sne på tagkonstruktion 1 3,45 3,45<br />
Nyttelast på etagedæk 7 13,74 96,18<br />
I alt 517,61<br />
Tabel B.18: Summer<strong>in</strong>g af l<strong>in</strong>ielaster på væg K1,1<br />
Væggen K1,1 er 3,2m lang, hvorved den samlede punktlast virkende på fundamentet, kan<br />
udregnes til<br />
PK1,1 = 3,2 · 517,61 = 1656kN<br />
De lodrette laster i kerne K1 udregnes på tilsvarende måde. Resultaterne fremgår af tabel<br />
B.19.<br />
B.4 Lastnedfør<strong>in</strong>g<br />
Væg nr. Længde Punktlast P<br />
[m] [kN]<br />
K1,1 3,20 1656<br />
K1,2 9,31 6578<br />
K1,3 2,38 1245<br />
K1,4 4,33 1896<br />
K1,5 4,97 2338<br />
K1,6 5,21 1653<br />
K1,7 2,24 530<br />
K1,8 2,24 377<br />
K1,9 6,83 1575<br />
Tabel B.19: Lodrette laster virkende på kerne K1<br />
Lasterne føres ned til fundamentets overkant og omregnes til spænd<strong>in</strong>ger vha. Naviers og<br />
Grashoffs formler, dvs. en elastisk spænd<strong>in</strong>gsomregn<strong>in</strong>g. Dette gøres for last fra syd og øst.<br />
Afslutn<strong>in</strong>gsvis angives punktlasterne, der påvirker fundamentet. På figur B.17 ses lastsituationen<br />
for væg K1,1.<br />
42
B.4. LASTNEDFØRING<br />
Figur B.17: Lastsituation for væg K1,1, alle mål i meter<br />
Momentet beregnes ved at flytte de vandrette kræfter ned til fundamentsoverkant.<br />
47 · 17,0 + 43 · 8,4 = 1167kNm<br />
Inertimomentet for væg K1,1 beregnes ud fra antagelsen om, at <strong>in</strong>gen vægge er sammenhængende<br />
med andre vægge.<br />
1<br />
12 · 3,2 · 0,183 = 0,49m 4<br />
I tabel B.20 ses både momenterne og <strong>in</strong>ertimomenterne for de stabiliserende vægge i kerne<br />
K1.<br />
Væg nr. Moment [kNm] I [m 4 ]<br />
K1,1 1167 0,49<br />
K1,2 10074 12,08<br />
K1,3 645 0,20<br />
K1,4 2156 1,22<br />
K1,5 2868 1,84<br />
K1,6 2255 2,12<br />
K1,7 60 0,01<br />
K1,8 447 0,17<br />
K1,9 3222 4,78<br />
Tabel B.20: Momenter og <strong>in</strong>ertimomenter for kerne 1<br />
43
På figur B.18 <strong>in</strong>dlægges et lokalt koord<strong>in</strong>atsystem for væg K1,1.<br />
Figur B.18: Væg K1,1 med lokalt koord<strong>in</strong>atsystem<br />
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
Normalspænd<strong>in</strong>gerne for væg K1,1 i ende E1 beregnes vha. Naviers formel og figur B.18.<br />
N M 1656 1167<br />
+ · x = + · 1,6 = 6672kN/m2<br />
A I 0,58 0,49<br />
På samme måde udregnes de øvrige normalspænd<strong>in</strong>ger, og på figur B.19 ses normalspænd<strong>in</strong>gerne<br />
for kerne K1 med vandret påvirkn<strong>in</strong>g fra syd, og på figur B.20 ses normalspænd<strong>in</strong>gerne for<br />
vandret påvirkn<strong>in</strong>g fra øst.<br />
44<br />
Figur B.19: Normalspænd<strong>in</strong>ger i kerne K1 med vandret last fra syd, spænd<strong>in</strong>ger i kN/m 2
B.4. LASTNEDFØRING<br />
Figur B.20: Normalspænd<strong>in</strong>ger i kerne K1 med vandret last fra øst, spænd<strong>in</strong>ger i kN/m 2<br />
Da fundamentssaml<strong>in</strong>gerne ikke udformes så de kan optage træk, kan trækspænd<strong>in</strong>gerne<br />
ikke tages i regn<strong>in</strong>g. Derfor ses bort fra disse, og trykspænd<strong>in</strong>gerne tilnærmes med en plastisk<br />
fordel<strong>in</strong>g istedet. Dette gøres ved at f<strong>in</strong>de den effektive længde, der er trykpåvirket. Den<br />
effektive længde lc beregnes ud fra excentriciten e, der bestemmes vha. formel B.5.<br />
hvor<br />
e = M<br />
P<br />
M er momentet forårssaget af den vandrette kraft<br />
P er den lodrette punktlast på væggen<br />
Den effektive længde lc beregnes herefter ud fra formel B.6.<br />
(B.5)<br />
lc = l − 2 · e (B.6)<br />
Spænd<strong>in</strong>gsomregn<strong>in</strong>gen foretages for alle de stabiliserende vægge i kerne K1 på nær væg<br />
K1,2 og K1,7, idet der ikke forekommer trækspænd<strong>in</strong>ger i disse. Den effektive længde lc<br />
beregnes for væg K1,1, og ud fra denne beregnes den plastiske spænd<strong>in</strong>g.<br />
45
e = 1167<br />
= 0,7m<br />
1656<br />
lc = 3,2 − 2 · 0,7 = 1,8m<br />
σpl = P<br />
lc ·t<br />
1656<br />
= = 5137kN/m2<br />
1,8 · 0,18<br />
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
I tabel B.21 ses de effektive længder lc og plastiske normalspænd<strong>in</strong>ger σpl for kerne K1<br />
samt <strong>in</strong>dgangsværdierne til bestemmelse af disse.<br />
Væg nr. H [m] M [kNm] P [kN] e [m] lc [m] σpl [kN/m 2 ]<br />
K1,1 90 1167 1656 0,7 1,8 5137<br />
K1,2 781 9996 6583<br />
K1,3 50 645 1247 0,5 1,3 5151<br />
K1,4 167 2149 1895 1,1 2,1 5105<br />
K1,5 222 2846 2339 1,2 2,5 5133<br />
K1,6 175 2375 1653 1,4 2,3 3931<br />
K1,7 5 63 530<br />
K1,8 35 467 377 1,2 -0,2 -8931<br />
K1,9 250 3349 1575 2,1 2,6 3394<br />
Tabel B.21: Effektive længder og plastiske spænd<strong>in</strong>ger for kerne K1<br />
Det bemærkes, at der i væg K1,8 f<strong>in</strong>des en negativ effektiv længde lc og dermed en negativ<br />
plastisk spænd<strong>in</strong>g σpl, dvs. at der <strong>in</strong>gen trykspændn<strong>in</strong>g er på væggen, og den vil vælte. Dette<br />
skyldes, at væggen påvirkes af en lille lodret belastn<strong>in</strong>g i forhold til den vandrette last. For<br />
at modvirke dette, skal væggen forankres.<br />
De plastiske spænd<strong>in</strong>ger ses på figur B.21 og B.22 for vandret last fra hhv. syd og øst.<br />
46<br />
Figur B.21: Plastiske trykspænd<strong>in</strong>ger i kerne 1 med vandret last fra syd, spænd<strong>in</strong>ger i kN/m 2
B.4. LASTNEDFØRING<br />
Figur B.22: Plastiske spænd<strong>in</strong>ger i kerne K1 med vandret last fra øst, spænd<strong>in</strong>ger i kN/m 2<br />
Forskydn<strong>in</strong>gsspænd<strong>in</strong>gerne beregnes ligeledes for kerne K1. Dette gøres ved at opstille<br />
en vandret ligevægt, og på figur B.23 ses den statiske model for væg K1,1, hvorudfra<br />
ligevægten for denne væg opstilles.<br />
Figur B.23: Statisk model for væg k1,1 mht. vandret ligevægt<br />
47 + 43 = τ · 1,8 · 0,18<br />
τ = 280kN/m 2<br />
Forskydn<strong>in</strong>gsspænd<strong>in</strong>gerne for de resterende vægge i kerne K1 beregnes på lignende vis, og<br />
resultaterne for last fra hhv. syd og øst ses på figur B.24 og B.25.<br />
47
BILAG B. LASTNEDFØRING<br />
Figur B.24: Forskydn<strong>in</strong>gsspænd<strong>in</strong>ger i kerne k1,1 med vandret last fra syd, spænd<strong>in</strong>ger i kN/m 2<br />
Figur B.25: Forskydn<strong>in</strong>gsspænd<strong>in</strong>ger i kerne k1,1 med vandret last fra øst, spænd<strong>in</strong>ger i kN/m 2<br />
På figur B.26 ses hvilke laster, væg K1,1 afleverer til fundamentet. Den lodrette punktlast<br />
angriber Lc/2 fra kanten.<br />
48<br />
Figur B.26: Laster til fundament fra væg K1,1, mål i meter
Bilag C<br />
Stabiliserende vægelement<br />
I dette bilag dimensioneres væg K1,1 i den stabiliserende kerne i tårnet. Det betragtede<br />
vægfelts placer<strong>in</strong>g ses på figur C.1.<br />
Figur C.1: Det udvalgte vægelement<br />
49
BILAG C. STABILISERENDE VÆGELEMENT<br />
Der tages udgangspunkt i væggen i stueetagen, som er 4,74m høj, da denne optager den<br />
største lodrette belastn<strong>in</strong>g. Vægfeltet er excentrisk belastet, pga. opbygn<strong>in</strong>gen med dækelementer<br />
virkende på den ene side af væggen. Væggen forudsættes udført af beton med en<br />
karakteristisk trykspænd<strong>in</strong>g fck på 25MPa. Udstrækn<strong>in</strong>gen af væggen er b = 3,2m og der<br />
tages udgangspunkt i, at væggen har tykkelsen h = 180mm.<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige normalkraft NSd på væggen bestemmes i bilag B.4 til 1656kN/m.<br />
C.1 Armeret, excentrisk belastet væg<br />
Det vælges at armere væggen med en længdearmer<strong>in</strong>g, som placeres i 2 rækker à 25 stk.<br />
Ø12 ribbestål i styrkeklasse B500 er tilstrækkeligt til at optage lasten på den 1,8m lange<br />
trykzone. Tilsvarende mængde armer<strong>in</strong>g skal placeres i den modsatte ende af væggen for<br />
lastsituationen, hvor denne bliver belastet.<br />
Armer<strong>in</strong>gen placeres i en dybde, hvor et foreskrevet dæklag på 10mm + tolerancetillæg for<br />
passiv miljøklasse er overholdt. Tolerancetillægget vælges til 5mm [DS 411, 1999]. Hertil<br />
lægges endnu 8mm så der er plads til en bøjlearmer<strong>in</strong>g. Der afgrænses fra at dimensionere<br />
denne bøjlearmer<strong>in</strong>g. Tværsnittet kan ses på figur C.2.<br />
Figur C.2: Tværsnit i væggen samt med tøjn<strong>in</strong>gs- og spænd<strong>in</strong>gsfordel<strong>in</strong>g i tværsnittet<br />
Til bestemmelse af væggens bæreevne vælges at benytte DS 411’s metode II, der regner<br />
med en udbøjn<strong>in</strong>g på den sikre side. Bestemmes udbøjn<strong>in</strong>gen ved denne metode, er det<br />
tilstrækkeligt at eftervise, at tværsnittets regn<strong>in</strong>gsmæssige momentbæreevne MRd er større<br />
end det regn<strong>in</strong>gsmæssige snitmoment MSd [DS 411, 1999].<br />
50
C.1. ARMERET, EXCENTRISK BELASTET VÆG<br />
Først bestemmes det regn<strong>in</strong>gsmæssige snitmoment MSd af formel C.1.<br />
[DS 411, 1999]<br />
hvor<br />
MS0d<br />
MSd = MS0d + NSd(e1 + e2) (C.1)<br />
er det største moment <strong>in</strong>denfor væggens midterste femtedel [kNm]<br />
er den regn<strong>in</strong>gsmæssige normalkraft [kN]<br />
NSd<br />
e1 er excentriciteten, der tager hensyn til udførelsesunøjagtigheder [mm]<br />
e2 er udbøjn<strong>in</strong>gen beregnet ved formel C.3 [mm]<br />
Ved fastlæggelse af excentriciteten e1 tages der hensyn til udførelsesunøjagtigheder, hvori<br />
der <strong>in</strong>dgår tre faktorer. Det drejer sig om hhv. etageadskillelsers vederlagsdybde e1,1, forsætn<strong>in</strong>g<br />
af elementer fra ovenstående etager e1,2 samt væggens forhåndsdeformation e1,3. Hver<br />
af disse excentriciteter bestemmes, og den resulterende excentricitet udregnes, som summen<br />
af disse.<br />
Det undersøges, hvor stor en excentricitet e1,1, vist på figur C.3, der skabes af et dækelement<br />
oplagt med m<strong>in</strong>imalt vederlag, da dette giver den største excentricitet. Den påkrævede vederlagsdybde<br />
for et dækelement er 55mm [Betonelement A/S, 2004]. Da dækelementerne,<br />
der påvirker væggen, har en længde på 9,1m skal der tages højde for en længdetolerance T<br />
på ±20mm [Betonelement A/S, 2004]. Herved sættes det totale vederlag c til 75mm.<br />
Figur C.3: Excentriciteter fra etageadskillelser og ovenliggende elementer<br />
Da der påregnes m<strong>in</strong>imalt vederlag, betragtes en trekantet trykfordel<strong>in</strong>g fra dækket. Resultanten<br />
N1 af dette tryk regnes at virke i vederlagsdybden am<strong>in</strong>, se figur C.3. Dybden kan<br />
bestemmes af formel C.2, der gælder for direkte oplagte etageadskillelser.<br />
51
[Jensen, 1991]<br />
hvor<br />
am<strong>in</strong> = 1<br />
3<br />
c er etagedækkets tilstræbte vederlag [mm]<br />
T er etagedækkets længdetolerance [mm]<br />
BILAG C. STABILISERENDE VÆGELEMENT<br />
1 (c − 2T ) (C.2)<br />
Vederlagsdybden am<strong>in</strong> udregnes, og excentriciteten e1,1 i forhold til væggens centerl<strong>in</strong>ie<br />
bestemmes.<br />
am<strong>in</strong> = 1 1<br />
3 · (75 − 2 · 20) = 21,7mm<br />
e1,1 = 90,0 − 21,7 = 68,3mm<br />
Normalkraftens excentricitet e1,2, som følge af forsætn<strong>in</strong>g af væggenes midterplaner fra etage<br />
til etage, kan sættes til 0,05·tykkelsen, dog m<strong>in</strong>dst 10mm [DS 411, 1999]. Tilfældet med<br />
forsætn<strong>in</strong>g af elementet ses også på figur C.3. Excentriciteten e1,2 bestemmes til<br />
<br />
e1,2 = max<br />
10<br />
0,05 · 180<br />
= 10mm<br />
Excentriciteten e1,3 er væggens afvigelse fra den plane form, dvs. forhåndsdeformationen,<br />
kan sættes til 1/500·fri søjlelængde, dog m<strong>in</strong>dst 5mm. Afvigelsen forudsættes at have samme<br />
form som væggens udbøjn<strong>in</strong>g ved kritisk last [DS 411, 1999].<br />
Den fri søjlelængde ls, der er afhængig af væggens understøtn<strong>in</strong>gsforhold, fastlægges til<br />
væggens fulde højde, dvs. ls = 4740mm, da væggen regnes simpelt understøttet i begge<br />
ender. Det statiske system er vist på figur C.4.<br />
52<br />
Figur C.4: Væggens understøtn<strong>in</strong>gsforhold og skønnede dimensioner
C.1. ARMERET, EXCENTRISK BELASTET VÆG<br />
Herefter bestemmes e1,3.<br />
<br />
e1,3 = max<br />
1<br />
500<br />
5<br />
= 9,5mm<br />
· 4740<br />
Der foretages en vægtn<strong>in</strong>g af excentriciteterne fra elementernes placer<strong>in</strong>g, da dækelementet<br />
over væggen og de ovenliggende elementer påvirker væggen med forskellige laster. Dækelementet<br />
bidrager med en normalkraft på N1 = 145kN, mens de ovenliggende elementer samlet<br />
bidrager med N2 = 1511kN, hvilket er beregnet ud fra bilag B.3. Normalkraftens resulterende<br />
excentricitet e1 bestemmes til<br />
e1 =<br />
68,3 · 145 + 10 · 1511<br />
145 + 1511<br />
+ 9,5 = 24,6mm<br />
Excentriciten e2 ved væggens midte kan efter DS 411 beregnes af formel C.3.<br />
[DS 411, 1999]<br />
hvor<br />
e2 = 1<br />
10 · εcu + εy<br />
· l<br />
d<br />
2 s<br />
εcu er betonens brudtøjn<strong>in</strong>g [-]<br />
εy er armer<strong>in</strong>gens tøjn<strong>in</strong>g ved begyndende flydn<strong>in</strong>g [-]<br />
d er tværsnittets effektive højde, jf. figur C.2 [mm]<br />
er væggens frie søjlelængde [mm]<br />
ls<br />
(C.3)<br />
Betonens brudtøjn<strong>in</strong>g sættes til εcu = 3,5 · 10 −3 [DS 411, 1999]. Armer<strong>in</strong>gens tøjn<strong>in</strong>g ved<br />
begyndende flydn<strong>in</strong>g εy er afhængig af armer<strong>in</strong>gens styrkeklasse og bestemmes af formel<br />
C.4.<br />
[DS 411, 1999]<br />
hvor<br />
fyk<br />
Esk<br />
εy = fyk<br />
Esk<br />
er armer<strong>in</strong>gens karakteristiske styrke [MPa]<br />
er armer<strong>in</strong>gens karakteristiske elasticitetsmodul [MPa]<br />
Tøjn<strong>in</strong>gen udregnes af formel C.4 til<br />
εy = 500<br />
= 2,50 · 10−3<br />
200000<br />
(C.4)<br />
53
Udbøjn<strong>in</strong>gen e2 bestemmes af formel C.3 til<br />
BILAG C. STABILISERENDE VÆGELEMENT<br />
e2 = 1 (3,5 + 2,50) · 10−3<br />
· · 4740<br />
10 151<br />
2 = 89,3mm<br />
Det største moment <strong>in</strong>denfor den midterste femtedel MS0d er forårsaget af den excentriske<br />
belastn<strong>in</strong>g fra de ovenstående elementer. Dette moment kan bestemmes ud fra momentkurven<br />
på figur C.5, der viser, at MS0d bestemmes i afstanden 3<br />
5 ls fra bunden.<br />
Momentet udregnes til<br />
Figur C.5: Opstalt og momentkurve for væggen<br />
MS0d = 3<br />
5 · NSd · e = 3<br />
5 · 1656 · 24,6 · 10−3 = 24kNm<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige normalkraft er NSd = 1656kN. Excentriciteterne e1 og e2 bestemmes<br />
til hhv. 24,6mm og 89,3mm.<br />
Det regn<strong>in</strong>gsæssige snitmoment udregnes af formel C.1 til<br />
MSd = 24 + 1656 · (24,6 + 89,3) · 10 −3 = 213kNm<br />
Til bestemmelse af tværsnittets momentbæreevne MRd opstilles en ækvivalensbet<strong>in</strong>gelse for<br />
projektion på x-aksen, jf. figur C.2. Her skal der være ækvivalens mellem de påførte snitkræfter<br />
og de viste spænd<strong>in</strong>gsresultanter.<br />
54
C.1. ARMERET, EXCENTRISK BELASTET VÆG<br />
For det opstillede tværsnit på figur C.2 skønnes, at tøjn<strong>in</strong>gerne i armer<strong>in</strong>gen og betonen<br />
overholder følgende forudsætn<strong>in</strong>ger, svarende til normaltarmeret brudtilstand.<br />
εy ≤ εs < εu<br />
−εyc < εsc < εy<br />
Ud fra figur C.2 opstilles ækvivalensbet<strong>in</strong>gelsen<br />
hvor<br />
εc < −εcu<br />
N = −Fc − Fsc + Fs<br />
N er den regn<strong>in</strong>gsmæssige normalkraft på væggen [N]<br />
Fc er resultanten af trykspænd<strong>in</strong>gerne i betonen [N]<br />
Fsc er resultanten af spænd<strong>in</strong>gerne i trykarmer<strong>in</strong>gen [N]<br />
er resultanten af spænd<strong>in</strong>gerne i trækarmer<strong>in</strong>gen [N]<br />
Fs<br />
Resultanten af trykspænd<strong>in</strong>gerne i betonen Fc bestemmes af formel C.6.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
hvor<br />
Fc = 0,8 · x · b · fcd<br />
b er væggens bredde [mm]<br />
x er null<strong>in</strong>iedybden [mm]<br />
er den regn<strong>in</strong>gsmæssige betontrykstyrke [MPa]<br />
fcd<br />
Resultanten af spænd<strong>in</strong>gerne i trækarmer<strong>in</strong>gen Fs bestemmes af formel C.7.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
hvor<br />
As<br />
σs<br />
Fs = As · σs<br />
er trækarmer<strong>in</strong>gens areal [mm2 ]<br />
er spænd<strong>in</strong>gen i trækarmer<strong>in</strong>gen [MPa]<br />
(C.5)<br />
(C.6)<br />
(C.7)<br />
Spænd<strong>in</strong>gen σs er afhængig af de stillede tøjn<strong>in</strong>gsforudsætn<strong>in</strong>ger. I dette tilfælde gælder<br />
formel C.8.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
hvor<br />
σs = fyd for εy ≤ εs < εu (C.8)<br />
55
fyd<br />
er armer<strong>in</strong>gens regn<strong>in</strong>gsmæssige flydespænd<strong>in</strong>g [MPa]<br />
BILAG C. STABILISERENDE VÆGELEMENT<br />
Resultanten af spænd<strong>in</strong>gerne i trykarmer<strong>in</strong>gen Fsc bestemmes af formel C.9.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
hvor<br />
Asc<br />
σsc<br />
Fsc = Asc · σsc<br />
er trykarmer<strong>in</strong>gens areal [mm2 ]<br />
er spænd<strong>in</strong>gen i trykarmer<strong>in</strong>gen [MPa]<br />
(C.9)<br />
Spænd<strong>in</strong>gen σsc er afhængig af de stillede tøjn<strong>in</strong>gsforudsætn<strong>in</strong>ger. I dette tilfælde gælder<br />
formel C.10.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
hvor<br />
Esd<br />
εs<br />
σsc = Esd · εsc for −εyc < εsc < εy (C.10)<br />
er armer<strong>in</strong>gens regn<strong>in</strong>gsmæssige elasticitetsmodul [MPa]<br />
er tøjn<strong>in</strong>gen i trækarmer<strong>in</strong>gen [MPa]<br />
Tryktøjn<strong>in</strong>gen εsc bestemmes ved brug af formel C.11.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
hvor<br />
dsc<br />
εsc = −εcu ·<br />
x − dsc<br />
x<br />
er afstanden til trykarmer<strong>in</strong>gen, se figur C.2 [mm]<br />
Tilsvarende bestemmes træktøjn<strong>in</strong>gen εs af formel C.12.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
εs = εcu ·<br />
d − x<br />
x<br />
De skønnede armer<strong>in</strong>garealer for hhv. træk- og trykarmer<strong>in</strong>gen bestemmes til<br />
As = Asc = 25 · 1<br />
4 · π · 122 = 2,83 · 10 3 mm 2<br />
Armer<strong>in</strong>gens regn<strong>in</strong>gsmæssige elasticitetsmodul Esd sættes lig 1,54 · 10 5 MPa.<br />
56<br />
(C.11)<br />
(C.12)
C.1. ARMERET, EXCENTRISK BELASTET VÆG<br />
Ved omskrivn<strong>in</strong>g af ækvivalensbet<strong>in</strong>gelsen fra formel C.5 og <strong>in</strong>dsættelse af førnævnte værdier<br />
isoleres null<strong>in</strong>iedybden x.<br />
N = −0,8 · x · b · fcd − Asc · Es · εcu ·<br />
x − dsc<br />
x + As · fcux<br />
−1656 · 10 3 = −0,8 · x · 1800 · 13,8 − 2,83 · 10 3 · 1,54 · 10 5 · 3,5 · 10 −3 ·<br />
x = 83,2mm<br />
+2,83 · 10 3 · 350<br />
x − 29<br />
x<br />
Det er nødvendigt at kontrollere, at de skønnede tøjn<strong>in</strong>gsforudsætn<strong>in</strong>ger for hhv. tryk- og<br />
trækarmer<strong>in</strong>gen er rigtige. Dette gøres ved brug af formel C.11 og C.12.<br />
Trykarmer<strong>in</strong>g (−εyc < εsc < εy)<br />
Trækarmer<strong>in</strong>g (εy ≤ εs < εu)<br />
εsc = −3,5 · 10 −3 ·<br />
83,2 − 29<br />
83,2<br />
= −2,28 · 10−3<br />
−2,50 · 10 −3 < −2,28 · 10 −3 < 2,50 · 10 −3 ⇒ OK!<br />
εs = 3,5 · 10 −3 ·<br />
151 − 83,2<br />
83,2<br />
= 2,85 · 10 −3<br />
2,50 · 10 −3 ≤ 2,85 · 10 −3 < 82,75 · 10 −3 ⇒ OK!<br />
Da begge tøjn<strong>in</strong>gsforudsætn<strong>in</strong>ger er overholdt kan tværsnittets momentbæreevne MRd bestemmes<br />
ved at opstille en momentligevægt for systemet på figur C.2.<br />
MRd = 0,8x · b · fcd · h<br />
2 − 0,4x + As · fyd · d − h<br />
<br />
2 + Asc · Esd · εsc · <br />
<br />
h x − dsc<br />
2 − dsc ·<br />
x<br />
MRd = 0,8 · 83,2 · 1800 · 13,8 · (90 − 0,4 · 83,2) + 2,83 · 10 3 · 350 · (151 − 90)<br />
+2,83 · 10 3 · 1,54 · 10 5 · 3,5 · 10 −3 <br />
83,2 − 29<br />
· (90 − 29) ·<br />
83,2<br />
MRd = 215kNm<br />
Det kontrolleres om tværsnittets momentbæreevne MRd er tilstrækkeligt til at optage det<br />
regn<strong>in</strong>gsmæssige moment MSd.<br />
MRd ≥ MSd<br />
215kNm ≥ 213kNm ⇒ OK!<br />
57
BILAG C. STABILISERENDE VÆGELEMENT<br />
Herved er væggens momentbæreevne tilstrækkelig iht. beregn<strong>in</strong>g efter metode II. Bestemmelsen<br />
af excentriciteten e2 ved brug af formel C.3 er ofte urimeligt meget på den sikre side<br />
og kan derfor betyde en overdimensioner<strong>in</strong>g [Heshe et al, 2001]. Den bestemte mængde<br />
armer<strong>in</strong>g over trykzonen placeres også i den modsatte ende af væggen for en situation, hvor<br />
denne belastes. I alt placeres 2 rækker à 45 stk. Ø12 ribbestål i styrkeklasse B500, jf. figur<br />
C.2.<br />
I den ovenstående dimensioner<strong>in</strong>g regnes mmed at trykzonen på 1,8m overfører alle spænd<strong>in</strong>ger.<br />
I realiteten vil den resterende del af væggen ligeledes overføre nogle af spænd<strong>in</strong>gerne,<br />
hvilket medfører, at dimensioner<strong>in</strong>gen er på den sikre side.<br />
C.2 Eftervisn<strong>in</strong>g som centralt belastet væg<br />
For excentrisk belastede vægge gælder desuden, at de skal undersøges som centralt belastede<br />
for udbøjn<strong>in</strong>g i den farligste retn<strong>in</strong>g [DS 411, 1999]. På grundlag af dette bestemmes<br />
væggens kritiske normalkraft NRcrd ved central belastn<strong>in</strong>g.<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige værdi af væggens kritiske betontrykspænd<strong>in</strong>g σcrd ved central belastn<strong>in</strong>g<br />
bestemmes af formel C.13.<br />
[DS 411, 1999]<br />
hvor<br />
E0crd<br />
λ<br />
σcrd =<br />
fcd<br />
1 + fcd<br />
π 2 ·E0crd λ2<br />
(C.13)<br />
er tangenthældn<strong>in</strong>gen i begyndelsespunktet af betonens trykarbejdsl<strong>in</strong>ie [MPa]<br />
er væggens slankhedsforhold for farligste udbøjn<strong>in</strong>gsretn<strong>in</strong>g [-]<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige værdi af tangenthældn<strong>in</strong>gen E0crd ved undersøgelse af <strong>in</strong>stabilitet<br />
bestemmes som den m<strong>in</strong>dste værdi af udtrykkene i formel C.14.<br />
[DS 411, 1999]<br />
hvor<br />
E0d<br />
<br />
1000 · fcd<br />
E0crd ≤<br />
0,75 · E0d<br />
er betonens regn<strong>in</strong>gsmæssige begyndelseselasticitetskoefficient [MPa]<br />
(C.14)<br />
Den karakteristiske værdi af betonens begyndelseselasticitetskoefficient E0k bestemmes ved<br />
en funktion af betonens karakteristiske trykstyrke fck ved brug af formel C.15.<br />
[DS 411, 1999]<br />
58<br />
E0k = 51000 ·<br />
fck<br />
fck + 13<br />
(C.15)
C.2. EFTERVISNING SOM CENTRALT BELASTET VÆG<br />
Da betonens karakteristiske trykstyrke er forudsat at være 25MPa, f<strong>in</strong>des E0k af formel C.15<br />
til<br />
E0k = 51000 ·<br />
25<br />
= 33553MPa<br />
25 + 13<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige værdi f<strong>in</strong>des ved at benytte partialkoefficienten for armeret beton.<br />
E0d = 33553<br />
= 18487MPa<br />
1,815<br />
Tangenthældn<strong>in</strong>gen E0crd bestemmes af formel C.14.<br />
<br />
1000 · 13,8 = 13800MPa<br />
E0crd ≤<br />
0,75 · 18487 = 13865MPa<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige værdi af begyndelseselasticitetskoefficienten er den m<strong>in</strong>dste af de<br />
udregnede værdier, dvs. E0crd = 13800MPa.<br />
Væggens slankhedsforhold λ bestemmes som forholdet mellem den frie søjlelængde og<br />
<strong>in</strong>ertiradien i i udbøjn<strong>in</strong>gsretn<strong>in</strong>gen. Inertiradien f<strong>in</strong>des uden hensyntagen til armer<strong>in</strong>gens<br />
areal og bestemmes af formel C.16.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
hvor<br />
Ic<br />
Ac<br />
i =<br />
Ic<br />
er <strong>in</strong>ertimomentet for farligste udbøjn<strong>in</strong>gsretn<strong>in</strong>g [mm4 ]<br />
er væggens tværsnitsareal [mm2 ]<br />
Inertimomentet for den farligste udbøjn<strong>in</strong>gsretn<strong>in</strong>g bestemmes til<br />
Trykzonens tværsnitsareal er bestemt til<br />
Ac<br />
Ic = 1<br />
12 · 1803 · 1800 = 8,75 · 10 8 mm 4<br />
Ac = 180 · 1800 = 3,24 · 10 5 mm 2<br />
(C.16)<br />
59
Herved kan <strong>in</strong>ertiradien af formel C.16 bestemmes til<br />
i =<br />
BILAG C. STABILISERENDE VÆGELEMENT<br />
<br />
8,75 · 108 = 52mm<br />
3,24 · 105 Den frie søjlelængde er bestemt til ls = 4740mm. Herved bestemmes den kritiske betontrykspænd<strong>in</strong>g<br />
σcrd af formel C.13.<br />
σcrd =<br />
13,8<br />
1 + 13,8<br />
π 2 ·13800<br />
4740<br />
52<br />
2 = 7,49MPa<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige værdi af søjlens kritiske normalkraft NRcrd bestemmes, som den m<strong>in</strong>dste<br />
værdi af de opstillede udtryk i formel C.17.<br />
[DS 411, 1999]<br />
hvor<br />
σcrd<br />
NRcrd ≤<br />
⎧<br />
⎨ σcrd · Ac · (1 + α · ρ)<br />
⎩<br />
σcrd · Ac + fycd · Asc<br />
2 · σcrd · Ac<br />
er den kritiske betontrykspænd<strong>in</strong>g [MPa]<br />
Ac er betontværsnittets areal [mm 2 ]<br />
α er forholdet mellem armer<strong>in</strong>gens og betonens elasticitetsmoduler [-]<br />
ρ er armer<strong>in</strong>gsforholdet [-]<br />
fycd er trykspænd<strong>in</strong>gen i armer<strong>in</strong>gen [MPa]<br />
er længdearmer<strong>in</strong>gens areal [mm2 ]<br />
Asc<br />
(C.17)<br />
Trykspænd<strong>in</strong>gen i armer<strong>in</strong>gen regnes ikke større end armer<strong>in</strong>gens regn<strong>in</strong>gsmæssige flydespænd<strong>in</strong>g,<br />
dvs. fycd = 350MPa [DS 411, 1999].<br />
Armer<strong>in</strong>gsforholdet ρ def<strong>in</strong>eres som forholdet mellem længdearmer<strong>in</strong>gens areal Asc og betontværsnittets<br />
areal Ac.<br />
ρ =<br />
2 · 2,83 · 103<br />
= 1,75 · 10−2<br />
3,24 · 105 Forholdet mellem elasticitetsmodulerne α bestemmes ud fra formel C.18.<br />
[DS 411, 1999]<br />
60<br />
α = Esd<br />
500 · fcd<br />
(C.18)
C.2. EFTERVISNING SOM CENTRALT BELASTET VÆG<br />
Indsættes de regn<strong>in</strong>gsmæssige værdier i formel C.18 fås et forhold på<br />
α =<br />
1,54 · 105<br />
= 20<br />
500 · 13,8<br />
Den kritiske normalkraft NRcrd bestemmes herefter af udtrykkene i formel C.17.<br />
NRcrd ≤<br />
NRcrd ≤<br />
⎧<br />
⎨<br />
⎩<br />
⎧<br />
⎨<br />
⎩<br />
7,49 · 3,24 · 10 5 · 1 + 20 · 1,75 · 10 −2<br />
7,49 · 3,24 · 10 5 + 350 · 2 · 2,83 · 10 3<br />
2 · 7,49 · 3,24 · 10 5<br />
3276kN<br />
4408kN<br />
4854kN<br />
Herved bliver søjlens regn<strong>in</strong>gsmæssige bæreevne NRcrd = 3276kN. Det kontrolleres, om<br />
bæreevnen er tilstrækkelig til at optage den regn<strong>in</strong>gsmæssige lastpåvirkn<strong>in</strong>g NSd.<br />
NRcrd ≥ NSd<br />
3276kN ≥ 1656kN ⇒ OK!<br />
Som det fremgår af bæreevnekriteriet har væggen tilstrækkelig bæreevne som centralt belastet<br />
søjle.<br />
C.2.1 M<strong>in</strong>imumsarmer<strong>in</strong>g<br />
DS 411 stiller et m<strong>in</strong>imumskrav til væggens længdearmer<strong>in</strong>g. Kravet lyder, at armerede<br />
vægge, der regnes centralt belastet, skal forsynes med en længdearmer<strong>in</strong>g, der udgør 0,75%<br />
af det nødvendige betontværsnit. Overholdes dette krav ikke, kan væggen ikke regnes armeret.<br />
M<strong>in</strong>imumsarmer<strong>in</strong>gen Asc,m<strong>in</strong> udregnes af formel C.19.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
M<strong>in</strong>imumsarealet bestemmes til<br />
Asc,m<strong>in</strong> = 0,75 · 10 −2 ·<br />
Asc,m<strong>in</strong> = 0,75 · 10 −2 · NSd<br />
σcrd<br />
1656 · 103<br />
7,49 = 1,66 · 103 mm 2<br />
(C.19)<br />
61
BILAG C. STABILISERENDE VÆGELEMENT<br />
Det kontrolleres om det benyttede armer<strong>in</strong>gsareal Asc er større end den fundne m<strong>in</strong>imumsarmer<strong>in</strong>g<br />
Asc,m<strong>in</strong>.<br />
Asc,m<strong>in</strong> ≤ Asc<br />
C.3 Kontrol mod knusn<strong>in</strong>g<br />
1,66 · 10 3 mm 2 ≤ 5,66 · 10 3 mm 2 ⇒ OK!<br />
Det undersøges, om den maksimale spænd<strong>in</strong>g ved bunden af væggen medfører, at betonen<br />
knuses. Spænd<strong>in</strong>gen for den aktuelle væg blev i bilag B.4 fundet til 5137kN/m 2 =<br />
5,14MPa. Det undersøges om denne værdi er lavere en betonens regn<strong>in</strong>gsmæssige trykstyrke<br />
fcd = 13,8 for armeret beton.<br />
σSd ≤ fcd<br />
5,14MPa ≤ 13,8MPa ⇒ OK!<br />
Herved knuses betonen ikke. Tilsvarende undersøgelser er lavet for de øvrige stabiliserende<br />
vægge i kerne K1. Resultaterne ses i tabel C.1.<br />
62<br />
Væg nr. Trykzonelængde σSd σSd ≤ fcd<br />
[m] [MPa] [-]<br />
K1,1 1,8 5,14 <br />
K1,2 9,3 7,78 <br />
K1,3 1,0 5,15 <br />
K1,4 2,3 5,11 <br />
K1,5 2,4 5,13 <br />
K1,6 2,9 3,93 <br />
K1,7 1,0 5,28 <br />
K1,8 - - - - - - - - -<br />
K1,9 4,3 3,58 <br />
Tabel C.1: Eftervisn<strong>in</strong>g mod knusn<strong>in</strong>g, forudsat fcd = 13,8MPa for armerede vægge
Bilag D<br />
Fuger<br />
I dette bilag dimensioneres en fuge mellem to vægelementer i væg K1,1 i tårnets stabiliserende<br />
kerne.<br />
D.1 Materialeparametre<br />
Materialerne, som fugerne i bygn<strong>in</strong>gen er opbygget af, beskrives i det følgende. Fugerne<br />
dimensioneres i brudgrænsetilstand samt i høj sikkerhedsklasse og normal materialekontrolklasse.<br />
Der anvendes slap armer<strong>in</strong>g i form af ribbestål i styrkeklasse B550 iht. DS 13080.<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige flydespænd<strong>in</strong>g af ribbestålet fyd bliver derved<br />
fyd = fyk<br />
γs<br />
=<br />
550<br />
= 384,6MPa<br />
1,3 · 1,1 · 1,0<br />
Fugebetonen, som benyttes, har en karakteristiske tryk- og trækstyrke på henholdsvis 25MPa<br />
og 1,6MPa. De regn<strong>in</strong>gsmæssige værdier for disse er<br />
D.2 Lastpåvirkn<strong>in</strong>g<br />
fcd = fck<br />
γc<br />
fctd = fctk<br />
γc<br />
=<br />
=<br />
25<br />
= 13,8MPa<br />
1,65 · 1,1 · 1,0<br />
1,6<br />
= 0,9MPa<br />
1,65 · 1,1 · 1,0<br />
På figur D.1 fremgår den udvalgte væg i tårnets stabiliserende kerne, hvor den lodrette vægfuge<br />
f<strong>in</strong>des i.<br />
63
Figur D.1: Den udvalgte væg i tårnets stabiliserende kerne, mål i mm<br />
BILAG D. FUGER<br />
Væggen er delt op i 3 stykker af 1,06m. Den lodrette last stammende fra egen- og nyttelasten,<br />
som ses på figur D.2, giver ikke anledn<strong>in</strong>g til forskydn<strong>in</strong>g i fugerne, da denne last er<br />
lige stor på alle tre elementer og i øvrigt regnes lasten nedført til fundamentet via væggene.<br />
Figur D.2: Den lodrette last på væggen<br />
Dermed påvirkes fugen kun af en forskydn<strong>in</strong>g stammende fra den vandrette last i form af<br />
den vandrette masselast jf. bilag B.1. En model af den lastpåvirkede væg fremgår af figur<br />
D.3.<br />
64
D.3. STØBESKELLET<br />
Figur D.3: Model af den lastpåvirkede væg fra stue- til 7. etage<br />
I bilag B.1 er den regn<strong>in</strong>gsmæssige forskydn<strong>in</strong>gsspænd<strong>in</strong>g, som fugen belastes med, beregnet<br />
til<br />
D.3 Støbeskellet<br />
τsd = 0,28MPa<br />
For et støbeskel, hvor armer<strong>in</strong>g og normalkraft kan regnes jævnt fordelt over det betragtede<br />
areal, kan den regn<strong>in</strong>gsmæssige forskydn<strong>in</strong>gsbæreevne τRd bestemmes ud fra formel D.1.<br />
[DS 411, 1999]<br />
hvor<br />
τRd = kT · τcd + µ· (ρ · fyd · s<strong>in</strong>α + σnd) + ρ · fyd · cosα ≤ 0,5 · vv · fcd<br />
(D.1)<br />
kT er en faktor afhængig af overfladetypen i henhold til tabel V 6.2.2.4<br />
τcd<br />
[DS 411, 1999] [-]<br />
er 0,25 · fctd svarende til den laveste betonstyrke, der <strong>in</strong>dgår i saml<strong>in</strong>gen [MPa]<br />
65
BILAG D. FUGER<br />
µ er friktionskoefficienten afhængig af overfladetypen i henhold til tabel V 6.2.2.4<br />
[DS 411, 1999] [-]<br />
ρ er armer<strong>in</strong>gsforholdet As/A j [-]<br />
As<br />
er tværsnitsarealet (målt v<strong>in</strong>kelret på armer<strong>in</strong>gens retn<strong>in</strong>g) af den armer<strong>in</strong>g gennem<br />
støbeskellet, som deltager i forskydn<strong>in</strong>gsoptagelsen [mm 2 ]<br />
A j er støbeskellets areal [mm 2 ]<br />
σnd<br />
vv<br />
fcd<br />
er normalkomposanten af den spænd<strong>in</strong>g, der virker på støbeskellet svarende til<br />
den regn<strong>in</strong>gsmæssige last. Positiv som tryk og maks. 0,6 · fcd [MPa]<br />
er effektivitetsfaktoren afhængig af betonstyrken i henhold til tabel V 6.2.2.1<br />
[DS 411, 1999] [-]<br />
er den regn<strong>in</strong>gsmæssige styrke af den laveste betonstyrke, der <strong>in</strong>dgår i saml<strong>in</strong>gen<br />
[MPa]<br />
Den lodrette vægfuge i tårnets stabiliserende kerne, hvor det vælges at fokusere på forskydn<strong>in</strong>gsarmer<strong>in</strong>gen,<br />
udformes som en fortandet fuge jf. figur D.4.<br />
Figur D.4: Længdefugens udformn<strong>in</strong>g, alle mål i mm<br />
V<strong>in</strong>klen α dannes mellem støbeskellet og tværarmer<strong>in</strong>gen. For denne fuge er tværarmer<strong>in</strong>gen<br />
den lodrette armer<strong>in</strong>g i væggen, dvs. α er lig 90 ◦ . For den fortandede fuge er kT lig<br />
2. Fugerne opbygges af beton med samme styrke som væggene, og derved kan τcd og fcd<br />
bestemmes. Friktionskoefficienten µ for fortandede støbeskel er lig 0,9. Støbeskellets areal<br />
A j beregnes som tandarealet.<br />
A j = (2 · 37,5 + 75 + 2 · 52,2) · 4740 = 1,206 · 10 6 mm 2<br />
Effektivitetsfaktoren vv for den valgte betonstyrke er 0,58 [DS 411, 1999]. σnd er et tillæg til<br />
støbeskellets regn<strong>in</strong>gsmæssige forskydn<strong>in</strong>gsbæreevne i tilfælde af at støbeskellet er påvirket<br />
af tryk. Størrelsen af spænd<strong>in</strong>gen bestemmes ud fra den dimensionsgivende forskydn<strong>in</strong>gskraft<br />
V på 90,4kN fordelt på arealet af fugen. I tilfælde af at støbeskellet påvirkes<br />
af træk sættes σnd lig nul. Hermed kan det nødvendige armer<strong>in</strong>gsareal bestemmes ud fra<br />
formel D.1 når<br />
66
D.4. MINIMUMSKRAV<br />
til<br />
τRd ≥ τsd<br />
<br />
<br />
As<br />
2 · 0,25 · 0,9 + 0,9 ·<br />
· 384,6<br />
1,206 · 106 As = −557mm 2<br />
≥ 0,28<br />
Dvs. at der ikke er behov for forskydn<strong>in</strong>gsarmer<strong>in</strong>g i fugen, dog er der et m<strong>in</strong>imumskrav til<br />
armer<strong>in</strong>gen, hvilket undersøges i afsnit D.4. Ydermere opfyldes uligheden i formel D.1, idet<br />
armer<strong>in</strong>gsarealet er nul, og derved bliver τRd lig 0,44MPa.<br />
τRd ≤ 0,5 · 0,58 · 13,8<br />
0,44MPa ≤ 3,99MPa<br />
Dvs. den benyttede formel D.1 er gyldig og derved har den lodrette vægfuge tilstrækkelig<br />
forskydn<strong>in</strong>gsbæreevne.<br />
D.4 M<strong>in</strong>imumskrav<br />
M<strong>in</strong>imumskravet til armer<strong>in</strong>gsarealet iht. DS 411/Ret.1:2002 bestemmes ud fra formel D.2.<br />
[DS 411, 1999]<br />
til<br />
ρ ≥ 0,02 · fcd − σnd<br />
fyd · s<strong>in</strong>α<br />
1,206 · 106 = 0,02 · 13,8 − 0<br />
A j<br />
A j = 864mm 2<br />
384,6 · s<strong>in</strong>90<br />
Dette armer<strong>in</strong>gsareal svarer til 4 stk. Ø12 U-bøjler (2-snit).<br />
(D.2)<br />
67
68<br />
BILAG D. FUGER
Bilag E<br />
Etagekryds<br />
I etageadskillelser skal lasten fra de ovenliggende vægge føres ned gennem en udstøbt fugebeton.<br />
Den lodrette bæreevne NRd for et etagekryds bestemmes ved formel E.1.<br />
[Jensen, 1991]<br />
hvor<br />
NRd = b · ae f · fcd<br />
ae f er den effektive bredde af fugebetonen [mm]<br />
b<br />
fcd<br />
er længden af det aktuelle etagekryds [mm]<br />
er den m<strong>in</strong>dste af væggens eller etagekrydsets trykstyrker [MPa]<br />
(E.1)<br />
Det undersøges, om fugen i etagekrydset for væg K1,1 har tilstrækkelig bæreevne til at<br />
overføre belastn<strong>in</strong>gen. Den effektive bredde ae f af fugen bestemmes af figur E.1 til 105mm.<br />
Væggens, og derved etagekrydsets, effektive længde er i bilag B.4 fundet til 1800mm. Den<br />
regn<strong>in</strong>gsmæssige betontrykstyrke fcd sættes til 9,1MPa for uarmeret beton i fugen med en<br />
karakteristisk trykstyrke på 25MPa, høj sikkerhedsklasse og normal materialkontrolklasse.<br />
Figur E.1: Effektiv bredde ae f i etagekryds<br />
69
Bæreevnen f<strong>in</strong>des af formel E.1 til<br />
NRd = 1800 · 105 · 9,1 = 1720kN<br />
BILAG E. ETAGEKRYDS<br />
Det undersøges hvorvidt etagekrydsets bæreevne er tilstrækkelig til at optage den regn<strong>in</strong>gmæssige<br />
lastpåvirkn<strong>in</strong>g NSd, som bestemmes til 1656kN i bilag B.3.<br />
70<br />
NRd ≥ NSd<br />
1720kN ≥ 1656kN ⇒ OK!
Bilag F<br />
Dækarmer<strong>in</strong>g<br />
I dette bilag dimensioneres længdearmer<strong>in</strong>gen i fugerne på tårnets etagedæk på 7. etage<br />
samt rand- og hjørnearmer<strong>in</strong>gen ved eftervisn<strong>in</strong>g af tilstrækkelig styrke mht. moment og<br />
forskydn<strong>in</strong>g.<br />
F.1 Lastpåvirkn<strong>in</strong>g<br />
På figur F.1 fremgår den etage med de def<strong>in</strong>erede bæreretn<strong>in</strong>ger, som det vælges at fokusere<br />
på.<br />
Figur F.1: Den valgte etage - 7. etage<br />
Randarmer<strong>in</strong>gen holder sammen på de enkelte dækelementer og får dem til at virke som<br />
en plade, som sikrer, at den dimensionsgivende vandrette last kan overføres til den stabiliserende<br />
kerne. I det følgende bestemmes den dimensionsgivende vandrette last ved at<br />
71
BILAG F. DÆKARMERING<br />
undersøge størrelsen af henholdsvis den vandrette masselast og v<strong>in</strong>dlasten på etagedækket.<br />
Etagedækket på 7. etage belastes af nyttelasten på dette samt egenlasten af selve dækket. I<br />
tabel F.1 beregnes den lodrette last, som danner grundlag for bestemmelsen af den vandrette<br />
masselast, iht. bilag A.<br />
Fladelast [kN/m 2 ] Areal [m 2 ] Punktlast [kN]<br />
Egenlast Gk 6,1 315 1921,5<br />
Nyttelast Qn,k 3,0 315 945<br />
Tabel F.1: Lodret last<br />
Da egenlasten er stor i forhold til den variable last (nyttelasten) benyttes lastkomb<strong>in</strong>ation<br />
2.3 til at gøre den lodrette last regn<strong>in</strong>gsmæssig. I lastkomb<strong>in</strong>ation 2.3 er 0,25 · Gk en fri last<br />
[DS 409, 1998], dog vælges at forsimple denne mulighed ved at fordele denne last jævnt<br />
over hele arealet. Derved bliver den regn<strong>in</strong>gsmæssige lodrette last<br />
(0,9 + 0,25) · Gk + 1,0 · Qn,k<br />
(0,9 + 0,25) · 1921,5 + 1,0 · 945 = 3155kN<br />
Derved bliver den vandrette masselast lig 47,3kN, da denne er 1,5% af den regn<strong>in</strong>gsmæssige<br />
lodrette last.<br />
V<strong>in</strong>dlasten bestemmes, når v<strong>in</strong>den blæser fra vest, da dette giver den største påvirkn<strong>in</strong>g.<br />
Yderligere giver v<strong>in</strong>d fra vest forskydn<strong>in</strong>g mellem dækelementerne pga. disses bæreretn<strong>in</strong>g.<br />
På figur F.2 er denne v<strong>in</strong>dsituation skitseret.<br />
72<br />
Figur F.2: V<strong>in</strong>dtryk fra vest på etagedækket
F.2. LASTFORDELING<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige v<strong>in</strong>dlast på dækket bestemmes iht. bilag A, og resultaterne ses i tabel<br />
F.2.<br />
Areal [m 2 ] Formfaktor [-] Partialkoefficient [-] V<strong>in</strong>dlast [kN]<br />
71,94 0,7 + 0,3 1,5 89,55<br />
Tabel F.2: Regn<strong>in</strong>gsmæssig v<strong>in</strong>dlast<br />
Da v<strong>in</strong>dlasten på 89,55kN er større end den vandrette masselast på 47,3kN bliver v<strong>in</strong>dlasten<br />
dimensionsgivende. Omregnes punktlasten i tabel F.2 til en l<strong>in</strong>ielast over de 21,83m bliver<br />
denne 4,23kN/m.<br />
F.2 Lastfordel<strong>in</strong>g<br />
Det vælges, at simplificere den valgte model på figur F.1 med den på figur F.3 viste model<br />
af etagedækket med v<strong>in</strong>dlast. Denne model stemmer også overens med den i afsnit B.2<br />
anvendte forsimplede model.<br />
Figur F.3: Den simplificerede model af etagedækket<br />
Kræfterne fra v<strong>in</strong>dlasten fordeles efter væggenes stivheder (<strong>in</strong>ertimomenter) i de usymmetrisk<br />
placerede stabiliserende vægge. At fordele kræfterne efter <strong>in</strong>ertimomenterne I er<br />
en anden metode end efter de relative stivheder α, jf. bilag B.2. Ved at benytte fordel<strong>in</strong>gen<br />
efter <strong>in</strong>ertimomenterne tages der ikke hensyn til at de enkelte vægge er sammenhængende<br />
og derved heller ikke forskydn<strong>in</strong>gsdeformationer. Den kraft, de enkelte vægge vil optage,<br />
bestemmes ud fra formel F.1 og formel F.2.<br />
73
[Bolonius, 2002]<br />
hvor<br />
<br />
Px<br />
Fix = Iiy · −<br />
∑Iiy<br />
Mv<br />
<br />
· yi<br />
Iv<br />
er lastfordel<strong>in</strong>gen for den i’te væg i x-aksens retn<strong>in</strong>g [kN]<br />
Fix<br />
Iiy er den i’te vægs <strong>in</strong>ertimoment om y-aksen [m4 ]<br />
Px<br />
Mv<br />
er lasten i x-aksens retn<strong>in</strong>g [kN]<br />
er vridn<strong>in</strong>gsmomentet, regnes positivt mod uret [kNm]<br />
BILAG F. DÆKARMERING<br />
(F.1)<br />
Iv er vridn<strong>in</strong>gsstivheden [m 6 ]<br />
yi er y-afstanden (regnet med fortegn) fra (x,y)-koord<strong>in</strong>atsystemets begyndelsespunkt<br />
til den i’te væg [m]<br />
Tilsvarende for lastfordel<strong>in</strong>gen i y-aksens retn<strong>in</strong>gen.<br />
[Bolonius, 2002]<br />
<br />
Py<br />
Fiy = Iix · +<br />
∑Iix<br />
Mv<br />
<br />
· xi<br />
Iv<br />
(F.2)<br />
Den stabiliserende kerne i tårnet <strong>in</strong>ddeles som vist på figur F.4, hvor vægtykkelsen er 0,18m.<br />
Yderligere <strong>in</strong>dtegnes (x ′ ,y ′ )-koord<strong>in</strong>atsystemet.<br />
74<br />
Figur F.4: Inddel<strong>in</strong>g af de stabiliserende vægge i tårnets kerne
F.2. LASTFORDELING<br />
I tabel F.3 fremgår de enkelte vægges <strong>in</strong>ertimoment i de to hovedretn<strong>in</strong>ger, som er beregnet<br />
ud fra formel F.3, idet <strong>in</strong>ertimomentet om den svage akse regnes at være nul, hvilket er på<br />
den sikre side.<br />
[Williams & Todd, 2000]<br />
hvor<br />
b er bredden [mm]<br />
l er længden [mm]<br />
I = 1<br />
· b · l3<br />
12<br />
Ix [m 4 ] Iy [m 4 ]<br />
Væg K1,1 0 0,90<br />
Væg K1,2 0 12,44<br />
Væg K1,3 0 0,25<br />
Væg K1,4 0 1,22<br />
Væg K1,5 0 1,84<br />
Væg K1,6 1,91 0<br />
Væg K1,7 0,01 0<br />
Væg K1,8 0,15 0<br />
Væg K1,9 14,25 0<br />
Sum 16,32 16,65<br />
Tabel F.3: Inertimomenter<br />
(F.3)<br />
Beliggenheden af forskydn<strong>in</strong>gscentret x-koord<strong>in</strong>at Xf c bestemmes ud fra formel F.4 og<br />
formel F.5.<br />
[Bolonius, 2002]<br />
hvor<br />
Iix<br />
x ′ i<br />
Xf c = ∑Iix · x ′ i<br />
∑Iix<br />
(F.4)<br />
er den i’te vægs <strong>in</strong>ertimoment om x’-aksen [m4 ]<br />
er x’-afstanden fra (x’,y’)-koord<strong>in</strong>atsystemets nulpunkt til den i’te væg v<strong>in</strong>kelret<br />
på x’-aksen [m]<br />
Tilsvarende for y-aksens retn<strong>in</strong>g.<br />
[Bolonius, 2002]<br />
Yf c = ∑Iiy · y ′ i<br />
∑Iiy<br />
(F.5)<br />
75
De forskellige x’- og y’-afstande ses i tabel F.4.<br />
Afstand (x’,y’) [m]<br />
Væg K1,6, x’ 15,09<br />
Væg K1,7, x’ 16,83<br />
Væg K1,8, x’ 19,21<br />
Væg K1,9, x’ 21,16<br />
Væg K1,1, y’ 5,21<br />
Væg K1,2, y’ 0<br />
Væg K1,3, y’ 5,21<br />
Væg K1,4, y’ 2,88<br />
Væg K1,5, y’ 0<br />
Tabel F.4: x’-afstanden og y’-afstanden<br />
BILAG F. DÆKARMERING<br />
Ud fra tabel F.3 og tabel F.4 beregnes forskydn<strong>in</strong>gscentrets beliggenhed (Xf c;Yf c) til<br />
(20,43;0,57), og der <strong>in</strong>dlægges et (x,y)-koord<strong>in</strong>atsystem parallelt med (x’,y’)-systemet, men<br />
med begyndelsespunkt i forskydn<strong>in</strong>gscentrum, se figur F.5.<br />
Figur F.5: Placer<strong>in</strong>g af forskydn<strong>in</strong>gscentrum<br />
Ud fra dette koord<strong>in</strong>atsystem bestemmes vægsystemets vridn<strong>in</strong>gsstivhed Iv vha. formel F.6.<br />
[Bolonius, 2002]<br />
hvor<br />
xi<br />
yi<br />
Iv = ∑Iix · x 2 i +∑Iiy · y 2 i<br />
(F.6)<br />
er x-afstanden fra (x,y)-koord<strong>in</strong>atsystemets nulpunkt til den i’te væg v<strong>in</strong>kelret på<br />
x’-aksen[m]<br />
er y-afstanden fra (x,y)-koord<strong>in</strong>atsystemets nulpunkt til den i’te væg v<strong>in</strong>kelret på<br />
y’-aksen[m]<br />
Ved hjælp af forskydn<strong>in</strong>gscentrets beliggenhed samt tabel F.3, tabel F.4 og formel F.6 udregnes<br />
vridn<strong>in</strong>gsstivheden Iv til 98,39m 6 .<br />
76
F.2. LASTFORDELING<br />
Vridn<strong>in</strong>gsmomentet Mv bestemmes som afstanden fra angrebsl<strong>in</strong>ien til forskydn<strong>in</strong>gscentret<br />
multipliceret med punktlasten stammende fra v<strong>in</strong>dlasten.<br />
<br />
Mv = 89,55 · 20,43 − 21,16<br />
<br />
= 881,99kNm<br />
2<br />
Derved bliver de enkelte vægge belastet som illustreret på figur F.6, hvor FM og FP hhv. er<br />
kraften fra vridn<strong>in</strong>gsmoment og l<strong>in</strong>ielast.<br />
Figur F.6: Belastn<strong>in</strong>gerne på de enkelte vægge<br />
Hermed kan lastfordel<strong>in</strong>gen på de enkelte vægge bestemmes ud fra formel F.1 og formel<br />
F.2. Kraften, som væg K1,6, jf. figur F.6, optager i y-aksens retn<strong>in</strong>g, bestemmes nedenfor<br />
og de resterende resultater opsummeres på tabelform.<br />
<br />
−89,55 891,99<br />
FK1,6y = 1,91 · + · (15,09 − 20,43) = −101,25kN<br />
16,32 98,39<br />
77
BILAG F. DÆKARMERING<br />
Resultatet af de resterende vægges kraftfordel<strong>in</strong>g fremgår af tabel F.5, hvor tryk regnes<br />
negativ.<br />
Lastfordel<strong>in</strong>gen [kN]<br />
FK1,6y -101,25<br />
FK1,7y -0,39<br />
FK1,8y -2,45<br />
FK1,9y 15,13<br />
Sum -89,55<br />
FK1,1x -37,56<br />
FK1,2x 63,80<br />
FK1,3x -10,46<br />
FK1,4x -25,19<br />
FK1,5x 9,42<br />
Sum 0<br />
Tabel F.5: Lastfordel<strong>in</strong>gen<br />
Som en kontrol ses også i tabel F.5, at summen af væggenes optagne laster i y-aksens retn<strong>in</strong>g<br />
er lig den ydre lastpåvirkn<strong>in</strong>g i tabel F.2, idet v<strong>in</strong>dlasten virker modsat den def<strong>in</strong>erede positiv<br />
retn<strong>in</strong>g for y-aksen. Samtidig er summen af optagne laster i x-aksens retn<strong>in</strong>g lig nul, hvilket<br />
stemmer overens med at etagedækket i denne situation ikke belastes i x-aksens retn<strong>in</strong>g.<br />
F.3 Snitkræfter<br />
Betragtes etagedækket som en bjælke fås den på figur F.7 viste statiske model.<br />
78<br />
Figur F.7: Den statiske model, mål i mm
F.3. SN<strong>IT</strong>KRÆFTER<br />
Tillægsmomenterne henover bjælken stammer fra de på figur F.6 viste kræfter FM fra v<strong>in</strong>dlastens<br />
moment om forskydn<strong>in</strong>gscentrum. Disse kræfter er de i tabel F.5 langs x-aksen og i<br />
tabel F.6 fremgår momentarmene (regnet med fortegn) og de resulterende tillægsmomenter,<br />
som antages at angribe midt på vægfelterne.<br />
Momentarm [m] Tillægsmoment [kNm]<br />
MK1,1 4,64 -174,30<br />
MK1,2 -0,57 -36,37<br />
MK1,3 4,64 -48,55<br />
MK1,4 2,31 -58,19<br />
MK1,5 -0,57 -5,37<br />
Tabel F.6: Tillægsmomenterne<br />
Momentfordel<strong>in</strong>gen over bjælken på figur F.7 bestemmes ved at tage moment om snittet<br />
(positivt mod uret) i forskellige x-afstande. Beregn<strong>in</strong>gen giver følgende resultat.<br />
0m ≤ x ≤ 10,483m<br />
M(x) = − 1<br />
2 · q · x2<br />
M(x) = −2,115 · x 2<br />
10,483m ≤ x ≤ 13,535m<br />
M(x) = − 1<br />
2 · q · x2 + MK1,2<br />
M(x) = −2,115 · x 2 + 36,37<br />
13,535m ≤ x ≤ 15,090m<br />
M(x) = − 1<br />
2 · q · x2 + MK1,2 + MK1,1<br />
M(x) = −2,115 · x 2 + 210,67<br />
15,090m ≤ x ≤ 16,830m<br />
M(x) = − 1<br />
2 · q · x2 + MK1,2 + MK1,1 + RK1,6(x − 15,090)<br />
M(x) = −2,115 · x 2 + 101,85 · x − 1326,25<br />
16,830m ≤ x ≤ 18,020m<br />
M(x) = − 1<br />
2 · q · x2 + MK1,2 + MK1,1 + RK1,6(x − 15,090) + RK1,7(x − 16,830)<br />
M(x) = −2,115 · x 2 + 102,24 · x − 1332,81<br />
18,020m ≤ x ≤ 18,768m<br />
M(x) = − 1<br />
2 · q · x2 + MK1,2 + MK1,1 + RK1,6(x − 15,090) + RK1,7(x − 16,830) + MK1,3<br />
M(x) = −2,115 · x 2 + 102,24 · x − 1284,26<br />
79
18,768m ≤ x ≤ 18,905m<br />
M(x) = − 1<br />
2 · q · x2 + MK1,2 + MK1,1 + RK1,6(x − 15,090)<br />
+RK1,7(x − 16,830) + MK1,3 + MK1,5<br />
M(x) = −2,115 · x 2 + 102,24 · x − 1278,89<br />
18,905m ≤ x ≤ 19,210m<br />
M(x) = − 1<br />
2 · q · x2 + MK1,2 + MK1,1 + RK1,6(x − 15,090)<br />
+RK1,7(x − 16,830) + MK1,3 + MK1,5 + MK1,4<br />
M(x) = −2,115 · x 2 + 102,24 · x − 1220,70<br />
19,210m ≤ x ≤ 21,250m<br />
BILAG F. DÆKARMERING<br />
M(x) = − 1<br />
2 · q · x2 + MK1,2 + MK1,1 + RK1,6(x − 15,090)<br />
+RK1,7(x − 16,830) + MK1,3 + MK1,5 + MK1,4 + RK1,8(x − 19,210)<br />
M(x) = −2,115 · x 2 + 104,99 · x − 1269,61<br />
Momentfordel<strong>in</strong>gen er optegnet på figur F.8 ud fra ovenstående resultater.<br />
Figur F.8: Momentfordel<strong>in</strong>gen<br />
Det maksimale og dimensionsgivende moment bestemmes til 351kNm, og dette f<strong>in</strong>des i en<br />
x-afstand på 13,53m.<br />
Forskydn<strong>in</strong>gskraftfordel<strong>in</strong>gen over bjælken på figur F.7 bestemmes ved lodret projektion og<br />
derved fås følgende udtryk for forskydn<strong>in</strong>gskræfterne.<br />
80<br />
0m ≤ x ≤ 10,483m<br />
V (x) = −4,23 · x
F.3. SN<strong>IT</strong>KRÆFTER<br />
10,483m ≤ x ≤ 13,535m<br />
V (x) = −4,23 · x<br />
13,535m ≤ x ≤ 15,090m<br />
V (x) = −4,23 · x<br />
15,090m ≤ x ≤ 16,830m<br />
V (x) = −4,23 · x + 101,85<br />
16,830m ≤ x ≤ 18,020m<br />
V (x) = −4,23 · x + 102,24<br />
18,020m ≤ x ≤ 18,768m<br />
V (x) = −4,23 · x + 102,24<br />
18,768m ≤ x ≤ 18,905m<br />
V (x) = −4,23 · x + 102,24<br />
18,905m ≤ x ≤ 19,210m<br />
V (x) = −4,23 · x + 102,24<br />
19,210m ≤ x ≤ 21,250m<br />
V (x) = −4,23 · x + 104,99<br />
Forskydn<strong>in</strong>gskraftfordel<strong>in</strong>gen er optegnet på figur F.9 ud fra ovenstående resultater.<br />
Figur F.9: Forskydn<strong>in</strong>gskraftfordel<strong>in</strong>gen<br />
Den maksimale og dimensionsgivende forskydn<strong>in</strong>gskraft bestemmes til 71kN og dette f<strong>in</strong>des<br />
i en x-afstand på 16,82m.<br />
81
F.4 Armer<strong>in</strong>g i længdefuge<br />
BILAG F. DÆKARMERING<br />
Længdefugerne i etagedækket dimensioneres i brudgrænsetilstand samt i høj sikkerhedsklasse<br />
og normal materialekontrolklasse. Der anvendes slap armer<strong>in</strong>g i form af ribbestål i<br />
styrkeklasse B550 iht. DS 13080. Den regn<strong>in</strong>gsmæssige flydespænd<strong>in</strong>g af ribbestålet bliver<br />
derved<br />
fyd = fyk<br />
γs<br />
=<br />
550<br />
= 384,6MPa<br />
1,3 · 1,1 · 1,0<br />
Alle fugerne i etagedækket vælges dimensioneret for den maksimale forskydn<strong>in</strong>gskraft på<br />
71kN.<br />
fyd = N N<br />
⇔ A =<br />
A fyd<br />
= 71 · 103<br />
384,6<br />
= 185mm2<br />
Ved at <strong>in</strong>dstøbe 1 stk. Ø16 ribbestål med et armer<strong>in</strong>gsareal på 201mm 2 som armer<strong>in</strong>g i<br />
fugerne fås en udnyttelsesgrad på 92%. En pr<strong>in</strong>cipskitse af armer<strong>in</strong>gen i fugerne ses på figur<br />
F.10.<br />
Figur F.10: Pr<strong>in</strong>cipskitse af armer<strong>in</strong>g i længdefuge<br />
Forankr<strong>in</strong>gslængden bestemmes ud fra formel F.7, idet det antages, at der anvendes fugebeton<br />
med en karakteristisk trykstyrke på 25MPa.<br />
[Teknisk Ståbi, 1999]<br />
hvor<br />
l er forankr<strong>in</strong>gslængden [mm]<br />
ø er ribbestålets diameter [mm]<br />
Forankr<strong>in</strong>gslængden bliver<br />
82<br />
34 = l<br />
ø<br />
l = 34 · 16 = 544mm<br />
(F.7)
F.5. RANDARMERING<br />
F.5 Randarmer<strong>in</strong>g<br />
I randfugerne <strong>in</strong>dlægges der en gennemgående randarmer<strong>in</strong>g rundt langs hele dækkets periferi.<br />
Denne randarmer<strong>in</strong>g bør normalt bestå af to armer<strong>in</strong>gsjern med hver en diameter på<br />
m<strong>in</strong>dst 12mm [Jensen, 1991].<br />
Betragtes dækket som en bjælke med et normaltarmeret betontværsnit påvirket til ren bøjn<strong>in</strong>g,<br />
dvs. hvor normalkraften er lig nul, kan armer<strong>in</strong>gsarealet As bestemmes vha. formel<br />
F.8.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
hvor<br />
Ms<br />
h<br />
fyd<br />
As =<br />
Ms<br />
0,81 · h · fyd<br />
er det dimensionsgivende moment [kNm]<br />
er højden af bjælken [m]<br />
er armer<strong>in</strong>gsstålet regn<strong>in</strong>gsmæssige flydespænd<strong>in</strong>g [MPa]<br />
(F.8)<br />
En pr<strong>in</strong>cipskitse af denne situation fremgår af figur F.11. Her fokuseres på stedet, hvor det<br />
maksimale moment optræder, dvs. x = 13,53m jf. figur F.8.<br />
Figur F.11: Stedet hvor det maksimale moment optræder i dækket<br />
Idet randarmer<strong>in</strong>gen har samme materialeparametre som længdefugearmer<strong>in</strong>gen, se afsnit<br />
F.4, og det dimensionsgivende moment er på 351kNm, fås følgende armer<strong>in</strong>gsareal for randarmer<strong>in</strong>gen.<br />
As =<br />
351 · 106 0,81 · 15,05 · 103 = 75mm2<br />
· 384,6<br />
83
BILAG F. DÆKARMERING<br />
Det vælges, at udforme randarmer<strong>in</strong>gen med 2 stk. Ø12 med et samlet areal på 226mm 2 , da<br />
dette er et vejledende m<strong>in</strong>imum. Ved denne armer<strong>in</strong>gsanordn<strong>in</strong>g bliver udnyttelsesgraden<br />
33%.<br />
Forankr<strong>in</strong>gslængden bestemmes ligesom i afsnit F.4 og dermed fås en forankr<strong>in</strong>gslængde på<br />
l = 34 · 12 = 408mm<br />
Randarmer<strong>in</strong>gen skal forankres til etagedækket med U-bøjler således at forskydende kræfter<br />
kan overføres til dækket og videre til den stabiliserende kerne. En pr<strong>in</strong>cipskitse af denne<br />
armer<strong>in</strong>gsanordn<strong>in</strong>g fremgår på figur F.12.<br />
F.6 Hjørnearmer<strong>in</strong>g<br />
Figur F.12: Pr<strong>in</strong>cipskitse af randarmer<strong>in</strong>gs forankr<strong>in</strong>g [Jensen, 1991]<br />
Hjørnearmer<strong>in</strong>gen i etagedækket, som ses på figur F.13, anordnes pga. risikoen for træk i<br />
dækket forårsaget af sug fra v<strong>in</strong>den.<br />
84<br />
Figur F.13: Hjørnearmer<strong>in</strong>gen i etagedækket
F.6. HJØRNEARMERING<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige v<strong>in</strong>dlast, når det blæser fra vest, bliver iht. bilag A følgende, idet<br />
formfaktoren er 0,9 og etagehøjden er 3,4m<br />
qw,sug,d = 0,922 · 0,9 · 0,9 · 3,4 · 1,5 = 3,81kN/m<br />
Hjørnearmer<strong>in</strong>gen A ′ s dimensioneres ud fra formel F.9, idet der benyttes samme materialeparametre<br />
som i afsnit F.4.<br />
[Jensen, 1991]<br />
hvor<br />
h<br />
er højden [m]<br />
A ′ s =<br />
h · qw,sug,d<br />
2 · fyd<br />
Dermed bliver det nødvendige armer<strong>in</strong>gsareal i hjørnerne<br />
A ′ s = 15,05 · 103 · 3,81<br />
2 · 384,62<br />
= 74,5mm 2<br />
(F.9)<br />
Ved at vælge 1 stk. Ø12 som hjørnearmer<strong>in</strong>g opnås et armer<strong>in</strong>gsareal på 113mm 2 og en<br />
udnyttelsesgrad på 66%.<br />
Forankr<strong>in</strong>gslængden bestemmes ligeledes efter samme pr<strong>in</strong>cipper som i afsnit F.4, og derved<br />
fås en forankr<strong>in</strong>gslængde på<br />
l = 34 · 12 = 408mm<br />
85
86<br />
BILAG F. DÆKARMERING
Bilag G<br />
Spændbeton<br />
I dette bilag foretages først en dimensioner<strong>in</strong>g af en førspændt betonbjælke i <strong>Kennedy</strong><br />
<strong>Arkaden</strong>s bærende konstruktion. Herefter udføres en dimensioner<strong>in</strong>g af samme bjælke, som<br />
denne gang udformes som en efterspændt betonbjælke med en mellemunderstøtn<strong>in</strong>g. Bjælken<br />
som dimensioneres spænder over v<strong>in</strong>duespartiet i biograffoyeren.<br />
G.1 Laster<br />
I dette afsnit fastlægges lasterne, som virker på bjælken og derefter opstilles lastkomb<strong>in</strong>ationen,<br />
der benyttes til den endelige dimensioner<strong>in</strong>g. Den valgte bjælke påvirkes kun af lodrette<br />
kræfter, da de vandrette kræfter optages af dækelementerne.<br />
G.1.1 Egenlast<br />
Bjælken påvirkes af egenlasten fra dækelementerne i etageadskillelsen, ydervægskonstruktionen<br />
og v<strong>in</strong>duerne i ydervæggen. Egenlasten fra selve spændbetonbjælken er <strong>in</strong>dregnet i<br />
egenlasten for ydervægskonstruktionen. Den samlede l<strong>in</strong>ielast fra egenlasten er beregnet ud<br />
fra de opstillede laster i bilag A. Den virkende l<strong>in</strong>ielast på bjælken er opstillet i tabel G.1.<br />
Bygn<strong>in</strong>gsdel L<strong>in</strong>ielast<br />
[kN/m]<br />
Teglfacade 15,15<br />
V<strong>in</strong>duespartier 0,32<br />
Etageadskillelse 45,75<br />
I alt 61,2<br />
Tabel G.1: Virkende l<strong>in</strong>ielast fra egenlasten<br />
87
G.1.2 Nyttelast<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Bjælken påvirkes af nyttelasten fra 3. etage og l<strong>in</strong>ielasten fra nyttelasten beregnes ud fra de<br />
opstillede laster i bilag A og ses i tabel G.2.<br />
G.1.3 Lastkomb<strong>in</strong>ation<br />
Etage L<strong>in</strong>ielast<br />
[kN/m]<br />
3. etage 22,5<br />
Tabel G.2: Virkende l<strong>in</strong>ielast fra nyttelasten<br />
Til dimensioner<strong>in</strong>g af spændbetonbjælken benyttes lastkomb<strong>in</strong>ation 2.3, da denne giver<br />
den fornødne sikkerhed, når den permanente last er stor i forhold til den variable ved fågangspåvirkn<strong>in</strong>g<br />
[DS 409, 1998].<br />
Da bjælken kun påvirkes af last fra en etage, skal der kun regnes med én variabel last på<br />
bjælken, og derved bliver lastkomb<strong>in</strong>ationen følgende<br />
0,9 · G + 1,0 · 0,25G(fri) + 1,0 · N<br />
I lastkomb<strong>in</strong>ation 2.3 regnes 25% af egenlasten som værende fri last. Dette gøres for at tage<br />
højde for, at der kan være nogle konstruktionsdele, der giver større laster end forventet, og<br />
da det ikke kan forudsiges, hvor disse er placeret, regnes det som en fri last. Nyttelasten på<br />
bjælken stammer fra kontorlokalet på 3. etage, som karakteriseres som et kategori B rum,<br />
hvorfor halvdelen af nyttelasten regnes som bunden last og resten som fri [DS 410, 1998]. I<br />
dette tilfælde vælges at regne hele nyttelasten som bunden last, da kontorlokalet på 3.etage<br />
er et stort rum uden skillevægge. Da dette er tilfældet, vil der med stor sandsynlighed ikke<br />
opstå en situation, hvor alt nyttelasten fra et kontorrum bliver flyttet til et andet, hvorfor<br />
nyttelasten ikke regnes som en fri last.<br />
De regn<strong>in</strong>gsmæssige laster, der benyttes til dimensioner<strong>in</strong>gen af spændbetonbjælken, kan nu<br />
betemmes. Der beregnes en regn<strong>in</strong>gsmæssig last alene for egenlasten, en for nyttelasten samt<br />
en samlet regn<strong>in</strong>gsmæssig last. Dette gøres, da lasten fra egenlast og nyttelast i dimensioner<strong>in</strong>gen<br />
benyttes hver for sig. I tabel G.3 er de regn<strong>in</strong>gsmæssige lastpåvirkn<strong>in</strong>ger på bjælken<br />
opstillet.<br />
88
G.2. MATERIALEDATA<br />
Lastart Karak. last Partialkoefficient Regn. last<br />
[kN/m] [-] [kN/m]<br />
Bunden egenlast Gbunden 61,22 0,9 55,09<br />
Fri egenlast G f ri 15,30 1,0 15,30<br />
Samlet egenlast G 70,40<br />
Nyttelast N 22,50 1,0 22,50<br />
Samlet l<strong>in</strong>ielast q 92,90<br />
G.2 Materialedata<br />
Tabel G.3: Regn<strong>in</strong>gsmæssige laster på bjælken<br />
Betonen, der benyttes til udførelsen af spændbetonbjælkerne, proportioneres med 350kg/m 3<br />
hurtigthærdende cement med et v/c-forhold på 0,5. Hærdn<strong>in</strong>gen antages at accelerere således,<br />
at efter 3 døgn er en modenhed på 10 døgn opnået og efter 14 dage opnås en modenhed<br />
på 20 døgn. Betonens rumvægt antages at være 24kN/m 3 og trykstyrken af betonen fck<br />
antages at være 40MPa for den førspændte betonbjælke og 50MPa for den efterspændte<br />
betonbjælke. Som armer<strong>in</strong>g i spændbetonbjælkerne benyttes tentor Ø13 l<strong>in</strong>er med en flydespænd<strong>in</strong>g<br />
på 1600MPa.<br />
Det antages, at spændbetonbjælkerne har en belastn<strong>in</strong>gshistorie og klimapåvikn<strong>in</strong>g som vist<br />
i tabel G.4 og tabel G.5 for hhv. den førspændte og den efterspændte bjælke.<br />
Døgn Belastn<strong>in</strong>g RF [%]<br />
0 L<strong>in</strong>er opspændes, og bjælken udstøbes 85<br />
3 Forspænd<strong>in</strong>g og egenvægt påføres bjælken 85<br />
14 Bjælken monteres, og den endelige last påføres 50<br />
Tabel G.4: Belastn<strong>in</strong>gshistorie for den førspændte betonbjælke<br />
Døgn Belastn<strong>in</strong>g RF [%]<br />
0 Bjælken udstøbes 85<br />
3 Opspænd<strong>in</strong>gskraften påføres 85<br />
14 Bjælken monteres, efterspændes og den endelige last påføres 50<br />
Tabel G.5: Belastn<strong>in</strong>gshistorie for den efterspændte betonbjælke<br />
G.3 Førspændt betonbjælke<br />
I dette afsnit dimensioneres designforslaget uden mellemunderstøtn<strong>in</strong>ger. Det vælges at udføre<br />
bjælken som en førspændt betonbjælke, da det ud fra momentfordel<strong>in</strong>gen vurderes mest<br />
hensigtsmæssigt.<br />
89
G.3.1 Statisk system<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
I dette afsnit fastlægges det statiske system, der benyttes til den videre dimensioner<strong>in</strong>g af<br />
bjælken. Ud fra det statiske system og de virkende laster på bjælken kan de dimensionsgivende<br />
momenter bestemmes.<br />
Bjælken understøttes af de to bagmure, på hver side af v<strong>in</strong>duespartiet, og er dermed simpelt<br />
understøttet. Spændet mellem understøtn<strong>in</strong>gerne er på 19,21m. Det statiske system ses på<br />
figur G.1, hvor kun egenlasten af bjælken er virkende, og den tilhørende momentkurve er<br />
optegnet.<br />
Figur G.1: Statisk system for designforslag med to understøtn<strong>in</strong>ger<br />
Til dimensioner<strong>in</strong>gen skal de maksimale momenter M bestemmes, og grundet det statiske<br />
system, fremkommer disse midt på bjælken og kan beregnes ved formel G.1.<br />
[Teknisk Ståbi, 1999]<br />
hvor<br />
q er den virkende l<strong>in</strong>ielast [kN/m]<br />
l er længden af bjælken [m]<br />
M = 1<br />
8 · q · l2<br />
(G.1)<br />
De maksimale momenter fra egen- og nyttelasten beregnes vha. formel G.1 og opstilles i<br />
tabel G.6. Den fri egenlast er i dette tilfælde regnet jævn fordelt over bjælken.<br />
90<br />
Lastart L<strong>in</strong>ielast Maksimalt moment<br />
[kN/m] [kNm]<br />
Egenlast, bjælke 16,2 747<br />
Egenlast, samlet 70,4 3247<br />
Nyttelast 22,5 1038<br />
Samlet 4285<br />
Tabel G.6: De dimensionsgivende momenter
G.3. FØRSPÆNDT BETONBJÆLKE<br />
G.3.2 Bestemmelse af bjælketværsnit<br />
I dette afsnit fastlægges bjælkens tværsnit. Det vælges, at udføre den førspændte betonbjælke<br />
med et rektangulært tværsnit i hele længderetn<strong>in</strong>gen på 0,45×1,5m. Tværsnittet ses<br />
på figur G.2.<br />
G.3.3 Initial forspænd<strong>in</strong>gskraft<br />
Figur G.2: Tværsnitgeometri af førspændt betonbjælke<br />
Ud fra tværsnitsgeometrien og belastn<strong>in</strong>gen fastlægges et <strong>in</strong>terval, hvori forspænd<strong>in</strong>gskraften<br />
K skal ligge. Den nedre grænse i <strong>in</strong>tervallet repræsenterer brugssituationen og den øvre forspænd<strong>in</strong>gssituationen.<br />
Intervallet fastlægges vha. formel G.2 for henholdsvis over- og undersiden<br />
af tværsnittet.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
Mg + Mp − σc ·W2<br />
yk − k2<br />
Mg + Mp − σt ·W1<br />
yk + k1<br />
≤ K ≤ Mg + σt ·W2<br />
yk − k2<br />
≤ K ≤ Mg + σc ·W1<br />
yk + k1<br />
Mg er moment fra den permanente last [kNm]<br />
Mp er moment fra den variable last [kNm]<br />
σc er betonens trykspænd<strong>in</strong>g [MPa]<br />
er betonens trækspænd<strong>in</strong>g [MPa]<br />
σt<br />
(Overside)<br />
(Underside)<br />
(G.2)<br />
91
yk er forspænd<strong>in</strong>gskraftens excentricitet [m]<br />
W2,W1 er modstandsmoment for henholdsvis over- og underside [m 3 ]<br />
k2,k1<br />
er kerneradier for henholdsvis over- og undersiden [m]<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Kerneradierne er afhængige af modstandsmomenterne, og da bjælkens tværsnitsgeometri er<br />
rektangulær, er modstandsmomenterne i over- og underside ens. Kerneradien bestemmes ud<br />
fra formel G.3.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
W er modstandsmoment [m 3 ]<br />
A er tværsnitsareal [m 2 ]<br />
k = W<br />
A<br />
Modstandsmomentet, som er ens i over- og undersiden, bestemmes ud fra formel G.4.<br />
hvor<br />
W = I<br />
e<br />
I er <strong>in</strong>ertimoment [m 4 ]<br />
e er afstanden fra hhv. over- og undersiden til tyngdepunktet [m]<br />
(G.3)<br />
(G.4)<br />
Da betonbjælken er rektangulær ligger tyngdepunktet i midten, hvilket betyder, at modstandsmomentet<br />
for det valgte tværsnit bliver<br />
W1 = W2 =<br />
1<br />
12 · 0,45 · 1,53<br />
= 0,17m<br />
0,75<br />
3<br />
Da kerneradierne i over- og undersiden er afhængige af modstandsmomenterne, vil k1 og k2<br />
være lig h<strong>in</strong>anden. Kerneradierne bliver da<br />
k1 = k2 = 0,17<br />
= 0,25m<br />
0,67<br />
Forspænd<strong>in</strong>gskraftens excentricitet yk bestemmes som den vægtede excentricitet af l<strong>in</strong>erne<br />
i over- og undersiden. Denne udregnes til<br />
92<br />
yk =<br />
56 · 0,55 + 4 · 0,7<br />
60<br />
= 0,47m
G.3. FØRSPÆNDT BETONBJÆLKE<br />
Til bestemmelse af <strong>in</strong>tervallet, som forspænd<strong>in</strong>gskraften skal ligge <strong>in</strong>denfor, benyttes de respektive<br />
momenter, som er opstillet i tabel G.6 og excentriciteterne aflæses på figur G.2. De<br />
tilladelige betonspænd<strong>in</strong>ger bestemmes i det følgende <strong>in</strong>den forspændn<strong>in</strong>gskrafts<strong>in</strong>tervallet<br />
kan fastsættes.<br />
Til fastsættelse af de tilladelige spænd<strong>in</strong>ger i anvendelsesgrænsetilstanden benyttes erfar<strong>in</strong>gsmæssige<br />
værdier, da der ikke f<strong>in</strong>des normkrav til bestemmelse af disse. Den tilladelige<br />
trykspænd<strong>in</strong>g σc sættes til 55% af fck, og de maksimal tilladelige trækspænd<strong>in</strong>ger σt sættes<br />
til 2 · fct. Herudfra bestemmes de tilladelige spænd<strong>in</strong>ger, som benyttes for lastsituationen,<br />
hvor bjælken er i brug, hvilket vil sige venstre side af formel G.2.<br />
σc = 0,55 · 40 = 22MPa<br />
σt = 2 · 2,0 = 4MPa<br />
I opspænd<strong>in</strong>gsfasen sættes σc til 70% af betonens trykstyrken på opspænd<strong>in</strong>gstidspunktet<br />
[DS 411, 1999]. I opspænd<strong>in</strong>gssituationen ses normalt bort fra trækstyrken. Herudfra kan de<br />
tilladelige spænd<strong>in</strong>ger, som benyttes for lastsituationen, hvor bjælken er i opspænd<strong>in</strong>gsfasen,<br />
hvilket vil sige højre side af formel G.2, bestemmes.<br />
σc = 0,7 · 0,75 · 40 = 21MPa<br />
σt = 0MPa<br />
Intervallet, hvori forspænd<strong>in</strong>gskraften skal placeres, bestemmes da til<br />
3247 + 1038 − 22000 · 0,17<br />
0,47 − 0,25<br />
2644 ≤ K ≤ 18103<br />
3247 + 1038 − 4000 · 0,17<br />
0,47 + 0,25<br />
5038 ≤ K ≤ 9476<br />
≤ K ≤<br />
≤ K ≤<br />
3247 + 4000 · 0,17<br />
0,47 − 0,25<br />
3247 + 21000 · 0,17<br />
0,47 + 0,25<br />
(Overside)<br />
(Underside)<br />
Af overstående ses det, at forspænd<strong>in</strong>gskraften skal være beliggende i <strong>in</strong>tervallet mellem<br />
5038kN og 9476kN. Der vælges en forspænd<strong>in</strong>gskraft på 7200kN, da der i hele bjælkens<br />
levetid sker et spænd<strong>in</strong>gstab i den <strong>in</strong>itiale forspænd<strong>in</strong>g pga. sv<strong>in</strong>d, krybn<strong>in</strong>g og relaxation.<br />
Ud fra den <strong>in</strong>itiale forspænd<strong>in</strong>g beregnes herefter den effektive forspænd<strong>in</strong>gskraft, og det<br />
kontrolleres, om denne er beliggende i forspænd<strong>in</strong>gs<strong>in</strong>tervallet.<br />
Det vælges at udføre bjælken med 60 stk l<strong>in</strong>er, som placeres som vist på figur G.2. I bjælkens<br />
underside placeres 56 stk Ø13 l<strong>in</strong>er fordelt i 7 lag med 8 i hver. I bjælkens overside placeret 4<br />
93
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
stk l<strong>in</strong>er ligeledes Ø13. L<strong>in</strong>erne placeres med en <strong>in</strong>dbyrdes afstand, center-center, på 50mm,<br />
og dæklaget udføres med 50mm. Den <strong>in</strong>itiale forspænd<strong>in</strong>gskraft ved brug af 60 Ø13 l<strong>in</strong>er<br />
vil således ligge på 120kN pr. l<strong>in</strong>e.<br />
G.3.4 Effektiv forspænd<strong>in</strong>gskraft<br />
Den effektive forspænd<strong>in</strong>gskraft f<strong>in</strong>des ved at trække de tidsafhængige forspænd<strong>in</strong>gstab fra<br />
den <strong>in</strong>itiale forspænd<strong>in</strong>gskraft. Der er tre fænomener, der har <strong>in</strong>dvirkn<strong>in</strong>g på spænd<strong>in</strong>gstabet.<br />
Disse er sv<strong>in</strong>d, krybn<strong>in</strong>g og relaxation, og alle tre fænomener er tidsafhængige og foregår<br />
gennem hele bjælkens levetid. Det er fundet repræsentativt for hele bjælkens levetid at beregne<br />
spænd<strong>in</strong>gstabene over en tidsperiode på fem år.<br />
Sv<strong>in</strong>d<br />
Sv<strong>in</strong>d er et betonteknologisk fænomen, der giver permanente deformationer i betonen og<br />
dermed spænd<strong>in</strong>gstab i den opspændte armer<strong>in</strong>g. Sv<strong>in</strong>det opstår som følge af udtørr<strong>in</strong>g<br />
af betonen, og er derfor afhængig af det omkr<strong>in</strong>gliggende klima. Størrelsen af tøjn<strong>in</strong>gerne<br />
bestemmes ud fra det i formel G.5 viste empiriske udtryk.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
εc<br />
kb<br />
kd<br />
kt<br />
εs = εc · kb · kd · kt<br />
er basissv<strong>in</strong>det, der afhænger af den relative fugtighed [‰]<br />
er en faktor, der afhænger af betonens sammensætn<strong>in</strong>g [-]<br />
er en faktor, der afhænger af bjælkens geometri [-]<br />
er en faktor, der beskriver sv<strong>in</strong>dforløbet som funktion af tiden [-]<br />
Først beregnes εc vha. formel G.6<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
RF5<br />
εc =<br />
0,089(1 − RF5)<br />
(1,67 − RF5)<br />
er den vægtede relative fugtighed over fem år [%]<br />
(G.5)<br />
(G.6)<br />
Da bjælken udsættes for to forskellige klimaer i de fem år, bjælken betragtes, vægtes den<br />
relative fugtighed RF5 efter varigheden. De klimatiske påvirkn<strong>in</strong>ger aflæses i tabel G.4.<br />
94<br />
RF5 =<br />
14 · 85 + 1811 · 50<br />
5 · 365<br />
= 50,3%
G.3. FØRSPÆNDT BETONBJÆLKE<br />
Den vægtede RF5 på 50,3% benyttes ved bestemmelsen af εc i formel G.6.<br />
εc =<br />
0,089(1 − 0,503)<br />
(1,67 − 0,503)<br />
= 0,38‰<br />
Faktoren kb beregnes ud fra v/c-forholdet ved anvendelse af formel G.7.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
C er cement<strong>in</strong>dholdet [kg/m 3 ]<br />
v/c er vand/cement-forhold [-]<br />
kb = 7 · 10 −3 ·C · (v/c + 1<br />
3 ) · v/c (G.7)<br />
Faktoren kb bliver med et v/c-forhold på 0,5 og cement<strong>in</strong>dhold på 350kg/m 3<br />
kb = 7 · 10 −3 · 350 · (0,5 + 1<br />
3 ) · 0,5 = 1,02<br />
Faktoren kd er afhængig af bjælkens geometri og bestemmes ud fra formel G.8.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
kd =<br />
r er den ækvivalent radius [m]<br />
0,25 · (0,852 + r)<br />
(0,132 + r)<br />
Den ækvivalente radius bestemmes ud fra tværsnitsgeometrien vha. af formel G.9.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
r = 2A<br />
s<br />
A er tværsnitsarealet [m 3 ]<br />
s er den frie kontur af bjælketværsnittet [m]<br />
(G.8)<br />
(G.9)<br />
Med udgangspunkt i det valgte tværsnit, der ses på figur G.2, bliver den ækvivalente radius.<br />
r =<br />
2(0,45 · 1,5)<br />
= 0,35m<br />
2 · 0,45 + 2 · 1,5<br />
95
kd kan nu beregnes ud fra formel G.8.<br />
kd =<br />
0,25 · (0,852 + 0,35)<br />
(0,132 + 0,35)<br />
= 0,63<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Den sidste manglende parameter til sv<strong>in</strong>dtøjn<strong>in</strong>gsberegn<strong>in</strong>gerne er kt, som er en ren tidsafhængig<br />
parameter, der udregnes vha. formel G.10.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
t α s<br />
t0<br />
kt = tα s<br />
t α s +t0<br />
er sv<strong>in</strong>dtiden [døgn]<br />
er geometriens <strong>in</strong>dflydelse på sv<strong>in</strong>dtiden [-]<br />
(G.10)<br />
Sv<strong>in</strong>dtiden t α s er sat til 5 år, hvilket vil sige 1825 døgn. t0 er afhængig af den ækvivalente<br />
radius, der kommer til udtryk i formel G.11.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
t0 = 9 · ( √ 10) α·β<br />
Konstanterne α og β bestemmes af formel G.12.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
α = 0,75 + 0,125 · β<br />
β =<br />
ln(20 · r)<br />
ln(2)<br />
Den ækvivalente radius er tidligere bestemt til 0,35m, og α og β bliver da<br />
t0 bliver da ud fra formel G.11<br />
96<br />
β =<br />
ln(20 · 0,35)<br />
ln(2)<br />
= 2,79<br />
α = 0,75 + 0,125 · 2,79 = 1,1<br />
t0 = 9 · ( √ 10) 1,1·2,79 = 308døgn<br />
(G.11)<br />
(G.12)
G.3. FØRSPÆNDT BETONBJÆLKE<br />
kt kan nu bestemmes ud fra formel G.10 til<br />
kt =<br />
1825<br />
= 0,86<br />
1825 + 308<br />
Alle parametrene til sv<strong>in</strong>dtøjn<strong>in</strong>gsformlen er bestemt, og tøjn<strong>in</strong>gen efter fem år kan nu<br />
bestemmes af formel G.5.<br />
Krybn<strong>in</strong>g<br />
εs = 0,38 · 1,02 · 0,63 · 0,86 = 0,207‰<br />
Krybn<strong>in</strong>g er ligesom sv<strong>in</strong>d et fænomen, der giver permanente deformationer i betonen og<br />
dermed spænd<strong>in</strong>gstab i den opspændte armer<strong>in</strong>g. Krybn<strong>in</strong>gstøjn<strong>in</strong>gerne kan ikke beregnes<br />
på samme vægtede måde som sv<strong>in</strong>d. Derfor udregnes krybn<strong>in</strong>gen for to perioder, 3-14 døgn<br />
og 14-1825 døgn, hvorefter de adderes, og sluttøjn<strong>in</strong>gen efter fem år f<strong>in</strong>des. Beregn<strong>in</strong>gsmetoden<br />
for de to perioder er ens, og derfor vises beregn<strong>in</strong>gen kun for perioden 3-14 døgn<br />
og kun resultatet af perioden 14-1825 døgn.<br />
Krybetøjn<strong>in</strong>gen εc bestemmes ud fra formel G.13.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
εc(t) = σ<br />
σ er spænd<strong>in</strong>gen [MPa]<br />
ψ(t) er krybetallet til tiden t [-]<br />
er elasticitetsmodulet som afhænger af modenheden<br />
Eik<br />
Krybetallet φ udregnes vha. formel G.14<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
ka<br />
kb<br />
kc<br />
kd<br />
kt<br />
Eik<br />
ψ = ka · kb · kc · kd · kt<br />
· ψ(t) (G.13)<br />
er en parameter, der er afhængig af alderen [-]<br />
er en parameter, der er afhængig af betonens sammensætn<strong>in</strong>g [-]<br />
er en parameter, der er afhængig af den relative fugtighed [-]<br />
er en parameter, der er afhængig af bjælkens geometri [-]<br />
er en parameter, der er afhængig af lasttiden [-]<br />
(G.14)<br />
97
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Alderens <strong>in</strong>dflydelse på krybetallet kommer til udtryk i faktoren ka. Alderen måles i det<br />
antal modenhedsdøgn, betonen opnår, <strong>in</strong>den forspænd<strong>in</strong>gskraften påføres. ka udregnes ud<br />
fra formel G.15.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
a er antal modenhedsdøgn [døgn]<br />
ka = 0,085 · (54 + √ a)<br />
1,75 + √ a<br />
(G.15)<br />
Forspænd<strong>in</strong>gskraften påføres efter tre døgn, og da der er valgt hurtighærdende cement opnås<br />
ti modenhedsdøgn efter disse tre døgn. Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel G.7 f<strong>in</strong>des ka til<br />
ka = 0,085 · (54 + √ 10)<br />
1,75 + √ 10<br />
= 0,99<br />
Faktoren kb, der afhænger af betonens sammensætn<strong>in</strong>g, er den samme som i sv<strong>in</strong>d og udregnes<br />
vha. formel G.7.<br />
kb = 7 · 10 −3 · 350 · (0,5 + 1<br />
3 ) · 0,5 = 1,02<br />
Faktoren kc afhænger af klimaet, der omgiver bjælken, nærmere betegnet den relative luftfugtighed,<br />
og udregnes vha. formel G.16.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
kc =<br />
6,7 · (1,15 − RF)<br />
2,03 − RF<br />
(G.16)<br />
Den relative luftfugtighed kan aflæses til 85% i tabel G.4 for perioden 3-14 døgn, kc bliver<br />
da<br />
98<br />
kc =<br />
6,7 · (1,15 − 0,85)<br />
2,03 − 0,85<br />
= 1,7
G.3. FØRSPÆNDT BETONBJÆLKE<br />
Faktoren kd afhænger af tværsnittets geometri, hvilket kommer til udtryk i den ækvivalente<br />
radius. kd beregnes ud fra formel G.17.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
kd =<br />
r er den ækvivalente radius [m]<br />
0,56 · (0,211 + r)<br />
(0,0727 + r)<br />
(G.17)<br />
Den ækvivalente radius er beregnet i sv<strong>in</strong>dberegn<strong>in</strong>gerne vha. formel G.9 til 0,35m. kd<br />
bliver da<br />
kd =<br />
0,56 · (0,211 + 0,35)<br />
(0,0727 + 0,35)<br />
= 0,74<br />
Faktoren kt afhænger af lastens varighed og tværsnittets geometri. Den udregnes af formel<br />
G.10, dog med en krybetid på perioden 3-14 døgn. kt bliver da<br />
kt =<br />
11<br />
= 0,035<br />
11 + 308<br />
Parametrene til bestemmelse af krybetallet er i det ovenstående blevet bestemt og ved <strong>in</strong>dsættelse<br />
i formel G.14 f<strong>in</strong>des<br />
ψ = 0,99 · 1,02 · 1,7 · 0,74 · 0,035 = 0,0444<br />
Spænd<strong>in</strong>gen σ, der ligeledes skal benyttes i formel G.13, bestemmes ud fra den gældende<br />
lastpåvirkn<strong>in</strong>g i perioden. σ er summen af spænd<strong>in</strong>gen fra forspænd<strong>in</strong>gskraften σ f og egenvægten<br />
σg. Da spænd<strong>in</strong>gen fra egenlasten ikke er konstant i hele bjælkens længde benyttes<br />
den vægtede middelværdien, dvs. 2/3-dele af σg. Spænd<strong>in</strong>gen fra forspænd<strong>in</strong>gskraften udregnes<br />
vha. Naviers formel som ses i formel G.18.<br />
[Williams & Todd, 2000]<br />
hvor<br />
σ f = Nf<br />
A + M f<br />
W ·<br />
Nf er forspænd<strong>in</strong>gskraften [kN]<br />
M f er momentet skabt af forspænd<strong>in</strong>gskraften [kNm]<br />
yk1 er eksentriciteten for l<strong>in</strong>er i undersiden [m]<br />
h er højden af bjælken [m]<br />
W er modstandsmomentet [m3 ]<br />
<br />
yk1<br />
h<br />
2<br />
<br />
(G.18)<br />
99
A er tværsnitsarealet [m 2 ]<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Forspænd<strong>in</strong>gskraften er tidligere bestemt til 7200kN, og momentet, der skabes heraf, bestemmes<br />
ved at gange den samlede excentricitet af l<strong>in</strong>erne med forspænd<strong>in</strong>gskraften. Den<br />
samlede excentriciteten for alle l<strong>in</strong>erne er tidligere bestemt til 0,47m. Højden aflæses til<br />
1,5m på figur G.2.<br />
M f = 0,47 · 7200 = 3384kNm<br />
Modstandsmomentet samt arealet er som før nævnt henholdsvis 0,17m 3 og 0,675m 2 . Spænd<strong>in</strong>gen<br />
fra forspændn<strong>in</strong>gskraften kan da beregnes vha. formel G.18.<br />
σ f = 7200 3385<br />
+<br />
0,675 0,17 ·<br />
<br />
0,47<br />
1,5<br />
2<br />
= 25,3MPa<br />
Egenlasten fra bjælken bidrager med et negativt moment, der ud fra tabel G.6 aflæses til<br />
-747kNm og dermed en negativ spænd<strong>in</strong>g, som udregnes vha. formel G.18 til<br />
σg = −747<br />
0,17 ·<br />
<br />
0,47<br />
1,5<br />
2<br />
= −3,2MPa<br />
Den samlede spænd<strong>in</strong>g σ, der benyttes i formel G.13, bliver da<br />
σ = 25,3 + 2<br />
3 · (−3,2) = 23,2MPa<br />
Den sidste parameter, som mangler at blive bestemt, før krybetøjn<strong>in</strong>gen kan beregnes, er<br />
elasticitetmodulet Eik for betonen. Da Eik er afhængig af modenheden, benyttes det tilnærmede<br />
udtryk i formel G.19, hvor den modenhedsafhængige trykstyrke <strong>in</strong>dgår.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
Eik = 35700<br />
1 + 13<br />
fck(a)<br />
fck(a) er den karakteristiske trykstyrke efter a modenhedsdøgn [MPa]<br />
100<br />
(G.19)
G.3. FØRSPÆNDT BETONBJÆLKE<br />
Den normerede trykstyrke for betonen er beregnet efter 28 modenhedsdøgn. I tilfælde, hvor<br />
betonens alder målt i modenhedsdøgn a er m<strong>in</strong>dre end 28 modenhedsdøgn, skal trykstyrken<br />
(40MPa) reduceres med faktoren ξ0. Udtrykket for ξ0 ses i formel G.20.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
ξ0 = exp<br />
A1 + A3 · v<br />
<br />
c<br />
√a 1 − 1<br />
<br />
√<br />
a0<br />
a0 er den normerede hærdn<strong>in</strong>gsterm<strong>in</strong> [døgn]<br />
A1,A3 er faktorer, der er afhængige af hærdehastigheden [-]<br />
(G.20)<br />
ξ0 for hurtigthærdende cement har A1 og A3 på hhv. −0,5 og −1 [Herholdt et al, 1985], og<br />
med en beton med en modenhed på 10 døgn udregnes ξ0 vha. formel G.20.<br />
<br />
<br />
1<br />
ξ0 = exp (−0,5 − 1 · 0,5) √10 − 1<br />
<br />
√ = 0,88<br />
28<br />
Trykstyrken af betonen efter 14 døgn bliver således<br />
40 · 0,88 = 35,2MPa<br />
og elasticitetmodulet Eik bliver ud fra formel G.19.<br />
Eik = 35700<br />
1 + 13<br />
32,5<br />
= 26076MPa<br />
Krybetøjn<strong>in</strong>gen for perioden 3-14 døgn beregnes vha. formel G.13 til<br />
ε c(3−14) = 23,2<br />
26076 · 0,044 · 103 = 0,039‰<br />
Krybetøjn<strong>in</strong>gen for perioden 14-1825 døgn udregnes på samme måde som vist ovenfor til<br />
0,71 ‰. Den samlede krybetøjn<strong>in</strong>g over 5 år bliver således<br />
εc = 0,039 + 0,71 = 0,749‰<br />
Den samlede tøjn<strong>in</strong>g fra sv<strong>in</strong>d og krybn<strong>in</strong>g efter 5 år er<br />
ε = 0,207 + 0,749 = 0,956‰<br />
101
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Tab i forspænd<strong>in</strong>gskraft fra den samlede tøjn<strong>in</strong>g beregnes ud fra formel G.21.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
Aa<br />
Eak<br />
ΔK = ε · Aa · Eak<br />
er tvæsnitsarealet pr Ø13 l<strong>in</strong>e [m2 ]<br />
er elasticitetsmodulet for armer<strong>in</strong>gsstål [MPa]<br />
(G.21)<br />
Elasticitetsmodulet for l<strong>in</strong>erne er sat til 1,85·10 5 MPa og tværsnitsarealet for en Ø13 l<strong>in</strong>e er<br />
93mm 2 . Forspænd<strong>in</strong>gstabet f<strong>in</strong>des herefter ud fra formel G.21.<br />
Relaxation<br />
ΔK = 0,956 · 93 · 10 −6 · 1,85 · 10 5 = 16,5kN<br />
Relaxation opstår som følge af en permanent tøjn<strong>in</strong>g i den opspændte armer<strong>in</strong>g. Relaxation<br />
er et fænomen, der foregår gennem hele spændarmer<strong>in</strong>gens levetid. I Freyss<strong>in</strong>ets katalog er<br />
angivet formel G.22, hvoraf spænd<strong>in</strong>gstabet kan beregnes til en given tid.<br />
[Herholdt et al, 1985]<br />
hvor<br />
β t<br />
Δσr(t) = Δσr(1000h) ·<br />
1000<br />
Δσ r(1000h) er spænd<strong>in</strong>gstabet efter 1000 timer [MPa]<br />
t er tiden hvor spænd<strong>in</strong>gstabet ønskes bestemt [h]<br />
β er en faktor [-]<br />
(G.22)<br />
Spænd<strong>in</strong>gstabet afhænger af armer<strong>in</strong>gens udnyttelsesgrad, og i dette tilfælde er tværsnittet<br />
udnyttet 80%. Ved aflæsn<strong>in</strong>g i Freyss<strong>in</strong>ets katalog f<strong>in</strong>des et relaxationstab på 4,5% for l<strong>in</strong>er i<br />
lav relaxationsklasse efter 1000 timer. Formel G.22 omskrives så Δσr erstattes af forspænd<strong>in</strong>gstabet<br />
ΔKr. Forspænd<strong>in</strong>gstabet pr. l<strong>in</strong>e efter 1000 timer bliver<br />
ΔK r(1000h) =<br />
120 · 104,5<br />
100<br />
− 120 = 5,4kN/l<strong>in</strong>e<br />
Forspænd<strong>in</strong>gstabet ønskes bestemt efter 5 år (1825 døgn) og ΔKr bliver da<br />
102<br />
ΔK r(43800h) = 5,4 ·<br />
0,2 43800<br />
= 11,5kN/l<strong>in</strong>e<br />
1000
G.3. FØRSPÆNDT BETONBJÆLKE<br />
Effektiv forspænd<strong>in</strong>gskraft<br />
Den effektive forspænd<strong>in</strong>gskraft bestemmes ved at trække alle forspænd<strong>in</strong>gstab fra den <strong>in</strong>itiale<br />
forspænd<strong>in</strong>gskraft på 120kN/l<strong>in</strong>e. Den effektive forspænd<strong>in</strong>gskraft pr. l<strong>in</strong>e efter 5 år<br />
er<br />
Ke f f = 120 − 16,5 − 11,5 = 92kN/l<strong>in</strong>e<br />
Den samlede effektive forspænd<strong>in</strong>gskraft for alle 60 l<strong>in</strong>er er<br />
Ke f f = 92 · 60 = 5520kN<br />
Som kontrol af bæreevnen i anvendelsesgrænsetilstanden undersøges det, om den effektive<br />
forspænd<strong>in</strong>gskraft ligger <strong>in</strong>den for det udregnede <strong>in</strong>terval, der er bestemt ud fra formel G.2.<br />
5038kN ≤ 5520kN ≤ 9476kN ⇒ OK!<br />
De 5 år, forspænd<strong>in</strong>gstabet udregnes over, vurderes repræsentativ for hele bjælkens levetid,<br />
da hoveddelen af forspænd<strong>in</strong>gstabene sker <strong>in</strong>den for den valgte periode. Se figur G.3 for<br />
illustration af spænd<strong>in</strong>gstabene fra sv<strong>in</strong>d, krybn<strong>in</strong>g og relaxation over 30 år.<br />
Figur G.3: Forspænd<strong>in</strong>gstab over en periode på 30 år<br />
103
G.3.5 Brudmoment<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
I brudstadiet er tværsnittet revnet og spænd<strong>in</strong>gerne ikke længere elastiske. Ud fra spænd<strong>in</strong>gerne<br />
i tværsnittet bestemmes brudmomentet, som angiver den øvregrænse for hvor stort et<br />
moment, der kan påføres bjælken, <strong>in</strong>den brud vil <strong>in</strong>dtræde. I brudgrænsetilstanden regnes<br />
med høj sikkerhedsklasse og normal materialekontrolklasse, hvilket medfører en partialkoefficient<br />
for beton γc på<br />
og partialkoefficient for armer<strong>in</strong>gen γs på<br />
γc = 1,65 · 1,1 · 1 = 1,82<br />
γs = 1,3 · 1,1 · 1 = 1,43<br />
Før brudmomentet kan bestemmes, er der en række faktorer, som skal fastlægges. Tøjn<strong>in</strong>gen<br />
εs0, der stammer fra forspænd<strong>in</strong>gskraften, bestemmes ud fra de aritmetiske tilnærmelsesformler<br />
i formel G.23. Disse er fremkommet ud fra den karakteristiske arbejdsl<strong>in</strong>ie for Ø13<br />
l<strong>in</strong>er.<br />
[Kloch, 2001]<br />
0 < εs0 < 7 : K = 17,205 · εs0<br />
7 < εs0 < 10 : K = −2,622 · ε 2 s0 + 52,444 · εs0 − 118,222<br />
10 < εs0 < 35 : K = 136 + 0,8 · εs0<br />
(G.23)<br />
Forspænd<strong>in</strong>gskraften K er sat til 120kN/l<strong>in</strong>e, hvilket medfører, at εs0, ud fra formel G.23,<br />
er lig 6,97 ‰<br />
Der estimeres en trykzonehøjde x, hvorved tillægstøjn<strong>in</strong>gerne εs kan bestemmes vha. de<br />
geometiske bet<strong>in</strong>gelser i formel G.24.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
Δεs = εcu ·<br />
(d − x)<br />
x<br />
d er den effektive højde [m]<br />
εcu er betonens brudtøjn<strong>in</strong>g ved trykpåvirkn<strong>in</strong>g [‰]<br />
(G.24)<br />
Beregn<strong>in</strong>gen af brudmomentet er en iterativ proces, hvor kun den endelige beregn<strong>in</strong>g med<br />
den rigtige trykzonehøjde opstilles. Der skønnes på, at x er lig 0,74m og den effektive højde<br />
for undersiden f<strong>in</strong>des til 1,3m. Δεs bliver da<br />
104
G.3. FØRSPÆNDT BETONBJÆLKE<br />
Δεs = 3,5 ·<br />
(1,3 − 0,74)<br />
0,74<br />
= 2,64‰<br />
I oversiden forekommer en trykspænd<strong>in</strong>g og dermed en negativ tøjn<strong>in</strong>g. Den effektive højde<br />
f<strong>in</strong>des til 0,05m, og Δεs bliver da<br />
Δεs = −3,5 ·<br />
(0,74 − 0,05)<br />
0,74<br />
= −3,26‰<br />
Til bestemmelse af kraftresultanterne Fs og Fc benyttes den totale tøjn<strong>in</strong>g εs. Denne f<strong>in</strong>des<br />
ved summer<strong>in</strong>g af Δεs og Δεs0. εs for undersiden bliver da 9,61 ‰ og for oversiden 3,71 ‰.<br />
Efter at de totale tøjn<strong>in</strong>ger er bestemt, kan trækresultanterne for armer<strong>in</strong>gen Fs for hhv.<br />
over- og undersiden beregnes ud fra de aritmetriske formler i formel G.23. Fs for de 4 l<strong>in</strong>er<br />
i oversiden bliver da<br />
Fs for de 56 l<strong>in</strong>er i undersiden bliver da<br />
Fs = 4 · 17,205 · 3,71 = 255kN<br />
Fs = 56 · −2,622 · 9,61 2 + 52,444 · 9,61 − 118,222 = 8043kN<br />
Trykresultanten for betonen Fc beregnes vha. formel G.25<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
b<br />
er bredden af bjælke [m]<br />
Fc = 0,8 · x · b · fck<br />
Med en betontrykstyrke på 40MPa og en bredde på 0,45m f<strong>in</strong>des Fc ud fra formel G.25.<br />
Fc = 56 · 0,8 · 0,74 · 0,45 · 40000 = 10671kN<br />
Som kontrol af den valgte x-værdi opstilles den statiske ligevægt i formel G.26<br />
[Kloch, 2001]<br />
Fs<br />
γs<br />
− Fc<br />
γc<br />
(G.25)<br />
= 0 (G.26)<br />
105
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Bidraget fra armer<strong>in</strong>gen i trykzonen (oversiden) virker til ugunst for brudmomentet og regnes<br />
derfor med partialkoeficienten 1,0. Ligevægten bliver da<br />
255 8043 10671<br />
+ − = 0 ⇒ OK!<br />
1,0 1,43 1,82<br />
Brudmomentet kan nu beregnes ud fra formel G.27.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
Mu =<br />
d er den <strong>in</strong>dre momentarm [m]<br />
(d − 0,4x) · Fs<br />
γs<br />
(G.27)<br />
Parametrene, der <strong>in</strong>dgår i formlen, er alle tidligere bestemt. Mu beregnes da ud fra formel<br />
G.27 ved at tage moment omkr<strong>in</strong>g trykresultanten.<br />
Mu =<br />
(1,3 − 0,4 · 0,74) · 8043<br />
1,43<br />
−<br />
(0,4 · 0,74 − 0,05) · 255<br />
1<br />
= 5582kNm<br />
Det kontrolleres herefter om brudmomentet er større end det samlede moment fra de påførte<br />
laster, som er bestemt til 4285kNm. Derved fås<br />
G.4 Efterspændt bjælke<br />
5582kNm > 4285kNm ⇒ OK!<br />
I dette afsnit foretages en dimensioner<strong>in</strong>g af en alternativ løsn<strong>in</strong>g bestående af en spændbetonbjælke<br />
med en tredje understøtn<strong>in</strong>g, som placeres under bjælkens midtpunkt. Det vælges<br />
at udføre denne bjælke som en efterspændt bjælke. Dette er den optimale løsn<strong>in</strong>g, da kabelgeometrien<br />
i en efterspændt bjælke kan vælges frit. Derfor føres spændarmer<strong>in</strong>gsl<strong>in</strong>erne<br />
så de følger bjælkens momentkurve, hvorved det ikke er nødvendigt at <strong>in</strong>dstøbe armer<strong>in</strong>g i<br />
både under- og oversiden af bjælken.<br />
G.4.1 Statisk system<br />
I dette afsnit opstilles det statiske system, som benyttes til dimensioner<strong>in</strong>gen af den efterspændte<br />
betonbjælke. Dernæst bestemmes momenterne i de dimensionsgivende bjælketværsnit,<br />
som benyttes til den endelige dimensioner<strong>in</strong>g af bjælken.<br />
106
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
Det statiske system for den efterspændte bjælke ses på figur G.4.<br />
Figur G.4: Statisk system for den efterspændte betonbjælke<br />
Da der i de senere beregn<strong>in</strong>ger benyttes de maksimale momenter fra egenlasten og nyttelasten<br />
hver for sig, opstilles et lasttilfælde, hvor egenlasten påvirker bjælken alene, og et hvor<br />
nyttelasten påvirker bjælken alene.<br />
For at bestemme de maksimale momenter i bjælken forårsaget af egenlasten, skal der, idet<br />
25% af egenlasten regnes som fri last, opstilles to lasttilfælde. Et, hvor den frie egenlast er<br />
jævnt fordelt ud over hele bjælkens længde, og et andet, hvor den frie egenlast kun er jævnt<br />
fordelt ud over det ene bjælkefag. På figur G.5 og G.6 ses de opstillede lasttilfælde med<br />
<strong>in</strong>dtegnede momentkurver og maksimale momenter.<br />
Figur G.5: Lasttilfælde med den frie egenlast jævnt fordelt over hele bjælken<br />
Figur G.6: Lasttilfælde med den frie egenlast jævnt fordelt over det ene bjælkefag<br />
For nyttelasten opstilles kun et lasttilfælde, da hele nyttelasten regnes som en bunden last.<br />
Dette lasttilfælde kan ses på figur G.7, hvor momentkurven og de maksimale momenter er<br />
<strong>in</strong>dtegnet.<br />
Figur G.7: Lasttilfælde med nyttelasten jævnt fordelt over hele bjælken<br />
107
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Afstanden fra venstre understøtn<strong>in</strong>g ud til det dimensionsgivende tværsnit på bjælkefaget<br />
varierer lidt fra de lasttilfælde, hvor lasten er ens fordelt over hele bjælken til det lasttilfælde,<br />
hvor den frie egenlast kun er placeret på det ene bjælkefag. I de efterfølgende beregn<strong>in</strong>ger<br />
forudsættes det derfor, at det dimensionsgivende tværsnit mellem understøtn<strong>in</strong>gerne ligger i<br />
en afstand på 3,2m fra venstre understøtn<strong>in</strong>g.<br />
De maksimale momenter, som benyttes til den endelige dimensioner<strong>in</strong>g af den efterspændte<br />
bjælke, er opsummeret i tabel G.7.<br />
Lastart Moment ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>g Moment på bjælkefag<br />
[kNm] [kNm]<br />
Egenlast G -812 490<br />
Nyttelast N -258 146<br />
Samlet -1070 636<br />
Tabel G.7: Maksimale momenter til dimensioner<strong>in</strong>g af bjælken<br />
G.4.2 Bestemmelse af bjælketværsnit og kabelgeometri<br />
Den efterspændte betonbjælke udføres som en rektangulær bjælke med en tværsnitshøjde<br />
og -bredde på 800 × 400mm. En skitse af bjælkeenden med ankerpladen på 360 × 300mm<br />
<strong>in</strong>dtegnet ses på figur G.8. Den efterspændte betonbjælke armeres med en kabelkanal af<br />
typen Freyss<strong>in</strong>et med 25 L13 l<strong>in</strong>er.<br />
Figur G.8: Tværsnitsdimensioner på den efterspændte betonbjælke<br />
I den efterfølgende fastlæggelse af kabelgeometrien vælges kun at betragte den venstre<br />
halvdel af bjælken, da denne er symmetrisk omkr<strong>in</strong>g mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen. Kabelkanalen<br />
skal føres i bjælketværsnittet som vist på figur G.9.<br />
108
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
Figur G.9: Kabelfør<strong>in</strong>g i den venstre del af betonbjælken<br />
Kabelgeometrien i bjælken sammensættes af rette l<strong>in</strong>iestykker og cirkelbuer, hvor imellem<br />
der ikke må optræde knæk i forløbet. For at kunne beregne variationen i forspænd<strong>in</strong>gskraften<br />
som følge af friktions- og låsetab er det nødvendigt at kende en matematisk beskrivelse<br />
af kabelgeometrien. Derfor bestemmes det i det følgende, hvilken radius cirkelbuerne skal<br />
have samt koord<strong>in</strong>aterne til de punkter, hvor der er overgang mellem rette l<strong>in</strong>iestykker og<br />
cirkelbuer.<br />
Først beregnes koord<strong>in</strong>aterne til overgangen mellem rette l<strong>in</strong>iestykker og cirkelbuer fra bjælkeenden<br />
til kabelfør<strong>in</strong>gens lavpunkt, hvilket vil sige en længde på 3,2m fra bjælkeenden.<br />
Da det forudsættes, at radius R på cirkelbuerne er 13m kan koord<strong>in</strong>aterne beregnes ud fra<br />
figur G.10.<br />
Figur G.10: Skitse til beregn<strong>in</strong>g af kabelkoord<strong>in</strong>ater<br />
Da cirkelbuen tilnærmelsesvis kan regnes som en 2. grads parabel kan længden på cirkelbuen<br />
x1 f<strong>in</strong>des vha. formel G.28.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
Δϕ er tangenthældn<strong>in</strong>gen<br />
Tangenthældn<strong>in</strong>gen bestemmes ud fra formel G.29.<br />
[Kloch, 2001]<br />
h = x2 1<br />
2R + (L − x1) · Δϕ (G.28)<br />
Δϕ = x1<br />
R<br />
(G.29)<br />
109
Ved <strong>in</strong>dsættelse af formel G.29 i formel G.28 kan x1 bestemmes til<br />
0,35 = x2 1<br />
2 · 13 + (3,2 − x1) · x1<br />
13<br />
x1 = 2,13m<br />
Herefter kan tangenthældn<strong>in</strong>gen beregnes ud fra formel G.29 til<br />
Δϕ = 2,13<br />
13<br />
= 0,164rad<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Koord<strong>in</strong>aterne til punkt A, B og C kan nu bestemmes ud fra ovenstående. Beregn<strong>in</strong>gerne af<br />
koord<strong>in</strong>aterne foretages med udgangspunkt i punkt A, hvor dennes koord<strong>in</strong>ater sættes til<br />
[xA,yA] = [0,0]<br />
Punkt B’s x-koord<strong>in</strong>at er lig x2, der kan beregnes som følgende<br />
3,2 − 2,13 = 1,07<br />
y-koord<strong>in</strong>aten bestemmes vha. figur G.10 til følgende<br />
Punkt B’s koord<strong>in</strong>ater bliver da<br />
−0,164 · 1,07 = −0,175<br />
[xB,yB] = [1,07;−0,175]<br />
Koord<strong>in</strong>aterne til punkt C kan aflæses på figur G.10 til<br />
110<br />
[xC,yC] = [3,2;−0,35]
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
Til bestemmelse af koord<strong>in</strong>aterne ved overgangene mellem de rette l<strong>in</strong>iestykker og cirkelbuer<br />
på strækn<strong>in</strong>gen mellem punkt C og mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen benyttes figur G.11.<br />
Figur G.11: Skitse til beregn<strong>in</strong>g af kabelkoord<strong>in</strong>ater<br />
Ud fra figur G.11 kan x3, x4 og x5 bestemmes til<br />
x3 = x5 = x1 = 2,13m<br />
x4 = 6,405 − 2 · 2,13 = 2,145m<br />
Af ovenstående kan punkt D’s koord<strong>in</strong>ater beregnes til<br />
[xD,yD] = [5,33;−0,175]<br />
Ligeledes beregnes koord<strong>in</strong>aterne til punkt E, som bliver<br />
Koord<strong>in</strong>aterne til punkt F bestemmes til<br />
G.4.3 Valg af opspænd<strong>in</strong>gskraft<br />
[xE,yE] = [7,475;0,175]<br />
[xF,yF] = [9,605;0,35]<br />
I det efterfølgende bestemmes hvilket <strong>in</strong>terval, opspænd<strong>in</strong>gskraften K skal ligge i og disse<br />
beregn<strong>in</strong>ger udføres i anvendelsesgrænsetilstanden. Først beregnes <strong>in</strong>tervallet for tværsnittet<br />
på det ene bjælkefag, hvor det maksimale moment optræder. Da der i dette tværsnit opstår<br />
træk i undersiden, bestemmes <strong>in</strong>tervallet af formel G.30 og G.31, hvor formel G.30 angiver<br />
kravene til opspænd<strong>in</strong>gskraften K ud fra spænd<strong>in</strong>gerne i tværsnittets overside og formel<br />
G.31 angiver kravene til K ud fra spænd<strong>in</strong>gerne i tværsnittets underside.<br />
111
[Kloch, 2001]<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
Mg<br />
Mp<br />
σc<br />
Mg + Mp − σc ·W2<br />
yk − k2<br />
Mg + Mp − σt ·W1<br />
yk + k1<br />
er momentet fra egenlasten [Nmm]<br />
er momentet fra nyttelasten [Nmm]<br />
er betones trykstyrke [MPa]<br />
er betones trækstyrke [MPa]<br />
≤ K ≤ Mg + σt ·W2<br />
yk − k2<br />
≤ K ≤ Mg + σc ·W1<br />
yk + k1<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
σt<br />
yk er opspænd<strong>in</strong>gskraftens excentricitet [mm]<br />
W1,W2 er modstandsmomentet for hhv. undersiden og oversiden af tværsnittet [mm3 ]<br />
k1,k2<br />
er tværsnittets kerneradier [mm]<br />
(G.30)<br />
(G.31)<br />
Momentet fra hhv. egenlasten Mg og nyttelasten Mp aflæses i tabel G.7 til 490kNm og<br />
146kNm. Bjælken udføres i en beton med en trykstyrke fck på 50MPa og trækstyrke fct<br />
på 2MPa. Det forudsættes, at betonen har opnået 75% af den foreskrevne styrke på det<br />
tidspunkt, opspænd<strong>in</strong>gen og egenvægten påføres og den fulde styrke, når den variable last<br />
påvirker bjælken.<br />
Til fastsættelse af de tilladelige spænd<strong>in</strong>ger i anvendelsesgrænsetilstanden benyttes erfar<strong>in</strong>gsmæssige<br />
værdier, da der ikke f<strong>in</strong>des normkrav til bestemmelse af dette. De tilladelige<br />
trykspænd<strong>in</strong>ger σc sættes til 55% af fck og de maksimal tilladelige trækspænd<strong>in</strong>ger σt sættes<br />
til 2 · fct. Herudfra bestemmes de tilladelige spænd<strong>in</strong>ger, som benyttes for lastsituationen,<br />
hvor bjælken er i brug, hvilket vil sige venstre side af formel G.30 og G.31.<br />
σc = 0,55 · 50 = 27,5MPa<br />
σt = 2 · 2,0 = 4MPa<br />
I opspænd<strong>in</strong>gsfasen sættes σc til 70% af trykstyrken på opspænd<strong>in</strong>gstidspunktet [DS 411, 1999].<br />
I opspænd<strong>in</strong>gssituationen ses normalt bort fra trækstyrken. Dette betyder, at de tilladelige<br />
spænd<strong>in</strong>ger, som benyttes for lastsituationen, hvor bjælken er i opspænd<strong>in</strong>gsfasen, hvilket<br />
vil sige højre side at formel G.30 og G.31, bliver.<br />
σc = 0,7 · 0,75 · 50 = 26,3MPa<br />
σt = 0MPa<br />
Forspænd<strong>in</strong>gskraftens excentricitet yk i det dimensionsgivende tværsnit på bjælkefaget bestemmes<br />
af figur G.9 til 350mm.<br />
112
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
Modstandsmomentet W1 og W2 bestemmes af formel G.32.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
W = I<br />
e<br />
I er <strong>in</strong>ertimomentet [mm 4 ]<br />
e er afstanden fra hhv. over- og undersiden til tyngdepunktet [mm]<br />
(G.32)<br />
Da betonbjælken er rektangulær, ligger tyngdepunktet i midten, hvilket betyder, at modstandsmomentet<br />
vha. formel G.32 kan beregnes til<br />
W1 = W2 =<br />
1<br />
12 · 400 · 8003<br />
= 42,67 · 10<br />
400<br />
6 mm 3<br />
Betontværsnittets kerneradier beregnes ud fra formel G.33.<br />
[Kloch, 2001]<br />
k = W<br />
A<br />
Ud fra formel G.33 beregnes k1 og k2 herefter til<br />
k1 = k2 =<br />
42,67 · 106<br />
400 · 800<br />
= 133mm<br />
(G.33)<br />
Hvilket <strong>in</strong>terval opspænd<strong>in</strong>gskraften, i det dimensionsgivende tværsnit på et af bjælkefagene,<br />
skal ligge i, kan herefter bestemmes ud fra formel G.30 og G.31.<br />
490 · 106 + 146 · 106 − 27,5 · 42,67 · 106 ≤ K ≤<br />
350 − 133<br />
−2479kN ≤ K ≤ 2263kN<br />
490 · 10 6 + 146 · 10 6 − 4 · 42,67 · 10 6<br />
350 + 133<br />
963kN ≤ K ≤ 3332kN<br />
490 + 0 · 42,67 · 106<br />
350 − 133<br />
≤ K ≤ 490 · 106 + 26,25 · 42,67 · 10 6<br />
350 + 133<br />
Af ovenstående f<strong>in</strong>des det, at opspænd<strong>in</strong>gskraften K i det dimensionsgivende tværsnit på<br />
bjælkefagene skal ligge i <strong>in</strong>tervallet 963kN til 2263kN.<br />
113
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Hvilket <strong>in</strong>terval opspænd<strong>in</strong>gskraften skal ligge <strong>in</strong>denfor i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen<br />
kan herefter bestemmes. Da der i dette tværsnit opstår træk i oversiden af tværsnittet<br />
beregnes <strong>in</strong>tervallet ud fra formel G.34 og G.35, hvor formel G.34 angiver kravene til opspænd<strong>in</strong>gskraften<br />
K ud fra spænd<strong>in</strong>gerne i tværsnittets overside, og formel G.35 angiver<br />
kravene til K ud fra spænd<strong>in</strong>gerne i tværsnittets underside.<br />
Mg + Mp + σt ·W2<br />
yk − k2<br />
Mg + Mp + σc ·W1<br />
yk + k1<br />
≤ K ≤ Mg − σc ·W2<br />
yk − k2<br />
≤ K ≤ Mg − σt ·W1<br />
yk − k1<br />
(G.34)<br />
(G.35)<br />
I dette tværsnit aflæses momentet fra hhv. egenlasten Mg og nyttelasten Mp i tabel G.7 til<br />
−812kNm og −258kNm. De resterende faktorer er de samme som i foregående beregn<strong>in</strong>ger.<br />
Af formel G.34 og G.35, f<strong>in</strong>des da.<br />
−812 · 10 6 + −258 · 10 6 + 4 · 42,67 · 10 6<br />
350 − 133<br />
1861kN ≤ K ≤ 3997kN<br />
−812 · 10 6 + −258 · 10 6 + 27,5 · 42,67 · 10 6<br />
350 + 133<br />
−475kN ≤ K ≤ 3747kN<br />
≤ K ≤ −812 · 106 − 26,25 · 42,67 · 10 6<br />
350 − 133<br />
≤ K ≤ −812 · 106 − 0 · 42,67 · 10 6<br />
350 − 133<br />
Herudfra f<strong>in</strong>des det, at opspænd<strong>in</strong>gskraften ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen skal ligge i <strong>in</strong>tervallet<br />
1861kN til 3747kN.<br />
På baggrund af ovenstående vælges at opspænde hver af de 25 L13 l<strong>in</strong>er med en opspænd<strong>in</strong>gskraft<br />
på 78kN ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen, hvilket giver en samlet opspænd<strong>in</strong>gskraft<br />
på 1950kN. Da denne ligger tæt på den nedre grænse i <strong>in</strong>tervallet, forventes det, at en beregn<strong>in</strong>g<br />
af spænd<strong>in</strong>gstabet fra sv<strong>in</strong>d, krybn<strong>in</strong>g og relaxation vil vise, at opspænd<strong>in</strong>gskraften<br />
bliver m<strong>in</strong>dre end 1861kN, som er den nedre værdi for opspænd<strong>in</strong>gskraften ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen.<br />
Af denne grund forventes det, at der ved monter<strong>in</strong>g af bjælken skal udføres<br />
en efterspænd<strong>in</strong>g af armer<strong>in</strong>gen. Hvor stor en opspænd<strong>in</strong>gskraft, der skal efterspændes<br />
til, bestemmes ved senere beregn<strong>in</strong>ger. Grunden til, at der ved den første opspænd<strong>in</strong>g<br />
ikke benyttes en større opspænd<strong>in</strong>gskraft er, at det er fundet, at der i det dimensionsgivende<br />
tværsnit på et af bjælkefagene ikke må benyttes en større opspænd<strong>in</strong>gskraft end 2263kN i<br />
opspænd<strong>in</strong>gssituationen. En større opspænd<strong>in</strong>gskraft end denne vil medføre et trækbrud i<br />
toppen af tværsnittet.<br />
114
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
For at opnå den forudsatte opspænd<strong>in</strong>g på 1950kN ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen skal det<br />
beregnes, hvor stor opspænd<strong>in</strong>gen skal være ved bjælkeenden. Opspænd<strong>in</strong>gskraften ved<br />
bjælkeenden skal øges i forhold til kraften ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen, da der ved opspænd<strong>in</strong>gen<br />
opstår friktion mellem kabelkanalen og armer<strong>in</strong>gen. Ligeledes beregnes der<br />
for hver meter, hvor stor opspænd<strong>in</strong>gskraften er. Friktionstabet beregnes ud fra formel G.36.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
K = K0 · e −(µ·ϕ+k·s)<br />
K er opspænd<strong>in</strong>gskraften et vilkårligt sted [kN]<br />
K0 er opspænd<strong>in</strong>gskraften i kablets begyndelsespunktet [kN]<br />
µ er friktionskoefficienten [-]<br />
ϕ er tangenthældn<strong>in</strong>gen [rad]<br />
k er en empirisk, systemafhængig faktor [m−1 ]<br />
s er afstanden fra begyndelsespunktet målt langs armer<strong>in</strong>gen [m]<br />
(G.36)<br />
Til beregn<strong>in</strong>g af opspænd<strong>in</strong>gskraften i bjælkeenden sættes K til 1950kN, som er opspænd<strong>in</strong>gen<br />
ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen. Koefficienterne µ og k sættes til hhv. 0,25 og 0,003m −1<br />
[Kloch, 2001]. I bjælker, hvor højden normalt er meget m<strong>in</strong>dre end længden, kan s med god<br />
tilnærmelse erstattes med den vandrette afstand [Kloch, 2001]. Herudfra sættes strækn<strong>in</strong>g s<br />
til 9,605m. Til bestemmelsen af opspænd<strong>in</strong>gskraften ved bjælkeenden sættes den samlede<br />
tangenthældn<strong>in</strong>g til 0,492, hvilket er bestemt i tabel G.8. Opspænd<strong>in</strong>gskraften i bjælkeenden<br />
kan herefter beregnes af formel G.36.<br />
1950 = K0 · e −(0,25·0,492+0,003·9,605)<br />
K0 = 2269kN<br />
115
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Beregn<strong>in</strong>gerne af opspænd<strong>in</strong>gskraften for hver meter er opstillet på skemaform i tabel G.8.<br />
x [m] Δs [m] s = ΣΔs [m] Δϕ [rad] ϕ = ΣΔϕ [rad] e −(µ·ϕ+k·s) K [kN]<br />
0,000 0,000 0,000 1,000 2269<br />
1,000 0,000<br />
1,000 1,000 0,000 0,997 2263<br />
1,000 0,072<br />
2,000 2,000 0,072 0,976 2216<br />
1,000 0,077<br />
3,000 3,000 0,148 0,955 2167<br />
1,000 0,077<br />
4,000 4,000 0,225 0,934 2120<br />
1,000 0,077<br />
5,000 5,000 0,302 0,913 2073<br />
1,000 0,025<br />
6,000 6,000 0,328 0,905 2054<br />
1,000 0,000<br />
7,000 7,000 0,328 0,902 2047<br />
1,000 0,040<br />
8,000 8,000 0,368 0,890 2021<br />
1,000 0,077<br />
9,000 9,000 0,445 0,871 1976<br />
0,605 0,047<br />
9,605 9,605 0,492 0,859 1950<br />
Tabel G.8: Beregn<strong>in</strong>g af opspænd<strong>in</strong>gskraften for hver meter<br />
Ud fra tabel G.8 ses det, at opspænd<strong>in</strong>gskraften i det dimensionsgivende tværsnit på bjælkefaget,<br />
som ligger 3,2m fra bjælkeenden, ikke overstiger de 2263kN, der er den øvre værdi i<br />
<strong>in</strong>tervallet opspænd<strong>in</strong>gskraften skal ligge <strong>in</strong>den for i dette snit.<br />
G.4.4 Effektiv opspænd<strong>in</strong>gskraft efter 14 døgn<br />
Da det forudsættes, at der går 14 døgn fra den første opspænd<strong>in</strong>g til montagen af bjælken,<br />
hvor den efterspændes, skal det beregnes, hvor stort et spænd<strong>in</strong>gstab, der forekommer i det<br />
første 14 døgn af bjælkens levetid. Da beregn<strong>in</strong>gerne foretages efter samme pr<strong>in</strong>cip som ved<br />
beregn<strong>in</strong>g af den effektive opspænd<strong>in</strong>gskraft i den førspændte betonbjælke, opstilles kun<br />
resultaterne for den efterspændte bjælke.<br />
Der er foretaget beregn<strong>in</strong>ger af spænd<strong>in</strong>gstabet i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen<br />
og i det dimensionsgivende tværsnit på bjælkefaget. Herefter benyttes den største af disse<br />
værdier som repræsentativ for spænd<strong>in</strong>gstabet i hele bjælken.<br />
Ved beregn<strong>in</strong>gerne er det fundet, at det største spænd<strong>in</strong>gstab forekommer i tværsnittet ved<br />
mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen. Her er det samlede spænd<strong>in</strong>gstab fra sv<strong>in</strong>d, krybn<strong>in</strong>g og relaxation<br />
pr. l<strong>in</strong>e bestemt til 1,9kN, hvilket giver et samlet spænd<strong>in</strong>gstab i de 25 l<strong>in</strong>er på 47kN. Det<br />
skal herefter kontrolleres, at den effektive opspænd<strong>in</strong>gskraft efter 14 døgn ligger <strong>in</strong>den for<br />
116
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
de tidligere beregnede <strong>in</strong>tervaller for opspænd<strong>in</strong>gskraften.<br />
Først undersøges det i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen, som ved første opspænd<strong>in</strong>g<br />
har en opspænd<strong>in</strong>gskraft på 1950kN, hvilket efter 14 døgn er reduceret til<br />
K14døgn = 1950 − 47 = 1903kN<br />
Da det tidligere er fundet at at m<strong>in</strong>imumsværdien for opspænd<strong>in</strong>gskraften ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen<br />
er 1861kN er kravet til opspænd<strong>in</strong>gskraften opfyldt.<br />
I det dimensionsgivende tværsnit på bjælkefaget kan opspænd<strong>in</strong>gskraften ved første opspænd<strong>in</strong>g<br />
beregnes til 1882kN, som efter 14 døgn er reduceret til<br />
K14døgn = 1882 − 47 = 1835kN<br />
M<strong>in</strong>imumsværdien for opspænd<strong>in</strong>gskraften i dette tværsnit er tidligere fundet til 963kN,<br />
hvorved kravet til opspænd<strong>in</strong>gskraften i dette tværsnit er opfyldt.<br />
G.4.5 Valg af opspænd<strong>in</strong>gskraft ved efterspænd<strong>in</strong>g<br />
Det er forudsat, at montagen af den efterspændte betonbjælke sker 14 døgn efter den første<br />
opspænd<strong>in</strong>g. Ved montage af bjælken vælges det at efterspænde alle l<strong>in</strong>erne så de hver<br />
har en opspænd<strong>in</strong>gskraft på 110kN ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen, hvilket giver en samlet<br />
opspænd<strong>in</strong>gskraft på 2750kN i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen.<br />
Ud fra den forudsatte efterspænd<strong>in</strong>gskraft ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen på 2750kN beregnes,<br />
hvor stor opspænd<strong>in</strong>gskraften ved bjælkeenden skal være. Ligeledes beregnes opspænd<strong>in</strong>gskraftens<br />
variation pga. friktion for hver meter. Til beregn<strong>in</strong>g af opspænd<strong>in</strong>gskraften<br />
ved bjælkeenden benyttes formel G.36.<br />
2750 = K0 · e −(0,25·0,492+0,003·9,605)<br />
K0 = 3200kN<br />
117
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Beregn<strong>in</strong>gerne af opspænd<strong>in</strong>gskraften for hver meter ved efterspænd<strong>in</strong>gen af bjælken er<br />
opstillet i tabel G.9.<br />
x [m] Δs [m] s = ΣΔs [m] Δϕ [rad] ϕ = ΣΔϕ [rad] e −(µ·ϕ+k·s) K [kN]<br />
0,000 0,000 0,000 1,000 3200<br />
1,000 0,000<br />
1,000 1,000 0,000 0,997 3191<br />
1,000 0,072<br />
2,000 2,000 0,072 0,976 3125<br />
1,000 0,077<br />
3,000 3,000 0,148 0,955 3056<br />
1,000 0,077<br />
4,000 4,000 0,225 0,934 2989<br />
1,000 0,077<br />
5,000 5,000 0,302 0,913 2923<br />
1,000 0,025<br />
6,000 6,000 0,328 0,905 2896<br />
1,000 0,000<br />
7,000 7,000 0,328 0,902 2887<br />
1,000 0,040<br />
8,000 8,000 0,368 0,890 2850<br />
1,000 0,077<br />
9,000 9,000 0,445 0,871 2787<br />
0,605 0,047<br />
9,605 9,605 0,492 0,859 2750<br />
Tabel G.9: Beregn<strong>in</strong>g af opspænd<strong>in</strong>gskraften for hver meter ved efterspænd<strong>in</strong>gen<br />
G.4.6 Bestemmelse af låsetab<br />
I det valgte opspænd<strong>in</strong>gssystem fra Freyss<strong>in</strong>et benyttes kileforankr<strong>in</strong>ger til fastholdelse af de<br />
opspændte l<strong>in</strong>er. Ved dette system optræder der et låsetab, hvilket betyder, at den mekaniske<br />
opspænd<strong>in</strong>gskraft K0 reduceres, lige når donkraften frigøres og antager herefter værdien K i 0 ,<br />
der kaldes den <strong>in</strong>itiale opspænd<strong>in</strong>gskraft. Når den opr<strong>in</strong>delige forlængelse af armer<strong>in</strong>gen<br />
reduceres, trækker armer<strong>in</strong>gen sig sammen og glider tilbage i kabelkanalen. Denne sammentrækn<strong>in</strong>g<br />
modvirkes af friktionen mellem armer<strong>in</strong>gen og kabelkanalen, hvilket betyder,<br />
at virkn<strong>in</strong>gen fra låsetabet ophører et stykke fra opspænd<strong>in</strong>gspunktet.<br />
Før afstanden, hvor låsetabet påvirker opspænd<strong>in</strong>gskraften i bjælken beregnes, skal det samlede<br />
låsetabsareal AL beregnes ud fra formel G.37.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
118<br />
s<br />
AL = dKds = y · A · E<br />
0<br />
(G.37)
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
y er låseglidn<strong>in</strong>gen [mm]<br />
A er armer<strong>in</strong>gens tværsnitsareal [mm 2 ]<br />
E er elasticitetsmodulet [MPa]<br />
Det forudsættes, at låseglidn<strong>in</strong>gen på det valgte opspænd<strong>in</strong>gssystem er 4mm [Kloch, 2001].<br />
Det samlede armer<strong>in</strong>gsareal og elasticitetsmodul bestemmes til hhv. A = 2325mm 2 og E =<br />
2 · 10 5 MPa. Herudfra beregnes låsetabsarealet ud fra formel G.37.<br />
AL = 4 · 2325 · 2 · 10 5 = 1860kNm<br />
Den <strong>in</strong>itiale opspænd<strong>in</strong>gskraftkurve bestemmes herefter iterativt ved at estimere en længde<br />
af låsetabet xL og herefter kontrollere, at låsetabsarealet for denne længde er lig det opr<strong>in</strong>delige<br />
låsetabsareal på 1860kNm. I det efterfølgende opstilles kun beregn<strong>in</strong>gerne for<br />
den endelige længde af låsetabet. Efter nogle gennemregn<strong>in</strong>ger vælges det at sætte xL til<br />
6,18m. Opspænd<strong>in</strong>gskraften beregnes herefter 6,18m fra bjælkeenden ud fra formel G.36.<br />
Da beregn<strong>in</strong>gerne har udgangspunkt i bjælkeenden, skal K0 sættes til 3200kN og ϕ sættes til<br />
0,328, da dette er den samlede tangenthældn<strong>in</strong>g fra bjælkeenden til 6,18m <strong>in</strong>d på bjælken.<br />
K6,18 = 3200 · e −(0,25·0,328+0,003·6,18) = 2895kN<br />
Beregn<strong>in</strong>gerne af opspænd<strong>in</strong>gskraften for hver meter efter låsetabet fra 6,18m <strong>in</strong>d til bjælkeenden<br />
er opstillet i tabel G.10. Ved disse beregn<strong>in</strong>ger virker friktionstabet i modsat retn<strong>in</strong>g<br />
i forhold til de tidligere beregn<strong>in</strong>ger af opspænd<strong>in</strong>gskraften, hvorfor disse beregn<strong>in</strong>ger gennemføres<br />
med udgangspunkt i x = 6,18m og <strong>in</strong>d mod bjælkeenden.<br />
x [m] Δs [m] s = ΣΔs [m] Δϕ [rad] ϕ = ΣΔϕ [rad] e −(µ·ϕ+k·s) K [kN]<br />
6,180 0,000 0,000 1,000 2895<br />
0,180 0,000<br />
6,000 0,180 0,000 0,999 2893<br />
1,000 0,025<br />
5,000 1,180 0,025 0,990 2866<br />
1,000 0,077<br />
4,000 2,180 0,102 0,968 2803<br />
1,000 0,077<br />
3,000 3,180 0,179 0,947 2741<br />
1,000 0,077<br />
2,000 4,180 0,256 0,926 2681<br />
1,000 0,072<br />
1,000 5,180 0,328 0,907 2626<br />
1,000 0,000<br />
0,000 6,180 0,328 0,904 2618<br />
Tabel G.10: Beregn<strong>in</strong>g af opspænd<strong>in</strong>gskraft efter låsetab<br />
119
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Opspænd<strong>in</strong>gskraften ved efterspænd<strong>in</strong>gen, som ses i tabel G.9, og den <strong>in</strong>itiale opspænd<strong>in</strong>gskraft,<br />
fundet i tabel G.10, er <strong>in</strong>dtegnet på figur G.12.<br />
K[kN ]<br />
3300<br />
3100<br />
2900<br />
2700<br />
2500<br />
2300<br />
2100<br />
Låsetabsareal<br />
1900<br />
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0<br />
s [m ]<br />
Figur G.12: Låsetabsareal<br />
Mekanisk opspænd<strong>in</strong>g<br />
Initial opspænd<strong>in</strong>g<br />
Ud af figur G.12 kontrolleres det om låsetabsarealet, beregnet ud fra den skønnede længde<br />
af låsetabet, er lig det opr<strong>in</strong>delige låsetab på 1860kN.<br />
0,5 · 1,0[(3200 − 2618) + (3191 − 2626)] + 0,5 · 1,0[(3191 − 2626) + (3125 − 2681)]+<br />
0,5 · 1,0[(3125 − 2681) + (3056 − 2741)] + 0,5 · 1,0[(3056 − 2741) + (2989 − 2803)]+<br />
0,5 · 1,0[(2989 − 2803) + (2923 − 2866)] + 0,5 · 1,0[(2923 − 2866) + (2896 − 2893)]+<br />
0,5 · 0,18(2896 − 2893) = 1860kNm<br />
Herudfra ses det, at den skønnede længde af låsetabet på 6,18m er korrekt, da det beregnede<br />
låsetab ud fra den skønnede længde er lig det opr<strong>in</strong>delige låsetab.<br />
G.4.7 Effektiv opspænd<strong>in</strong>gskraft<br />
Da bjælken efterspændes ved monter<strong>in</strong>gen, skal der foretages beregn<strong>in</strong>ger af spænd<strong>in</strong>gstabet<br />
pga. sv<strong>in</strong>d, krybn<strong>in</strong>g og relaxation ud fra den nye opspænd<strong>in</strong>gskraft. Beregn<strong>in</strong>gerne<br />
foretages ud fra en periode på 5 år, og dette resultat antages repræsentativ for hele bjælkens<br />
levetid. Da beregn<strong>in</strong>gerne foretages efter samme pr<strong>in</strong>cip som ved beregn<strong>in</strong>g af den effektive<br />
opspænd<strong>in</strong>gskraft i den førspændte betonbjælke, opstilles kun resultaterne for den efterspændte<br />
bjælke.<br />
Der er foretaget beregn<strong>in</strong>ger af spænd<strong>in</strong>gstabet i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen<br />
og i det dimensionsgivende tværsnit på bjælkefaget. Herefter benyttes den største af disse<br />
værdier som dimensionsgivende for spænd<strong>in</strong>gstabet i hele bjælken. Ud fra beregn<strong>in</strong>gerne<br />
120
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
er det fundet, at det største spænd<strong>in</strong>gstab forekommer i det dimensionsgivende tværsnit på<br />
bjælkefaget. Her er det samlede spænd<strong>in</strong>gstab fra sv<strong>in</strong>d, krybn<strong>in</strong>g og relaxation pr. l<strong>in</strong>e<br />
beregnet til 32,1kN, hvilket giver et samlet spænd<strong>in</strong>gstab i de 25 l<strong>in</strong>er på 806kN. Herefter<br />
kontrolleres det, om den effektive opspænd<strong>in</strong>gskraft efter 5 år ligger <strong>in</strong>den for de tidligere<br />
beregnede <strong>in</strong>tervaller for opspænd<strong>in</strong>gskraften.<br />
Først undersøges det i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen, som ved efterspænd<strong>in</strong>gen<br />
opspændes til 2750kN, hvilket efter 5 år er reduceret til<br />
K5år = 2750 − 806 = 1944kN<br />
Da det tidligere er fundet, at m<strong>in</strong>imumsværdien for opspænd<strong>in</strong>gskraften ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen<br />
er 1861kN er kravet til opspænd<strong>in</strong>gskraften opfyldt.<br />
I det dimensionsgivende tværsnit på bjælkefaget er forspænd<strong>in</strong>gskraften ved efterspænd<strong>in</strong>gen<br />
1908kN, som efter 5 år er reduceret til<br />
K5år = 2754 − 806 = 1948kN<br />
M<strong>in</strong>imumsværdien for opspænd<strong>in</strong>gskraften i dette tværsnit er tidligere fundet til 963kN,<br />
hvorved kravet til opspænd<strong>in</strong>gskraften i dette tværsnit er opfyldt.<br />
G.4.8 Beregn<strong>in</strong>g af brudmoment<br />
I det følgende beregnes brudmomentet i det dimensionsgivende tværsnit på det ene bjælkefag<br />
samt i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen, hvorefter det kontrolleres at brudmomenterne<br />
er større end de regn<strong>in</strong>gsmæssige momenter, som optræder i tværsnittene.<br />
Brudmomentet beregnes først i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen, hvor den samlede<br />
opspænd<strong>in</strong>gskraft er 2750kN, som giver en opspænd<strong>in</strong>gskraft på 110kN i hver af de 25<br />
l<strong>in</strong>er. Herudfra bestemmes tøjn<strong>in</strong>gen εs0 ud fra armer<strong>in</strong>gens arbejdskurve. Den tilnærmede<br />
aritmetriske form af arbejdskurven for L13 l<strong>in</strong>er er opskrevet i formel G.23. Ved en forventn<strong>in</strong>g<br />
om, at forspænd<strong>in</strong>gskraften på 110kN giver en tøjn<strong>in</strong>g under 7‰ f<strong>in</strong>des tøjn<strong>in</strong>gen εs0<br />
af formel G.23 til.<br />
εs0 = 110<br />
= 6,39‰<br />
17,205<br />
121
Herefter skal tillægstøjn<strong>in</strong>gen Δεs beregnes ud fra formel G.38.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
Δεs = εcu ·<br />
εcu er trykbrudtøjn<strong>in</strong>gen i betonen [‰]<br />
d er tværsnittets effektive højde [mm]<br />
x er trykzonehøjden [mm]<br />
(d − x)<br />
x<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
(G.38)<br />
Trykbrudtøjn<strong>in</strong>gen εcu sættes til 3,5‰, og den effektive højde bestemmes til 750mm. Da<br />
beregn<strong>in</strong>gerne af brudmomentet foretages iterativt ved at skønne en trykzonehøjde, vælges<br />
kun at opstille beregn<strong>in</strong>gerne med den endelige trykzonehøjde x, der er lig 289mm. Tillægstøjn<strong>in</strong>gen<br />
beregnes herefter af formel G.38.<br />
Δεs = 3,5 ·<br />
Den samlede tøjn<strong>in</strong>g bestemmes herefter til<br />
(750 − 289)<br />
289<br />
= 5,59‰<br />
εs = 6,39 + 5,59 = 11,98‰<br />
Den samlede trækresultant i armer<strong>in</strong>gen bestemmes ud fra den aritmetriske tilnærmelse af<br />
armer<strong>in</strong>gens arbejdskurve. Da den samlede tøjn<strong>in</strong>g ligger i <strong>in</strong>tervallet 10 < ε < 35 f<strong>in</strong>des det<br />
samlede træk i de 25 armer<strong>in</strong>gsl<strong>in</strong>er af formel G.23 til<br />
Fs = 25 · (136 + 0,8 · 11,98) = 3640kN<br />
Trykresultanten i betonen beregnes ud fra formel G.39.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
Fc = 0,8 · x · b · fck<br />
b er bredden på bjælken [mm]<br />
er betonens karakteristiske trykstyrke [MPa]<br />
fck<br />
(G.39)<br />
Bjælken har en bredde på 400mm og er udført i en beton med en karakteristisk trykstyrke<br />
på 50MPa. Indsættes dette sammen med den skønnede trykzonehøjde i formel G.39 f<strong>in</strong>des<br />
trykzoneresultanten til<br />
122<br />
Fc = 0,8 · 289 · 400 · 50 = 4620kN
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
Det kontrolleres nu om den valgte trykzonehøjde x er korrekt, hvilket er tilfældet hvis den<br />
statiske bet<strong>in</strong>gelse i formel G.40 er opfyldt.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
Fs<br />
γs<br />
− Fc<br />
γc<br />
γs er partialkoefficienten på armer<strong>in</strong>gen [-]<br />
γc er partialkoefficienten på betonen [-]<br />
= 0 (G.40)<br />
Partialkoefficienterne γs og γc er tidligere fundet for høj sikkerhedsklasse og normal materialekontrolklasse<br />
til hhv. 1,43 og 1,82. Herefter undersøges om den statiske bet<strong>in</strong>gelse i<br />
formel G.40 er opfyldt.<br />
3640 4620<br />
− = 0 ⇒ OK!<br />
1,43 1,82<br />
Brudmomentet bestemmes herefter ved at beregne momentet omkr<strong>in</strong>g punktet, hvor trykresultanten<br />
virker, som vist i formel G.41.<br />
[Kloch, 2001]<br />
Mu = (d − 0,4x) · Fs<br />
γs<br />
(G.41)<br />
Det kan nu kontrolleres, om brudmomentet beregnet ved formel G.41, er større end det<br />
regn<strong>in</strong>gsmæssige moment, som optræder i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen.<br />
Mu = (0,750 − 0,4 · 0,289) · 3640<br />
= 1615kNm > 1070kNm ⇒ OK!<br />
1,34<br />
Efter bestemmelse af brudmomentet i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen beregnes størrelsen<br />
af brudmomentet i det dimensionsgivende tværsnit på bjælkefaget. Da det dimensionsgivende<br />
tværsnit ligger på den længde hvor låsetabet virker, tager beregn<strong>in</strong>gen af opspænd<strong>in</strong>gskraften<br />
i det dimensionsgivende tværsnit udgangspunkt i det punkt, låsetabet virker til.<br />
I dette punkt, som er 6,18m fra bjælkeenden, er fundet en opspænd<strong>in</strong>gskraft på 2895kN. Afstanden<br />
fra udgangspunktet til det dimensionsgivende tværsnit er 2,98m og på denne strækn<strong>in</strong>g<br />
f<strong>in</strong>des en samlet tangenthældn<strong>in</strong>g ϕ på 0,164. Af formel G.36 kan opspænd<strong>in</strong>gskraften<br />
i det dimensionsgivende tværsnit nu beregnes.<br />
K3,2 = 2895 · e −(0,25·0,164+0,003·2,98) = 2754kN<br />
Herudfra kan det beregnes, at hver af de 25 l<strong>in</strong>er har en opspænd<strong>in</strong>gskraft på ca. 110kN,<br />
hvilket er samme opspænd<strong>in</strong>gskraft som i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen. Brudmomentet<br />
i det dimensionsgivende tværsnit på bjælkefaget kan derfor sættes lig brudmomentet<br />
123
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
i tværsnittet ved mellemunderstøtn<strong>in</strong>gen, som blev bestemt til 1615kNm, der er større end<br />
det regn<strong>in</strong>gsmæssige moment i tværsnittet på 636kNm.<br />
G.4.9 Spaltearmer<strong>in</strong>g i forankr<strong>in</strong>gszonen<br />
Efter at ankerpladen har overført opspænd<strong>in</strong>gskraften til betonen, skal opspænd<strong>in</strong>gskraften<br />
herefter fordeles ud over hele tværsnitsarealet. Ved denne spænd<strong>in</strong>gsomlejr<strong>in</strong>g opstår trækog<br />
trykspænd<strong>in</strong>ger v<strong>in</strong>kelret på opspænd<strong>in</strong>gskraftens retn<strong>in</strong>g. For at undgå revner parallelt<br />
med kraftretn<strong>in</strong>gen i det område, hvor der f<strong>in</strong>des tværtrækspænd<strong>in</strong>ger, skal der her <strong>in</strong>dstøbes<br />
en spaltearmer<strong>in</strong>g. Først dimensioneres den lodrette spaltearmer<strong>in</strong>g til fordel<strong>in</strong>g af<br />
forankr<strong>in</strong>gskraften i lodret retn<strong>in</strong>g, og derefter spaltearmer<strong>in</strong>gen til fordel<strong>in</strong>g af forankr<strong>in</strong>gskraften<br />
i vandret retn<strong>in</strong>g.<br />
Resultanten af tværtrykspænd<strong>in</strong>gerne T kan ud fra en elasticitetsteoretisk analyse beregnes<br />
ud fra formel G.42.<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
<br />
T ≈ 0,25 · K · 1 − a<br />
<br />
h<br />
K er opspænd<strong>in</strong>gskraften ved bjælkeenden<br />
a er højden af ankerpladen<br />
h er højden af betonbjæken<br />
(G.42)<br />
Ved bjælkeenden er der tidligere bestemt en opspænd<strong>in</strong>gskraft på 3200kN. Højden af bjælken<br />
og ankerpladen er hhv. 800mm og 360mm. Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel G.42 f<strong>in</strong>des den<br />
resulterende trækkraft.<br />
<br />
T ≈ 0,25 · 3200 · 1 − 360<br />
<br />
= 440kN<br />
800<br />
Det nødvendige armer<strong>in</strong>gsareal Andv beregnes herefter af formel G.43<br />
[Kloch, 2001]<br />
hvor<br />
σs<br />
er spænd<strong>in</strong>gen i armer<strong>in</strong>gen<br />
Anødv = T<br />
σs<br />
(G.43)<br />
Da beregn<strong>in</strong>gen af den resulterende trækkraft T er baseret på en elasticitetsteoretisk analyse,<br />
hvilket betyder, at betonen regnes for urevnet, bør σs vælges passende lavt [Kloch, 2001]. I<br />
dette tilfælde vælges σs til 50% af armer<strong>in</strong>gens karakteristiske flydespænd<strong>in</strong>g fyk, som ved<br />
det benyttede ribbestål er 550MPa. Herfra kan det nødvendige armer<strong>in</strong>gsareal f<strong>in</strong>des vha.<br />
formel G.43.<br />
124
G.4. EFTERSPÆNDT BJÆLKE<br />
Anødv =<br />
440 · 103<br />
= 1600mm2<br />
0,5 · 550<br />
For at overholde det nødvendige armer<strong>in</strong>gsareal benyttes 4 stk. 6 snits fretter<strong>in</strong>ger med en<br />
diameter på 10mm, hvilket giver et armer<strong>in</strong>gsareal på 1885mm 2 . Da kabelkanalens diameter<br />
fra producentoplysn<strong>in</strong>ger er fundet til 150mm, skal der m<strong>in</strong>imum være denne afstand<br />
mellem de midterste stænger i fretter<strong>in</strong>gerne. Udformn<strong>in</strong>gen af de seks fretter<strong>in</strong>ger til fordel<strong>in</strong>g<br />
af forankr<strong>in</strong>gskraften i lodret retn<strong>in</strong>g kan ses på figur G.13.<br />
Figur G.13: Skitse af fretter<strong>in</strong>ger til fordel<strong>in</strong>g af lodrette kræfter<br />
Herefter bestemmes hvor stort et armer<strong>in</strong>gsareal, der er nødvendigt for at fordele forankr<strong>in</strong>gskraften<br />
i vandret retn<strong>in</strong>g. For at bestemme trækresultanten i den vandrette retn<strong>in</strong>g<br />
benyttes formel G.42, hvori der <strong>in</strong>dsættes bjælkens bredde i stedet for højden.<br />
<br />
T ≈ 0,25 · 3200 · 1 − 300<br />
<br />
= 200kN<br />
400<br />
Det nødvendige armer<strong>in</strong>gsareal kan herefter bestemmes af formel G.43<br />
Anødv =<br />
200 · 103<br />
= 727mm2<br />
0,5 · 550<br />
For at overholde det nødvendige armer<strong>in</strong>gsareal benyttes 2 stk. 6 snits fretter<strong>in</strong>ger med en<br />
diameter på 10mm, som giver et armer<strong>in</strong>gsareal på 942mm 2 . Udformn<strong>in</strong>gen af de fem fretter<strong>in</strong>ger<br />
til fordel<strong>in</strong>g af forankr<strong>in</strong>gskraften i vandret retn<strong>in</strong>g kan ses på figur G.14.<br />
125
Figur G.14: Skitse af fretter<strong>in</strong>ger til fordel<strong>in</strong>g af vandrette kræfter<br />
BILAG G. SPÆNDBETON<br />
Da trækresultanten for de lodrette og vandrette spænd<strong>in</strong>ger virker i en afstand på hhv. 0,5h<br />
og 0,5b fra bjælkeenden, placeres fretter<strong>in</strong>gerne som vist på figur G.15.<br />
126<br />
Figur G.15: Længdesnit i bjælken med placer<strong>in</strong>g af fretter<strong>in</strong>gerne
Bilag H<br />
Brandteknisk dimensioner<strong>in</strong>g<br />
I dette bilag eftervises et etagedæks brandmodstandsevne, hvorved der forstås evnen til at<br />
opfylde den bærende funktion under en brand. Det forudsættes dog, at dækket overholder<br />
bæreevnekravet i brudgrænsetilstanden, og dimensioner<strong>in</strong>gen omfatter derfor kun selve<br />
brandsituationen. Endvidere undersøges kun bøjn<strong>in</strong>gs- og normalkraftsbæreevnen.<br />
Det vælges, at dimensionere dækket på 5. etage i den vestlige fløj for brandpåvirkn<strong>in</strong>g på<br />
undersiden. Det pågældende etagedæk kan ses på figur H.1.<br />
Figur H.1: Etagedæk, der dimensioneres for brandpåvirkn<strong>in</strong>g<br />
Af projektmæssige grunde forudsættes, at dækket er slaptarmeret, og at der kun er armer<strong>in</strong>g<br />
i dækkets undersiden. Armer<strong>in</strong>gen er kamstål, og er fremstillet ved varmvalsn<strong>in</strong>g og fri<br />
køl<strong>in</strong>g. Et udsnit af dækkets tværsnit ses på figur H.2.<br />
127
BILAG H. BRANDTEKNISK DIMENSIONERING<br />
Figur H.2: Udsnit af dækkets tværsnit<br />
Dimensioner<strong>in</strong>gen foretages i høj sikkerhedsklasse og normal materialekontrolklasse samt<br />
passiv miljøklasse, men i modsætn<strong>in</strong>g til de øvrige lastkomb<strong>in</strong>ationer sættes materialepartialkoefficienten<br />
lig 1,0 i lastkomb<strong>in</strong>ation 3.3, som er ulykkeslast [DS 409, 1998]. Øvrige<br />
oplysn<strong>in</strong>ger om dækket og materialerne oplistes i tabel H.1.<br />
Dæk<br />
Højde 220 mm<br />
Spænd 9160 mm<br />
Dæklag<br />
Beton<br />
30 mm<br />
Trykstyrke fc 30 MPa<br />
Rumvægt γb 24 kN/m3 Armer<strong>in</strong>g, kamstål<br />
Diameter D 20 mm<br />
Flydespænd<strong>in</strong>g fy 550 MPa<br />
Afstand 150 mm<br />
Tabel H.1: Dæk- og materialedata<br />
I passiv miljøklasse er kravet til dæklagets tykkelse 10 mm, men da dette bevirker, at bæreevnekravet<br />
under brandpåvirkn<strong>in</strong>g ikke kan overholdes, øges dette til 30 mm.<br />
H.1 Laster<br />
I dette afsnit bestemmes lasterne på dækket i brandsituationen, som er lastkomb<strong>in</strong>ation 3.3.<br />
Det vælges at betragte dækket som en simpelt understøttet bjælke, der spænder over samme<br />
længde som dækket, således at lasterne bestemmes pr. lbm. i bredden.<br />
Nyttelasten på dækket har en lastkomb<strong>in</strong>ationsfaktor på 1,0, jf. bilag A.2, og for v<strong>in</strong>dlasten<br />
er den i lastkomb<strong>in</strong>ation 3.3 lig med 0,25, og derfor undersøges følgende lastkomb<strong>in</strong>ation.<br />
128<br />
G + 1,0 · N + 0,25 ·V
H.2. BRANDPÅVIRKNING<br />
Egenlasten bestemmes vha. rumvægten og dækkets højde, og pr. lbm. i bredden giver dette<br />
en last på<br />
G = 0,22 · 24 = 5,3kN/m pr.m<br />
Nyttelasten er i bilag A.2 angivet til 3 kN/m 2 , hvilket giver en last pr. meter i bredden på 3<br />
kN/m.<br />
Da v<strong>in</strong>dlasten ikke bidrager til momentet i dækket, kan det maksimale moment beregnes på<br />
baggrund af egen- og nyttelasten. Da dækket betragtes som en simpelt understøttet bjælke,<br />
kan det maksimale moment bestemmes ved formel H.1.<br />
[Teknisk Ståbi, 1999]<br />
hvor<br />
q er l<strong>in</strong>ielasten [kN/m pr.m]<br />
l er længden [m]<br />
Mmax = 1<br />
· q · l2<br />
8<br />
(H.1)<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse af de fundne værdier for egen- og nyttelasten og lastkomb<strong>in</strong>ationsfaktorerne<br />
fås<br />
Mmax = 1<br />
8 · (5,3 + 1,0 · 3) · 9,162 = 86,8kNm pr.m<br />
Det vurderes, at det farligste tilfælde opstår, når v<strong>in</strong>den skaber træk i dækket. Derfor vælges<br />
den situation, hvor det blæser fra nord, da denne skaber det største træk. Den karakteristiske<br />
v<strong>in</strong>dlast V er 0,922 kN/m 2 og formfaktoren for v<strong>in</strong>d fra nord samt konstruktionsfaktoren<br />
er 0,9. Det antages, at dækket optager v<strong>in</strong>dlast fra halvdelen af vægfelterne over og under<br />
dækket, dvs. 3,40 m. Herudfra bestemmes v<strong>in</strong>dlasten pr. breddemeter ved anvendelse af<br />
lastkomb<strong>in</strong>ationsfaktoren.<br />
V = 3,40 · 0,90 · 0,90 · 0,922 · 0,25 = 0,6kN pr.m<br />
Da v<strong>in</strong>dlasten alene bidrager til normalkraften i dækket, skal dette dimensioneres for et<br />
moment på 86,8kNm pr.m og en normalkraft på 0,6kN pr.m.<br />
H.2 Brandpåvirkn<strong>in</strong>g<br />
I dette afsnit fastlægges temperaturforløbet ved anvendelse af standardbranden samt de reducerede<br />
styrkeparametre.<br />
129
BILAG H. BRANDTEKNISK DIMENSIONERING<br />
I henhold til BR95 skal dækket have tilstrækkelig bæreevne i 60 m<strong>in</strong>. Dette betyder, at<br />
temperaturfordel<strong>in</strong>gen over dækkets tværsnit til dette tidspunkt skal bestemmes. Dette gøres<br />
ved anvendelse af formel H.2.<br />
[Bolonius, 2004]<br />
hvor<br />
θ(x,t) = 312 · log(8 ·t + 1) · e −1,9·x·k(t) <br />
π<br />
<br />
· s<strong>in</strong> − x · k(t) ≥ 20<br />
2 ◦ C (H.2)<br />
t er tids<strong>in</strong>tervallet [m<strong>in</strong>]<br />
x er afstanden fra den brandpåvirkede overflade [m]<br />
k(t) er en parameter, der afhænger af tid og betonens egenskaber [m −1 ]<br />
Som det fremgår af formel H.2, skal temperaturen i tværsnittet være større end 20 ◦ , da dette<br />
svarer til stuetemperatur. Parameteren k(t) bestemmes ved anvendelse af formel H.3.<br />
[Bolonius, 2004]<br />
hvor<br />
k(t) =<br />
π · ρ · c<br />
750 · λ ·t<br />
ρ er betonens densitet [kg/m3 ]<br />
c er betonens specifikke varmekapacitet [J/(kg · K)]<br />
λ er betonens varmeledn<strong>in</strong>gsevne [W/(m · K)]<br />
t er tids<strong>in</strong>tervallet [m<strong>in</strong>]<br />
(H.3)<br />
Betonens densitet ρ, specifikke varmekapacitet c og varmeledn<strong>in</strong>gsevne λ sættes lig hhv.<br />
2300 kg/m 3 , 1000 J/kg · K og 0,80 W/m · K [Bolonius, 2004]. Betonens varmeledn<strong>in</strong>gsevne<br />
falder med stigende temperatur, men det ses der bort fra ved anvendelse af formel H.2,<br />
hvilket er på den sikre side. Som tidligere nævnt undersøges dækket efter 60 m<strong>in</strong> brandpåvirkn<strong>in</strong>g.<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel H.3 bestemmes k(t) til<br />
k(60) =<br />
<br />
π · 2300 · 1000<br />
= 14,17m−1<br />
750 · 0,80 · 60<br />
Den fundne værdi for k(60) <strong>in</strong>dsættes i formel H.2, og vha. denne optegnes kurven, der viser<br />
temperaturens fordel<strong>in</strong>g over tværsnittet. Denne kurve ses på figur H.3. Der optegnes kun<br />
den del af af tværsnittet, der er m<strong>in</strong>dre en 0,1 m fra brandpåvirkn<strong>in</strong>gen, da temperaturen ikke<br />
øges i afstande større end denne.<br />
130
H.2. BRANDPÅVIRKNING<br />
Afstand fra undersiden [m ]<br />
0,1<br />
0,09<br />
0,08<br />
0,07<br />
0,06<br />
0,05<br />
0,04<br />
0,03<br />
0,02<br />
0,01<br />
0<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900<br />
Temperatur [C ]<br />
Figur H.3: Temperaturfordel<strong>in</strong>g over dækkets tværsnit<br />
Af figur H.3 fremgår det, at temperaturen øges ca. 90 mm fra den brandpåvirkede overflade.<br />
Dette betyder, at temperaturen i betonen og armer<strong>in</strong>gen øges væsentligt, hvilket medfører<br />
reduktion af styrkeparametrene. Den reducerede styrke bestemmes i det følgende iht. DS<br />
411.<br />
For armer<strong>in</strong>gen antages, at hele tværsnittet har samme temperatur som den del, der er<br />
nærmest brandpåvirkn<strong>in</strong>g, hvilket skyldes stålets høje varmeledn<strong>in</strong>gsevne. Den korteste afstand<br />
svarer til dæklagets tykkelse, dvs. 30 mm. Temperaturen kan bestemmes ved aflæsn<strong>in</strong>g<br />
på figur H.3 eller ved <strong>in</strong>dsættelse i formel H.2. Af hensyn til nøjagtigheden vælges at <strong>in</strong>dsætte<br />
i formlen. Herved fås<br />
θ(0,030;60) = 312 · log(8 · 60 + 1) · e −1,9·0,030·14,17 <br />
π<br />
<br />
· s<strong>in</strong> − 0,030 · 14,17 = 340<br />
2 ◦ C<br />
Til bestemmelse af hvor stor andel af stålets styrke, der resterer ved 340 ◦ C, aflæses reduktionsfaktoren<br />
for armer<strong>in</strong>gens flydespænd<strong>in</strong>g for 300 ◦ og 400 ◦ til hhv. 0,61 og 0,42,<br />
hvorimellem der <strong>in</strong>terpoleres l<strong>in</strong>eært, og herved f<strong>in</strong>des reduktionsfaktoren for 340 ◦ til 0,53<br />
[DS 411, 1999]. Dermed bestemmes flydespænd<strong>in</strong>gen fspk,340 til<br />
fspk,340 = 550 · 0,53 = 294MPa<br />
Ligesom for armer<strong>in</strong>gen f<strong>in</strong>des en styrkereduktionsfaktor for betonen, men i dette tilfælde<br />
varierer temperaturen, hvilket bevirker, at der f<strong>in</strong>des en faktor for hver temperatur. Det<br />
gælder dog, at funktionen for styrkereduktionsfaktoren er 1 <strong>in</strong>dtil 200 ◦ C og rette l<strong>in</strong>ier<br />
mellem 200-500 ◦ C og 500-900 ◦ C [DS 411, 1999]. Derved kan styrken bestemmes for 200 ◦ C,<br />
500 ◦ C og den maksimale temperatur, som er 837 ◦ C ved multiplikation af betonens trykstyrke<br />
fc med den aflæste styrkereduktionsfaktor. Herefter kan disse punkter forb<strong>in</strong>des med<br />
rette l<strong>in</strong>ier, hvilket ses på figur H.4.<br />
131
Afstand fra underside [m ]<br />
0,1<br />
0,09<br />
0,08<br />
0,07<br />
0,06<br />
0,05<br />
0,04<br />
0,03<br />
BILAG H. BRANDTEKNISK DIMENSIONERING<br />
0,02<br />
500<br />
0,01<br />
0<br />
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00<br />
o C<br />
837 o (23,92;0,018)<br />
C<br />
(3,79;0)<br />
Betonstyrke [MPa ]<br />
200 o C<br />
Figur H.4: Styrkereduktionen i beton fordelt over tværsnittet<br />
(30;0,045)<br />
Til fastlæggelse af hvor stor del af tværsnittet, der ikke kan regnes med i den følgende<br />
bæreevneeftervisn<strong>in</strong>g, bestemmes en middelstyrke for betonen M f c. Dette gøres ved en<br />
vægtet middelværdi, hvor en given styrke multipliceres med den længde, denne kan regnes<br />
over. For de skrå l<strong>in</strong>ier på figur H.4 anvendes styrken svarende til l<strong>in</strong>iens midtpunkt.<br />
M f c bestemmes ud fra ækvivalensbet<strong>in</strong>gelsen, som ses i formel H.4.<br />
[C.V. Nielsen, 2004]<br />
hvor<br />
h<br />
fc,i<br />
hi<br />
i=n<br />
M f c · h = ∑ fc,i · hi<br />
i=1<br />
er tværsnittets højde [mm]<br />
er middelstyrken i tværsnitsdel i [MPa]<br />
er højden af tværsnitsdel i [mm]<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse af punkterne, der ses på figur H.4, fås<br />
132<br />
<br />
<br />
30+23,92<br />
23,92+3,79<br />
30 · (220 − 45) + 2 · (45 − 18) + 2 18<br />
M f c =<br />
= 28,31MPa<br />
220<br />
(H.4)
H.3. BÆREEVNEEFTERVISNING<br />
Herefter beregnes, hvor stor del af tværsnittet, der ikke kan regnes med under bæreevneeftervisn<strong>in</strong>gen<br />
a, ved anvendelse af ækvivalensbet<strong>in</strong>gelsen, der ses i formel H.5.<br />
[C.V. Nielsen, 2004]<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse af de fundne størrelser fås<br />
fc(h − a) = M f c · h (H.5)<br />
30(220 − a) = 28,31 · 220<br />
a = 12,4mm<br />
Denne værdi regnes fra undersiden af dækket, da det er her brandpåvirkn<strong>in</strong>gen f<strong>in</strong>der sted.<br />
Da det vurderes, at trykzonen f<strong>in</strong>des over denne højde, har branden <strong>in</strong>gen <strong>in</strong>dvirkn<strong>in</strong>g på<br />
betonens evne til at optage lasterne, og der kan regnes med fuld styrke i trykzonen.<br />
H.3 Bæreevneeftervisn<strong>in</strong>g<br />
Til bestemmelse af tværsnittets brudmoment Mu anvendes samme metode, som vist bilag C,<br />
da dækket betragtes som en simpelt understøttet bjælke.<br />
Indledn<strong>in</strong>gsvis skønnes tøjn<strong>in</strong>gsforudsætn<strong>in</strong>gerne, hvor det forudsættes, at der sker knusn<strong>in</strong>g<br />
i betonens overside, og at der sker flydn<strong>in</strong>g i armer<strong>in</strong>gen, dvs. at tværsnittet er normaltarmeret.<br />
Disse kan formuleres som følger.<br />
εc = εcu = 3,5 · 10 −3<br />
εs ≥ εy<br />
Herefter bestemmes null<strong>in</strong>iedybden x ved vandret projektion, som er givet ved følgende<br />
lighed.<br />
hvor<br />
N = −Fc + Fs<br />
N er den dimensionsgivende normalkraft [N/m]<br />
Fc er resultanten af trykspænd<strong>in</strong>gen i betonen [N/m]<br />
er trækkraften i armer<strong>in</strong>gen [N/m]<br />
Fs<br />
Alle kræfterne er angivet ved enheden N/m, da kræfterne regnes pr. lbm. i bredden.<br />
Den dimensionsgivende normalkraft N er tidligere fundet til 0,6 kN/m. Da kræfterne regnes<br />
133
BILAG H. BRANDTEKNISK DIMENSIONERING<br />
pr. m er det nødvendigt også at bestemme armer<strong>in</strong>gsarealet pr. m. Centerafstanden mellem<br />
armer<strong>in</strong>gsstængerne er 150 mm, herved fås<br />
As = π<br />
4 · D2 · 1000<br />
150 = 2094mm2 /m<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse af de fundne værdier samt udtrykkene for kræfterne i betonen og armer<strong>in</strong>gen<br />
fås<br />
N = −0,8 · x · fc + As · fspk,400<br />
600 = −0,8 · x · 30 + 2094 · 294<br />
x = 25,6mm<br />
Derefter bestemmes tværsnittets brudmoment Mu ved ækvivalensbet<strong>in</strong>gelsen for moment<br />
om resultanten i betonens trykzone.<br />
<br />
h<br />
Mu + N · − 0,4 · x = Fs 220 − 30 −<br />
2 D<br />
<br />
− 0,4 · x<br />
2<br />
Mu = −600(110 − 0,4 · 25,6) + 2094cdot294(220 − 30 − 10 − 0,4 · 25,6)<br />
Mu = 104,3kNm/m<br />
Herefter kontrolleres tøjn<strong>in</strong>gsforudsætn<strong>in</strong>gerne ved anvendelse af formel H.6, hvor armer<strong>in</strong>gens<br />
tøjn<strong>in</strong>g εs beregnes.<br />
[Heshe et al, 2001]<br />
hvor<br />
εs = εcu ·<br />
εcu er betonens trykbrudtøjn<strong>in</strong>g [-]<br />
d d er den <strong>in</strong>dre momentarm [mm]<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse fås<br />
εs = 3,5 · 10 −3 ·<br />
d − x<br />
x<br />
(220 − 40) − 25,6<br />
25,6<br />
= 21,1 · 10 −3<br />
(H.6)<br />
Denne værdi er større end armer<strong>in</strong>gens flydetøjn<strong>in</strong>g, hvorved tøjn<strong>in</strong>gsforudsætn<strong>in</strong>gerne er<br />
eftervist.<br />
134
H.3. BÆREEVNEEFTERVISNING<br />
Derpå kontrolleres om brudmomentet er større end det dimensionsgivende moment, som<br />
tidligere er fundet til 86,8kNm pr.m.<br />
Mu ≥ Mdim<br />
104,3kNm pr.m ≥ 86,8kNm pr.m ⇒ OK!<br />
Hermed er det vist, at tværsnittet har tilstrækkelig bøjn<strong>in</strong>gsbæreevne efter 60 m<strong>in</strong> brandpåvirkn<strong>in</strong>g<br />
af standardbranden.<br />
135
136<br />
BILAG H. BRANDTEKNISK DIMENSIONERING
Del III<br />
Funder<strong>in</strong>g
stc0
Bilag I<br />
Prøvepumpn<strong>in</strong>g<br />
For at få en større viden om <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s hydrologiske forhold og et mere pålideligt<br />
dimensioner<strong>in</strong>gsgrundlag for kælderen analyseres måleresultaterne fra prøvepumpn<strong>in</strong>gen i<br />
den geotekniske rapport. Ud fra analysen bestemmes om det vandførende lag er åbent eller<br />
lukket, som henholdsvis fortæller om laget er begrænset mellem jordoverfladen og et impermeabelt<br />
lag eller mellem to impermeabelte lag. Da jordbundsforholdene på byggegrunden er<br />
vekslende, kan det ikke afgøres ud fra lagfølgen, som ses på Tegn<strong>in</strong>g F 1, om strømn<strong>in</strong>gen er<br />
åben eller lukket. Hvis afbildn<strong>in</strong>gen af afstanden fra pumpebor<strong>in</strong>gen til pejlebrøndene r og<br />
trykniveauet h på semi-logaritmiskpapir viser en retl<strong>in</strong>et variation, er strømn<strong>in</strong>gen lukket.<br />
Afbildes trykveauet h 2 i stedet for h opad y-aksen, og viser denne afbildn<strong>in</strong>g en retl<strong>in</strong>et<br />
variation, er strømn<strong>in</strong>gen åben.<br />
For både lukket og åben strømn<strong>in</strong>g antages pumpebor<strong>in</strong>gen at være lodret og i et homogent,<br />
vandret sandlag med tykkelsen t = 5m [Nielsen, 2001] og en hydraulisk ledn<strong>in</strong>gsevne kT .<br />
Tilstanden antages ligeledes stationær, dvs. at den bortpumpede vandmængde Qw og trykniveauet<br />
h eller h 2 i en given afstand fra pumpebor<strong>in</strong>gen er konstant. 0-planen def<strong>in</strong>eres i kote<br />
0.<br />
For en lukket strømn<strong>in</strong>g gælder formel I.1.<br />
[Jacobsen, 1977]<br />
hvor<br />
h − hw =<br />
Qw r<br />
· ln<br />
2 · π · kT ·t rw<br />
h er trykniveauet [m]<br />
hw er trykniveauet ved brøndvæggen [m]<br />
Qw er den bortpumpede vandmængde [m3 /s]<br />
kT er den hydrauliske ledn<strong>in</strong>gsevne [m/s]<br />
t er tykkelsen af jordlaget [m]<br />
r er afstanden fra pumpebor<strong>in</strong>gen [m]<br />
rw er brøndens radius [m]<br />
(I.1)<br />
137
For en åben strømn<strong>in</strong>g gælder formel I.2.<br />
[Jacobsen, 1977]<br />
h 2 − h 2 w = Qw<br />
· ln<br />
π · kT<br />
r<br />
rw<br />
BILAG I. PRØVEPUMPNING<br />
Optegnes strømn<strong>in</strong>gen gennem Prøvepump. − B203 − R100, som en lukket strømn<strong>in</strong>g ud<br />
fra tabel I.1, fås sænkn<strong>in</strong>gstragten på figur I.1.<br />
Prøvepump. - B203 - R100<br />
Lukket<br />
r [m] h [m]<br />
22,5 0,42<br />
72,5 1,08<br />
Tabel I.1: Sænkn<strong>in</strong>gstragt for Prøvepump. − B203 − R100<br />
Figur I.1: Lukket strømn<strong>in</strong>g for Prøvepump. − B203 − R100<br />
Ud fra grafen aflæses trykniveauet ved brøndvæggen hw til −2,5m, men dette resultat er<br />
ikke entydigt, da en åben strømn<strong>in</strong>g også ville give en retl<strong>in</strong>et variation pga. at der kun<br />
afsættes to punkter.<br />
138<br />
(I.2)
For at f<strong>in</strong>de den farligste sænkn<strong>in</strong>gstragt afsættes trykniveauet ved brøndvæggen<br />
hw = −2,5m for lukket strømn<strong>in</strong>g sammen med trykniveauet i R101 og dermed fås grafen<br />
på figur I.2.<br />
Figur I.2: Lukket strømn<strong>in</strong>g for Prøvepump. − R101<br />
Ud fra vandspejlsniveauet før sænkn<strong>in</strong>g i kote +1,16m kan rækkevidden aflæses til 75m.<br />
Ydermere afsættes trykniveauet ved brøndvæggen hw = −2,5m for lukket strømn<strong>in</strong>g sammen<br />
med trykniveauet i B201, og dermed fås grafen på figur I.3.<br />
Figur I.3: Lukket strømn<strong>in</strong>g for Prøvepump. − B201<br />
Rækkevidden aflæses i dette tilfælde til 165m. Da afbildn<strong>in</strong>gen på de tre grafer ikke entydigt<br />
viser, at strømn<strong>in</strong>gen er lukket, udføres samme afbildn<strong>in</strong>ger blot for en åben strømn<strong>in</strong>g,<br />
dvs. med h 2 opad y-aksen i stedet for h. Denne afbildn<strong>in</strong>g vil også give en retl<strong>in</strong>et variation<br />
på et semi-logaritmiskpapir og ligne de tre grafer for en lukket strømn<strong>in</strong>g. Derfor optegnes<br />
139
graferne for den åbne strømn<strong>in</strong>g ikke.<br />
BILAG I. PRØVEPUMPNING<br />
Den farligste sænkn<strong>in</strong>gstragt for bygn<strong>in</strong>gerne i Jyllandsgade, der er funderet på træpæle, er<br />
den videste dvs. sænknigstragten med en rækkevidde på 165m. For at afgøre om strømn<strong>in</strong>gen<br />
er lukket eller åben, bestemmes den hydrauliske ledn<strong>in</strong>gsevne kT , som typisk for sand<br />
ligger i <strong>in</strong>tervallet 10 −2 − 10 −5 m/s, for begge tilfælde.<br />
Den hydrauliske ledn<strong>in</strong>gsevne kT for en lukket strømn<strong>in</strong>g bestemmes ud fra formel I.1 og<br />
figur I.1 til<br />
h − hw =<br />
1,08 − (−2,5) =<br />
Qw r<br />
· ln<br />
2 · π · kT ·t rw<br />
kT = 1,57 · 10 −4 m/s<br />
10<br />
· ln<br />
2 · π · kT · 5 · 3600<br />
<br />
72,5<br />
10·2,5<br />
2·100<br />
For en åben strømn<strong>in</strong>g beregnes kT vha. formel I.2 ud fra at h 2 w aflæses til −2,5m.<br />
h 2 − h 2 w = Qw<br />
· ln<br />
π · kT<br />
r<br />
rw<br />
1,08 2 − (−2,5) =<br />
kT = 1,53 · 10 −3 m/s<br />
10<br />
· ln<br />
π · kT · 3600<br />
<br />
72,5<br />
10·2,5<br />
2·100<br />
Ifølge [Nielsen, 2001] er sandet omkr<strong>in</strong>g pumpebor<strong>in</strong>gen f<strong>in</strong>t, let siltet og siltet, hvilket betyder,<br />
at værdien af den hydrauliske ledn<strong>in</strong>gsevne kT er lav. Størrelsen af den hydrauliske<br />
ledn<strong>in</strong>gsevne, som er fundet for en lukket strømn<strong>in</strong>g, passer med den beskrivelse af sandet<br />
omkr<strong>in</strong>g pumpebor<strong>in</strong>gen. Værdien af kT for en åben strømn<strong>in</strong>g er for stor i forhold til<br />
beskrivelsen af sandet omkr<strong>in</strong>g pumpebor<strong>in</strong>gen, og derved vurderes strømn<strong>in</strong>gen i det vandførende<br />
lag lukket.<br />
140
Bilag J<br />
Grundvandssænkn<strong>in</strong>g<br />
I dette bilag foretages de nødvendige beregn<strong>in</strong>ger til grundvandssænkn<strong>in</strong>gen på <strong>Kennedy</strong><br />
<strong>Arkaden</strong>s byggegrube for kælderen.<br />
J.1 Byggegrube<br />
Den geotekniske model for byggegruben ses på figur J.1.<br />
Figur J.1: Skitse af den geotekniske model<br />
141
BILAG J. GRUNDVANDSSÆNKNING<br />
For det afgrænsede område, som byggegruben er, gælder formel J.1, når trykniveauet i sandlaget<br />
under byggegrubens bund sænkes.<br />
[Jacobsen, 1977]<br />
hvor<br />
h 2 0 − h 2 = Q<br />
<br />
· n · lnR −<br />
π · kT<br />
i=n<br />
∑<br />
i=1<br />
lnri<br />
h0 er trykniveauet fra 0-planen til det opr<strong>in</strong>delige GVS [m]<br />
h er trykniveauet en given afstand fra oppumpn<strong>in</strong>gsstedet [m]<br />
Q er den bortpumpede vandmængde [m3 /s]<br />
kT er den hydrauliske ledn<strong>in</strong>gsevne [m/s]<br />
n er antallet af sugespidser [-]<br />
R er rækkevidden [m]<br />
ri er afstandene fra sugespidserne til et givet punkt [m]<br />
J.2 M<strong>in</strong>dste sænkn<strong>in</strong>g<br />
Den m<strong>in</strong>dste sænkn<strong>in</strong>g i byggegruben, som forekommer når vakuumsænkn<strong>in</strong>gen påbegyndes,<br />
bestemmes vha. formel J.1. Ud fra det sidste led i denne formel bestemmes den m<strong>in</strong>dste<br />
sænkn<strong>in</strong>g, som er farligst, ved den største summation.<br />
Afstanden ri fra et udvalgt punkt (A, B eller C), jf. figur J.2, til en sugespids bestemmes<br />
vha. Pythagoras’ sætn<strong>in</strong>g for retv<strong>in</strong>klede trekanter. De enkelte afstandsbestemmelser, som<br />
for hvert udvalgt punkt skal gentages 104 gange (antallet af sugespidser), medtages ikke,<br />
blot angives det samlede resultat. Beregn<strong>in</strong>gerne f<strong>in</strong>des på den vedlagte cd-rom.<br />
A :<br />
B :<br />
C :<br />
i=n<br />
∑<br />
i=1<br />
i=n<br />
∑<br />
i=1<br />
i=n<br />
∑<br />
i=1<br />
lnri = 362,3<br />
lnri = 351,4<br />
lnri = 352,6<br />
Herudfra konkluderes, at den m<strong>in</strong>dste sænkn<strong>in</strong>g fremkommer i punkt A. For punkt A bestemmes<br />
den nødvendige bortpumpede vandmængde Q for at sænke grundvandsspejlet til 10cm<br />
under byggegrubens bund vha. formel J.1.<br />
Trykniveauet fra 0-planen til det opr<strong>in</strong>delige grundvandsspejl h0 sættes ud fra figur J.1 til<br />
6,1m. Da grundvandsspejlet ønskes sænket til 10cm under byggegrubens bund bliver trykniveauet<br />
h lig 4,9m. Den hydrauliske ledn<strong>in</strong>gsevne kT er ifølge bilag I bestemt til 1,57 ·<br />
10 −4 m/s. Antallet af sugespidser n er 104 og rækkevidden R sættes til 75m ifølge bilag I.<br />
142<br />
<br />
(J.1)
J.3. DEFEKTE SUGESPIDSER<br />
Ved benyttelse af den korte rækkevidde for byggegrubens grundvandssænkn<strong>in</strong>g regnes der<br />
på den sikre side. Den bortpumpede vandmængde pr. sugespids bliver<br />
6,1 2 − 4,9 2 =<br />
Q<br />
· [104 · ln75 − 362,3]<br />
π · 1,57 · 10−4 Q = 7,51 · 10 −5 m 3 /s = 0,27m 3 /h<br />
Da en sugespids typisk kan bortpumpe 1m 3 pr. time [Lund, 2004] er den valgte opstill<strong>in</strong>g af<br />
sugespidser acceptabel mht. den m<strong>in</strong>dste sænkn<strong>in</strong>g.<br />
J.3 Defekte sugespidser<br />
I tilfælde af at de til punkt A fem nærmeste sugespidser falder ud, hvad enten det skyldes<br />
tilstopn<strong>in</strong>g eller anden defekt, skal de resterende sugespidser stadigvæk holde byggegruben<br />
tør. På figur J.2 illustreres denne situation.<br />
Figur J.2: Opstill<strong>in</strong>g af de 99 virkende sugespidser<br />
Summationen i formel J.1 udregnes påny ud fra de resterende 99 virkende sugespidser til<br />
A :<br />
i=n<br />
∑<br />
i=1<br />
lnri = 358,1<br />
143
BILAG J. GRUNDVANDSSÆNKNING<br />
De øvrige <strong>in</strong>dgangsværdier til formel J.1 er de samme som i afsnit J.2. Dermed bliver den<br />
bortpumpede vandmængde pr. sugespids<br />
6,1 2 − 4,9 2 =<br />
Q<br />
· [99 · ln75 − 358,1]<br />
π · 1,57 · 10−4 Q = 9,39 · 10 −5 m 3 /s = 0,34m 3 /h<br />
Dvs. den valgte opstill<strong>in</strong>g af sugespidserne er acceptabel ved fem defekte sugespidser, da<br />
hver sugespids maksimal kan bortpumpe 1m 3 pr. time.<br />
J.4 Lavpunkt<br />
For at sikre at sugespidserne hele tiden er under vand og derved funktionelle, bestemmes<br />
lavpunktet ved maksimal sænkn<strong>in</strong>g af grundvandsspejlet. En skitse af grundvandssænkn<strong>in</strong>gen<br />
omkr<strong>in</strong>g en sugespids fremgår af figur J.3.<br />
Figur J.3: Grundvandssænkn<strong>in</strong>g omkr<strong>in</strong>g sugespids<br />
Den maksimale sænkn<strong>in</strong>g fås ud fra den m<strong>in</strong>dste summation af det sidste led i formel J.1.<br />
Ifølge afsnit J.2 f<strong>in</strong>des den maksimale sænkn<strong>in</strong>g i punkt B, da summationen er m<strong>in</strong>dst for<br />
dette punkt, men da der <strong>in</strong>gen sugespidser er i punkt B, undersøges punkt C istedet for.<br />
144
J.5. JYLLANDSGADE<br />
Igen benyttes de samme <strong>in</strong>dgangsværdier til formel J.1, som i afsnit J.2, dog er trykniveauet<br />
h ukendt og den bortpumpede vandmængde Q er lig 7,51 · 10 −5 m 3 /s. Trykniveauet bliver<br />
da<br />
6,1 2 − h 2 =<br />
h = 4,75m<br />
7,51 · 10−5<br />
· [104 · ln75 − 352,6]<br />
π · 1,57 · 10−4 Fra dette beregnede trykniveau skal sugespidsens filtertab, som typisk antager værdien 1,0m<br />
[Anlægsteknik 1, 2001], subtraheres. Hermed bliver trykniveauet h lig 3,75m, hvilket er<br />
acceptabelt, da sugespidsen er spulet ned til udgangsniveauet h = 0.<br />
J.5 Jyllandsgade<br />
Da bygn<strong>in</strong>gerne på den modsatte side af Jyllandsgade, dvs. overfor <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>, er<br />
gamle og funderede på træpæle, opstår der risiko for, at disse rådner over grundvandsspejlet<br />
ved forb<strong>in</strong>delse med ilt. Derfor undersøges størrelsen af grundvandssænkn<strong>in</strong>gen i det<br />
følgende.<br />
Referencepunktet, hvori grundvandssænkn<strong>in</strong>gen beregnes, fremgår af figur J.4.<br />
Figur J.4: Referencepunkt i Jyllandsgade<br />
Dette punkt vælges undersøgt, da afstanden til de enkelte sugespidser herfra er kortest og<br />
dermed mest ugunstigt i henhold til størrelsen på grundvandssænkn<strong>in</strong>gen. For sugespidserne<br />
i den største afstand fra punktet i Jyllandsgade er det vandførende lag gennem byggegruben<br />
åben og resten af vejen lukket. For sugespidserne nærmest punktet er det vandførende lag<br />
145
BILAG J. GRUNDVANDSSÆNKNING<br />
lukket og for de resterende sugespidser en bland<strong>in</strong>g. Derfor vælges at undersøge grundvandssænkn<strong>in</strong>gen<br />
for både et åbent og lukket vandførende lag.<br />
Trykniveauet h for et lukket vandførende lag bestemmes vha. formel J.2.<br />
[Jacobsen, 1977]<br />
hvor<br />
h0 − h =<br />
Q<br />
2 · π · kT ·t ·<br />
<br />
n · lnR −<br />
t er tykkelsen af det vandførende lag [m]<br />
Som forudsætn<strong>in</strong>g for beregn<strong>in</strong>gen af grundvandssænkn<strong>in</strong>gen i Jyllandgade benyttes den<br />
geotekniske model på figur J.1. Dermed antages trykniveauet fra 0-planen til det opr<strong>in</strong>delige<br />
grundvandsspejl h0 at være 6,1m. Den bortpumpede vandmængde Q er 7,51 · 10 −5 m/s<br />
og antallet af sugespidser n er 104. Rækkevidden R sættes til 165m ifølge bilag I, og ved<br />
benyttelse af den lange rækkevidde regnes på den mest ugunstige situation med henhold til<br />
størrelsen af grundvandssænkn<strong>in</strong>gen i Jyllandsgade. Ud fra den geotekniske model på figur<br />
J.1 aflæses tykkelsen af det vandførende lag til 5m, hvilket også stemmer godt overens med<br />
boreprofil R102 og B201 [Nielsen, 2001]. Størrelsen af summationen i sidste led i formel J.2<br />
udregnes ikke i detajler, blot angives resultatet, som er 473,80m. Derved kan trykniveauet<br />
h bestemmes til<br />
i=n<br />
∑<br />
i=1<br />
lnri<br />
7,51 · 10<br />
6,1 − h =<br />
−5<br />
2 · π · 1,57 · 10−4 · [104 · ln165 − 473,80]<br />
· 5<br />
h = 5,23m<br />
Hermed bliver størrelsen på grundvandssænkn<strong>in</strong>gen i Jyllandsgade for et lukket vandførende<br />
lag<br />
6,1 − 5,23 = 0,87m = 87cm<br />
Trykniveauet h for et åbent vandførende lag bestemmes vha. formel J.1 under, de for denne<br />
situation relevante, samme forudsætn<strong>in</strong>ger som for det lukkede vandførende lag. Derved fås<br />
følgende trykniveau h<br />
146<br />
6,1 2 − h 2 =<br />
h = 5,34m<br />
7,51 · 10−5<br />
· [104 · ln165 − 473,80]<br />
π · 1,57 · 10−4 <br />
(J.2)
J.6. LOKAL SÆNKNING<br />
Hermed bliver størrelsen på grundvandssænkn<strong>in</strong>gen i Jyllandsgade for et åbent vandførende<br />
lag<br />
6,1 − 5,34 = 0,76m = 76cm<br />
Det vil sige ved at regne det vandførende lag som lukket fås den største og farligste grundvandssænkn<strong>in</strong>g<br />
i Jyllandsgade. Samtidigt er denne situation også den mest realistiske, da<br />
sugespidserne tættest på Jyllandsgade har størst <strong>in</strong>dflydelse på grundvandssænkn<strong>in</strong>gen.<br />
J.6 Lokal sænkn<strong>in</strong>g<br />
I <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s kælder er der ydermere placeret en elevator, jf. afsnit 14.1, som af<br />
dagligvarebutikken. Placer<strong>in</strong>gen af elevatorskakten fremgår af figur J.5.<br />
Figur J.5: Elevatorens placer<strong>in</strong>g i byggegruben<br />
Gulvkonstruktionen udføres iht. afsnit 14.1 i hovedrapporten, og derfor skal der graves af<br />
ned til kote −1,82m for at muliggøre støbn<strong>in</strong>gen af elevatorakakten. Dette kræver en yderligere<br />
lokal sænkn<strong>in</strong>g af grundvandsspejlet med 1,92m, dvs. til kote −1,92m, da sænkn<strong>in</strong>gen<br />
ønskes udført til 10cm under jordoverfladen i byggegruben for elevatorskakten. Den<br />
geotekniske model for denne situation fremgår af figur J.6.<br />
147
Figur J.6: Den geotekniske model<br />
BILAG J. GRUNDVANDSSÆNKNING<br />
Det forudsættes, <strong>in</strong>den den lokale grundvandssænkn<strong>in</strong>g stoppes, at egenvægten af elevatorskakten<br />
er større end opdriften på denne, når grundvandsspejlet hæves igen.<br />
Opstill<strong>in</strong>gen af sugespidserne, som danner basis for de følgende udregn<strong>in</strong>ger, fremgår på<br />
figur J.7.<br />
J.6.1 M<strong>in</strong>dste sænkn<strong>in</strong>g<br />
Figur J.7: Opstill<strong>in</strong>g af sugespidserne for den lokale grundvandssænkn<strong>in</strong>g<br />
Den m<strong>in</strong>dste sænkn<strong>in</strong>g og derved den farligste bestemmes efter samme pr<strong>in</strong>cip som i afsnit<br />
J.2, da det vandførende lag ligeledes er åbent. Derfor gennemgås udregn<strong>in</strong>gerne i dette<br />
afsnit ikke i detajler. Iøvrigt gennemgås de to efterfølgende afsnit heller ikke i detajler, da<br />
beregn<strong>in</strong>gspr<strong>in</strong>cippet ligeledes er ens i forhold til tidligere afsnit.<br />
148
J.6. LOKAL SÆNKNING<br />
Den <strong>in</strong>dbyrdes afstand mellem sugespidserne er 1,055m og der benyttes i alt 10 stk. sugespidser.<br />
Trykniveauet h0 fra 0-planen til det opr<strong>in</strong>delige grundvandsspejl før den lokale<br />
sænkn<strong>in</strong>g påbegyndes sættes til 4,9m, hvilket er på den sikre side. Som tidligere nævnt<br />
ønskes grundvandsspejlet sænket med 1,92m, dvs. trykniveauet h antager værdier 2,98m<br />
eller tilnærmet 3m. Det viser sig, at den m<strong>in</strong>dste sænkn<strong>in</strong>g forekommer i punkt A, jf. figur<br />
J.7, og vha. formel J.1 bestemmes den bortpumpede vandmængde pr. sugespids til<br />
4,9 2 − 3 2 =<br />
Q<br />
· [10 · ln75 − 14,48]<br />
π · 1,57 · 10−4 Q = 2,58 · 10 −4 m 3 /s = 0,93m 3 /h<br />
Dette resultat er acceptabelt, da en sugespids typisk kan bortpumpe 1m 3 pr. time, og ydermere<br />
er grundvandssænkn<strong>in</strong>gen både af lokal karakter og kortvarig.<br />
J.6.2 Defekt sugespids<br />
I tilfælde af at én sugespids tilstopper eller på anden måde bliver defekt skal de resterende<br />
ni sugespidser holde den lokale byggegrube tør. Vælges at antage at en af de to sugespidser<br />
nærmest punkt A falder ud, hvilket er på den sikre side, fås følgende bortpumpede vandmængde<br />
pr. sugespids vha. formel J.1 til<br />
4,9 2 − 3 2 =<br />
Q<br />
· [9 · ln75 − 13,22]<br />
π · 1,57 · 10−4 Q = 2,89 · 10 −4 m 3 /s = 1,04m 3 /h<br />
Af samme grund som i afsnit J.6.1 f<strong>in</strong>des resultatet acceptabelt.<br />
J.6.3 Lavpunkt<br />
For at sikre at sugespidserne hele tiden er under vand og derved funktionelle, bestemmes<br />
lavpunktet ved maksimal lokal sænkn<strong>in</strong>g af grundvandsspejlet. Den største lokale sænkn<strong>in</strong>g<br />
er fundet i punkt C og vha. formel J.1 bestemmes trykniveauet h til<br />
4,9 2 − h 2 =<br />
h = 2,73m<br />
2,58 · 10−4<br />
· [10 · ln75 − 11,48]<br />
π · 1,57 · 10−4 Fra dette beregnede trykniveau skal sugespidsens filtertab, som typisk antager værdien 1,0m<br />
[Anlægsteknik 1, 2001], subtraheres. Hermed bliver trykniveauet h lig 1,73m, hvilket er<br />
acceptabelt, da sugespidsen er spulet ned til udgangsniveauet h = 0.<br />
149
150<br />
BILAG J. GRUNDVANDSSÆNKNING
Bilag K<br />
Stabilitet af skrån<strong>in</strong>gsanlæg<br />
I dette bilag undersøges anlæggenes stabilitet ved anvendelse af ekstremmetoden. Anlæggenes<br />
placer<strong>in</strong>g kan ses på figur K.1.<br />
Figur K.1: Situationsplan for byggegrube<strong>in</strong>dfatn<strong>in</strong>g<br />
151
BILAG K. STABIL<strong>IT</strong>ET AF SKRÅNINGSANLÆG<br />
Da det er muligt pladsmæssigt at stabilisere byggegrubens nord- og vestvendte sider vha.<br />
skrån<strong>in</strong>gsanlæg, vælges dette fremfor eksempelvis spunsvægge. Dimensioner<strong>in</strong>gen af skrån<strong>in</strong>gsanlæggene<br />
foretages på baggrund af boreprofil B203, da dette vurderes repræsentativ<br />
for jorden, hvor anlæggene udføres. Boreprofilet kan ses i den Geotekniske Rapport. Som<br />
det fremgår af boreprofilet f<strong>in</strong>des i kote +1,3 m til +0,6 m et lerlag. Det vælges dog at se bort<br />
fra dette, på trods af det virker til gunst for anlæggets stabilitet.Hermed regnes der på den<br />
sikre side. Dette skyldes, at spænd<strong>in</strong>gstilstanden i brudl<strong>in</strong>ien kan beskrives ved Coulombs<br />
brudbet<strong>in</strong>gelse, som fremgår af formel K.1.<br />
[Harremoës et al, 2000]<br />
hvor<br />
τ er forskydn<strong>in</strong>gsspænd<strong>in</strong>gerne [MPa]<br />
σ er normalspænd<strong>in</strong>gerne [MPa]<br />
ϕ er friktionsv<strong>in</strong>klen [ ◦ ]<br />
c er kohæsionen [kN/m 2 ]<br />
τ ≤ σ ·tanϕ + c (K.1)<br />
Lighedstegnet gælder, når der er brud i jorden. Af formel K.1 fremgår det, at kohæsionen<br />
bidrager til en øget modstand mod brud.<br />
Materialets styrkeparametre fremgår ikke af boreprofilet, men det antages, at det har en<br />
karakteristisk friktionsv<strong>in</strong>kel ϕk på 35 ◦ . Da anlæggene udføres i normal funder<strong>in</strong>gsklasse<br />
er partialkoefficienten for friktionsv<strong>in</strong>klen 1,2, hvilket medfører en regn<strong>in</strong>gsmæssig friktionsv<strong>in</strong>kel<br />
ϕd på 30,3 ◦ . Materialets rumvægt fremgår heller ikke, og derfor skønnes rumvægten<br />
til 18 kN/m 3 . På boreprofilet ses, at GVS f<strong>in</strong>des i kote +0,6 m, men da det sænkes i<br />
forb<strong>in</strong>delse med udgravn<strong>in</strong>gen, medtages dette ikke i stabilitetsundersøgelsen. Det fremgår<br />
også, at der øverst er et asfaltlag, hvilket forudsættes fjernet <strong>in</strong>den udgravn<strong>in</strong>g.<br />
Det vælges at dimensionere anlægget i forb<strong>in</strong>delse med udgravn<strong>in</strong>gen til kælderen, dvs,<br />
der skal udgraves til kote +0,10 m. Da det forudsættes, at der ikke placeres materiel eller<br />
lignende tæt ved skrån<strong>in</strong>gerne, regnes der 1 m fra byggegrubens sider med en karakteristisk<br />
nyttelast på 1,5 kN, hvilket svarer til personlast. Denne regnes som en punktlast placeret på<br />
det mest ugunstige sted. Partialkoefficienten på nyttelast i brudgrænsetilstand er 1,3, hvilket<br />
medfører en regn<strong>in</strong>gsmæssig last på 1,95 kN [DS 409, 1998]. Endvidere regnes der med en<br />
regn<strong>in</strong>gsmæssig nyttelast på 10 kN/m 2 på afstande, der er større end 1 m fra byggegrubens<br />
sider.<br />
152
K.1. SKRÅNING MED ANLÆG 1:1<br />
K.1 Skrån<strong>in</strong>g med anlæg 1:1<br />
Det vælges, at undersøge stabilitet af en skrån<strong>in</strong>g med anlæg 1:1, og den geotekniske model<br />
kan ses på figur K.2.<br />
Figur K.2: Geoteknisk model af skrån<strong>in</strong>g med anlæg 1:1<br />
Stabiliteten undersøges ved anvendelse af ekstremmetoden, hvor det antages, at brudl<strong>in</strong>ien<br />
danner et A-brud og går gennem skrån<strong>in</strong>gens fodpunkt. En pr<strong>in</strong>cipskitse af dette kan ses på<br />
figur K.3.<br />
Figur K.3: Pr<strong>in</strong>cipskitse af A-brud<br />
Brudl<strong>in</strong>ien tilnærmes en logaritmisk spiral, som er bestemt ved formel K.2.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
r(θ) = r0 · e θ·tan(ϕd)<br />
r0 er spiralens startpunkt [-]<br />
θ er v<strong>in</strong>kelrummet mellem r0 og r [ ◦ ]<br />
ϕd er den regn<strong>in</strong>gsmæssige friktionsv<strong>in</strong>kel [ ◦ ]<br />
(K.2)<br />
Den logaritmiske spiral har den fordel, at resultanten af spænd<strong>in</strong>gerne i brudl<strong>in</strong>ien er rettet<br />
mod spiralens pol, hvorved disse ikke bidrager til momentet om denne. Spiralens startpunkt<br />
r0 vælges til 1.<br />
153
BILAG K. STABIL<strong>IT</strong>ET AF SKRÅNINGSANLÆG<br />
Pr<strong>in</strong>cippet i ekstremmetoden er, at den logaritmiske spiral <strong>in</strong>dtegnes på skitsen af skrån<strong>in</strong>gen,<br />
således at den skærer fodpunktet. Herefter tegnes en lodret l<strong>in</strong>ie fra polpunktet ned til<br />
brudl<strong>in</strong>ien. Denne opdeler jorden i en drivende Gd og en stabiliserende del Gs, hvilket kan<br />
ses på figur K.4.<br />
Figur K.4: Skrån<strong>in</strong>g med logaritmisk spiral som brudl<strong>in</strong>ie<br />
Herefter bestemmes stabilitetsforholdet f vha. formel K.3.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
Ms<br />
Md<br />
MGs<br />
MGd<br />
Mp<br />
f = Ms<br />
Md<br />
=<br />
MGs<br />
MGd + Mp<br />
er det stabiliserende moment om spiralens pol [kNm/m]<br />
er det drivende moment om spiralens pol [kNm/m]<br />
er det stabiliserende moment fra jorden om spiralens pol [kNm/m]<br />
er det drivende moment fra jorden om spiralens pol [kNm/m]<br />
er det drivende moment fra nyttelasten om spiralens pol [kNm/m]<br />
(K.3)<br />
Herefter flyttes polpunktet, og stabilitetsforholdet bestemmes for den nye placer<strong>in</strong>g. Formålet<br />
er at f<strong>in</strong>de den m<strong>in</strong>dste værdi af stabilitetsforholdet, men det skal dog være større en<br />
1 for, at skrån<strong>in</strong>gen er stabil. Beregn<strong>in</strong>gen af stabilitetsforholdet gennemføres for det første<br />
gæt, mens de øvrige placer<strong>in</strong>ger af polpunkterne samt værdier af stabilitetsforholdene ses på<br />
figur K.6.<br />
Det første gæt tager udgangspunkt i figur K.4. Først bestemmes momenterne, som <strong>in</strong>dgår i<br />
formel K.3, hvilket gøres ved at <strong>in</strong>ddele jorden i delarealer og bestemme den lodrette kraft<br />
for hvert delareal. Inddel<strong>in</strong>gen ses på figur K.5.<br />
154
K.1. SKRÅNING MED ANLÆG 1:1<br />
Figur K.5: Opdel<strong>in</strong>g i delarealer for 1. gæt<br />
Den lodrette kraft G bestemmes pr. lbm. vha. formel K.4.<br />
hvor<br />
A er størrelsen af delarealet [m 2 ]<br />
γ er jordens rumvægt [kN/m 3 ]<br />
G = A · γ (K.4)<br />
Herefter bestemmes delarealernes og nyttelastens bidrag til momentet om spiralens pol.<br />
Beregn<strong>in</strong>gerne gennemføres for delareal 1.<br />
Først udregnes arealet A1.<br />
A1 = 2<br />
· 3,73 · 0,3 = 0,75m2<br />
3<br />
Herefter bestemmes kraften ved <strong>in</strong>dsættelse i formel K.4.<br />
Derefter udregnes momentarmen.<br />
Slutteligt tages moment om spiralens pol.<br />
G1 = 0,75 · 18 = 13,43kN/m<br />
Arm = 1<br />
· 2,35 = 1,18m<br />
2<br />
Md,1 = 13,43 · 1,18 = 15,78kNm/m<br />
155
BILAG K. STABIL<strong>IT</strong>ET AF SKRÅNINGSANLÆG<br />
De øvrige resultater samt størrelsen af hhv. det drivende og stabiliserende moment ses i tabel<br />
K.1. Yderligere dokumentation for udregn<strong>in</strong>ger kan ses på den vedlagte cd-rom.<br />
Nr. Areal [m 2 ] G [kN/m] Arm [m] Md [kNm/m] Ms [kNm/m]<br />
1 0,75 13,43 1,18 15,78<br />
2 3,41 61,34 0,78 48,05<br />
pd,p 1,95 0,05 0,10<br />
pd,n 23 1,2 27,60<br />
3 2,76 49,59 0,48 23,56<br />
4 1,99 35,76 1,51 53,83<br />
5 0,62 11,09 1,32 14,64<br />
6 3,48 62,73 2,94 184,42<br />
7 0,15 2,68 1,03 2,76<br />
8 0,24 4,43 3,38 14,99<br />
Sum 91,52 294,18<br />
Tabel K.1: Bestemmelse af det drivende og stabiliserende moment<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel K.3 bestemmes stabilitetsforholdet.<br />
f = 294,18<br />
91,52<br />
= 3,21<br />
Stabilitetsforholdet er større end 1, men ikke tæt på, og derfor flyttes polpunktet. De øvrige<br />
placer<strong>in</strong>ger med tilhørende stabilitetsforhold ses på figur K.6.<br />
Figur K.6: Stabilitetsforhold for skrån<strong>in</strong>g med anlæg 1:1<br />
Som det fremgår af figur K.6 er stabilitetsforholdet for den tredje placer<strong>in</strong>g af polpunktet<br />
m<strong>in</strong>dre end 1. Dermed kan det konkluderes, at en skrån<strong>in</strong>g med et anlæg på 1:1 ikke er<br />
stabilt, og anlægget må derfor øges.<br />
156
K.2. SKRÅNING MED ANLÆG 1:1,5<br />
K.2 Skrån<strong>in</strong>g med anlæg 1:1,5<br />
Det vælges at øge anlægget til 1:1,5, og en skitse af denne skrån<strong>in</strong>g ses på figur K.7.<br />
Figur K.7: Skitse af skrån<strong>in</strong>g med anlæg på 1:1,5<br />
For dette anlæg undersøges stabilitetsforholdet for fem placer<strong>in</strong>ger af polpunktet. Disse<br />
placer<strong>in</strong>ger samt det tilhørende stabilitetsforhold ses på figur K.8. Udregn<strong>in</strong>gerne er dokumenteret<br />
på vedlagte cd-rom.<br />
Figur K.8: Polpunkternes placer<strong>in</strong>g og tilhørende stabilitetsforhold<br />
Fremgangsmåden i placer<strong>in</strong>g af polpunkterne har været, at der først gættedes på en placer<strong>in</strong>g,<br />
hvor det tilhørende stabilitetsforhold fandtes til 1,22. Da værdien er større end 1 flyttedes<br />
polpunktet mod venstre, men dette resulterede i en større værdi af stabilitetsforholdet.<br />
Derfor flyttedes polpunktet mod højre, men her var stabilitetsforholdet også større end ved<br />
det første gæt. På baggrund af dette vurderedes det, at polpunktet skulle ligge på lodl<strong>in</strong>ien,<br />
som skærer polpunktet til det første gæt. Først flyttedes polpunktet opad, hvilket medførte<br />
en forøgelse af stabilitetsforholdet, og det flyttedes derfor nedad, men her øgedes det også.<br />
Det vurderes derfor, at det første gæt er den korrekte placer<strong>in</strong>g af polpunktet, da stabilitetsforholdet<br />
øges i alle retn<strong>in</strong>ger. Da stabilitetsforholdet svarende til denne placer<strong>in</strong>g er større<br />
end 1, er det dokumenteret, at skrån<strong>in</strong>gen er stabil med et anlæg på 1:1,5.<br />
157
158<br />
BILAG K. STABIL<strong>IT</strong>ET AF SKRÅNINGSANLÆG
Bilag L<br />
Spunsvægge<br />
I dette bilag dimensioneres de to spunsvægge, som afstiver byggegruben mod hhv. syd og<br />
øst. Spunsvæggenes placer<strong>in</strong>g kan ses på figur L.1.<br />
Figur L.1: Situationsplan for byggegrube<strong>in</strong>dfatn<strong>in</strong>g<br />
159
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
For begge spunsvægge gælder, at de dimensioneres i normal sikkerhedsklasse, hvorfor partialkoefficienterne<br />
for friktionsv<strong>in</strong>klen og kohæsionen er hhv. 1,2 og 1,5 [DS 415, 1998].<br />
Endvidere dimensioneres de for en regn<strong>in</strong>gsmæssig nyttelast pd på 20 kN/m 2 .<br />
L.1 Sydvendt spunsvæg<br />
Det vælges at dimensionere den sydvendte spunsvæg ud fra de forhold, som fremgår af<br />
boreprofil B202, da disse vurderes repræsentative for forholdene, hvor spunsvæggen skal<br />
nedrammes. Boreprofilet kan ses i den Geotekniske Rapport. Af hensyn til kælderen skal<br />
der graves ud til kote +0,1 m, hvilket medfører en udgravn<strong>in</strong>gsdybde på 3,8 m. Den relativt<br />
begrænsede dybde bevirker, at det vælges at udføre spunsvæggen som en fri spunsvæg.<br />
Til fastlæggelse af jordtrykkene på spunsvæggen er det nødvendigt at bestemme grundvandsspejlets<br />
beliggenhed, og hertil anvendes formel J.1 i bilag J. Grundvandsspejlets beliggenhed<br />
bestemmes i et punkt, som er placeret 1 m syd for midten af sugespidserne i den sydlige del<br />
af byggegruben, da spunsvæggen nedrammes her. Ved brug af de samme pr<strong>in</strong>cipper som i<br />
bilag J f<strong>in</strong>des<br />
hvor<br />
i=n<br />
∑<br />
i=1<br />
lnri = 355,1<br />
ri er afstanden mellem punktet og sugespids nr. i [m]<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel J.1 fås<br />
6,1 2 − h 2 =<br />
h = 4,8m<br />
7,51 · 10−5<br />
(104 · ln(75) − 355,1)<br />
π · 1,57 · 10−4 En højde på 4,8 m svarer til kote -0,1 m, jf. bilag J. Da GVS står lige højt på begge sider af<br />
spunsvæggen, <strong>in</strong>dgår vandtrykket ikke i dimensioner<strong>in</strong>gen, da trykket på de to sider ophæver<br />
h<strong>in</strong>anden, og at der ikke opstår strømn<strong>in</strong>g.<br />
160
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Det antages, at asfalten og fyldet, som består af grus, fjernes <strong>in</strong>den nedramn<strong>in</strong>g af spunsvæggen.<br />
Dette medfører den geotekniske model, som ses på figur L.2.<br />
Figur L.2: Skitse af den geotekniske model<br />
Da lerets egenskaber er afhængig af tiden efter nedramn<strong>in</strong>gen, undersøges spunsvæggen<br />
både i kort- og langtidstilstand.<br />
L.1.1 Korttidstilstand<br />
I korttidstilstanden regnes med de materialeegenskaber, som ses i tabel L.1.<br />
γ [kN/m 3 ] γ ′ [kN/m 3 ] ϕk [ ◦ ] ϕd [ ◦ ] ck [kN/m 2 ] cd [kN/m 2 ]<br />
Sand, fyld 18 - 35,0 30,3 0 0<br />
Ler, fyld 18 - 0 0 95,0 63,3<br />
Sand, senglacial 18 8 35,0 30,3 0 0<br />
<strong>Aalborg</strong> ler - 8 0 0 175,0 116,7<br />
Tabel L.1: Materialeegenskaber i korttidstilstand<br />
For fyldet er rumvægten γ skønnet til 18 kN/m 3 , og for sanddelen vurderes den karakteristiske<br />
friktionsv<strong>in</strong>kel ϕk til 35,0 ◦ . For lerdelen er det ikke muligt at aflæse v<strong>in</strong>gestyrken cv<br />
på boreprofilet, men den samme type ler f<strong>in</strong>des på boreprofil B200, og her kan v<strong>in</strong>gestyrken<br />
aflæses til 95 kN/m 2 . Denne værdi sættes lig den karakteristisk kohæsion ck, da spunsvæggen<br />
undersøges i korttidstilstanden. For de senglaciale aflejr<strong>in</strong>ger er rumvægtene og friktionsv<strong>in</strong>klen<br />
for sandet fundet i den geotekniske rapport [Nielsen, 2001]. For kohæsionen i <strong>Aalborg</strong>leret<br />
anvendes den m<strong>in</strong>dste værdi af de målte v<strong>in</strong>gestyrker, da dette er på den sikre side.<br />
161
Dimensionsgivende moment<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
I det følgende fastlægges det dimensionsgivende moment for spunsvæggen og dettes placer<strong>in</strong>g.<br />
Hertil skal enhedsjordtrykkene e på spunsvæggenes sider bestemmes, hvilket gøres<br />
vha. formel L.1.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
e = (Σγ ′ · d)Kγ + p · Kp + c · Kc<br />
γ ′ er jordens effektive rumvægt [kN/m 3 ]<br />
d er lagets højde [m]<br />
Kγ er jordtrykskoefficienten for jorden [-]<br />
p er nyttelasten [kN/m2 ]<br />
Kp er jordtrykskoefficienten for nyttelasten [-]<br />
c er kohæsionen [kN/m2 ]<br />
er jordtrykskoefficienten for kohæsionen [-]<br />
Kc<br />
(L.1)<br />
Til bestemmelse af enhedsjordtrykkenes fordel<strong>in</strong>g anvendes Br<strong>in</strong>ch Hansens tilnærmede<br />
metode [Harremoës et al, 2003]. Indledn<strong>in</strong>gsvis antages, at spunsvæggen deformerer ved<br />
rotation om et punkt meget tæt på væggens fodpunkt, og deformationsfiguren ses på figur<br />
L.3.<br />
162<br />
Figur L.3: Deformationsfigur
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Jordtrykskoefficienterne f<strong>in</strong>des ved anvendelse parameteren ρ. Denne beregnes vha. formel<br />
L.2.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
ρ = zr<br />
h<br />
zr er højden fra væggens fod til rotationspunkt [m]<br />
h er væggens højde [m]<br />
(L.2)<br />
Når det antages, at væggen drejer om et punkt tæt ved foden, er zr 0, og dermed fås ρ 0.<br />
Ved hjælp af ρ aflæses parameteren ξ til 0 [Harremoës et al, 2003]. Dette betyder, at der ikke<br />
f<strong>in</strong>des trykspr<strong>in</strong>g, og der regnes med x-enhedsjordtryk over hele væggens længde.<br />
Jordtrykskoefficienter på højre side<br />
På den højre side m<strong>in</strong>dskes v<strong>in</strong>klen mellem jordoverfladen og væggen, og der er derfor<br />
negativ rotation. I friktionsjordene regnes væggen fuldstændig ru, mens den i kohæsionsjordene<br />
regnes fuldstændig glat. Det er på den sikre side, at regne væggen glat over hele<br />
længden, men det er valgt at udnytte, at der kan regnes med ru væg i friktionsjord, da dette<br />
m<strong>in</strong>dsker væggens dimensioner. Der aflæses jordtrykskoefficienter for jordens egenvægt Kγ,<br />
nyttelasten Kp og kohæsionen Kc, og da der regnes med x-jordtryk, optræder dette <strong>in</strong>deks på<br />
koefficienterne.<br />
De to sandaflejr<strong>in</strong>ger har samme egenskaber, hvorfor jordtrykskoefficienterne for disse lag<br />
er ens. Det samme gælder for kohæsionsjorderne. Dog skelnes mellem ler og <strong>Aalborg</strong>ler af<br />
hensyn til de efterfølgende beregn<strong>in</strong>ger. På baggrund af ρ og ϕ aflæses jordtrykskoefficienterne,<br />
der ses i tabel L.2.<br />
Sand (Ru) Ler, fyld (Glat) <strong>Aalborg</strong>ler (Glat)<br />
K x γ 0,26 1,0 1,0<br />
K x p 0,26 1,0 1,0<br />
K x c - -2,0 -2,0<br />
Tabel L.2: Jordtrykskoefficienter på højre side [Harremoës et al, 2003]<br />
Jordtrykskoefficienter på venstre side<br />
På venstre side øges v<strong>in</strong>klen mellem jordoverfladen og spunsvæggen, og der er derfor positiv<br />
rotation. På denne side regnes der også med ru væg i sandet og glat væg i leret. Der er <strong>in</strong>gen<br />
nyttelast på venstre side, hvorfor K x p ikke medtages. De aflæste jordtrykskoefficienter ses i<br />
tabel L.3.<br />
163
Sand (Ru) <strong>Aalborg</strong>ler (Glat)<br />
K x γ 5,9 1,0<br />
K x c - 2,0<br />
Tabel L.3: Jordtrykskoefficienter på venstre side [Harremoës et al, 2003]<br />
Placer<strong>in</strong>g af dimensionsgivende moment<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Det dimensionsgivende moment Mmax f<strong>in</strong>des det sted, hvor tværkræfternes resultant er 0.<br />
Tværkræfterne bestemmes ud fra enhedsjordtrykkene, men da det er ukendt, hvilken dybde<br />
disse skal bestemmes i, udtrykkes de som funktion af højden z. Det antages, at Mmax f<strong>in</strong>des<br />
i <strong>Aalborg</strong>leret, og z regnes derfor fra oversiden af dette lag, dvs. kote -1,20 m.<br />
Ved anvendelse af de aflæste jordtrykskoefficienter og formel L.1 bestemmes x-enhedsjordtrykkene<br />
på begge sider af spunsvæggen. Der udregnes en værdi hver gang, der optræder et<br />
nyt jordlag samt ved GVS.<br />
Følgende bestemmes enhedsjordtrykket på højre side e x 1 og på venstre side ex 2 .<br />
x-enhedsjodtryk på højre side e x 1:<br />
Sand, kote + 3,8 : 20 · 0,26 = 5,2kN/m 2<br />
Sand, kote + 2,6 : 5,2 + 1,2 · 18 · 0,26 = 10,82kN/m 2<br />
Ler, kote + 2,6 : 1,2 · 18 · 1,0 + 20 · 1,0 + 63,3 · (−2,0) = −85,00kN/m 2<br />
Ler, kote + 2,0 : 85,00 + 0,6 · 18 · 1,0 = −74,20kN/m 2<br />
Sand, kote + 2,0 : 1,8 · 18 · 0,26 + 20 · 0,26 = 13,62kN/m 2<br />
GVS, kote − 0,1 : 13,62 + 2,1 · 18 · 0,26 = 23,45kN/m 2<br />
Sand, kote − 1,2 : 23,45 + 1,1 · 8 · 0,26 = 25,74kN/m 2<br />
<strong>Aalborg</strong>ler, kote − 1,2 : 3,9 · 18 · 1,0 + 1,1 · 8 · 1,0 + 20 · 1,0 + 116,7(−2,0) = −134,40kN/m 2<br />
<strong>Aalborg</strong>ler, kote − 1,2 → z : −134,40 + z · 8 · 1,0<br />
x-enhedsjodtryk på venstre side e x 2:<br />
Sand, kote + 0,1 : 0kN/m 2<br />
GVS, kote − 0,1 : 0,2 · 18 · 5,9 = 21,24kN/m 2<br />
Sand, kote − 2,1 : 21,24 + 1,1 · 8 · 5,9 = 73,16kN/m 2<br />
<strong>Aalborg</strong>ler, kote − 2,1 : 0,2 · 18 · 1,0 + 1,1 · 8 · 1,0 + 116,7 · 2 = 245,80kN/m 2<br />
<strong>Aalborg</strong>ler, kote − 2,1 → z : 245,80 + z · 8 · 1,0<br />
164
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
På baggrund af de fundne enhedsjordtryk optegnes enhedsjordtrykkenes fordel<strong>in</strong>g, hvilket<br />
kan ses på figur L.4.<br />
Figur L.4: Jordtryksfordel<strong>in</strong>g<br />
Som det fremgår af figur L.4 er jordtrykket i lerlagene på højre side negative. Dette virker til<br />
gunst, da det m<strong>in</strong>dsker belastn<strong>in</strong>gen, fordi jorden "holder" fast i væggen pga. kohæsionen.<br />
Da det ikke er sikkert, at regne med dette tryk, sættes det i det følgende lig nul.<br />
Normaljordtrykket pr. lb.m. E f<strong>in</strong>des herefter som det areal, jordtryksfordel<strong>in</strong>gen danner. På<br />
figur L.4 er jordtryksfordel<strong>in</strong>gen opdelt i nummererede delarealer. Disse numre anvendes i<br />
det følgende til angivelse af det pågældende areal.<br />
Følgende bestemmes normaljordtrykket på højre side E1 og på venstre side E2.<br />
Højre side:<br />
1 : 5,2 · 1,2 + 1/2(10,82 − 5,2)1,2 = 9,61kN/m<br />
2 : 13,62 · 2,1 + 1/2(23,45 − 13,62)2,1 = 38,92kN/m<br />
3 : 23,45 · 1,1 + 1/2(25,74 − 23,45)1,1 = 27,06kN/m<br />
I alt : E1 = 75,59kN/m<br />
Venstre side:<br />
4 : 1/2 · 21,24 · 0,2 = 2,12kN/m<br />
5 : 21,24 · 1,1 + 1/2(73,16 − 21,24)1,1 = 51,92kN/m<br />
6 : 245,8 · z + 1/2 · z · 8z = 4z 2 + 245,8zkN/m<br />
I alt : E2 = 4z 2 + 245,8z + 54,04kN/m<br />
165
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Herefter opstilles den vandrette ligevægtsbet<strong>in</strong>gelse ved at sætte E1 lig E2. Derved kan z og<br />
dermed placer<strong>in</strong>gen af Mmax bestemmes.<br />
E1 = E2<br />
75,59 = 4z 2 + 245,8z + 54,04<br />
z = 0,09m<br />
Da z regnes fra oversiden af <strong>Aalborg</strong>lerlaget, medfører dette, at Mmax f<strong>in</strong>des i kote -1,29 m,<br />
og i det følgende benævnes dette punkt M. Herefter bestemmes størrelsen af Mmax ved at<br />
beregne jordtrykkenes moment om M. Som nævnt udelades det negative jordtryks bidrag, da<br />
dette virker til gunst. Til bestemmelse af Mmax opdeles jordtryksarealerne, som det fremgår<br />
af figur L.5.<br />
166<br />
Figur L.5: Opdel<strong>in</strong>g af jordtryk til bestemmelse af Mmax
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
I det følgende angives delarealerne vha. numrene, som ses på figur L.5. Jordtrykkene svarende<br />
til delarealerne og den tilhørende momentarm samt momentbidrag bestemmes. Herefter<br />
summeres delarealernes momentbidrag, og herved f<strong>in</strong>des Mmax. Resultaterne kan ses i tabel<br />
L.4. Momenterne regnes positivt mod uret.<br />
Nr. Normaljordtryk [kN/m] Arm [m] Moment [kNm/m]<br />
1 1/2 · 5,2 · 1,2 = 3,12 2/3 · 1,2 + 3,89 = 4,69 14,63<br />
2 1/2 · 10,82 · 1,2 = 6,49 1/3 · 1,2 + 3,89 = 4,29 27,83<br />
3 1/2 · 13,62 · 2,1 = 14,31 2/3 · 2,1 + 1,19 = 2,59 37,01<br />
4 1/2 · 23,45 · 2,1 = 24,62 1/3 · 2,1 + 1,19 = 1,89 46,48<br />
5 1/2 · 23,45 · 1,1 = 12,90 2/3 · 1,1 + 0,09 = 0,82 10,59<br />
6 1/2 · 25,74 · 1,1 = 14,16 1/3 · 1,1 + 0,09 = 0,45 6,43<br />
7 1/2 · 21,24 · 0,2 = 2,12 1/3 · 0,2 + 1,19 = 1,25 -2,66<br />
8 1/2 · 21,24 · 1,1 = 11,68 2/3 · 1,1 + 0,09 = 0,82 -9,59<br />
9 1/2 · 73,16 · 1,1 = 40,24 1/3 · 1,1 + 0,09 = 0,45 -18,28<br />
10 1/2 · 245,80 · 0,09 = 10,77 2/3 · 0,09 = 0,06 -0,63<br />
11 1/2 · 246,50 · 0,09 = 10,81 1/3 · 0,09 = 0,03 -0,32<br />
111,49<br />
Mmax<br />
Tabel L.4: Bestemmelse af Mmax<br />
Dette betyder, at det dimensionsgivende moment i korttidstilstanden er 111,49 kNm/m.<br />
Spunsvæggens højde<br />
I det følgende bestemmes afstanden fra punktet M til spunsvæggens fod, og denne afstand<br />
benævnes Δh. Af boreprofilet fremgår det, at foden skal stå i <strong>Aalborg</strong>leret, og Δh bestemmes<br />
derfor vha. formel L.3.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
Δh =<br />
1 + Δey<br />
Δex <br />
· 2M<br />
Δey Δe y er forskellen mellem y-enhedsjordtrykkene i punktet M [kN/m 2 ]<br />
Δe x er forskellen mellem x-enhedsjordtrykkene i punktet M [kN/m 2 ]<br />
M er det dimensionsgivende moment, Mmax [kNm/m]<br />
Δe y og Δe x bestemmes af formel L.4 og formel L.5.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
Δe y = e y<br />
1 − ey<br />
2<br />
Δe x = e x 2 − e x 1<br />
(L.3)<br />
(L.4)<br />
(L.5)<br />
167
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
x-enhedsjordtrykkene blev fundet i det foregående. y-jordtrykskoefficienterne og -enhedsjordtryk<br />
for de to sider f<strong>in</strong>des i det følgende. Jordtrykskoefficienterne skal f<strong>in</strong>des for ren<br />
kohæsionsjord og glat væg, da Mmax f<strong>in</strong>des i <strong>Aalborg</strong>leret.<br />
For negativ rotation aflæses y-jordtrykskoefficienterne for højre side, som ses i tabel L.5.<br />
Kx γ<br />
Kx p<br />
Kx c<br />
<strong>Aalborg</strong>ler (Glat)<br />
1,0<br />
1,0<br />
3,5<br />
Tabel L.5: Jordtrykskoefficienter på højre side [Harremoës et al, 2003]<br />
Herefter beregnes y-enhedsjordtrykket i M på højre side e y<br />
1 vha. formel L.1.<br />
e y<br />
1 = (3,9 · 18 + 1,19 · 8)1,0 + 20 · 1,0 + 116,7 · 3,5 = 508,15kN/m2<br />
For positiv rotation aflæses y-jordtrykskoefficienterne for venstre side, som ses i tabel L.6.<br />
Kx γ<br />
Kx c<br />
<strong>Aalborg</strong>ler (Glat)<br />
1,0<br />
-3,4<br />
Tabel L.6: Jordtrykskoefficienter på venstre side [Harremoës et al, 2003]<br />
Herefter beregnes y-enhedsjordtrykket i M på venstre side e y<br />
2 vha. formel L.1.<br />
e y<br />
2 = (0,2 · 18 + 1,19 · 8)1,0 + 116,7(−3,4) = −383,68kN/m2<br />
Herefter bestemmes forskellen mellem hhv. x- og y-enhedsjordtrykkene ved anvendelse af<br />
formel L.5 og formel L.4. Da ex 1 og ey<br />
2 er negative sættes disse lig nul, da dette er på den<br />
sikre side.<br />
Δe x = 246,50 − 0 = 246,50kN/m 2<br />
Δe y = 508,15 − 0 = 508,15kN/m 2<br />
De fundne værdier for forskellen mellem enhedsjordtrykkene og størrelse af Mmax <strong>in</strong>dsættes<br />
i formel L.3 til bestemmelse af Δh.<br />
Δh =<br />
1 + 508,15<br />
<br />
2 · 111,49<br />
= 1,16m<br />
246,50 508,15<br />
Da Mmax f<strong>in</strong>des i kote -1,29 m, skal spunsvæggens fod nedrammes til kote -2,45 m. Dette<br />
resulterer i en samlet højde på 6,25 m.<br />
168
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Kontrol af dimensionsgivende moment<br />
Det er muligt at kontrollere den fundne værdi af Mmax, hvilket gøres ved at f<strong>in</strong>de momentet<br />
om punktet M fra jordtrykkene under dette. Derfor er det nødvendigt bestemme i hvilke<br />
højder, der skal regnes med hhv. x- og y-jordtryk. Afstanden fra den nederste kote, hvori der<br />
skal regnes med x-jordtryk, til foden z j2 bestemmes af formel L.6.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
z j2 = zr ·C2<br />
zr er afstanden fra væggens fod til rotationspunktet [m]<br />
er en parameter, der afhænger af friktions- og vægfriktionsv<strong>in</strong>klen [-]<br />
C2<br />
(L.6)<br />
zr bestemmes senere ved opstill<strong>in</strong>g af vandret ligevægt. Da der på venstre side er positiv<br />
rotation, beregnes C2 af formel L.7.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
δ er vægfriktionsv<strong>in</strong>klen [ ◦ ]<br />
ϕ er friktionsv<strong>in</strong>klen [ ◦ ]<br />
C2 = 1 + 0,1 · tanδ<br />
+tanϕ (L.7)<br />
tanϕ<br />
Da det pågældende område af spunsvæggen bef<strong>in</strong>der sig i <strong>Aalborg</strong>leret, regnes væggen glat,<br />
og vægfriktionsv<strong>in</strong>klen er derfor lig 0, hvilket også er gældende for friktionsv<strong>in</strong>klen, da<br />
<strong>Aalborg</strong>leret er ren kohæsionsjord. Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.7 fås<br />
C2 = 1 + 0,1 · tan0<br />
+ tan0 = 1<br />
tan0<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.6 bestemmes afstanden z j2 som funktion af zr.<br />
z j2 = zr · 1 = zr<br />
169
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Afstanden fra væggens fod til den kote, hvorfra der skal regnes med y-jordtryk, z j1, bestemmes<br />
vha. formel L.8.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
C1<br />
z j1 = zr ·C1<br />
er en parameter, der afhænger af friktions- og vægfriktionsv<strong>in</strong>klen [-]<br />
Da der på højre side regnes med negativ rotation, bestemmes C1 af formel L.9.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
(L.8)<br />
C1 = 1 + 0,1 · tanδ<br />
−tanϕ (L.9)<br />
tanϕ<br />
Ligesom ved bestemmelse af C2 gælder, at δ og ϕ er lig 0. Ved <strong>in</strong>dsættelse fås<br />
C1 = 1 + 0,1 · tan0<br />
−tan0 = 1<br />
tan0<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.8 bestemmes z j1 som funktion af zr.<br />
z j1 = zr · 1 = zr<br />
Da både z j1 og z j2 er lig zr, betyder det, at z j1 er lig z j2. Dette giver en fordel<strong>in</strong>g af<br />
jordtrykkene på den nedre del af væggen, som kan ses på figur L.6.<br />
Figur L.6: Fordel<strong>in</strong>g af enhedsjordtryk under M<br />
x-jordtrykket på højre side og y-jordtrykket på venstre side er ikke medtaget, da de som<br />
nævnt er m<strong>in</strong>dre end 0. Til bestemmelse af afstanden zr opstilles den vandrette ligevægt.<br />
170<br />
(Δh − z j2) · Δe x = z j1 · Δe y<br />
(1,16 − zr)246,50 = zr · 508,15<br />
zr = 0,38m
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Denne værdi for zr svarer til kote -2,07 m, hvilket også er skellet mellem x- og y-jordtryk.<br />
Herefter bestemmes jordtrykkenes moment om M efter samme pr<strong>in</strong>cip som tidligere, hvor<br />
der regnes positivt med uret. Resultatet ses i tabel L.7.<br />
Normaljordtryk Arm Moment<br />
[kN/m] [m] [kNm/m]<br />
ex 246,50(1,16 - 0,38) = 192,38 1/2(1,16 − 0,38) = 0,39 -75,07<br />
ey 508,15 · 0,38 = 193,10 1,16 - 1/2 · 0,38 = 0,97 187,26<br />
112,19<br />
Mmax<br />
Tabel L.7: Bestemmelse af Mmax for jordtrykkene under M<br />
Det dimensionsgivende moment for jordtrykkene over M blev fundet til 111,49 kNm/m,<br />
og som det fremgår af tabel L.7 er det for jordtrykkene under M lig 112,19 kNm/m. Da<br />
jordtryksfordel<strong>in</strong>gen er tilnærmet [Harremoës et al, 2003], vurderes det, at der er rimelig<br />
overensstemmelse mellem de to momenter.<br />
Lodret ligevægt<br />
De fundne normaljordtryk står v<strong>in</strong>kelret på væggen, men giver også anledn<strong>in</strong>g til en komposant,<br />
der er parallel med væggen. Denne kaldes det resulterende tangential jordtryk og<br />
benævnes F. Årsagen til, at den lodrette ligevægt skal undersøges er, at såfremt resultanten<br />
fra de tangentiale jordtryk samt væggens egenvægt medfører en opadrettet kraft, løftes<br />
spunsvæggen. Til undersøgelse af den lodrette ligevægt anvendes det statiske system, som<br />
ses på figur L.7.<br />
Figur L.7: Statisk system for lodrette kræfter<br />
171
F udregnes vha. formel L.10.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
F = Eγ ·tanδγ + (Ep + Ec) ·tanδp + a · h (L.10)<br />
Eγ er jordtrykket fra jorden [kN/m]<br />
tanδγ er en parameter, der afhænger af ρ, ϕ og rotationen [-]<br />
Ep er jordtrykket fra nyttelasten [kN/m]<br />
Ec er jordtrykket fra kohæsionen [kN/m]<br />
tanδp er en parameter, der afhænger af ρ, ϕ og rotationen [-]<br />
a er adhæsionen mellem væg og jord [kN/m2 ]<br />
h er lagtykkelsen [kN/m2 ]<br />
Det tangentiale jordtryk kan ikke overføres til væggen, hvis denne regnes fuldstændig glat.<br />
Derfor udelades de jordtryk, der opstår fra de kohæsive jordarter i undersøgelsen af den<br />
lodrette ligevægt.<br />
Først bestemmes det tangentiale jordtryk på højre side F1. Da afstanden fra foden til rotationspunktet<br />
nu kendes, er det muligt at bestemme parameteren ρ. Ved <strong>in</strong>dsættelse af zr og<br />
væggens højde i formel L.2 fås<br />
ρ1 = 0,38<br />
= 0,06<br />
6,25<br />
For negativ rotation i sandaflejr<strong>in</strong>gerne aflæses jordtrykskoefficienterne, der ses i tabel L.8.<br />
172<br />
tanδγ<br />
tanδp<br />
Sand (Ru)<br />
-0,15<br />
-0,36<br />
Tabel L.8: Jordtrykskoefficienter [Harremoës et al, 2003]
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Til bestemmelse af jordtryksbidraget fra jorden Eγ og nyttelasten Ep, der er arealet som enhedsjordtrykket<br />
fra de to belastn<strong>in</strong>ger danner, anvendes figur L.8, hvor jordtryksfordel<strong>in</strong>gen<br />
er opdelt i disse bidrag og nummereret.<br />
Eγ :<br />
Figur L.8: Fordel<strong>in</strong>g af jordtryksbidragene fra jorden og nyttelasten<br />
1 : 1/2(10,82 − 5,2)1,2 = 3,37kN/m<br />
2 : (13,62 − 5,2)2,1 + 1/2(23,45 − 13,62)2,1 = 28,00kN/m<br />
3 : (23,45 − 5,2)1,1 + 1/2(25,74 − 23,45)1,1 = 21,33kN/m<br />
I alt : 3,37 + 28,00 + 21,33 = 52,70kN/m<br />
Ep = 5,2(1,2 + 3,2) = 22,88kN/m<br />
Herefter bestemmes det tangentiale jordtryk fra højre side F1 ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.10.<br />
F1 = 52,70(−0,15) + 22,88(−0,36) = −16,14kN/m<br />
Da F regnes positivt opad, betyder dette, at denne kraft er nedadrettet.<br />
Herefter bestemmes det tangentiale jordtryk på venstre side F2. På venstre side skal også<br />
udregnes en ny værdi for ρ, men i dette tilfælde er h ikke hele væggens højde, men kun<br />
afstanden fra væggens fod til byggegrubens bund, dvs. 2,55 m. Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.2<br />
fås<br />
ρ = 0,38<br />
= 0,15<br />
2,55<br />
173
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Ved positiv rotation aflæses tanδγ til 0,37 [Harremoës et al, 2003]. Jordtrykket Eγ bestemmes<br />
som summen af delarealerne 4 og 5 på figur L.4, som er fundet under figuren.<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.10 fås<br />
Eγ = 2,12 + 51,92 = 54,04kN/m<br />
F2 = 54,04 · 0,37 = 19,99kN/m<br />
F2 er positiv, hvilket betyder, at denne kraft er opadrettet.<br />
Da spunsvæggen også skal undersøges i langtidstilstanden undlades at vælge en specifik<br />
type. Derfor anvendes den m<strong>in</strong>dst mulige vægt til undersøgelse af den lodrette ligevægt,<br />
da dette er på den sikre side. Det vælges at udføre spunsvæggen i z-profiler fremfor uprofiler,<br />
da sidstnævnte kræver sammenpresn<strong>in</strong>g af saml<strong>in</strong>gerne efter nedramn<strong>in</strong>g, da disse<br />
er placeret, hvor forskydn<strong>in</strong>gskraften antager maksimum. Den fundne m<strong>in</strong>imale vægt for<br />
z-profiler er 99 kg/m 2 [Arcelor RPS, 2004]. Da der for de øvrige kræfter regnes pr. lbm.,<br />
svarer dette til 99 kg pr. lb. højdemeter. Væggens højde er fundet til 6,25 m, hvilket giver<br />
følgende egenvægt.<br />
Gw = 99 · 9,82 · 10 −3 · 6,25 = 6,07kN/m<br />
Den lodrette ligevægt opstilles efter figur L.7.<br />
Q + F1 + F2 − Gw = 0<br />
Q − 16,14 + 19,99 − 6,07 = 0<br />
Q = 2,22kN/m<br />
Dette betyder, at der overføres tryk fra spunsvæggen til jord, og der sker derfor ikke løft. Det<br />
skal dog bemærkes, at nyttelasten, som er medtaget i den lodrette ligevægt, virker til gunst,<br />
da den øger den nedadrettede kraft, hvorfor der kan opstår risiko for løftn<strong>in</strong>g såfremt denne<br />
fjernes.<br />
Hermed er spunsvæggens dimensionsgivende moment og højde i korttidstilstanden bestemt<br />
til hhv. 111,49 kNm/m og 6,25 m.<br />
174
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
L.1.2 Langtidstilstand<br />
Langtidstilstanden skal undersøges, da kohæsionsjorders egenskaber ændres, når poreovertrykket<br />
bortdrænes, og jorderne konsoliderer. I det følgende regnes med de ændrede styrkeparametre,<br />
som ses i tabel L.9.<br />
ϕk [ ◦ ] ϕd [ ◦ ] ck [kN/m 2 ] cd [kN/m 2 ]<br />
Ler, fyld 30,0 25,7 0 0<br />
<strong>Aalborg</strong> ler 25 21,2 0,1 ·cu = 17,5 11,7<br />
Tabel L.9: Styrkeparametre i langtidstilstand [Teknisk Ståbi, 1999]<br />
Til bestemmelse af de regn<strong>in</strong>gsmæssige værdier anvendes samme partialkoefficienter som<br />
i korttidstilstanden. Som det fremgår af tabel L.9 regnes fyldleret som ren friktionsjord,<br />
hvilket skyldes, at det <strong>in</strong>deholder sand og gytje. Endvidere ses, at <strong>Aalborg</strong>leret bliver en<br />
bland<strong>in</strong>gsjord med stor reduktion af kohæsionen.<br />
Dimensionsgivende moment<br />
Bestemmelsen af det dimensionsgivende moment og dettes placer<strong>in</strong>g foretages efter samme<br />
pr<strong>in</strong>cip som ved korttidstilstanden. Dette betyder, at det antages, at rotationen sker ved<br />
væggens fod, og på baggrund af dette aflæses jordtrykskoefficienterne for x-jordtryk. Det<br />
vælges, at regne med 10 % af væggens ruhed, da der ellers overføres for store kræfter til<br />
væggen, hvilket bevirker, at den lodrette ligevægt ikke kan overholdes, og spunsvæggen skydes<br />
op af jorden. Derfor aflæses jordtrykskoefficienterne både for ru og glat væg, og derefter<br />
<strong>in</strong>terpoleres l<strong>in</strong>iært mellem disse værdier svarende til 10% ru væg. De aflæste jordtrykskoefficienter<br />
for højre side og negativ rotation ses i tabel L.10, hvor jordtrykskoefficienterne<br />
for 10% ru væg er markeret med fed.<br />
Sand Ler, fyld <strong>Aalborg</strong>ler<br />
K x γ (Ru) 0,26 0,33 0,40<br />
K x γ (Glat) 0,33 0,39 0,47<br />
K x γ (10%) 0,313 0,384 0,463<br />
K x p (Ru) 0,26 0,33 0,40<br />
K x p (Glat) 0,33 0,39 0,47<br />
K x p (10%) 0,313 0,384 0,463<br />
K x c (Ru) - - -1,5<br />
K x c (Glat) - - -1,36<br />
K x c (10%) - - -1,374<br />
Tabel L.10: Jordtrykskoefficienter på højre side [Harremoës et al, 2003]<br />
175
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
De aflæste jordtrykskoefficienter for venstre side og positiv rotation ses i tabel L.11, hvor<br />
jordtrykskoefficienterne for 10% ru væg er markeret med fed.<br />
Sand <strong>Aalborg</strong>ler<br />
K x γ (Ru) 5,9 3,0<br />
K x γ (Glat) 3,2 2,2<br />
K x γ (10%) 3,47 2,28<br />
K x c (Ru) - 4,9<br />
K x c (Glat) - 2,9<br />
K x c (10%) - 3,1<br />
Tabel L.11: Jordtrykskoefficienter på venstre side [Harremoës et al, 2003]<br />
Til fastlæggelse af placer<strong>in</strong>gen af det dimensionsgivende moment Mmax udregnes enhedsjordtrykkene<br />
som funktion af z. Det antages, at placer<strong>in</strong>gen er i <strong>Aalborg</strong>lerlaget, hvorfor z<br />
regnes fra oversiden af dette lag, dvs. kote -1,20 m.<br />
Følgende bestemmes enhedsjordtrykket på højre side e x 1 og på venstre side ex 2 .<br />
x-enhedsjodtryk på højre side e x 1:<br />
Sand, kote + 3,8 : 20 · 0,313 = 6,26kN/m 2<br />
Sand, kote + 2,6 : 6,26 + 1,2 · 18 · 0,313 = 13,02kN/m 2<br />
Ler, kote + 2,6 : 1,2 · 18 · 0,384 + 20 · 0,384 = 15,97kN/m 2<br />
Ler, kote + 2,0 : 15,97 + 0,6 · 18 · 0,384 = 20,12kN/m 2<br />
Sand, kote + 2,0 : 1,8 · 18 · 0,313 + 20 · 0,313 = 16,40kN/m 2<br />
GVS, kote − 0,1 : 16,40 + 2,1 · 18 · 0,313 = 28,23kN/m 2<br />
Sand, kote − 1,2 : 28,23 + 1,1 · 8 · 0,313 = 30,99kN/m 2<br />
<strong>Aalborg</strong>ler, kote − 1,2 : (3,9 · 18 + 1,1 · 8) · 0,463 + 20 · 0,463 + 11,7(−1,374) = 29,76kN/m 2<br />
<strong>Aalborg</strong>ler, kote − 1,2 → z : 29,76 + z · 8 · 0,463 = 3,70 · z + 29,76<br />
x-enhedsjordtryk på venstre side e x 2:<br />
Sand, kote + 0,1 : 0kN/m 2<br />
GVS, kote − 0,1 : 0,2 · 18 · 3,47 = 12,49kN/m 2<br />
Sand, kote − 1,2 : 12,49 + 1,1 · 8 · 3,47 = 43,03kN/m 2<br />
<strong>Aalborg</strong>ler, kote − 1,2 : (0,2 · 18 + 1,1 · 8)2,28 + 11,7 · 3,1 = 65,07kN/m 2<br />
<strong>Aalborg</strong>ler, kote − 1,2 → z : 65,07 + z · 8 · 2,28 = 18,24 · z + 65,07<br />
176
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
På baggrund af de fundne enhedsjordtryk optegnes jordtryksfordel<strong>in</strong>gen, som ses på figur<br />
L.9.<br />
Figur L.9: Jordtryksfordel<strong>in</strong>g<br />
Placer<strong>in</strong>gen af det maksimale moment Mmax bestemmes ved vandret ligevægt for normaljordtrykkene<br />
E1 og E2, hvor angivelsen af delarealerne sker vha. numrene, som ses på figur<br />
L.9.<br />
højre side:<br />
1 : 6,26 · 1,2 + 1/2(13,02 − 6,26)1,2 = 11,57kN/m<br />
2 : 15,97 · 0,6 + 1/2(20,12 − 15,97)0,6 = 10,83kN/m<br />
3 : 16,40 · 2,1 + 1/2(28,23 − 16,40)2,1 = 46,86kN/m<br />
4 : 28,23 · 1,1 + 1/2(30,99 − 28,23)1,1 = 32,57kN/m<br />
5 : 29,76 · z + 1/2 · z · 3,70 · z = 1,85 · z 2 + 29,76 · z kN/m<br />
I alt: E1 = 1,85 · z 2 + 29,76 · z + 101,83kN/m<br />
Venstre side:<br />
6 : 1/2 · 12,49 · 0,2 = 1,25kN/m<br />
7 : 12,49 · 1,1 + 1/2(43,03 − 12,49)1,1 = 30,54kN/m<br />
8 : 65,07 · z + 1/2 · z · 18,24 · z = 9,12 · z 2 + 65,07 · z kN/m<br />
I alt: E2 = 9,12 · z 2 + 65,07 · z + 31,79 kN/m<br />
177
Derefter opstilles den vandrette ligevægt.<br />
E1 = E2<br />
1,85 · z 2 + 29,76 · z + 101,83 = 9,12 · z 2 + 65,07 · z + 31,79<br />
z = 1,51m<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Da z regnes fra oversiden af <strong>Aalborg</strong>leret, betyder det, at Mmax er placeret i kote -2,71 m,<br />
og dette punkt benævnes herefter M. Størrelsen af Mmax bestemmes ved summer<strong>in</strong>g af delarealernes<br />
moment om M. Inddel<strong>in</strong>gen ses på figur L.10.<br />
178<br />
Figur L.10: Opdel<strong>in</strong>g af jordtryk til bestemmelse af Mmax
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Af tabel L.12 fremgår bestemmelsen af Mmax, hvor momenterne regnes positivt mod uret.<br />
Nr. Normaljordtryk [kN/m] Arm [m] Moment [kNm/m]<br />
1 1/2 · 6,26 · 1,2 = 3,76 2/3 · 1,2 + 5,31 = 6,11 22,95<br />
2 1/2 · 13,02 · 1,2 = 7,81 1/3 · 1,2 + 5,31 = 5,71 44,61<br />
3 1/2 · 15,97 · 0,6 = 4,79 2/3 · 0,6 + 4,71 = 5,11 24,48<br />
4 1/2 · 20,12 · 0,6 = 6,04 1/3 · 0,6 + 4,71 = 4,91 29,64<br />
5 1/2 · 16,40 · 2,1 = 17,22 2/3 · 2,1 + 2,61 = 4,01 69,05<br />
6 1/2 · 28,23 · 2,1 = 29,64 1/3 · 2,1 + 2,61 = 3,31 98,11<br />
7 1/2 · 28,23 · 1,1 = 15,53 2/3 · 1,1 + 1,51 = 2,24 34,83<br />
8 1/2 · 30,99 · 1,1 = 17,04 1/3 · 1,1 + 1,51 = 1,88 31,99<br />
9 1/2 · 29,76 · 1,51 = 22,47 2/3 · 1,51 = 1,01 22,62<br />
10 1/2 · 35,35 · 1,51 = 26,69 1/3 · 1,51 = 0,50 13,43<br />
11 1/2 · 12,49 · 0,2 = 1,25 1/3 · 0,2 + 2,61 = 2,68 -3,34<br />
12 1/2 · 12,49 · 1,1 = 6,87 2/3 · 1,1 + 1,51 = 2,24 -15,41<br />
13 1/2 · 43,03 · 1,1 = 23,67 1/3 · 1,1 + 1,51 = 1,88 -44,41<br />
14 1/2 · 65,07 · 1,51 = 49,13 2/3 · 1,51 = 1,01 -49,46<br />
15 1/2 · 92,63 · 1,51 = 69,94 1/3 · 1,51 = 0,50 -35,20<br />
243,88<br />
Mmax<br />
Tabel L.12: Bestemmelse af Mmax<br />
Dette betyder, at det dimensionsgivende moment for spunsvæggen i langtidstilstanden er<br />
243,88 kNm/m.<br />
Spunsvæggens højde<br />
I det følgende bestemmes afstanden fra M til spunsvæggens fod Δh. Til forskel fra korttidstilstanden<br />
er <strong>Aalborg</strong>leret i langtidstilstanden ikke ren kohæsionsjord, hvilket betyder, at Δh<br />
skal bestemmes vha. formel L.11.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
Δh =<br />
<br />
Δe y<br />
2M<br />
C2<br />
C1<br />
Δey + Δex <br />
<br />
2 · C2 Δey + C1 Δex − 1<br />
<br />
(L.11)<br />
De <strong>in</strong>dgående parametre svarer til korttidstilstanden, dvs. de bestemmes af formel L.4,<br />
L.5, L.7 og L.9. Ved <strong>in</strong>dsættelse af <strong>Aalborg</strong>lerets friktionsv<strong>in</strong>kel ϕd i formel L.7 og L.9<br />
bestemmes konstanterne C2 og C1.<br />
C2 = 1 + 0,1 · tan(21,2)<br />
−tan(21,2) = 1,49<br />
tan(21,2)<br />
C1 = 1 + 0,1 · tan(21,2)<br />
+tan(21,2) = 0,71<br />
tan(21,2)<br />
179
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
x-enhedsjordtrykkene blev fundet i det foregående, og i det følgende bestemmes y-enhedsjordtrykkene<br />
i punktet M. I dette tilfælde <strong>in</strong>terpoleres også mellem værdierne for ru og glat<br />
væg. De aflæste jordtrykskoefficienter for højre side og negativ rotation ses i tabel L.13,<br />
hvor jordtrykskoefficienterne for 10% ru væg er markeret med fed.<br />
<strong>Aalborg</strong>ler<br />
K y γ (Ru) 2,6<br />
K y γ (Glat) 3,75<br />
K y γ (10%) 3,635<br />
K y p (Ru) 1,65<br />
K y p (Glat) 3,70<br />
K y p (10%) 3,495<br />
K y c (Ru) 2,2<br />
K y c (Glat) 6,8<br />
K y c (10%) 6,34<br />
Tabel L.13: Jordtrykskoefficienter på højre side [Harremoës et al, 2003]<br />
Herefter beregnes y-enhedsjordtrykket i M på højre side e y<br />
1 vha. formel L.1.<br />
e y<br />
1 = (3,9 · 18 + 2,61 · 8)3,635 + 20 · 3,495 + 11,7 · 6,34 = 475,15kN/m2<br />
De aflæste jordtrykskoefficienter for venstre side og positiv rotation ses i tabel L.14, hvor<br />
jordtrykskoefficienterne for 10% ru væg er markeret med fed.<br />
<strong>Aalborg</strong>ler<br />
K y γ (Ru) 1,22<br />
K y γ (Glat) 0,275<br />
K y γ (10%) 0,370<br />
K y c (Ru) 1,0<br />
K y c (Glat) -2,0<br />
K y c (10%) -1,7<br />
Tabel L.14: Jordtrykskoefficienter på venstre side [Harremoës et al, 2003]<br />
Herefter beregnes y-enhedsjordtrykket i M på venstre side e y<br />
2 vha. formel L.1.<br />
e y<br />
2 = (0,2 · 18 + 2,61 · 8)0,3695 + 11,7(−1,7) = −10,84kN/m2<br />
Da e y<br />
2 er m<strong>in</strong>dre end 0, medtages dette jordtryk ikke i de efterfølgende beregn<strong>in</strong>ger.<br />
180
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Herefter bestemmes forskellene mellem x- og y-enhedsjordtrykkene ved <strong>in</strong>dsættelse i formel<br />
L.5 og L.4.<br />
De fundne værdier <strong>in</strong>dsættes i formel L.11.<br />
Δh = <br />
Δe x = 92,63 − 35,35 = 57,28kN/m 2<br />
Δe y = 475,15 − 0 = 475,15kN/m 2<br />
475,15<br />
2·243,88<br />
1,49<br />
0,71<br />
<br />
475,15<br />
+ 57,28<br />
<br />
2 · 1,49 475,15<br />
0,71 + 57,28 − 1<br />
= 3,11m<br />
Punktet M er placeret i kote -2,71 m, hvilket betyder, at spunsvæggens fod skal nedrammes<br />
til kote -5,82 m, og den samlede længde er 9,62 m.<br />
Kontrol af dimensionsgivende moment<br />
Ligesom i korttidstilstanden kontrolleres den fundne værdi af Mmax.<br />
Først opstilles afstandene z j1 og z j2 som funktion af zr ved anvendelse af formel L.8 og L.6.<br />
z j1 = C1 · zr = 0,71 · zr<br />
z j2 = C2 · zr = 1,49 · zr<br />
Dette betyder, at enhedsjordtrykkene under M fordeles, som det ses på figur L.11.<br />
Figur L.11: Fordel<strong>in</strong>g af enhedsjordtryk under M<br />
181
Afstanden zr bestemmes ved vandret ligevægt.<br />
(Δh − z j2) · Δe x = z j1 · Δe y<br />
(3,11 − 1,49 · zr)(92,63 − 35,35) = 0,71 · zr · 475,15<br />
zr = 0,42m<br />
Herefter bestemmes z j1 og z j2.<br />
z j1 = 0,71 · 0,42 = 0,30m<br />
z j2 = 1,49 · 0,42 = 0,62m<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Derefter udregnes momentet om M efter samme pr<strong>in</strong>cip som tidligere, hvor momentet regnes<br />
positivt med uret. Resultatet ses i tabel L.15.<br />
Normaljordtryk Arm Moment<br />
[kN/m] [m] [kNm/m]<br />
Δex (92,63 - 35,35)(3,11-0,62) = 142,11 1/2(3,11 − 0,62) = 1,24 -176,30<br />
Δey 475,15· 0,30 = 142,10 3,11 - 1/2 · 0,30 = 2,96 420,03<br />
243,73<br />
Mmax<br />
Tabel L.15: Bestemmelse af Mmax for jordtrykkene under M<br />
For jordtrykkene over M blev Mmax fundet til 243,88 kNm/m, og da jordtryksfordel<strong>in</strong>gen er<br />
tilnærmet, vurderes det, at der er tilfredsstillende overensstemmelse.<br />
182
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Lodret ligevægt<br />
I det følgende undersøges spunsvæggens lodrette ligevægt efter samme pr<strong>in</strong>cip som anvendt<br />
i korttidstilstanden. Dog medtages alle jordtrykkene fra alle jordlagene, da hele væggen<br />
regnes delvis ru. Dette betyder, at der betragtes en jordtryksfordel<strong>in</strong>g, som ses på figur L.12.<br />
Figur L.12: Jordtryksfordel<strong>in</strong>g i langtidstilstand<br />
I det følgende bestemmes det tangentiale jordtryk på højre side F1.<br />
Indledn<strong>in</strong>gsvis bestemmes parameteren ρ1 vha. formel L.2.<br />
ρ1 = 0,42<br />
= 0,044<br />
9,62<br />
Herefter aflæses jordtrykskoefficienterne for ru væg for de enkelte lag. Som nævnt tidligere<br />
kan de lodrette kræfter ikke overføres, når væggen regnes fuldstændig glat, og jordtrykskoefficienterne<br />
er i dette tilfælde 0. Derfor reduceres de aflæste jordtrykskoefficienter med<br />
90%, hvilket svarer til at væggen regnes 10% ru.<br />
183
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Jordtrykskoefficienterne for sand på højre side og negativ rotation ses i tabel L.16.<br />
Sand<br />
tanδγ (Ru) -0,15<br />
tanδγ (Glat) 0<br />
tanδγ (10%) -0,015<br />
tanδp (Ru) -0,4<br />
tanδp (Glat) 0<br />
tanδp (10%) -0,04<br />
Tabel L.16: Jordtrykskoefficienter på højre side for sand [Harremoës et al, 2003]<br />
Værdierne af jordtrykkene Eγ og Ep bestemmes vha. figur L.12.<br />
Eγ :<br />
1 : 1/2(13,02 − 6,26)1,2 = 4,06kN/m<br />
3 : (16,40 − 6,26)2,1 + 1/2(28,23 − 16,40)2,1 = 33,72kN/m<br />
4 : (28,23 − 6,26)1,1 + 1/2(30,99 − 28,23)1,1 = 25,69kN/m<br />
I alt : 4,06 + 33,72 + 25,69 = 63,46kN/m<br />
Ep = 6,26(1,2 + 3,2) = 27,54kN/m<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.10 fås<br />
F = 63,46(−0,015) + 27,54(−0,04) = −2,05kN/m<br />
Jordtrykskoefficienterne for fyldet, der udgøres af ler, på højre side og negativ rotation ses i<br />
tabel L.17.<br />
184<br />
Fyld, ler<br />
tanδγ (Ru) -0,2<br />
tanδγ (Glat) 0<br />
tanδγ (10%) -0,02<br />
tanδp (Ru) -0,38<br />
tanδp (Glat) 0<br />
tanδp (10%) -0,038<br />
Tabel L.17: Jordtrykskoefficienter på højre side for fyld, ler [Harremoës et al, 2003]
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Bidraget fra enhedsjordtrykket, som skyldes nyttelasten ep, kan ikke umiddelbart aflæses af<br />
figur L.12, hvorfor denne må bestemmes. Hertil anvendes formel L.12.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
ep = p · Kp<br />
p er nyttelasten [kN/m2 ]<br />
er jordtrykskoefficienten for nyttelasten [-]<br />
Kp<br />
Jordtrykskoefficienten, der anvendes hertil, blev fundet tidligere.<br />
e x p = 20 · 0,384 = 7,68kN/m 2<br />
(L.12)<br />
Herefter bestemmes jordtrykkene Eγ og Ep ved anvendelse af figur L.12 og den fundne værdi<br />
for e x p.<br />
Eγ = (15,97 − 7,68)0,6 + 1/2(20,12 − 15,97)0,6 = 6,22kN/m<br />
Ep = 7,68 · 0,6 = 4,61kN/m<br />
De fundne værdier <strong>in</strong>dsættes i formel L.10.<br />
F = 6,22(−0,02) + 4,61(−0,038) = −0,30kN/m<br />
For <strong>Aalborg</strong>leret aflæses de samme jordtrykskoefficienter, men da det er en bland<strong>in</strong>gsjord<br />
aflæses parameteren a/c også. Ved anvendelse af jordens kohæsion c kan a, som <strong>in</strong>dgår i<br />
formel L.10, bestemmes.<br />
185
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Jordtrykskoefficienterne for <strong>Aalborg</strong>ler på højre side og negativ rotation ses i tabel L.18.<br />
<strong>Aalborg</strong>ler<br />
tanδγ (Ru) -0,28<br />
tanδγ (Glat) 0<br />
tanδγ (10%) -0,028<br />
tanδp (Ru) -0,32<br />
tanδp (Glat) 0<br />
tanδp (10%) -0,032<br />
a/c (Ru) -0,8<br />
a/c (Glat) 0<br />
a/c (10%) -0,08<br />
Tabel L.18: Jordtrykskoefficienter på højre side for <strong>Aalborg</strong>ler [Harremoës et al, 2003]<br />
Herefter beregnes a.<br />
a = (−0,08) · 11,7 = −0,94<br />
For <strong>Aalborg</strong>leret er det heller ikke muligt at aflæse enhedsjordtrykket fra nyttelasten og<br />
kohæsionen af figur L.12, hvorfor disse må bestemmes. Hertil anvendes formel L.12 og<br />
L.13.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
ec = c · Kc<br />
c er kohæsion [kN/m2 ]<br />
er jordtrykskoefficienten for kohæsionen [-]<br />
Kc<br />
Jordtrykskoefficienterne, der anvendes hertil, blev fundet i det foregående.<br />
186<br />
e x p = 20 · 0,463 = 9,26<br />
e y p = 20 · 3,495 = 69,9<br />
e x c = 11,7(−1,374) = −16,07<br />
e y c = 11,7 · 6,34 = 74,18<br />
(L.13)
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Herefter kan jordtrykkene bestemmes ved anvendelse af figur L.12 og de fundne værdier for<br />
ep og ec.<br />
Eγ :<br />
5 : (29,76 − 9,26 − (−16,07))1,51 + 1/2(35,35 − 29,76)1,51 = 59,45kN/m<br />
6 : (35,35 − 9,26 − (−16,07))2,49 = 104,99kN/m<br />
7 : (475,15 − 69,9 − 74,18)0,30 = 99,32kN/m<br />
I alt : 59,45 + 104,99 + 99,32 = 263,76kN/m<br />
Ep = 9,26 · 4,0 + 69,9 · 0,3 = 58,01kN/m<br />
Ec = −16,07 · 4,0 + 74,18 · 0,3 = −42,05kN/m<br />
De fundne værdier <strong>in</strong>dsættes i formel L.10.<br />
F = 263,76(−0,028) + (58,01 − 42,05)(−0,032) − 0,94(4,0 + 0,3) = −11,92kN/m<br />
Det tangentiale jordtryk for højre side F1 bestemmes som summen af bidragene fra de<br />
enkelte jordlag.<br />
F1 = −2,05 − 0,30 − 11,92 = −14,27kN/m<br />
Herefter bestemmes det tangentiale jordtryk på den venstre side F2.<br />
Først bestemmes ρ2 ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.2.<br />
ρ2 = 0,42<br />
5,92<br />
Ved anvendelse af denne værdi aflæses jordtrykskoefficienterne, som også reduceres med<br />
90%. Disse ses i tabel L.19 for sand.<br />
Sand<br />
tanδγ (Ru) 0,51<br />
tanδγ (Glat) 0<br />
tanδγ (10%) 0,051<br />
Tabel L.19: Jordtrykskoefficienter for sand [Harremoës et al, 2003]<br />
187
Normaljordtrykket bestemmes ved anvendelse af figur L.12.<br />
Eγ :<br />
8 : 1/2 · 12,49 · 0,2 = 1,25kN/m<br />
9 : 12,49 · 1,1 + 1/2(43,03 − 12,49)1,1 = 29,55kN/m<br />
I alt : 1,25 + 29,55 = 30,80kN/m<br />
Derefter bestemmes F ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.10.<br />
F = 30,80 · 0,051 = 1,57kN/m<br />
Jordtrykskoefficienterne for <strong>Aalborg</strong>ler ses i tabel L.20.<br />
<strong>Aalborg</strong>ler<br />
tanδγ (Ru) 0,33<br />
tanδγ (Glat) 0<br />
tanδγ (10%) 0,033<br />
tanδp (Ru) 0,33<br />
tanδp (Glat) 0<br />
tanδp (10%) 0,033<br />
a/c (Ru) 0,7<br />
a/c (Glat) 0<br />
a/c (10%) 0,07<br />
Tabel L.20: Jordtrykskoefficienter for <strong>Aalborg</strong>ler [Harremoës et al, 2003]<br />
Ved anvendelse af den aflæste værdi for a/c bestemmes a.<br />
a = 0,07 · 11,7 = 0,82<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
I dette tilfælde er det også nødvendigt at bestemmes enhedsjordtrykket fra kohæsionen e x c.<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse af formel L.13 fås<br />
188<br />
e x c = 11,7 · 3,1 = 36,27kN/m 2
L.1. SYDVENDT SPUNSVÆG<br />
Derefter kan normaljordtrykkene bestemmes ved anvendelse af figur L.12.<br />
Eγ :<br />
10 : (65,07 − 36,27)1,51 + 1/2(92,63 − 65,07)1,51 = 64,30kN/m<br />
11 : (92,63 − 36,27)2,49 = 140,34kN/m<br />
I alt : 64,30 + 140,34 = 204,63kN/m<br />
Ec = 11,7 · 4,0 = 46,80kN/m<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse af formel L.10 bestemmes F.<br />
F = 204,63 · 0,033 + 46,80 · 0,033 + 0,82 · 4,0 = 11,57kN/m<br />
Herefter bestemmes det tangentiale jordtryk på venstre side F2 som summen af bidraget fra<br />
sandet og <strong>Aalborg</strong>leret.<br />
F2 = 1,57 + 11,57 = 13,14kN/m<br />
Som det fremgår af beregn<strong>in</strong>gerne er det tangentiale jordtryk på højre side F1 større end<br />
jordtrykket på venstre side F2. Dermed er det vist, at der overføres tryk til jorden, også uden<br />
medtagelse af spunsvæggens egenlast. Ligesom i korttidstilstanden skal det dog bemærkes,<br />
at dette er ved medtagelse af nyttelasten, hvilket virker til gunst og derfor er på den usikre<br />
side.<br />
L.1.3 Valg af spunsvæg<br />
I de foregående beregn<strong>in</strong>ger blev det belyst, at det dimensionsgivende moment i kort- og<br />
langtidstilstanden er hhv. 111,49 kNm/m og 243,88 kNm/m. Endvidere blev det vist, at<br />
kravet til væggens højde i korttidstilstanden er 6,25 m og i langtidstilstanden 9,62 m. Dermed<br />
er det langtidstilstanden, der er dimensionsgivende for spunsvæggen, og den skal derfor<br />
kunne modstå et moment på 243,88 kNm/m. Spunsvæggen vælges ud fra krav til modstandsmoment,<br />
og hertil anvendes formel L.14.<br />
[Williams & Todd, 2000]<br />
hvor<br />
σ er spænd<strong>in</strong>gen [MPa]<br />
M er momentet [Nmm]<br />
W er modstandsmomentet [mm 3 ]<br />
σ = M<br />
W<br />
(L.14)<br />
189
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Som nævnt vælges spunsvægge bestående af z-profiler, og disse har en karakteristisk flydespænd<strong>in</strong>g<br />
fyk på 270 MPa [Arcelor RPS, 2004]. I normal sikkerhedsklasse er partialkoefficienten<br />
for stål 1,17, hvilket giver regn<strong>in</strong>gsmæssig flydespænd<strong>in</strong>g fyd på 231 MPa. Ved<br />
anvendelse af formel L.14 bestemmes det nødvendige modstandsmoment.<br />
Wnødv. =<br />
243,88 · 106<br />
231<br />
= 1,06 · 10 6 mm 3<br />
På baggrund af dette vælges en spunsvæg af typen AZ 12, da denne har et modstandsmoment<br />
på 1,2 ·10 6 mm 3 [Arcelor RPS, 2004]. En skitse af denne spunsvæg kan ses på figur L.13.<br />
Figur L.13: Skitse af valgt spunsvæg [Arcelor RPS, 2004]<br />
Længderne, som ses på figur L.13, fremgår af tabel L.21.<br />
L.2 Østvendt spunsvæg<br />
b[mm] h [mm] e [mm] a [mm]<br />
670 302 8,5 8,5<br />
Tabel L.21: Tværsnitsdata for valgt spunsvæg [Arcelor RPS, 2004]<br />
I dette afsnit behandles byggegrube<strong>in</strong>dfatn<strong>in</strong>gen af den østlige del af byggegruben. Jordbundsforholdene<br />
langs den østlige del af byggegruben forudsættes beskrevet ud fra boreprofil<br />
R101, der kan ses i den Geotekniske Rapport. Som det fremgår af boreprofilet træffes<br />
oversiden af det bæredygtige lag først i kote -0,90m, hvilket vil sige, at der f<strong>in</strong>des yderligere<br />
1m ikke bæredygtigt jord her end i den resterende del af byggegruben. Den ekstra dybde<br />
af byggegruben resulterer i, at byggegrube<strong>in</strong>dfatn<strong>in</strong>g udføres med en forankret spunsvæg.<br />
Udformn<strong>in</strong>gen af den forankrede spunsvæg og jordbundsforholdene, som spunsvæggen dimensioneres<br />
for, ses på figur L.14.<br />
190
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Figur L.14: Jordbundsforhold omkr<strong>in</strong>g den forankret spunsvæg<br />
En forankret spunsvæg kan svigte på flere forskellige måder, og derfor er første skridt i<br />
dimensioner<strong>in</strong>gen af spunsvæggen at fastlægge en brudmåde for konstruktionen. Valget af<br />
brudmåde er forholdsvist frit og træffes ofte ud fra <strong>in</strong>formation om udformn<strong>in</strong>gen af byggegrube,<br />
pladsforhold til anker samt rammedybde. Den forankrede spunsvæg vil altid bryde<br />
på den måde, som er forudsat ved dimensioner<strong>in</strong>gen. Grunden hertil er den omlejr<strong>in</strong>g af<br />
jordtrykket, som f<strong>in</strong>der sted fra den del af væggen, som giver efter, til de vægdele, som ikke<br />
giver efter. Derfor vil evt. uforudsete svigt br<strong>in</strong>ges til ophør, og spunsvæggen vil, såfremt<br />
den overhovedet svigter, bryde på den måde, der er forudsat ved dimensioner<strong>in</strong>gen.<br />
Dimensioner<strong>in</strong>gen af den forankrede spunsvæg udføres efter Jørgen Br<strong>in</strong>ch Hansens metode<br />
for forankrede spunsvægge. Spunsvæggen dimensioneres efter en brudmåde, hvor der opstår<br />
flydn<strong>in</strong>g i et tværsnit af væggen, således at der her dannes et flydecharnier. Denne brudmåde<br />
vælges fordi den alm<strong>in</strong>deligvis giver middelværdier for den nødvendige rammedybde,<br />
ankerkraft og moment i spunsvæggen.<br />
Spunsvæggen undersøges både i korttidstilstanden (ukonsolideret) og i langtidstilstanden<br />
(konsolideret), hvor tilstanden, som giver den største nødvendige rammedybde bliver dimensionsgivende.<br />
I korttidstilstanden regnes spunsvæggen fuldstændig ru i friktionsjordene<br />
og fuldstændig glat i kohæsionsjordene, mens spunsvæggen i langtidstilstanden regnes fuldstændig<br />
ru i både friktionsjordene og i kohæsionsjordene. Spunsvæggens ankerkraft kan optages<br />
på flere forskellige måder, eksempelvis ved brug af et <strong>in</strong>jiceret anker, en pælebuk eller<br />
som valgt her ved brug af en ankerplade.<br />
191
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Efter at have sikret stabilitet af de to systemer hver for sig, spunsvæg og ankerplader, skal<br />
den samlede stabilitet af konstruktionen undersøges, hvilket gøres ved at sikre, at konstruktionen<br />
har en tilstrækkelig stor ankerlængde.<br />
L.2.1 Korttidstilstand<br />
I dette afsnit undersøges den forankrede spunsvæg i korttidstilstanden. Jordbundsforholdene<br />
langs den østlige del af byggegruben er beskrevet ud fra figur L.14 og i korttidstilstanden<br />
undersøges den forankrede spunsvæg for de styrkeparametre, som er angivet i tabel L.22.<br />
γ [kN/m 3 ] γ ’ [kN/m 3 ] ϕk [ ◦ ] ϕd [ ◦ ] ck [kN/m 2 ] cd [kN/m 2 ]<br />
Sand, fyld 18 - 35,0 30,3 0 0<br />
Muld, gytjeh. 18 - 0 0 40,0 26,7<br />
Ler, (PG) 18 - 0 0 40,0 26,7<br />
Gytje, (PG) 18 - 0 0 40,0 26,7<br />
Tørv, (PG) 18 - 0 0 50,0 33,3<br />
Sand, (PG/SG) 18 8 35,0 30,3 0 0<br />
Tabel L.22: Materialeegenskaber i korttidstilstand, betegnelserne PG og SG bruges for hhv. postglacial og<br />
senglacial<br />
Ved beregn<strong>in</strong>g med et flydecharnier forudsættes væggens øverste del i brudtilstanden at<br />
rotere om forankr<strong>in</strong>gspunktet, medens den nederste del parallelforskydes, således som vist<br />
på figur L.14. På bagsiden af den forankrede spunsvæg kan der ikke foretages en eksakt<br />
bestemmelse af jordtryksfordel<strong>in</strong>gen, og derfor anvendes Jørgen Br<strong>in</strong>ch Hansens tilnærmede<br />
metode som beregn<strong>in</strong>gsmodel.<br />
Br<strong>in</strong>ch Hansens metode for beregn<strong>in</strong>g af jordtrykket på en forankret spunsvægs er en iterativ<br />
proces, som beror på, at der skabes momentligevægt i flydecharnieret. Fremgangsmåden er,<br />
at der gættes på en placer<strong>in</strong>g af flydecharnieret, hvorefter jordtryksfordel<strong>in</strong>gen bestemmes.<br />
Efterfølgende bestemmes momentet for jordtrykkene over og under flydecharnieret hhv. Mo<br />
og Mu. Placer<strong>in</strong>gen af flydecharnieret ændres <strong>in</strong>dtil Mo = Mu, og dermed kendes væggens<br />
totale højde. Alm<strong>in</strong>deligvis udføres efter to beregn<strong>in</strong>ger for placer<strong>in</strong>gen af flydecharnieret<br />
en l<strong>in</strong>eær <strong>in</strong>terpolation mellem de to resultater for momenterne, og beliggenheden af flydecharnieret<br />
kan bestemmes som skær<strong>in</strong>gen mellem l<strong>in</strong>ierne, der forb<strong>in</strong>der resultaterne,<br />
se figur L.15. Afslutn<strong>in</strong>gsvis kontrolleres resultatet af den l<strong>in</strong>eære <strong>in</strong>terpolation ud fra den<br />
samme beregn<strong>in</strong>gsmetode.<br />
Resultatet af den l<strong>in</strong>eære <strong>in</strong>terpolation mellem de to tidligere skøn for beliggenheden af<br />
flydecharnieret i korttidstilstanden ses på figur L.15 og dokumentation for beregn<strong>in</strong>gerne<br />
f<strong>in</strong>des på den vedlagt projektcd.<br />
192
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Moment [kNm/m ]<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
Beliggendhed af flydeled for korttidstilstanden<br />
y = 6,1098x - 1,6096<br />
y = -17,318x + 77,225<br />
0<br />
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5<br />
-5<br />
h 3 [m ]<br />
Figur L.15: Graf for momenters afhængighed af flydecharnierets beliggenhed i korttidstilstand<br />
Ud fra figur L.15 bestemmes beliggenheden af flydecharnieret h3, som skær<strong>in</strong>gen mellem<br />
de to rette l<strong>in</strong>ier.<br />
Mo = Mu<br />
6,1098 · h3 − 1,6096 = −17,318 · h3 + 77,225<br />
h3 = 3,37m<br />
193
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Herefter kontrolleres beliggenheden af flydecharnieret ved brug af den beskrevne beregn<strong>in</strong>gsmetode.<br />
Udgangspunktet for kontrolberegn<strong>in</strong>g af flydecharnierets placer<strong>in</strong>ger, hvor h3<br />
skønnes lig 3,37m (kote + 0,53m), ses på figur L.16.<br />
Figur L.16: Udgangspunkt for bestemmelse af enhedsjordtryk i korttidstilstand<br />
Ved Br<strong>in</strong>ch Hansens beregn<strong>in</strong>gsmetode af jordtrykket på en forankret spunsvægs opdeles<br />
bagsiden i to vægdele med hver s<strong>in</strong> værdi for vægdelens omdrejn<strong>in</strong>gspunkt ρ. Vægopdel<strong>in</strong>gen<br />
udføres som følger<br />
Bagside, øverste del: h3 + 1<br />
2 h4<br />
Bagside, nederste del: 1<br />
2 h4<br />
Forside side: h2<br />
hvor 1<br />
2 h4 = z, hvilket ses på figur L.16. Som udgangspunkt forudsættes det, at halvdelen af<br />
den forankrede spunsvægs længde under flydecharnieret h4 er beliggende i tørvlaget, altså<br />
fra kote - 0,65m til kote - 0,90m, se figur L.16. Ud fra denne forudsætn<strong>in</strong>g opstilles følgende<br />
krav til længden z.<br />
194<br />
zm<strong>in</strong> = 0,53 − (−0,65) = 1,18m<br />
zmax = 0,53 − (−0,90) = 1,43m
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Ud fra de opstillede krav til længden z f<strong>in</strong>des følgende krav til spunsvæggens dybde under<br />
grundvandsspejlet givet ved x.<br />
xm<strong>in</strong> = zm<strong>in</strong> − 0,35 = 1,18 − 0,35 = 0,83m<br />
xmax = zmax − 0,35 = 1,43 − 0,10 = 1,33m<br />
Ud fra spunsvæggens dybde under grundvandsspejlet x, kan der opstilles en ligevægt for<br />
normaljordtrykket under flydecharnieret, hvorved spunsvæggens totale højde h1 fastlægges.<br />
Samtidigt kan der på baggrund af flydecharnierets beliggenhed opstilles følgende udtryk,<br />
for hvordan længden af z tiltager som funktion af den forankrede spunsvægs dybde under<br />
grundvandsspejlet givet ved x.<br />
2 · z = 0,53 − (−1,00) + x<br />
z = 0,765 + x<br />
2<br />
Koten for, hvor der skelnes mellem højresidens øvre og nedre del angivet ved h4<br />
2 , f<strong>in</strong>des ved<br />
at trække længden for z fra den kote, hvori flydecharnieret f<strong>in</strong>des. Herved f<strong>in</strong>des af følgende<br />
udtryk.<br />
<br />
0,53 −<br />
0,765 + x<br />
2<br />
<br />
= −0,235 − x<br />
2<br />
Ud fra denne kote f<strong>in</strong>des et udtryk, for hvor stor en del af den øverste halvdel af h4, som<br />
stikker ned i tørvlaget altså under kote kote - 0,65m.<br />
<br />
−0,65 −<br />
−0,235 − x<br />
2<br />
<br />
= −0,415 + x<br />
2<br />
Ligeledes f<strong>in</strong>des et udtryk, for hvor stor en del af den nederste halvdel af h4, som stikker op<br />
i tørvlaget, da laget har en tykkelse på 0,25m.<br />
<br />
0,25 −<br />
−0,415 + x<br />
2<br />
<br />
= 0,665 − x<br />
2<br />
Samtlige udtryk er opstillet på baggrund af geometri og er kun gældende, hvis kravet til x<br />
overholdes.<br />
195
Aktivt jordtryk på bagsiden, øverste del (h3 + 1<br />
2 h4)<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
For den forankrede spunsvægs øvre bagside bestemmes de aktive jordtryk for positiv rotation<br />
og for en beliggenhed af omdrejn<strong>in</strong>gspunktet ρ3, som f<strong>in</strong>des ud fra formel L.15.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
ρ3 = zr<br />
h3<br />
h3 er længden af den forankrede spunsvæg over flydecharnieret [m]<br />
zr er længden fra flydecharnier til anker [m]<br />
Beliggenheden af omdrejn<strong>in</strong>gspunkt ρ3 f<strong>in</strong>des ud fra formel L.15.<br />
ρ3 = 3,07<br />
= 0,91<br />
3,37<br />
(L.15)<br />
Herefter bestemmes trykspr<strong>in</strong>gets beliggenhed for det øverste sandlag, hvor spunsvæggen<br />
regnes fuldstændig ru. Den lagdelte jord er ligeledes undersøgt for trykspr<strong>in</strong>g fra de kohæsive<br />
lag, men da trykspr<strong>in</strong>gene fra disse er beliggende i det øverste sandlag, regnes der kun<br />
med trykspr<strong>in</strong>g herfra. Trykspr<strong>in</strong>gets beliggenhed bestemmes ved brug af formel L.16<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
ξ er den relative trykspr<strong>in</strong>gshøjde [-]<br />
z j 3 = ξ · h3<br />
(L.16)<br />
Den relative trykspr<strong>in</strong>gshøjde ξ aflæses for ru væg og positiv rotation til 0,88<br />
[Harremoës et al, 2003], og herved f<strong>in</strong>des trykspr<strong>in</strong>gets beliggenhed ved <strong>in</strong>dsættelse i formel<br />
L.16.<br />
196<br />
z j 3 = 0,88 · 3,37 = 2,97m ( kote + 3,50)
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Dette betyder, at der skal regnes med enhedsjordtrykket ex 1 fra kote + 3,90m til kote + 3,50m.<br />
De jordtrykskoefficienter, der anvendes på bagsiden af spunsvæggens øverste del, fremgår<br />
af tabel L.23.<br />
Sand (Ru) Kohæsionsjorde (Glat)<br />
K x γ 5,9 -<br />
K y γ 0,217 1,0<br />
K x p 1,747 -<br />
K x py 0,16 1,0<br />
K x c - -<br />
K y c - -3,4<br />
Tabel L.23: Jordtrykskoefficienter for positiv rotation og ρ = 0,91 på den øvre del af spunsvæggens bagside i<br />
korttidstilstand [Harremoës et al, 2003]<br />
Derved bestemmes i det følgende jordtrykket på spunsvæggens øvre bagside ved formel L.1.<br />
Bestemmelse af enhedsjordtrykket e x 1 .<br />
Sand, kote + 3,90 : e x 1 = 20 · 1,747 = 34,94kN/m 2<br />
Sand, kote + 3,60 : e x 1 = 18 · (3,90 − 3,60) · 5,9 + 20 · 1,747 = 66,80kN/m 2<br />
Sand, kote + 3,50 : e x 1 = 18 · (3,90 − 3,50) · 5,9 + 20 · 1,747 = 77,42kN/m 2<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket udføres efter det samme pr<strong>in</strong>cip som for den frie spunsvæg,<br />
hvor jordtryksfordel<strong>in</strong>gen opdeles i trekanter, herved f<strong>in</strong>des Ex 1-jordtryk til.<br />
Bestemmelse af enhedsjordtrykket e y<br />
1 .<br />
E x 1 = 1<br />
· (3,90 − 3,60) · 34,94 = 5,24kN/m<br />
2<br />
E x 1 = 1<br />
· (3,90 − 3,60) · 66,80 = 10,02kN/m<br />
2<br />
E x 1 = 1<br />
· (3,60 − 3,50) · 66,80 = 3,34kN/m<br />
2<br />
E x 1 = 1<br />
· (3,60 − 3,50) · 77,42 = 3,87kN/m<br />
2<br />
Sand, kote + 3,50 : e y<br />
1 = 18 · (3,90 − 3,50) · 0,217 + 20 · 0,16 = 4,76kN/m2<br />
Sand, kote + 1,90 : e y<br />
1<br />
Sand, kote + 1,90 : e y<br />
1<br />
= 18 · (3,90 − 1,90) · 0,217 + 20 · 0,16 = 11,01kN/m2<br />
= 18 · (3,90 − 1,90) · 1,0 + 20 · 1,0 + 26,7 · (−3,4)<br />
= −34,78kN/m 2<br />
Som det fremgår af udregn<strong>in</strong>gen bliver enhedsjordtrykket e y<br />
1 i kote + 1,90m negativt, når<br />
der regnes med fuldstændig glat væg for det kohæsive muldlag. Et negativt jordtryk virker<br />
til gunst, da det m<strong>in</strong>dsker belastn<strong>in</strong>gen, og sættes lig 0k/m2 i denne og alle følgende<br />
beregn<strong>in</strong>ger. Jordtrykket bliver først positivt igen i kote -0,03m.<br />
197
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Gytje, kote − 0,03 : e y<br />
1 = 18 · (3,90 − (−0,03)) · 1,0 + 20 · 1,0 + 26,7 · (−3,4)<br />
= 0kN/m 2<br />
Gytje, kote − 0,65 : e y<br />
1 = 18 · (3,90 − (−0,65)) · 1,0 + 20 · 1,0 + 26,7 · (−3,4)<br />
= 11,12kN/m 2<br />
Tørv, kote − 0,65 : e y<br />
1 = 18 · (3,90 − (−0,65)) · 1,0 + 20 · 1,0 + 33,3 · (−3,4)<br />
= −11,32kN/m 2 = 0,00kN/m 2<br />
Tørv, kote − 0,90 : e y<br />
1 = 18 · (3,90 − (−0,90)) · 1,0 + 20 · 1,0 + 33,3 · (−3,4)<br />
= −6,82kN/m 2<br />
Som det fremgår af udregn<strong>in</strong>gen bliver enhedsjordtrykket e y<br />
1 negativt ned gennem hele<br />
tørvlaget, og derfor tages dette ikke i beregn<strong>in</strong>g og sættes lig 0k/m2 .<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket E y<br />
1 over flydecharnieret, kote + 0,53m.<br />
E y 1<br />
1 = · (3,50 − 1,90) · 4,76 = 3,81kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (3,50 − 1,90) · 11,01 = 8,81kN/m<br />
2<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket E y<br />
1 under flydecharnieret, kote + 0,53m.<br />
E y 1<br />
1 = · (−0,03 − (−0,65)) · 0,00 = 0,00kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (−0,03 − (−0,65)) · 11,12 = 3,45kN/m<br />
2<br />
Aktiv jordtryk på bagsiden, nederste del ( 1<br />
2 h4)<br />
For den forankrede spunsvægs nederste del af bagsiden f<strong>in</strong>des kun aflejret sand og de aktive<br />
jordtryk bestemmes for ρ = ∞ og ligesom tidligere for positiv rotation. Grundet værdien<br />
af ρ f<strong>in</strong>des på den nedre del af den forankrede spunsvæg kun e y<br />
1-jordtryk. De jordtrykskoefficienter,<br />
der anvendes på den højre side af spunsvæggens nederste del, fremgår af tabel<br />
L.24.<br />
K y γ<br />
K y p<br />
Sand (Ru)<br />
0,273<br />
0,275<br />
Tabel L.24: Jordtrykskoefficienter for positiv rotation og ρ = ∞ på den nedre bagside af spunsvæggen i korttidstilstand<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
198
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Derved bestemmes i det følgende jordtrykket på spunsvæggens nedre bagside ved formel<br />
L.1.<br />
Bestemmelse af enhedsjordtrykket e y<br />
1 .<br />
Tørv, kote<br />
h4<br />
2<br />
: ey<br />
1 =<br />
<br />
<br />
18 · (3,90 − (−1,00)) + 8 ·<br />
+33,3(−2,2) = 9x + 21,17<br />
−0,235 + x<br />
2<br />
Tørv, kote − 0,90 : e y<br />
1 = 18 · (3,90 − (−0,90)) · 1,0 + 20 · 1,0 + 33,3 · (−2,2)<br />
= 33,14kN/m 2<br />
<br />
· 1,0 + 20 · 1,0<br />
Sand, kote − 0,90 : e y<br />
1 = 18 · (3,90 − (−0,90)) · 0,273 + 20 · 0,275 = 29,09kN/m2<br />
Sand, kote − 1,00 : e y<br />
1<br />
Sand, kote h4 : e y<br />
1<br />
= 18 · (3,90 − (−1,00)) · 0,273 + 20 · 0,275 = 29,58kN/m2<br />
= (18 · (3,90 − (−1,00)) + 8 · x) · 0,273 + 20 · 0,275<br />
= 2,184x + 29,58<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket E y<br />
1 .<br />
E y 1<br />
1 =<br />
2 ·<br />
<br />
0,665 − x<br />
<br />
· (9x + 21,17) = −2,25x<br />
2<br />
2 + 2,3x + 7,04<br />
E y 1<br />
1 =<br />
2 ·<br />
<br />
0,665 − x<br />
<br />
· 33,14 = −8,285x + 11,02<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (−0,90 − (−1,00)) · 29,09 = 1,45<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (−0,90 − (−1,00)) · 29,58 = 1,48<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · x · 29,58 = 14,79x<br />
2<br />
E y 1<br />
1 =<br />
2 · x · (2,184x + 29,58) = 1,158x2 + 14,79x<br />
Passivt jordtryk på forside (h2)<br />
For den forankrede spunsvægs forside bestemmes de passive jordtryk, svarende til ρ = ∞ og<br />
negativ rotation. Grundet værdien af ρ f<strong>in</strong>des på den nedre del af den forankrede spunsvæg<br />
kun e y<br />
2-jordtryk. Jordtrykskoefficienten der anvendes på den venstre side af spunsvæggens<br />
nederste del, fremgår af tabel L.25.<br />
K y γ<br />
Sand (Ru)<br />
5,25<br />
Tabel L.25: Jordtrykskoefficienter på venstre side af spunsvæggen [Harremoës et al, 2003]<br />
199
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Derved bestemmes i det følgende jordtrykket på spunsvæggens højre nedre side ved formel<br />
L.1.<br />
Bestemmelse af enhedsjordtrykket e y<br />
2 .<br />
Sand, kote − 0,90 : e y<br />
2 = 0,00kN/m2<br />
Sand, kote − 1,00 : e y<br />
2<br />
Sand, kote h4 : e y<br />
2<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket E y<br />
2 .<br />
Højde af forankret spunsvæg<br />
= 18 · (3,90 − (−1,00)) · 5,25 = 9,45kN/m2<br />
= (18 · (3,90 − (−1,00)) + 8 · x) · 5,25<br />
= 42x + 9,45<br />
E y 1<br />
2 = · (−0,90 − (−1,00)) · 0,00 = 0,00kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
2 = · (−0,90 − (−1,00)) · 9,45 = 0,47kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
2 = · x · 9,45 = 4,725x<br />
2<br />
E y 1<br />
2 =<br />
2 · x · (42x + 9,45) = 21x2 + 4,725x<br />
Den totale højde h1 af den forankrede spunsvæg bestemmes ud fra kravet om vandret ligevægt<br />
i flydecharnieret. På baggrund af summen af de tidligere opstillede udtryk for normaljordtrykket<br />
E f<strong>in</strong>des følgende.<br />
E1 = −1,158x 2 + 18,995x + 24,44<br />
E2 = 21x 2 + 9,45x + 0,47<br />
Ud fra en vandret ligevægt f<strong>in</strong>des følgende.<br />
E1 = E2<br />
−1,158x 2 + 18,995x + 24,44 = 21x 2 + 9,45x + 0,47<br />
x = 1,28m<br />
Som det fremgår af denne beregn<strong>in</strong>g overholdes de geometriske krav, idet x ligger i <strong>in</strong>tervallet<br />
0,83m ≤ x ≤ 1,43m og de resterende jordtryk, som afhænger af længden x kan<br />
efterfølgende beregnes. Ud fra de geometriske udtryk først i dette afsnit om dimensioner<strong>in</strong>g<br />
af den forankrede spunsvæg i korttidstilstanden, f<strong>in</strong>des følgende værdier for h4 og z.<br />
200<br />
h4 = (0,53 − (−1,00)) + 1,28 = 2,81m ( kote − 2,28)<br />
z = 1,41m
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Efter bestemmelse af h4 kan den totale højde h1 af den forankrede spunsvæg bestemmes.<br />
h1 = h3 + h4 = 3,37 + 2,81 = 6,18m ( kote − 2,28)<br />
Udregn<strong>in</strong>gen af de jordtryk, som er afhængige af x, bestemmes ved <strong>in</strong>dsættelse af den fundne<br />
x-værdi i de forskellige udtryk for jordtrykket. En egentlig udregn<strong>in</strong>g af disse undlades her,<br />
dog kan størrelsen af de forskellige x-afhængige normaljordtryk ses i tabel L.27. For yderligere<br />
dokumentation henvises til den vedlagte cd-rom. Den endelige fordel<strong>in</strong>g af jordtryk<br />
på den forankrede spunsvæg i korttidstilstanden er optegnet på figur L.17.<br />
Moment i flydecharnier<br />
Bestemmelse af momentet i flydecharnieret udføres som en kontrol af momentligevægt i<br />
flydecharnieret ved bestemmelse af momentet over og under dette hhv. Mo og Mu. Ud fra<br />
opstill<strong>in</strong>g af momentligevægt i forankr<strong>in</strong>gspunktet A, bestemmes momentpåvirkn<strong>in</strong>gen fra<br />
den af del af spunsvæggen, som ligger over flydecharnieret. For den del af spunsvæggen,<br />
som ligger under flydecharnieret, opstilles en momentligevægt for spunsvæggens fodpunkt,<br />
hvorved Mu bestemmes. De jordtryk og <strong>in</strong>ddel<strong>in</strong>gen heraf, som bruges til bestemmelse af<br />
momentet i flydecharnieret, er angivet på figur L.17, og bestemt i de forrige afsnit. På figuren<br />
er ligeledes angivet i hvilken retn<strong>in</strong>g de forskellige momenter regnes positive.<br />
Figur L.17: Bestemmelse af enhedsjordtryk i korttidtilstand<br />
201
Bestemmelse af Mo<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Ved bestemmelse af momentpåvirkn<strong>in</strong>gen fra den af del af spunsvæggen, som ligger over<br />
flydecharnieret M, regnes momentet positivt mod uret. Udregn<strong>in</strong>gen af M fremgår af tabel<br />
L.26.<br />
Nr. Normaljordtryk [kN/m] Arm [m] Moment M [kNm/m]<br />
1 5,24 2/3 · 0,30 = 0,20 1,05<br />
2 10,02 1/3 · 0,30 = 0,10 1,00<br />
3 3,34 1/3 · 0,10 = 0,03 −0,10<br />
4 3,87 2/3 · 0,10 = 0,07 −0,27<br />
5 3,81 1/3 · 1,60 + 0,10 = 0,63 −2,40<br />
6 8,81 2/3 · 1,60 + 0,10 = 1,17 −10,27<br />
-11,03<br />
Mo<br />
Tabel L.26: Bestemmelse af Mo for kortidstilstand<br />
Ved opstill<strong>in</strong>g af momentligevægt i forankr<strong>in</strong>gspunktet A f<strong>in</strong>des Mo.<br />
Bestemmelse af Mu<br />
Mo = −M = 11,03kNm/m<br />
Ved bestemmelse af momentpåvirkn<strong>in</strong>gen fra den af del af spunsvæggen, som ligger under<br />
flydecharnieret M, regnes momentet positivt med uret. Udregn<strong>in</strong>gen af M fremgår af tabel<br />
L.27.<br />
Nr. Normaljordtryk [kN/m] Arm [m] Moment M [kNm/m]<br />
7 3,45 1/3 · 0,62 + 1,63 = 1,84 −6,35<br />
8 0,41 + 0,41 = 0,82 2/3 · 0,03 + 1,38 = 1,40 −1,15<br />
9 1,45 1/3 · 0,10 + 1,28 = 1,35 −1,96<br />
10 1,48 1/2 · 0,10 + 1,28 = 1,31 −1,94<br />
11 18,93 2/3 · 1,28 = 0,85 −16,09<br />
12 20,72 1/3 · 1,28 = 0,43 −8,91<br />
13 0,47 1/3 · 0,10 + 1,28 = 1,31 0,62<br />
14 6,05 2/3 · 1,28 = 0,85 5,14<br />
15 40,45 1/3 · 1,28 = 0,43 17,39<br />
-13,25<br />
Mu<br />
Tabel L.27: Bestemmelse af Mu for korttidstilstand<br />
Ved opstill<strong>in</strong>g af momentligevægt om fodpunktet f<strong>in</strong>des Mu.<br />
Mu = −M = 13,25kNm/m<br />
Som det fremgår af tabel L.26 og L.27 er der en forskel på 2,22kNm/m, hvilket f<strong>in</strong>des<br />
acceptabelt for korttidstilstanden. I tilfælde, hvor en sådan forskel i momenter ikke vil kunne<br />
202
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
accepteres, gennemføres beregn<strong>in</strong>gsmodellen igen, hvor skønnet af h3 ligeledes baseres på<br />
en <strong>in</strong>terpolation af de tidligere beregnede momenter samt resultatet af denne beregn<strong>in</strong>g.<br />
L.2.2 Langtidstilstand<br />
I dette afsnit undersøges den forankrede spunsvæg i langtidstilstanden efter samme pr<strong>in</strong>cipper<br />
som i afsnit L.2.1. Langtidstilstanden skal undersøges, da kohæsionsjordernes egenskaber<br />
ændres, når jorderne konsoliderer. Jordbundsforholdene langs den østlige del af byggegruben<br />
undersøges i langtidstilstanden for de styrkeparametre, som er angivet i tabel L.28.<br />
γ [kN/m 3 ] γ ’ [kN/m 3 ] ϕk [ ◦ ] ϕd [ ◦ ] ck [kN/m 2 ] cd [kN/m 2 ]<br />
Sand, fyld 18 - 35,0 30,3 0 0<br />
Muld, gytjeh. 18 - 30,0 25,7 0 0<br />
Ler, (PG) 18 - 30,0 25,7 0 0<br />
Gytje, (PG) 18 - 30,0 25,7 0 0<br />
Tørv, (PG) 18 - 35,0 30,3 0 0<br />
Sand, (PG/SG) 18 8 35,0 30,3 0 0<br />
Tabel L.28: Materialeegenskaber i langtidstilstand [Teknisk Ståbi, 1999]<br />
Som det fremgår af tabel L.28 ændres kohæsionsjorderne under konsolider<strong>in</strong>g til rene friktionsjorde.<br />
Spunsvæggen regnes i langtidstilstanden fuldstændig ru i både friktionsjordene<br />
og i kohæsionsjordene.<br />
I det følgende gennemgås kontrollen af beliggenhed af flydecharnieret i langtidstilstanden.<br />
Resultatet af den l<strong>in</strong>eære <strong>in</strong>terpolation mellem de to tidligere skøn for beliggenheden af<br />
flydecharnieret i langtidstilstanden ses på figur L.18 og dokumentation for beregn<strong>in</strong>gerne<br />
f<strong>in</strong>des på den vedlagte cd-rom.<br />
Moment [kNm/m ]<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
Beliggenhed af flydecharnier for langtidstilstanden<br />
y = -80,965x + 359,01<br />
y = 53,896x - 107,07<br />
0<br />
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4<br />
Figur L.18: Graf for momenters afhængighed af flydecharnierets beliggenhed i langtidstilstand<br />
Ud fra figur L.18 bestemmes nu beliggenheden af flydecharnieret h3, som skær<strong>in</strong>gen mellem<br />
de to rette l<strong>in</strong>ier.<br />
h 3 [m ]<br />
203
Mo = Mu<br />
53,896 · h3 − 107,07 = −80,965 · h3 + 359,01<br />
h3 = 3,46m<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Udgangspunktet for kontrolberegn<strong>in</strong>g af flydecharnierets placer<strong>in</strong>ger, hvor h3 skønnes lig<br />
3,46m (kote + 0,44m), ses på figur L.19.<br />
Figur L.19: Bestemmelse af enhedsjordtryk i langtidstilstand<br />
Som udgangspunkt for beregn<strong>in</strong>gen forudsættes det, at halvdelen af den forankrede spunsvægs<br />
længde under flydecharnieret h4 er beliggende i sandlaget under det sænkede grundvandsspejl,<br />
altså fra kote - 1,00m og ned efter, se figur L.19. Ud fra denne forudsætn<strong>in</strong>g opstilles<br />
følgende krav til længden z<br />
204<br />
zm<strong>in</strong> = 0,44 − (−1,00) = 1,44m
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Ud fra kravet til længden z f<strong>in</strong>des følgende krav til spunsvægs dybde under grundvandsspejlet<br />
givet ved x.<br />
xm<strong>in</strong> = zm<strong>in</strong> = 1,44m<br />
Samtidigt kan der på baggrund af flydecharnierets beliggenhed opstilles følgende udtryk,<br />
for hvordan længden af z tiltager som funktion af den forankrede spunsvægs dybde under<br />
grundvandsspejlet givet ved x, opstilles.<br />
2 · z = 1,44 + x<br />
z = 0,72 + x<br />
2<br />
Koten for hvor der skelnes mellem højresidens øvre og nedre del, angivet ved h4<br />
2 , f<strong>in</strong>des ud<br />
fra beliggenheden af flydecharnieret og det opstillede udtryk for længden af z. Herved f<strong>in</strong>des<br />
af følgende udtryk.<br />
<br />
0,44 −<br />
0,72 + x<br />
2<br />
<br />
= −0,28 − x<br />
2<br />
Ud fra denne kote f<strong>in</strong>des et udtryk, for hvor stor en del af den øverste halvdel af h4, som<br />
stikker under grundvandsspejlet, altså under kote - 1,00m.<br />
<br />
−1,00 −<br />
−0,235 − x<br />
2<br />
<br />
= −0,765 − x<br />
2<br />
Disse udtryk er opstillet på baggrund af geometri og kan kun betragtes som gældende hvis,<br />
x over holder m<strong>in</strong>imumskravet xm<strong>in</strong> = 1,44m.<br />
Aktiv jordtryk på bagsiden, øverste del (h3 + 1<br />
2 h4)<br />
For den forankrede spunsvægs øvre bagside bestemmes de aktive jordtryk for positiv rotation<br />
og for en beliggenhed af omdrejn<strong>in</strong>gspunkt ρ3, som f<strong>in</strong>des ved brug af formel L.15.<br />
ρ3 = 3,16<br />
= 0,91<br />
3,46<br />
Den lagdelte jord er ligesom tidligere undersøgt for trykspr<strong>in</strong>g fra de kohæsive lag, men da<br />
trykspr<strong>in</strong>gene fra disse er beliggende i det øverste sandlag, regnes der kun med trykspr<strong>in</strong>g<br />
fra sandlaget.<br />
205
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Da beliggenheden af omdrejn<strong>in</strong>gspunktet ρ3 og styrkepameteren for det øvereste sandlag i<br />
langtidstilstanden, har samme størrelse som i korttidstilstanden, aflæses den relative trykspr<strong>in</strong>gshøjde<br />
z j 3 ligeledes til 0,88. Trykspr<strong>in</strong>gets beliggenhed bestemmes efterfølgende ved<br />
<strong>in</strong>dsættelse i formel L.16.<br />
z j 3 = 0,88 · 3,46 = 3,04m ( kote + 3,48)<br />
De jordtrykskoefficienter, der anvendes på bagsiden af spunsvæggens øverste del, fremgår<br />
af tabel L.29.<br />
Sand (Ru) Kohæsionsjorde (Ru)<br />
K x γ 5,9 -<br />
K y γ 0,217 0,290<br />
K x p 1,747 -<br />
K y p 0,16 0,206<br />
Tabel L.29: Jordtrykskoefficienter for positiv rotation og ρ = 0,91 på den øvre del af spunsvæggens bagside i<br />
langtidstilstand [Harremoës et al, 2003]<br />
Derved bestemmes i det følgende jordtrykket på spunsvæggens øvre bagside ved formel L.1.<br />
Bestemmelse af enhedsjordtrykket e x 1 .<br />
Sand, kote + 3,90 : e x 1 = 20 · 1,747 = 34,94kN/m 2<br />
Sand, kote + 3,60 : e x 1 = 18 · (3,90 − 3,60) · 5,9 + 20 · 1,747 = 66,80kN/m 2<br />
Sand, kote + 3,48 : e x 1 = 18 · (3,90 − 3,48) · 5,9 + 20 · 1,747 = 77,42kN/m 2<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket E x 1 .<br />
206<br />
E x 1 = 1<br />
· (3,90 − 3,60) · 34,94 = 5,24kN/m<br />
2<br />
E x 1 = 1<br />
· (3,90 − 3,60) · 66,80 = 10,02kN/m<br />
2<br />
E x 1 = 1<br />
· (3,60 − 3,48) · 66,80 = 4,01kN/m<br />
2<br />
E x 1 = 1<br />
· (3,60 − 3,48) · 79,54 = 4,77kN/m<br />
2
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Bestemmelse af enhedsjordtrykket e y<br />
1 .<br />
Sand, kote + 3,48 : e y<br />
1 = 18 · (3,90 − 3,48) · 0,217 + 20 · 0,16 = 4,84kN/m2<br />
Sand, kote + 1,90 : e y<br />
1<br />
Kohæsive, kote + 1,90 : e y<br />
1<br />
Flydech., kote + 0,44 : e y<br />
1<br />
Kohæsive, kote − 0,65 : e y<br />
1<br />
Tørv, kote − 0,65 : e y<br />
1<br />
Tørv, kote − 0,90 : e y<br />
1<br />
Sand, kote − 1,00 : e y<br />
1<br />
Sand, kote<br />
h4<br />
2<br />
: ey<br />
1 =<br />
= 18 · (3,90 − 1,90) · 0,217 + 20 · 0,16 = 11,01kN/m2<br />
= 18 · (3,90 − 1,90) · 0,290 + 20 · 0,206 = 14,56kN/m2<br />
= 18 · (3,90 − 0,44) · 0,290 + 20 · 0,206 = 22,18kN/m2<br />
= 18 · (3,9 − (−0,65)) · 0,290 + 20 · 0,206 = 27,87kN/m2<br />
= 18 · (3,9 − (−0,65)) · 0,217 + 20 · 0,16 = 20,97kN/m2<br />
= 18 · (3,9 − (−0,90)) · 0,217 + 20 · 0,16 = 21,95kN/m2<br />
= 18 · (3,9 − (−1,00)) · 0,217 + 20 · 0,16 = 22,34kN/m2<br />
<br />
<br />
18 · (3,9 − (−1,00)) + 8 · −0,72 + x<br />
<br />
· 0,217<br />
2<br />
+20 · 0,16 = 0,868x + 21,09<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket E y<br />
1 over flydecharnier.<br />
E y 1<br />
1 = · (3,48 − 1,90) · 4,84 = 3,82kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (3,48 − 1,90) · 11,01 = 8,70kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (1,90 − 0,44) · 14,56 = 10,63kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (1,90 − 0,44) · 22,18 = 16,19kN/m<br />
2<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket E y<br />
1 under flydecharnier.<br />
E y 1<br />
1 = · (0,44 − (−0,65)) · 22,18 = 12,09kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (0,44 − (−0,65)) · 27,87 = 15,19kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (−0,65 − (−0,90)) · 20,97 = 3,67kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (−0,65 − (−0,90)) · 22,34 = 3,91kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 =<br />
2 ·<br />
<br />
−0,72 + x<br />
<br />
· 22,34 = 5,585x − 8,04<br />
2<br />
E y 1<br />
1 =<br />
2 ·<br />
<br />
−0,72 + x<br />
<br />
· (0,868x + 21,09) = 0,217x<br />
2<br />
2 + 4,960x − 7,59<br />
207
Aktiv jordtryk på bagsiden, nederste del ( 1<br />
2 h4)<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
For den forankrede spunsvægs nederste del af bagsiden bestemmes de aktive jordtryk for<br />
ρ = ∞ og ligesom tidligere for positiv rotation. På den nedre del af den forankrede spunsvæg<br />
f<strong>in</strong>des kun enhedsjordtryk e y<br />
1 . De jordtrykskoefficienter, der anvendes på den højre side af<br />
spunsvæggens nederste del, fremgår af tabel L.30.<br />
K y γ<br />
K y p<br />
Sand (Ru)<br />
0,273<br />
0,275<br />
Tabel L.30: Jordtrykskoefficienter for positiv rotation og ρ = ∞ på den nedre bagside af spunsvæggen i langtidstilstand<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
Derved bestemmes i det følgende jordtrykket på spunsvæggens nedre bagside ved formel<br />
L.1.<br />
Bestemmelse af enhedsjordtrykket e y<br />
1 .<br />
Sand, kote h4<br />
2<br />
: ey<br />
1 =<br />
<br />
<br />
18 · (3,9 − (−1,00)) + 8 ·<br />
= 1,092x + 28,01<br />
−0,72 + x<br />
2<br />
Sand, kote h4 : e y<br />
1 = (18 · (3,9 − (−1,00)) + 8 · x) · 0,273 + 20 · 0,275<br />
= 2,184x + 29,58<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket E y<br />
1 .<br />
<br />
· 0,273 + 20 · 0,275<br />
E y 1<br />
1 =<br />
2 ·<br />
<br />
0,72 + x<br />
<br />
· (1,092x + 28,01) = 0,273x<br />
2<br />
2 + 7,396x + 10,08<br />
E y 1<br />
1 =<br />
2 ·<br />
<br />
0,72 + x<br />
<br />
· (2,184x + 29,58) = 0,546x<br />
2<br />
2 + 8,181x + 10,65<br />
Passivt jordtryk på forside (h2)<br />
For den forankrede spunsvægs forside bestemmes de passive jordtryk, svarende til ρ = ∞ og<br />
negativ rotation. På den nedre del af den forankrede spunsvæg f<strong>in</strong>des kun e y<br />
2-jordtryk. Den<br />
jordtrykskoefficient, der anvendes på den højre side af spunsvæggens nederste del, fremgår<br />
af tabel L.31.<br />
K y γ<br />
Sand (Ru)<br />
5,25<br />
Tabel L.31: Jordtrykskoefficient for negativ rotation og ρ = ∞ på venstre af spunsvæggen<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
208
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Derved bestemmes i det følgende jordtrykket på spunsvæggens højre nedre side ved formel<br />
L.1.<br />
Bestemmelse af enhedsjordtrykket e y<br />
2 .<br />
Sand, kote − 0,90 : e y<br />
2 = 0,00kN/m2<br />
Sand, kote − 1,00 : e y<br />
2<br />
Sand, kote h4 : e y<br />
2<br />
Bestemmelse af normaljordtrykket E y<br />
2 .<br />
Højde af forankret spunsvæg<br />
= 18 · (3,90 − (−1,00)) · 5,25 = 9,45kN/m2<br />
= (18 · (3,90 − (−1,00)) + 8 · x) · 5,25<br />
= 42x + 9,45<br />
E y 1<br />
1 = · (−0,90 − (−1,00)) · 0,00 = 0,00kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
1 = · (−0,90 − (−1,00)) · 9,45 = 0,47kN/m<br />
2<br />
E y 1<br />
2 = · x · 9,45 = 4,725x<br />
2<br />
E y 1<br />
2 =<br />
2 · x · (42x + 9,45) = 21x2 + 4,765x<br />
Den totale højde h1 af den forankret spunsvæg bestemmes ud fra kravet om vandret ligevægt<br />
i flydecharnieret. På baggrund af summen af de tidligere opstillede udtryk for normaljordtrykket<br />
E f<strong>in</strong>des følgende.<br />
E1 = 1,036x 2 + 26,122x + 39,96<br />
E2 = 21x 2 + 9,45x + 0,47<br />
Ud fra en vandret ligevægt f<strong>in</strong>des følgende.<br />
E1 = E2<br />
1,036x 2 + 26,122x + 39,96 = 21x 2 + 9,45x + 0,47<br />
x = 1,88m<br />
Som det fremgår af denne beregn<strong>in</strong>g overholdes m<strong>in</strong>imumskravet xm<strong>in</strong> = 1,44m, og de<br />
resterende jordtryk, som afhænger af længden x, kan efterfølgende beregnes. Ud fra de<br />
geometriske udtryk først i dette afsnit om dimensioner<strong>in</strong>g af den forankrede spunsvæg i<br />
langtidstilstanden, f<strong>in</strong>des følgende værdier for h4 og z.<br />
h4 = (0,44 − (−1,00)) + 1,88 = 3,32m ( kote − 2,57)<br />
z = 1,66m<br />
209
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Efter bestemmelse af h4 kan den totale højde h1 af den forankret spunsvæg bestemmes.<br />
h1 = h3 + h4 = 3,46 + 3,32 = 6,78m ( kote − 2,88)<br />
Udregn<strong>in</strong>gen af de resterende jordtryk udføres ved <strong>in</strong>dsættelse af den fundne x-værdi i de<br />
forskellige udtryk for jordtrykket. En egentlig udregn<strong>in</strong>g af disse undlades her, dog kan<br />
størrelsen af de forskellige normaljordtryk ses i tabel L.33. For yderligere dokumentation<br />
henvises til den vedlagte cd-rom. Den endelige fordel<strong>in</strong>g af jordtryk på den forankrede<br />
spunsvæg i korttidstilstanden er optegnet på figur L.20.<br />
Moment i flydecharnier<br />
Bestemmelse af momentet i flydecharnier udføres efter samme fremgangsmåde som beskrevet<br />
i afsnit L.2.1. De jordtryk og <strong>in</strong>ddel<strong>in</strong>gen heraf som bruges til bestemmelse af momentet<br />
i flydecharnieret, er angivet på figur L.20.<br />
210<br />
Figur L.20: Enhedsjordtryk og areal<strong>in</strong>ddel<strong>in</strong>ger
L.2. ØSTVENDT SPUNSVÆG<br />
Bestemmelse af Mo<br />
Ved bestemmelse af momentpåvirkn<strong>in</strong>gen fra den af del af spunsvæggen, som ligger over<br />
flydecharnieret M, regnes momentet positivt mod uret. Udregn<strong>in</strong>gen af M fremgår af tabel<br />
L.32.<br />
Nr. Normaljordtryk [kN/m] Arm [m] Moment M [kNm/m]<br />
1 5,24 2/3 · 0,30 = 0,20 1,05<br />
2 10,02 1/3 · 0,30 = 0,10 1,00<br />
3 4,01 1/3 · 0,12 = 0,04 −0,16<br />
4 4,77 2/3 · 0,12 = 0,08 −0,38<br />
5 3,82 1/3 · 1,58 + 0,12 = 0,65 −2,48<br />
6 8,70 2/3 · 1,58 + 0,12 = 1,17 −10,18<br />
7 10,63 1/3 · 1,46 + 1,70 = 2,17 −23,07<br />
8 16,19 2/3 · 1,46 + 1,70 = 2,67 −43,23<br />
M_o M=-77,45<br />
Tabel L.32: Bestemmelse af Mo for kortidstilstand<br />
Ved opstill<strong>in</strong>g af momentligevægt i forankr<strong>in</strong>gspunktet A f<strong>in</strong>des Mo.<br />
Bestemmelse af Mu<br />
Mo = −M = 77,45kNm/m<br />
Ved bestemmelse af momentpåvirkn<strong>in</strong>gen fra den af del af spunsvæggen, som ligger under<br />
flydecharnieret M, regnes momentet positivt med uret. Udregn<strong>in</strong>gen af M fremgår af tabel<br />
L.33.<br />
Nr. Normaljordtryk [kN/m] Arm [m] Moment M [kNm/m]<br />
9 12,09 2/3 · 1,09 + 2,23 = 2,96 −35,79<br />
10 15,19 1/2 · 1,09 + 2,23 = 2,59 −39,34<br />
11 3,67 2/3 · 0,35 + 1,88 = 2,11 −7,74<br />
12 3,91 1/3 · 0,35 + 1,88 = 2,00 −7,82<br />
13 2,46 2/3 · 0,22 + 1,66 = 1,81 −4,45<br />
14 2,50 1/3 · 0,22 + 1,66 = 1,73 −4,33<br />
15 24,95 2/3 · 1,66 = 1,11 −27,69<br />
16 27,96 1/3 · 1,66 = 0,55 −15,38<br />
17 0,47 1/3 · 0,10 + 1,88 = 0,52 30,90<br />
18 8,88 2/3 · 1,88 = 1,25 11,10<br />
19 83,11 1/3 · 1,88 = 0,63 52,36<br />
M_u - 78,18<br />
Tabel L.33: Bestemmelse af Mu for kortidstilstand<br />
211
Ved opstill<strong>in</strong>g af momentligevægt om fodpunktet f<strong>in</strong>des Mu.<br />
Mu = −M = 78,18kNm/m<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Som det fremgår af tabel L.32 og L.33 er der en forskel på 0,73kNm/m, hvilket f<strong>in</strong>des<br />
acceptabelt. Endvidere kan det hermed konkluderes at langtidstilstanden er dimensionsgivende,<br />
hvorfor ankertræk af den forankrede spunsvæg bestemmes for denne tilstand.<br />
Ankertrækket A bestemmes ved vandret projektion af alle normaljordtryk på den del af<br />
spunsvæggen, som ligger over flydecharnieret.<br />
A = 5,24 + 10,02 + 4,01 + 4,77 + 3,82 + 8,70 + 10,63 + 16,19 = 63,38kN/m<br />
L.2.3 Valg af spunsvæg<br />
Efter at det dimensionsgivende moment og den totale højde er fastlagt, foretages et valg<br />
af spunsvæg. Spunsvæggen skal kunne modstå et moment på 78,18kNm/m, og vælges<br />
ud fra et nødvendigt modstandsmoment givet ved formel L.14. Som tidligere vælges den<br />
forankrede spunsvæg opført i z-profiler med en regn<strong>in</strong>gsmæssig flydespænd<strong>in</strong>g fyd på 231<br />
MPa. Ved brug af formel L.14 f<strong>in</strong>des det nødvendige modstandsmoment.<br />
Wnødv. =<br />
78,18 · 106<br />
231<br />
= 0,34 · 10 6<br />
På baggrund af dette vælges samme type spunsvæg, som anvendt til den frie spunsvæg, altså<br />
type AZ12 med et modstandsmoment på 1,2 · 10 6 mm. En skitse af denne type spunsvæg og<br />
mål er angivet i afsnit L.1.3.<br />
L.3 Ankerplade<br />
I dette afsnit behandles optagelsen af spunsvæggens ankerkraft vha. af ankerplader. Ankerpladerne<br />
udføres i jernbeton, men kunne også have været opført med spunsjern. Ankerpladernes<br />
trækmodstand undersøges under forudsætn<strong>in</strong>g af, at der for den fundne ankerkraft<br />
ikke sker brud i selve pladerne. På baggrund af ankerets placer<strong>in</strong>g i den forankrede spunsvæg,<br />
udføres ankeret med et skråt ankertræk placeret i centerpunktet på ankerpladens forside. Et<br />
forslag til konstruktionsudformn<strong>in</strong>g af ankerpladerne ses på figur L.21.<br />
212
L.3. ANKERPLADE<br />
Figur L.21: Forslag til udformn<strong>in</strong>g af ankerplader<br />
Som det fremgår af figur L.21, foreslås det, at ankerpladen placeres i det øverste sandlag og<br />
udføres med en tykkelse w = 0,2m, en længde l på 1,60m og en højde h lig 1,4m. Samtidigt<br />
placeres ankerpladens overkant i kote + 3,50m, og en <strong>in</strong>dbyrdes afstand på 0,40 m.<br />
Til bestemmelse af ankerpladernes trækmodstand anvendes Niels Krebs Ovesens beregn<strong>in</strong>gsmetode<br />
for ankerplader i række. Her tages der udgangspunkt i et grundtilfælde med<br />
en ankerplade, hvor der opstår et SfP-brud på pladens forside og et P-brud på bagsiden<br />
og efterfølgende korrigeres med resultater fra modelforsøg med ankerplader i række. Ved<br />
dimensioner<strong>in</strong>gen af ankerpladen kan der ses bort fra overfladelaster, da den regn<strong>in</strong>gsmæssige<br />
friktionsv<strong>in</strong>kel ϕd er større end 30 ◦ [Harremoës et al, 2003]. For at kunne bruge resultaterne<br />
fra Niels krebs Ovesens modelforsøg med ankerplader i række til bestemmelse af<br />
ankerpladernes trækmodstand, skal følgende krav for ankerpladens geometriske parametre<br />
overholdes, 0,5 ≤ H<br />
L ≤ 2,0. Det opstillede forslag til konstruktionsudformn<strong>in</strong>gen af ankerpladerne,<br />
som ses angivet på figur L.21, kontrolleres for overholdelse af dette krav.<br />
1,4 + 0,4<br />
0,5 ≤ ≤ 2,0<br />
1,6 + 0,4<br />
0,5 ≤ 0,9 ≤ 2,0 ⇒ OK!<br />
Da kravet overholdes, kan beregn<strong>in</strong>gsmetoden godkendes. Derfor undersøges i det følgende<br />
trækmodstanden med udgangspunkt i figur L.21, og en antaget længde for den nødvendige<br />
ankerlængde som er lig spunsvæggens totale højde h1 plus 20%, altså 8,136m<br />
[Harremoës et al, 2003].<br />
Som følge af det skrå ankertræk opdeles ankertrækket i kraftkomposanter, jf. figur L.21.<br />
Dette gøres ud fra ankertrækkets angrebsv<strong>in</strong>kel i forhold til lodret, α.<br />
1,2 · h1<br />
tan(α) =<br />
Δhanker<br />
α = tan −1<br />
<br />
8,136<br />
= 84,4<br />
(3,6 − 2,1)<br />
◦<br />
213
Av = cos(α) · A = cos(84,4 ◦ ) · 63,38 = 6,18kN/m<br />
Ah = s<strong>in</strong>(α) · A = s<strong>in</strong>(84,4 ◦ ) · 63,38 = 63,08kN/m<br />
L.3.1 Ankermodstand for grundtilfældet<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Til bestemmelse af ankermodstanden for grundtilfældet A 0 anvendes figur L.22.<br />
Figur L.22: Kræfter på forslag til udformn<strong>in</strong>g af ankerplader i grundtilfældet<br />
Ankermodstanden for grundtilfældet f<strong>in</strong>des ved vandret projektion af alle kræfter på ankerpladen,<br />
givet ved formel L.17.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
A 0 = E − E a<br />
E er normaljordtrykket foran ankerpladen [kN/m]<br />
E a er normaljordtrykket bagved ankerpladen [kN/m]<br />
Normaljordtrykket foran ankerpladen beregnes ved formel L.18.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
E = E h · Kγ<br />
Eh er det hydrostatiske jordtryk [kN/m]<br />
Kγ er en jordtrykskoefficient for jordtryk foran ankerpladen i grundtilfældet [-]<br />
214<br />
(L.17)<br />
(L.18)
L.3. ANKERPLADE<br />
Bestemmelsen af jordtrykskoefficienten Kγ for jordtryk foran ankerpladen i grundtilfældet<br />
afhænger af ankerpladens lodrette ligevægt. Som første skridt i bestemmelsen af denne<br />
ligevægt, bestemmes egenvægt af ankerpladen under hensyntagen til opdrift. Egenvægten<br />
af ankerpladen bestemmes ved brug af formel L.19<br />
G w = (w · l [γ · (H − h) + γb · (h − h2) + γred · h] + w(L − l) · [γ · h1 + γred · h2])<br />
L<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
w er tykkelsen af ankerpladen [m]<br />
L er længden af ankerpladen [m]<br />
l er den <strong>in</strong>dbyrdes afstand mellem ankerpladerne [m]<br />
H er højden fra ankerpladens underside til jordoverfladen [m]<br />
h er højden af ankerpladen [m]<br />
h1 er højden fra beliggenhed af vandspejl til jordoverflade [m]<br />
er højden fra ankerpladens underside til beliggenhed af vandspejl [m]<br />
h2<br />
γ er rumvægten af jord [kN/m3 ]<br />
γb er rumvægten af beton [kN/m3 ]<br />
γred er den reducerede rumvægt af jord [kN/m3 ]<br />
(L.19)<br />
Som det fremgår af figur L.21 skal der ikke tages hensyn til opdrift af ankerplade, hvorved<br />
der f<strong>in</strong>des, at h1 = H, h2 = 0 og led med γred udgår af formel L.19, og egenvægten bestemmes<br />
derfor på helt traditionel måde. Ankerpladens egenvægt bestemmes efterfølgende til<br />
G w (0,20 · 1,60[18 · (1,80 − 1,40) + 24 · 1,4] + 0,2(2,00 − 1,60) · [18 · 1,80])<br />
=<br />
2,00<br />
G w = 7,82kN/m<br />
Som det næste skridt i beregn<strong>in</strong>gen af den lodrette ligevægt, bestemmes jordtrykket på<br />
ankerpladens bagside. De aktive normal- og tangentialjordtryk bagved pladen bestemmes<br />
ved brug af hhv. formel L.20 og L.21<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
K a γ<br />
E a = E h · K a γ<br />
(L.20)<br />
F a = E a · tan(ϕ) (L.21)<br />
er en jordtrykskoefficient for aktivt zonebrud ved ru væg [-]<br />
ϕ er den regn<strong>in</strong>gsmæssige plane friktionsv<strong>in</strong>kel [ ◦ ]<br />
215
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Det fundne normaljordtryk bag ankerpladen anvendes også i den vandrette ligevægt, som<br />
bruges til bestemmelse af ankermodstanden. Det hydrostatiske jordtryk, som bruges til<br />
bestemmelse af jordtryk på såvel ankerpladens bagside som forside, bestemmes ud fra<br />
formel L.22.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
E h = 1<br />
2 · γ · (h1 + h2) 2 − 1<br />
2 · (γ − γred) · h 2 2<br />
(L.22)<br />
Som nævnt tidligere, så f<strong>in</strong>des h1 = H og h2 = 0, hvorved den sidste del udgår af formel<br />
L.22, hvorved det hydrostatiske jordtryk bestemmes til<br />
E h = 1<br />
· 18 · (1,80 + 0,00)2<br />
2<br />
E h = 29,16kN/m<br />
Ud fra bestemmelse af det hydrostatiske jordtryk, samt en aflæsn<strong>in</strong>g af jordtrykskoefficienten<br />
for aktivt zonebrud ved ru væg, K a,r<br />
γ for ϕd = 30,3◦ til 0,265, f<strong>in</strong>des nu normal- og<br />
tangentialjordtryk bagved pladen ved brug af hhv. formel L.20 og L.21.<br />
E a = 29,16 · 0,265 = 7,73kN/m<br />
F a = 7,73 · tan(−30,3 ◦ ) = −4,52kN/m<br />
I henhold til de normalt benyttede fortegnskonventioner <strong>in</strong>dsættes en negativ værdi af ϕ,<br />
hvilket vil sige at tangentialjordtrykket virker nedad på ankerpladen.<br />
Ved lodret projektion af alle kræfter på ankerpladen fås<br />
Da det for F gælder, at<br />
F = G w − F a − Av<br />
F = E ·tan(δ)<br />
f<strong>in</strong>des ved <strong>in</strong>dsættelse af udtrykket for normal jordtrykket foran ankerplade, givet ved formel<br />
L.18, og den lodrette projektion af alle kræfter på ankerpladen, følgende udtryk for jordtrykket<br />
foran ankerpladen ved formel L.23.<br />
216<br />
F = E ·tan(δ)<br />
F = E h · Kγ ·tan(δ)<br />
Kγ ·tan(δ) = Gw − F a − Av<br />
E h<br />
(L.23)
L.3. ANKERPLADE<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.23 f<strong>in</strong>des <strong>in</strong>dgangsparameteren til aflæsn<strong>in</strong>g af jordtrykskoefficienten<br />
Kγ for jordtryk foran ankerplade i grundtilfældet.<br />
Kγ ·tan(δ) =<br />
7,82 − (−4,52) − 6,18<br />
29,16<br />
= 0,21<br />
For denne værdi f<strong>in</strong>des ved aflæsn<strong>in</strong>g på diagram over jordtrykskoefficienten for jordtryk<br />
foran ankerpladen i grundtilfældet, i [Harremoës et al, 2003] at Kγ = 3,34 for ϕd = 30,3 ◦ .<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.18 bestemmes normaljordtrykket foran ankerpladen.<br />
E = 29,16 · 3,34 = 97,39kN/m<br />
Da både normaljordtryk på ankerpladens for- og bagside er kendte størrelser, f<strong>in</strong>des ankermodstanden<br />
i grundtilfældet ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.17.<br />
A ◦ = 97,39 − 7,73 = 89,66kN/m<br />
Afslutn<strong>in</strong>gsvis kan afstanden z◦ A fra foden af ankerpladen op til ankerkraftens angrebsl<strong>in</strong>ie<br />
beregnes ved at tage moment om pladens fodpunkt. Afstanden fra foden af ankerpladen op<br />
til ankerkraftens angrebsl<strong>in</strong>ie f<strong>in</strong>des ud fra formel L.24.<br />
z ◦<br />
A<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
1<br />
<br />
= · 3 · E<br />
A◦ h · z h · Kγ · ζγ + G w · w<br />
2 − Fa · w − E h · z h · K a <br />
γ<br />
(L.24)<br />
ζγ<br />
er den relative afstand fra foden af ankerpladen til resultanten af normaltrykket<br />
foran ankerpladen [-]<br />
Eh · zh er hydrostatisk moment om fodpunkt [kNm/m]<br />
Den relative afstand fra foden af ankerpladen til resultanten af normaltrykket foran ankerpladen<br />
aflæses i [Harremoës et al, 2003] og ved størrelsen Kγ · tan(δ). Herved f<strong>in</strong>des ζγ lig<br />
0,341. Det hydrostatiske moment om fodpunktet f<strong>in</strong>des ud fra formel L.25.<br />
E h · z h = 1<br />
6 · γ · (h1 + h2) 3 − 1<br />
6 · (γ − γred) · h 3 2<br />
(L.25)<br />
Ved <strong>in</strong>dsættelse i formel L.25 <strong>in</strong>dføres det, som ved bestemmelse af det hydrostatiske jordtryk<br />
at h1 = H og h2 = 0, hvorved den sidste del udgår af formel L.25, og hermed f<strong>in</strong>des<br />
E h · z h = 1<br />
6 · 18 · (1,8 + 0)3 − 1<br />
6 · (18 − 8) · 03 = 17,50kNm/m<br />
217
BILAG L. SPUNSVÆGGE<br />
Ved <strong>in</strong>dfør<strong>in</strong>g af de fundne størrelser i formel L.25 f<strong>in</strong>des afstanden fra foden af ankerpladen<br />
op til ankerkraftens angrebsl<strong>in</strong>ie.<br />
z ◦ 1<br />
= A 89,66 ·<br />
<br />
3 · 17,50 · 3,34 · 0,341 + 7,82 · 0,20<br />
<br />
− (−4,52) · 0,20 − 17,50 · 0,265<br />
2<br />
z ◦<br />
= 0,63m<br />
A<br />
L.3.2 Korrektion af ankermodstand<br />
Korrektionen af ankermodstanden foretages ud fra en række af resultater fra modelforsøg<br />
med ankerplader i række. Korrektionen af ankermodstanden foretages ud fra de dimensionsløse<br />
forhold h/H og l/L, der anvendes som <strong>in</strong>dgangsparametre til bestemmelse af forholdet<br />
mellem den aktuelle ankermodstand og ankermodstanden i grundtilfældet (A/A ◦ ). De dimensionsløse<br />
forhold h/H og l/L bestemmes ud fra figur L.21.<br />
h 1,4<br />
= = 0,78m<br />
H 1,8<br />
l 1,6<br />
= = 0,80m<br />
L 2,0<br />
Forholdet mellem den aktuelle ankermodstand og ankermodstanden i grundtilfældet (A/A ◦ ),<br />
f<strong>in</strong>des nu på baggrund af de dimensionsløse <strong>in</strong>dgangsparametre. Dette sker ved aflæsn<strong>in</strong>g<br />
på et diagram over resultater af modelforsøg med ankerplader i række. Aflæsn<strong>in</strong>g sker på<br />
baggrund af den triaksiale friktionsv<strong>in</strong>kel ϕtr, der bestemmes.<br />
ϕtr = 35<br />
= 31,8◦<br />
1,1<br />
Den triaksiale friktionsv<strong>in</strong>kel for sandet medfører, at aflæsn<strong>in</strong>g kan foretages ud fra diagrammet<br />
over forsøgsresultater ved løs lejr<strong>in</strong>g af sand i [Harremoës et al, 2003]. Ved aflæsn<strong>in</strong>g i<br />
[Harremoës et al, 2003] f<strong>in</strong>des forholdet A/A ◦ lig 0,92, som følge heraf f<strong>in</strong>des den aktuelle<br />
ankermodstand.<br />
A<br />
= 0,92<br />
A◦ A = 0,92 · 89,66 = 82,49kN/m<br />
Da ankerkraften tidligere er bestemt til 63,38kN/m ses, at der ud fra det opstillede forslag<br />
til konstruktionsudformn<strong>in</strong>g af ankerpladerne, ses figur L.21, opnås en tilstrækkelig stor<br />
ankermodstand. Afslutn<strong>in</strong>gsvis kan den aktuelle afstand fra ankerpladens fodpunkt op til<br />
ankerkraftens angrebspunkt bestemmes ud fra formel L.26.<br />
218
L.3. ANKERPLADE<br />
⎡<br />
⎢<br />
zA = H · ⎣ 1<br />
2<br />
h<br />
·<br />
H −<br />
<br />
1<br />
2 · z◦ <br />
<br />
A h<br />
·<br />
H H<br />
1<br />
1−2· z◦ A H<br />
⎤<br />
⎥<br />
⎦ (L.26)<br />
Ud fra formel L.26 f<strong>in</strong>des nu den aktuelle afstand fra ankerpladens fodpunkt op til ankerkraftens<br />
angrebspunkt.<br />
⎡<br />
⎢<br />
zA = 1,80 · ⎣ 1<br />
2<br />
1,40<br />
·<br />
1,80 −<br />
<br />
1 0,63<br />
· ·<br />
2 1,80<br />
<br />
<br />
1,40<br />
1,80<br />
1<br />
1−2· 0,63<br />
1,80<br />
⎤<br />
⎥<br />
⎦ = 0,73<br />
Som det fremgår af resultatet er der nogenlunde overensstemmelse mellem det forudsatte<br />
angrebspunkt midt på pladens forside, 0,70m fra fodpunktet og den aktuelle afstand fundet<br />
ved formel L.26, og opdel<strong>in</strong>gen af det skrå ankertræk i kraftkomposanter accepteres. Herved<br />
kan det fastslås, at det opstillede forslag til konstruktionsudformn<strong>in</strong>g af ankerpladerne, som<br />
er angivet på figur L.21, er en stabil konstruktion, der kan yde en tilstrækkelig ankermodstand<br />
til optagelse af det aktuelle ankertræk, som optræder i den dimensionsgivende tilstand.<br />
219
220<br />
BILAG L. SPUNSVÆGGE
Bilag M<br />
Pælefunder<strong>in</strong>g<br />
I dette bilag dimensioneres pæleværket under væg K1,1, hvis placer<strong>in</strong>g ses på figur M.1.<br />
Figur M.1: Placer<strong>in</strong>g af udvalgt væg, K1,1<br />
Da det forudsættes, at der skal udformes et statisk ubestemt pæleværk, dvs. et pæleværk<br />
bestående af fire eller flere pæle, benyttes Vandepitte’s metode til dimensioner<strong>in</strong>g af pæleværket.<br />
Vandepitte’s metode bygger på følgende forudsætn<strong>in</strong>ger<br />
• Overbygn<strong>in</strong>gen deformerer elastisk<br />
• Pælene kan kun optage aksialkræfter<br />
• Overbygn<strong>in</strong>gens ændre ikke pæleretn<strong>in</strong>gerne<br />
221
• Pælene virker som enkeltpæle<br />
BILAG M. PÆLEFUNDERING<br />
• Når en pæl har nået brud ved træk eller tryk, forbliver pælekraften konstant under<br />
pælens fortsatte bevægelse<br />
M.1 Last på pæleværk<br />
I dette afsnit beregnes den resulterende belastn<strong>in</strong>g F på det betragtede pæleværk. Belastn<strong>in</strong>gerne,<br />
som <strong>in</strong>dgår i den resulterende belastn<strong>in</strong>g, stammer fra de ovenliggende konstruktionsdele<br />
og stribefundamentet. I det følgende opstilles de virkende belastn<strong>in</strong>ger på pæleværket<br />
samt deres angrebspunkt, hvorefter den resulterende belastn<strong>in</strong>g bestemmes.<br />
M.1.1 Last fra ovenliggende konstruktionsdele<br />
I bilag B.4 er det beregnet, hvor store kræfter, der overføres fra væggen til fundamentet. På<br />
figur M.2 ses størrelsen og placer<strong>in</strong>gen af de i bilag B.4 beregnede kræfter.<br />
M.1.2 Last fra stribefundament<br />
Figur M.2: Kræfter på fundament fra ovenliggende etager<br />
Stribefundamentet bidrager med en lodret egenlast virkende midt på fundamentet. For at<br />
belastn<strong>in</strong>gerne kan overføres fra stribefundamentet til pæleværket, forudsættes det, at fundamentet<br />
skal udformes som på figur M.3.<br />
222<br />
Figur M.3: Fundamentstværsnit
M.1. LAST PÅ PÆLEVÆRK<br />
Herudover forudsættes, at det er nødvendigt, at fundamentet udføres med en længde på 7m.<br />
Belastn<strong>in</strong>gen, som stribefundamentet bidrager med, kan således beregnes, idet det antages,<br />
at fundamentet støbes af beton <strong>in</strong>kl. armer<strong>in</strong>g med en rumvægt på 24kN/m 3 .<br />
24 · 7 · (0,4 · 0,18 + 0,5 · 1,3) = 121kN<br />
M.1.3 Bestemmelse af belastn<strong>in</strong>gsresultant<br />
Før belastn<strong>in</strong>gsresultanten kan bestemmes, skal ovenstående belastn<strong>in</strong>ger flyttes, så de er<br />
virkende midt på fundamentetsunderkanten. Dette betyder, at der ved fundamentsunderkanten<br />
skabes en vandret og lodret kraft samt et moment. Til bestemmelse af disse benyttes<br />
figur M.4.<br />
Figur M.4: Flytn<strong>in</strong>g af kræfter til fundamentsunderkant<br />
Den lodrette kraft V ved fundamentets underkant bestemmes som<br />
1656 + 121 = 1777kN<br />
Ved fundamentets underkant bestemmes den vandrette kraft H til 90kN.<br />
Momentet M, som skabes ved at flytte de vandrette og lodrette kræfter til fundamentsunderkanten,<br />
beregnes til<br />
1656 · 0,7 + 90 · 0,9 = 1240kNm<br />
Momentet skal herefter omregnes til en lodret kraft. Før dette kan gøres skal det beregnes,<br />
hvor stor en excentricitet e, den lodrette kraft får. Dette gøres ud fra formel M.1<br />
e = M<br />
V<br />
(M.1)<br />
223
BILAG M. PÆLEFUNDERING<br />
Af formel M.1 kan excentriciteten, som den lodrette kraft virker med, bestemmes til<br />
e = 1240<br />
= 0,7m<br />
1777<br />
Den resulterende lodrette kraft V ′ bestemmes herefter til<br />
V ′ = 1777 + 1240<br />
0,7<br />
= 3555kN<br />
Den resulterende belastn<strong>in</strong>g F på pæleværket bestemmes herefter og <strong>in</strong>dtegnes på figur M.5.<br />
<br />
F = 35552 + 902 = 3556kN<br />
V<strong>in</strong>klen, som resultanten angriber med, beregnes herefter til<br />
ϕ = cos −1<br />
<br />
90<br />
= 89<br />
3556<br />
◦<br />
Figur M.5: Den resulterende belastn<strong>in</strong>g på fundamentet<br />
M.2 Bestemmelse af pælebæreevne<br />
Da det i Vandepitte’s metode forudsættes, at pælene virker som enkeltpæle, bestemmes i<br />
dette afsnit hhv. tryk- og trækbæreevnen for en enkeltpæl. Det forudsættes, at der benyttes<br />
30 × 30cm pæle med en længde på 12m til pæleværket. Der beregnes bæreevner i både<br />
brudgrænsetilstanden og anvendelsesgrænsetilstanden, hvorefter den m<strong>in</strong>dste af de beregnede<br />
bæreevner benyttes til dimensioner<strong>in</strong>g af pæleværket.<br />
224
M.2. BESTEMMELSE AF PÆLEBÆREEVNE<br />
M.2.1 Brudgrænsetilstand<br />
I brudgrænsetilstanden beregnes først bæreevnen for en trykbelastet pæl og derefter for en<br />
trækbelastet pæl.<br />
Trykbæreevne<br />
I den geotekniske rapport forventes det, at der kan benyttes en regn<strong>in</strong>gsmæssig trykbæreevne<br />
Rcd på 400kN for en 30 × 30cm jernbeton pæl. Derudover er der udført en prøveramn<strong>in</strong>g<br />
ved bor<strong>in</strong>g R102. Ud fra denne prøveramn<strong>in</strong>g beregnes den karakteristiske brudbæreevne<br />
Rdynk vha. "Den Danske Rammeformel", der fremgår af formel M.2. Til dimensioner<strong>in</strong>g af<br />
pæleværket benyttes herefter den m<strong>in</strong>dste af de to trykbæreevner.<br />
hvor<br />
[DS 415, 1998]<br />
hvor<br />
Rdynk = 1 η · h · G<br />
·<br />
1,5 s + 0,5 · s0<br />
s0 =<br />
<br />
2 · η · h · G · lp<br />
Ab · E<br />
η er effektivitetsfaktoren [-]<br />
h er faldhøjden [m]<br />
G er tyngden af faldhammeren [kN]<br />
s er den blivende nedsynkn<strong>in</strong>g af pælen [m]<br />
lp er pælens længde [m]<br />
Ab er pælens tværsnitsareal [m2 ]<br />
E er pælens elasticitetsmodul [MPa]<br />
(M.2)<br />
Til prøveramn<strong>in</strong>gen er benyttet en rambuk af typen Banut 21, som har en effektivitetsfaktor<br />
på 1, og på denne er monteret en faldhammer med en tyngde på 60kN.<br />
Det er tidligere forudsat, at der benyttes 12m lange 30×30cm pæle, hvilket giver et tværsnitsareal<br />
på 0,09m 2 . Da det er jernbeton pæle, der benyttes i pæleværket sættes elasticitetsmodulet<br />
af disse til 20 · 10 6 kN/m 2 .<br />
Ud fra rammejournalen aflæses det, at der er benyttet 24 slag til at ramme de sidste 20cm af<br />
pælen ved en faldhøjde på 50cm. Dette giver en blivende nedsynkn<strong>in</strong>g s på<br />
s = 0,2<br />
24 = 8 · 10−3 m<br />
225
BILAG M. PÆLEFUNDERING<br />
Herefter kan den karakteristiske brudbæreevne Rdynk bestemmes af formel M.2, hvor s0 først<br />
beregnes til<br />
s0 =<br />
<br />
2 · 1 · 0,5 · 60 · 12<br />
= 0,02m<br />
0,09 · 20 · 106 Rdynk = 1<br />
1,5 ·<br />
1 · 0,5 · 60<br />
8 · 10−3 = 1091kN<br />
+ 0,5 · 0,02<br />
Den karakteristiske brudbæreevne gøres herefter regn<strong>in</strong>gsmæssig ved anvendelse af formel<br />
M.3<br />
[DS 415, 1998]<br />
hvor<br />
Rcd = Rdynk<br />
γb<br />
γb er partialkoefficienten for pæles bæreevne [-]<br />
(M.3)<br />
Idet partialkoefficienten γb sættes til 1,3 for normal sikkerhedsklasse kan den regn<strong>in</strong>gsmæssige<br />
brudbæreevne beregnes af formel M.3.<br />
Rcd = 1091<br />
1,3<br />
= 839kN<br />
Da denne trykbæreevne ligger over den, der er foreskrevet i den geotekniske rapport benyttes<br />
en bæreevne på 400kN pr. pæl, som angivet i den geotekniske rapport, i den efterfølgende<br />
dimensioner<strong>in</strong>g.<br />
Trækbæreevne<br />
Pælenes trækbæreevne opnås hhv. ved overflademodstand og af pælenes egenvægt. Beregn<strong>in</strong>g<br />
af overflademodstanden foretages ved en geostatisk beregn<strong>in</strong>g ud fra bor<strong>in</strong>g R102, som<br />
ses på figur M.6, hvor lag<strong>in</strong>ddel<strong>in</strong>gen til den geostatiske beregn<strong>in</strong>g <strong>in</strong>dtegnes.<br />
226
M.2. BESTEMMELSE AF PÆLEBÆREEVNE<br />
Figur M.6: Bor<strong>in</strong>g R102 med <strong>in</strong>dtegnet lagdel<strong>in</strong>g<br />
For lagene, som består af kohæsionsjord, bestemmes den karakteristiske værdi af overflademodstanden<br />
pr. arealenhed qsik,kohæsion af formel M.4<br />
[DS 415, 1998]<br />
hvor<br />
qsik,kohæsion = 1<br />
· m · r · cu<br />
(M.4)<br />
1,5<br />
m er en materialeparameter [-]<br />
r er en regenerationsfaktor [-]<br />
cu er jordens udrænede forskydn<strong>in</strong>gsstyrke [kN/m 2 ]<br />
Da pælene er asfalteret fra terræn ned til det senglaciale sand i kote −3,8m regnes der ikke<br />
med overflademodstand i disse lag. Dette betyder, at overflademodstanden skal opnås i det<br />
senglaciale sandlag, hvilket karakteriseres som friktionsjord, hvorved den karakteristiske<br />
værdi af overflademodstanden pr. arealenhed qsik, f riktion beregnes af formel M.5.<br />
[DS 415, 1998]<br />
hvor<br />
Nm<br />
q ′ m<br />
qsik, f riktion = 1<br />
1,5 · Nm · q ′ m<br />
er en bæreevnefaktor [-]<br />
er den effektive spænd<strong>in</strong>g midt i det betragtede lag [kN/m2 ]<br />
(M.5)<br />
227
BILAG M. PÆLEFUNDERING<br />
Bæreevnefaktoren Nm er for trækpæle lig 0,2 [DS 415, 1998]. Bestemmelsen af den effektive<br />
spænd<strong>in</strong>g midt i det senglaciale sandlag ses i tabel M.1<br />
Lag Kote Tykkelse γ/γ ′ q ′<br />
[m] [m] [kN/m 3 ] [kN/m 2 ]<br />
overside 2,80<br />
Fyld midten 2,35 0,90 18/18 8,1<br />
underside 1,90<br />
overside 1,90<br />
Ler midten 1,60 0,60 18/18 21,6<br />
underside 1,30<br />
— Grundvandspejl —<br />
overside 1,30<br />
Tørv/Gytje midten -1,25 5,10 16/6 42,3<br />
underside -3,80<br />
overside -3,8<br />
Sand midten -6,3 4,9 18/8 77,2<br />
underside -8,7<br />
Tabel M.1: Effektiv spænd<strong>in</strong>g midt i det senglaciale sandlag<br />
Den karakteristiske værdi af overflademodstanden pr. arealenhed qsik, f riktion bestemmes af<br />
formel M.5.<br />
qsik, f riktion = 1<br />
· 0,2 · 77,2 = 10,3kN/m2<br />
1,5<br />
Den karakteristiske overflademodstand beregnes herefter af formel M.6<br />
[DS 415, 1998]<br />
hvor<br />
Asi<br />
n<br />
Rsk = ∑ qsik · Asi<br />
i=1<br />
er pælens overfladeareal i jordlag i [m 2 ]<br />
(M.6)<br />
Da pælen er rammet 4,9m ned i det senglaciale sand f<strong>in</strong>des overfladearealet As i dette lag til<br />
As = 4 · 0,3 · 4,9 = 5,9m 2<br />
Af formel M.6 beregnes den karakteristiske overflademodstand til<br />
228<br />
Rsk = 10,3 · 5,9 = 61kN
M.2. BESTEMMELSE AF PÆLEBÆREEVNE<br />
Det beregnes herefter, hvor meget pælens egenvægt bidrager til trækbæreevnen. Det forudsættes,<br />
at betonen pælene er udført i har en rumvægt 24kN/m 3 , dog benyttes den reducerede<br />
rumvægt under grundvandsspejlet pga. opdrift. Dette betyder at pælens egenvægt bliver<br />
Gpæl = 0,09 · 2 · 24 + 0,09 · 10 · 14 = 17kN<br />
Den samlede karakteristiske trækbæreevne bliver da<br />
Rtk = 61 + 17 = 78kN<br />
Den karakteristiske bæreevne gøres regn<strong>in</strong>gsmæssig vha. formel M.3.<br />
M.2.2 Anvendelsesgrænsetilstand<br />
Rtd = 78<br />
= 60kN<br />
1,3<br />
For m<strong>in</strong>dre pælefunder<strong>in</strong>ger kan der sædvanligvis, for en undersøgelse i anvendelsesgrænsetilstanden,<br />
<strong>in</strong>dskrænkes til bestemmelse af den negative overflademodstands <strong>in</strong>dflydelse<br />
på sætn<strong>in</strong>gen. Undersøgelsen gennemføres som en vikarierende beregn<strong>in</strong>g, idet kriteriet i<br />
formel M.7 skal være opfyldt.<br />
[DS 415, 1998]<br />
hvor<br />
Fcd<br />
Fneg<br />
Rcd<br />
Fcd + 1,5 · Fneg ≤ 1,4 · Rcd<br />
(M.7)<br />
er pælens regn<strong>in</strong>gsmæssige tryklast i brudgrænsetilstand med kvadratroden af partialkoef.<br />
for lastkomb<strong>in</strong>ation 2 [kN]<br />
er pælens regn<strong>in</strong>gsmæssige negative overflademodstand [kN]<br />
er pælens regn<strong>in</strong>gsmæssige brudbæreevne [kN]<br />
Kan det ved en beregn<strong>in</strong>g af kriteriet eftervises, at pælens regn<strong>in</strong>gsmæssige tryklast Fcd<br />
er større end den forudsatte trykbæreevne i brudgrænsetilstanden, på 400kN, bliver anvendelsesgrænsetilstanden<br />
ikke dimensionsgivende.<br />
Alle lagene over det bærende sandlag vil virke negativt på pælens bæreevne, da der vil opstå<br />
negativ adhæsion. Den negative overflademodstand forårsaget af de sætn<strong>in</strong>gsgivende lag,<br />
bestemmes efter formel M.4 og M.5, for hhv. kohæsions- og friktionsjord.<br />
Ved beregn<strong>in</strong>g af den negative overflademodstand regnes der med en regenerationsfaktor<br />
r = 1,0. Faktoren Nm = 0,6 for trykpæle, og m = 1,0 for betonpæle [DS 415, 1998].<br />
229
Den negative overflademodstand er beregnet i tabel M.2.<br />
BILAG M. PÆLEFUNDERING<br />
Lag Kote Tyk. γ/γ ′ cu Nm q ′ m qsik Ao Fneg<br />
[m] [m] [kN/m 3 ] [kN/m 2 ] [-] [kN/m 2 ] [kN/m 2 ] [m 2 ] [kN]<br />
o. 2,80 0<br />
Fyld m. 2,35 0,90 18/18 0,6 8,1 3,2 1,1 3,5<br />
u. 1,90 16,2<br />
o. 1,90 16,2<br />
Ler m. 1,60 0,60 18/18 35 21,6 23,3 0,7 16,8<br />
u. 1,30 27,0<br />
- - - Grundvandspejl - - -<br />
Tørv/ o. 1,30 27,0<br />
Gytje m. -1,25 5,10 16/6 35 42,3 23,3 6,1 142,8<br />
u. -3,80 57,6<br />
∑Fneg 163,1<br />
Tabel M.2: Beregn<strong>in</strong>g af negativ overflademodstand<br />
I den geotekniske rapport er pælene forudsat asfalterede gennem de sætn<strong>in</strong>gsgivende lag.<br />
Asfalter<strong>in</strong>gen af pælene gør, at overflademodstanden kan reduceres. Overflademodstanden<br />
sættes til 10kN/m 2 eller 25% af Fneg [DS 415, 1984].<br />
Tages der 25% af Fneg f<strong>in</strong>des den negative overflademodstand for asfalterede pæle til<br />
F neg(25%) = 0,25 · 163,1 = 40,8kN<br />
Benyttes 10kN/m 2 som overfladespænd<strong>in</strong>g f<strong>in</strong>des overflademodstanden af<br />
F neg(10kN/m 2 ) = 10 · Ao = 10 · (1,1 + 0,7 + 6,1) = 79kN<br />
Den største værdi af de to beregnede negative overflademodstande, F neg(10kN/m 2 ), benyttes<br />
til de videre beregn<strong>in</strong>ger, da denne vil virke til størst ugunst for pælene.<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige trykbrudsbæreevne Rcd i anvendelsesgrænsetilstanden sættes lig den<br />
regn<strong>in</strong>gsmæssige trykbrudsbæreevne Rcd i brudgrænsetilstanden, dvs. Rcd = 400kN jf. anbefal<strong>in</strong>gen<br />
i den geotekniske rapport [Nielsen, 2001].<br />
Den regn<strong>in</strong>gsmæssige tryklast, en pæl i anvendelsesgrænsetilstanden kan optage, udregnes<br />
af kriteriet i formel M.7 til<br />
Fcd + 1,5 · 79 ≤ 1,4 · 400<br />
Fcd ≤ 442kN<br />
I Vandepitte’s metode regnes med, at pælene er i brud ved en regn<strong>in</strong>gsmæssig tryklast på<br />
Fcd = 400kN. Da den beregnede tryklast for en enkeltpæl, er større end den forudsatte<br />
trykbrudslast på en pæl i pæleværket, bliver anvendelsesgrænsetilstanden ikke dimensionsgivende.<br />
230
M.3. DIMENSIONERING AF PÆLEVÆRK<br />
M.3 Dimensioner<strong>in</strong>g af pæleværk<br />
Dimensioner<strong>in</strong>gen af pæleværket ud fra Vandepitte’s metode foretages ved at skønne på<br />
en udformn<strong>in</strong>g af pæleværket samt brudmåden for dette pæleværk, og derefter beregne om<br />
dette skøn er rigtig. For at den skønnede brudmåde er rigtig, skal den både være statisk og<br />
k<strong>in</strong>ematisk mulig. Pæleværket er statisk mulig, hvis alle pælerækker undtagen to er i brud,<br />
hvilket forudsætter at de resterende to pælerækker ikke har opnået deres brudbæreevne. For<br />
at pæleværket er k<strong>in</strong>ematisk mulig skal pæletoppens bevægelse være i overensstemmelse<br />
med pælekraftens retn<strong>in</strong>g. Dette betyder, at pæletoppen i en trykpæl skal bevæge sig mod<br />
pælen og i en trækpæl skal pæletoppen bevæge sig væk fra pælen.<br />
Ved dimensioner<strong>in</strong>g af pæleværket er der foretaget flere skøn på både udformn<strong>in</strong>gen af<br />
pæleværket og brudmåden, dog opstilles her kun den endelige udformn<strong>in</strong>g og brudmåde.<br />
Det vælges at udforme pæleværket som vist på figur M.7.<br />
Figur M.7: Skitse af de valgte pæleværk<br />
Som vist på figur M.7 udformes pæleværket med otte pælerækker med to pæle i hver<br />
række. Seks af pælerækkerne udføres som lodpæle og de to yderste pælerækker udføres<br />
som skråpæle, med en hældn<strong>in</strong>g på 1:3, hvilket giver 72 ◦ . Herudfra udformes en beregn<strong>in</strong>gsmodel,<br />
vist på figur M.8, til dimensioner<strong>in</strong>g af pæleværket ud fra Vandepitte’s metode.<br />
231
Figur M.8: Beregn<strong>in</strong>gsmodel til Vandepitte’s metode, alle mål i meter<br />
BILAG M. PÆLEFUNDERING<br />
Som vist på figur M.8 antages det, at omdrejn<strong>in</strong>gspunktet ligger i skær<strong>in</strong>gen mellem pæl 1 og<br />
3, hvilket betyder, at pæleværket regnes bevægelig omkr<strong>in</strong>g dette punkt, da det forudsættes,<br />
at alle pæle undtagen 1 og 3 er i brud. Sikkerhedsfaktoren n bestemmes herefter ved at<br />
beregne momentet omkr<strong>in</strong>g punkt O vha. formel M.8. Hvis n-faktoren beregnes til m<strong>in</strong>dre<br />
en 1, betyder det at pæleværket er underdimensioneret, og der skal skønnes på en anden<br />
udformn<strong>in</strong>g af denne. Ligeledes må n-faktoren helst ikke overstige 2, hvilket betyder, at<br />
pæleværket er meget overdimensioneret.<br />
[Harremoës et al, 2003]<br />
hvor<br />
n · F · a =<br />
n<br />
∑<br />
Qi · ai<br />
i=1<br />
n er sikkerhedsfaktoren [-]<br />
F er den resulterende kraft på pæleværket [kN]<br />
232<br />
(M.8)
M.3. DIMENSIONERING AF PÆLEVÆRK<br />
Qi er hhv. tryk- eller trækbæreevnen i pæl i [kN]<br />
ai er momentarmen [m]<br />
Ud fra figur M.8 kan sikkerhedsfaktoren n f<strong>in</strong>des ved brug af formel M.8.<br />
n · 3556 · 1,96 = −(2 · 60) · 0,9 + (2 · 400) · 0,9 + (2 · 400) · 1,8 + (2 · 400) · 2,7<br />
+(2 · 400) · 3,6 + (2 · 400) · 2,56<br />
n = 1,31<br />
Det undersøges herefter, om kræfterne i pælerække 1 og 3 er under de tidligere fundne<br />
brudbæreevner ud fra vandret og lodret ligevægt. Først bestemmes kræfterne i pælerække 1<br />
ved vandret ligevægt.<br />
1,31 · 3556 · cos(89) + Q1 · cos(72) − (2 · 400) · cos(72) = 0<br />
Q1 = 418kN<br />
Herefter undersøges det, om de enkelte pæle i pælerække 1 overholder trykbæreevnen på<br />
400kN.<br />
418<br />
2<br />
= 209kN < 400kN ⇒ OK!<br />
Kræfterne i pælerække 3 beregnes nu ud fra lodret ligevægt.<br />
1,31 · 3556 · s<strong>in</strong>(89) − 418 · s<strong>in</strong>(72) + (2 · 60) − 4 · (3 · 400) − (3 · 400) · s<strong>in</strong>(72) = 0<br />
Q3 = 423kN<br />
Det undersøges herefter om de to pæle i pælerække 3 overholder trykbæreevnen på 400kN.<br />
423<br />
2<br />
= 212kN < 400kN ⇒ OK!<br />
233
234<br />
BILAG M. PÆLEFUNDERING
Del IV<br />
Anlægsteknik
stc0
Bilag N<br />
Byggeplads<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g<br />
I dette bilag kalkuleres et tilbud for byggeplads<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>gen og efterfølgende reguleres priserne.<br />
N.1 Tilbudskalkulation<br />
På baggrund af de opstillede aktiviteter og tilhørende tidsforbrug opstilles en tilbudskalkulation.<br />
Tilbudskalkulationen er udført på baggrund af "V&S Prisbøger Husbygn<strong>in</strong>g - Brutto<br />
2001" samt [Anlægsteknik 2, 2003] og fremgår af tabel N.1. Priserne i bruttobogen er<br />
kalkulerede bruttopriser, dvs. entreprenørens salgspris for arbejdet ekskl. arbejdsplads<strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g<br />
og moms. Ved leje af materiel er der regnet med en lejeperiode på et år (1924 timer).<br />
235
BILAG N. BYGGEPLADSINDRETNING<br />
V&S Beskrivelse Mængde Pris/Enhed Pris<br />
Prisnr. [kr]<br />
- Opmål<strong>in</strong>g af byggeplads 3 - - 12.000 2<br />
Indhegn<strong>in</strong>g<br />
01.05.31,01 Plankeværk 4 133lbm 652,5kr/lbm 86.783 1<br />
01.05.36,01 Trådhegn 4 226lbm 21,55kr/lbm/måned 58.444 1<br />
Jernplads<br />
- Opstill<strong>in</strong>g og nedtagn<strong>in</strong>g 3 32mh 180kr/mh 5.760 2<br />
- Drift og leje 3 120dage 240kr/dag 28.800 2<br />
Skurby<br />
01.05.11,02 Mandskabsskure 4 12stk 3.000kr/stk/måned 432.000 1<br />
01.05.21,01 Drift af mandskabsskure 5 365dage 153kr/stk/dag 670.140 1<br />
01.05.05,14 Værkstedsskure 4 12stk 530kr/stk/måned 76.320 1<br />
Byggekraner<br />
03.10.45,01 Opstill<strong>in</strong>g og afrign<strong>in</strong>g<br />
af rammeudstyr 1stk 15.200kr/stk/ 15.200<br />
03.05.21,01 Ramn<strong>in</strong>g af pæle 6 8stk 2.540kr/stk 20.320 1<br />
- Kranfundament 3 1stk 30.000kr/stk 30.000 2<br />
- Kran med 40m udlæg 7 3stk 85.800kr/stk 257.400 1<br />
- Kran med 60m udlæg 8 1stk 160.000kr/stk 160.000 1<br />
- Leje af kran med 40m 3stk<br />
- udlæg 9 i 962 timer 359kr/t/stk 1.036.074 1<br />
- Leje af kran med 60m 1stk<br />
- udlæg 10 i 1924 timer 722kr/t/stk 1.389.128 1<br />
Byggepladsbelysn<strong>in</strong>g 11<br />
01.07.06,01 Opstill<strong>in</strong>g og nedtagn<strong>in</strong>g 17.650m 2 2,91kr/m 2 51.362 1<br />
01.07.06,02 Drift og leje 17.650m 2<br />
i 20 uge 0,35kr/uge/m 2 123.550 1<br />
Samlet pris<br />
I 2001 kr. 4.376.721<br />
I 2004 kr. 76.560<br />
1 Pris er i 2001 kr.<br />
2 Pris er i 2004 kr.<br />
3 Pris er vurderet.<br />
4 Pris dækker opstill<strong>in</strong>g, nedtagn<strong>in</strong>g og evt. leje.<br />
5 Pris dækker opvarmn<strong>in</strong>g, lys, vand og renovation.<br />
6 Pæle antaget i dimensionen 0,25 × 0,25m med en længde på 8m.<br />
7 Pris dækker opstill<strong>in</strong>g og nedtagn<strong>in</strong>g. Prisen er bestemt ved ekstrapoler<strong>in</strong>g mellem 44m og 48m<br />
udlæg med hhv. prisnr. 01.06.01,03 og 01.06.01,04.<br />
8 Pris dækker opstill<strong>in</strong>g og nedtagn<strong>in</strong>g. Prisen er bestemt ved ekstrapoler<strong>in</strong>g mellem 48m og 52m<br />
udlæg med hhv. prisnr. 01.06.01,04 og 01.06.01,05.<br />
9 Pris dækker leje, fører og driftsmidler. Prisen er bestemt ved ekstrapoler<strong>in</strong>g mellem 44m og<br />
48m udlæg med hhv. prisnr. 01.06.01,08 og 01.06.01,09.<br />
10 Pris dækker leje, fører og driftsmidler. Prisen er bestemt ved ekstrapoler<strong>in</strong>g mellem 48m og<br />
52m udlæg med hhv. prisnr. 01.06.01,09 og 01.06.01,10.<br />
11 Pris dækker elforbrug og materialer. Prisen er bestemt ved ekstrapoler<strong>in</strong>g mellem 5.000m2 og<br />
236<br />
10.000m 2 .<br />
Tabel N.1: Tilbudskalkulation for etabler<strong>in</strong>g af byggeplads
N.1. TILBUDSKALKULATION<br />
Prisreguler<strong>in</strong>g<br />
Som det fremgår af tabel N.1 på modstående side er en stor del af priserne angivet i 2001kr.<br />
Disse priser skal efterfølgende reguleres til 2004 priser, hvilke gøres ud fra den relative<br />
<strong>in</strong>dekstilvækst. Indekset for 2001 priser er i V&S prisbøger husbygn<strong>in</strong>g brutto 2001 angivet<br />
til 162,7 og <strong>in</strong>deks for 2004 priser i V&S prisbøger husbygn<strong>in</strong>g brutto 2004 angivet til<br />
172,9. Ud fra disse <strong>in</strong>deks f<strong>in</strong>des reguler<strong>in</strong>gsbeløbet.<br />
Indeks for enhedspris 01.01.2001 162,7<br />
Indeks for enhedspris 01.01.2004 172,9<br />
Indeksforskel 10,2<br />
Beregn<strong>in</strong>gsgrundlag 4.361.521 kr<br />
Reguler<strong>in</strong>gsbeløb:<br />
4.361.521 x 10,2<br />
162,7<br />
273.433 kr<br />
2000 kr 76.560<br />
Beregn<strong>in</strong>gsgrundlag + reguler<strong>in</strong>gsbeløb 4.711.514 kr<br />
Tabel N.2: Prisreguler<strong>in</strong>g af tilbudskalkulationen til januar 2004<br />
237
238<br />
BILAG N. BYGGEPLADSINDRETNING
Bilag O<br />
Jordarbejde<br />
I dette bilag bestemmes det samlede volumen af den opgravede jord, hvorefter jordmængden,<br />
som henholdsvis genanvendes og borttransporteres, bestemmes. Materiellet, der anvendes<br />
til jordarbejdet og antallet deraf, bestemmes ligeledes.<br />
O.1 Jordmængder<br />
I dette afsnit bestemmes det opgravede jordvolumen samt jordvolumenerne, der hhv. genanvendes<br />
og borttransporteres.<br />
På figur O.1 ses byggegrubens størrelse, og hvordan den er stabiliseret. Den udføres med<br />
anlæg 1:1,5 mod nord og vest, og mod syd og øst udføres den med spunsvægge, da der her<br />
ikke er plads til skrån<strong>in</strong>gsanlæg.<br />
Figur O.1: Byggegrubens <strong>in</strong>dretn<strong>in</strong>g<br />
239
BILAG O. JORDARBEJDE<br />
Da terrænkoten ved byggegruben er sv<strong>in</strong>gende, er der vurderet et gennemsnit til kote +4,0m.<br />
Byggegrubens bund er beliggende i kote +0,1m. I den nordlige ende af byggegruben udgraves<br />
yderligere til kote −0,15m i et 13m bredt og 64m langt bælte af ikke bæredygtig jord,<br />
der efterfølgende opfyldes med sand til kote +0,1m. Det totale volumen af det afgravede<br />
jord er ud fra ovenstående beregnet til 13041m 3 . Når jorden læsses, udvides den, da den<br />
går fra fast/naturlig lejr<strong>in</strong>g til løs lejr<strong>in</strong>g. Læssefaktoren er aflæst i [Anlægsteknik 1, 2001]<br />
til 0,8. Af det opgravede jord køres 9256m 3 til Affalds- og Genbrugscenter Rørdal og<br />
3785m 3 genbruges til fyld. Jordmængden, der genanvendes, opbevares på byggepladsen<br />
<strong>in</strong>dtil kælderkonstruktionen er opført. Ud fra den geotekniske rapport er det antaget, at der<br />
ikke foref<strong>in</strong>des forurenet jord i byggegruben.<br />
O.2 Materiel<br />
I dette afsnit bestemmes materiellet, der vurderes bedst egnet til udgravn<strong>in</strong>gen af byggegruben.<br />
O.2.1 Valg af mask<strong>in</strong>e til jordafgravn<strong>in</strong>g<br />
Valget af mask<strong>in</strong>e afhænger stærkt af jordmængden, der afgraves. Da byggegruben er relativ<br />
stor, vælges en hydraulisk gravemask<strong>in</strong>e med en forholdsvis stor kapacitet. Der lejes en<br />
Komatsu PC 340LC, se figur O.2, med en skovlstørrelse på 2,1m 3 til 950kr/time<br />
[Stürup A/S, 2004]. Ud fra gravemask<strong>in</strong>ens kapacitet beregnes det hvor mange dumpere<br />
eller lastbiler, der skal til for at gravemask<strong>in</strong>en undgår ventetid.<br />
Figur O.2: Komatsu PC340LC<br />
O.2.2 Valg af mask<strong>in</strong>e til jordtransport<br />
Ved udgravn<strong>in</strong>g af byggegruben skal en del af den opgravede jord transporteres til Affaldsog<br />
Genbrugscenter Rørdal i <strong>Aalborg</strong> Øst. Ruten fra <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> til Affalds- og Genbrugscenter<br />
Rørdal er angivet på figur O.3 og udmålt til 7km.<br />
240
O.2. MATERIEL<br />
Figur O.3: Jordtransport rute<br />
Når køretøjet, der skal benyttes til jordtransporten, vælges, ses der på hvor langt jorden skal<br />
transporteres og i hvilket terræn. Valget står mellem en lastbil og en dumper. Dumperen<br />
har den fordel, at nyttelasten er høj i forhold til lastbilens. Lastbilen har dog en højere<br />
tophastighed og er billigere at leje. Da strækn<strong>in</strong>gen, hvor jorden skal transporteres over,<br />
hovedsageligt er i bymæssig bebyggelse, er det vurderet at lastbilens højere tophastighed<br />
ikke er en fordel. Derfor vælges dumpers til jordtransporten. Det vælges at leje Volvo A20<br />
dumpers, der ses på figur O.4 med en ladkapacitet på 12m3 l og en nyttelast på 22,68t til<br />
625kr/time [Stürup A/S, 2004].<br />
Antal af dumpers<br />
Figur O.4: Volvo dumber A20<br />
Ud fra kravet, at gravemask<strong>in</strong>en <strong>in</strong>gen ventetid må få, beregnes hvor mange dumpers, der<br />
skal <strong>in</strong>dsættes i drift.<br />
Den nævnte ladkapacitet på 12m3 l er strøget mål, det vurderes at det er muligt at læsse med<br />
10% toplæs uden at der tabes jord på vejen, hvormed ladkapaciteten bliver 13,2m 3 l . Jorden<br />
i byggegruben er antaget til at have en rumvægt på 1,8t/m 3 og tilhører kategorien råjord.<br />
Læssefaktoren for råjord er 0,8, hvilket medfører, at der i ladet kan være<br />
241
Med en rumvægt for råjorden på 1,8t/m 3 f<br />
13,2 · 0,8 = 10,6m 3 f<br />
bliver nyttelasten med fyldt lad<br />
10,6 · 1,8 = 19,1t<br />
BILAG O. JORDARBEJDE<br />
Denne tyngde overskrider ikke køretøjets lovmæssige bestemmelser. For at udnytte gravemask<strong>in</strong>ens<br />
fulde kapacitet skal gravemask<strong>in</strong>en fylde dumperen med et helt antal skovlfulde,<br />
i dette tilfælde 5stk. Det antages, at gravemask<strong>in</strong>en i gennemsnit opgraver de 2,1m 3 f for<br />
hver skovlfuld. Hver gang en dumber fyldes, flyttes da<br />
5 · 2,1 = 10,5m 3 f<br />
Til bestemmelse af antal nødvendige dumpere skal den faste cyklus for én dumper bestemmes,<br />
herunder er tiden for læsn<strong>in</strong>g, transport af jorden til tippen og manøvrer<strong>in</strong>g på hhv.<br />
byggepladsen og tippen <strong>in</strong>dregnet. Før læssetiden af dumperen kan bestemmes, skal den<br />
praktiske kapacitet af gravemask<strong>in</strong>en beregnes.<br />
Den praktiske kapacitet afhænger af den teoretiske kapacitet, der bestemmes af skovlens<br />
størrelse, byggegrubens dybde og gravemask<strong>in</strong>es rotation under arbejdet. Dumperen er, som<br />
det ses på figur O.4, placeret v<strong>in</strong>kelret på gravemask<strong>in</strong>en under læsn<strong>in</strong>g, hvormed rotationsv<strong>in</strong>klen<br />
bliver 90 ◦ .<br />
I [Anlægsteknik 1, 2001] aflæses kapaciteten for skovlstørrelsen 2,1m 3 og for råjord til<br />
290m3 f /h. Den teoretiske kapacitet bestemmes ved at reducere den fundne værdi med to<br />
faktorer fo og fs, der hhv. afhænger af gravedybden og rotationsv<strong>in</strong>klen. fo og fs aflæses til<br />
hhv. 0,92 og 1 i [Anlægsteknik 1, 2001]. Den teoretiske kapacitet er<br />
242<br />
290 · 0,92 · 1 = 266,8m 3 f /h
O.2. MATERIEL<br />
Den praktiske kapacitet er den faktiske mængde af jord, som opgraves i timen. Denne bestemmes<br />
ved en reducer<strong>in</strong>g af den teoretiske kapacitet med effektivitetsfaktoren C, som<br />
bestemmes af formel O.1<br />
[Anlægsteknik 1, 2001]<br />
hvor<br />
kp<br />
k f<br />
ks<br />
kk<br />
ka<br />
kms<br />
kle<br />
C = kp · k f · ks · kk · ka · kms · kle<br />
(O.1)<br />
er en personfaktor, der er et udtryk for små pauser og præcisionsniveau hos begge<br />
mask<strong>in</strong>føre, kp = 0,83 2<br />
er en kvalifikationsfaktor, der vurderer førerens dygtighed, k f = 1,0 svarende til<br />
alm<strong>in</strong>delige fører<br />
er en sigtbarhedsfaktor der, er et udtryk for nedsat arbejdstempo grundet dårlig<br />
sigtbarhed, ks = 1,0 da etabler<strong>in</strong>g af byggegruben sker om sommer/forår<br />
er en kobl<strong>in</strong>gsfaktor, der anvendes når flere mask<strong>in</strong>er arbejder sammen, kk = 0,95<br />
da gravemask<strong>in</strong>en arbejder sammen med en dumper<br />
er en arbejdsartsfaktor, der afhænger af omgivelserne. ka = 0,8 for store byggegruber<br />
er en mask<strong>in</strong>stopfaktor, som tager højde for mask<strong>in</strong>stop over en længere periode<br />
er en læsseeffektivitetsfaktor, der udtrykker hvilket niveau gravemask<strong>in</strong>en er i<br />
forhold til dumperen, kle = 0,9 da de holder på samme niveau<br />
Mask<strong>in</strong>stopfaktoren kms medtages ikke, da det er lejet materiel. De resterende faktorer er<br />
aflæst i [Anlægsteknik 1, 2001]. Effektivitetsfaktoren C er ved udregn<strong>in</strong>g af formel O.1<br />
bestemt til<br />
C = 0,83 2 · 1,0 · 0,95 · 0,8 · 0,9 = 0,47<br />
Den praktiske kapacitet bliver da<br />
Læssetiden for en dumper bestemmes til<br />
266,8 · 0,47 = 125,4m 3 f /h<br />
125,4<br />
10,5<br />
= 5,02m<strong>in</strong><br />
Transporttiden fra <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong> til Affalds- og Genbrugscenter Rørdal i <strong>Aalborg</strong> Øst<br />
beregnes ud fra en afstand på 7km. Det antages, at gennemsnitshastigheden med en fyldt<br />
dumper er 35km/t og returhastigheden er 45km/t. Transporttiden er da<br />
<br />
7 7<br />
60 · + = 21,33m<strong>in</strong><br />
35 45<br />
Den samlede manøvretid på henholdsvis byggepladsen og tippen er skønnet til 3m<strong>in</strong>. Den<br />
samlede tid en dumpers bruger på en cyklus er<br />
5,02 + 21,33 + 3 = 29,35m<strong>in</strong><br />
243
BILAG O. JORDARBEJDE<br />
Det nødvendige antal dumpers, der skal sættes i drift for at holde gravemask<strong>in</strong>en beskæftiget<br />
hele tiden, beregnes til<br />
29,35<br />
= 5,85 = 6dumper<br />
5,02<br />
Det vælges at <strong>in</strong>dsætte seks dumpers, da gravemask<strong>in</strong>en er flaskehalsen i processen. På den<br />
måde opbygges en buffer, og derved holdes gravemask<strong>in</strong>en igang.<br />
O.2.3 Lejeperiode<br />
Varigheden af udgravn<strong>in</strong>gen udregnes for jordmængden, der borttransporteres, for på den<br />
måde at bestemme perioden, hvor dumperne lejes over. Dernæst udregnes den samlede udgravn<strong>in</strong>gsperiode,<br />
hvor gravemask<strong>in</strong>en skal lejes over.<br />
Den samlede tid beregnes ud fra den praktiske gravekapacitet <strong>in</strong>kl. et 10% usikkerhedstillæg.<br />
Den samlede udgravn<strong>in</strong>gstid er<br />
13041<br />
= 116h<br />
125,4 · 0,9<br />
Ved beregn<strong>in</strong>g af de nødvendige arbejdsdage antages en arbejdsdagslængde på 8h. Antallet<br />
af arbejdsdage er<br />
116<br />
= 15arbe jdsdage<br />
8<br />
Gravemask<strong>in</strong>en lejes således i 15 dage. Dumperne skal lejes i<br />
De nødvendige arbejdsdage beregnes til<br />
82<br />
8<br />
9256<br />
= 82h<br />
125,4 · 0,9<br />
= 10arbe jdsdage<br />
Det antages, at jordmængden der lagres på pladsen, flyttes til depotet med en gummiged,<br />
hvilket dog ikke <strong>in</strong>dgår i ovenstående beregn<strong>in</strong>ger.<br />
O.3 Tilbudskalkulation<br />
På baggrund af de opstillede aktiviteter og det tilhørende tidsforbrug opstilles en tilbudskalkulation.<br />
Tilbudskalkulationen er udført på baggrund af "V&S Priser for Husbygn<strong>in</strong>g -<br />
Brutto 2001" og "V&S Priser for Anlæg - Brutto 2001" prisbøgerne og fremgår af tabel<br />
O.1. Ved leje af materiel er der regnet med hele arbejdsdage på 8h.<br />
244
O.3. TILBUDSKALKULATION<br />
V&S Beskrivelse Mængde Pris/Enhed Pris<br />
Prisnr. [kr]<br />
GVS-anlæg<br />
01.71,01 Nedspuln<strong>in</strong>g og optagn<strong>in</strong>g 1 120stk 16.800kr/20stk 100.800<br />
01.71,03 Sugespidsanlæg 213dgn 403kr/20stk/dgn 515.034<br />
Spunsvægge<br />
03.10.01,01 Anstill<strong>in</strong>g af rambuk 15.200<br />
03.10.02,02 Spunsjern 1.392m 525kr/lbm 730.800<br />
03.10.10,04 Ankerplade 22stk 4.976kr/stk 109.492<br />
- Afrign<strong>in</strong>g 2 22stk 0kr/stk 0<br />
Udgravn<strong>in</strong>g<br />
- Gravemask<strong>in</strong>e 3 1stk 950kr/time/stk 110.200<br />
- Dumpers 4 6stk 625kr/time/stk 307.500<br />
Deponer<strong>in</strong>gs afgift<br />
- Råjordsdeponer<strong>in</strong>g 5 9.256m 3 20kr/t 333.216<br />
Total pris 2.222.242<br />
1 Antaget mængde/størrelse, 120stk à 5m<br />
2 Afrign<strong>in</strong>gsprisen er lig skrapværdi for spunsvæg<br />
3 Lejeperiode på 116h. Data stammer fra [Stürup A/S, 2004]<br />
4 Lejeperiode på 82h. Data stammer fra [Stürup A/S, 2004]<br />
5 Rumvægt på 1,8t/m 3<br />
O.3.1 Prisreguler<strong>in</strong>g<br />
Tabel O.1: Tilbudskalkulation for etabler<strong>in</strong>g af byggegrube<br />
Prisbogens enhedspriser er som før nævnt udregnet på grundlag af prisniveauet i januar<br />
2001. Ved beregn<strong>in</strong>g af tilbudskalkulationen i januar 2004 må der derfor foretages en prisreguler<strong>in</strong>g.<br />
I tabel O.2 udføres denne prisreguler<strong>in</strong>g.<br />
Indeks for enhedspris 01.01.2001 162,7<br />
Indeks for enhedspris 01.01.2004 172,9<br />
Indeksforskel 10,2<br />
Beregn<strong>in</strong>gsgrundlag 2.222.242 kr<br />
Reguler<strong>in</strong>gsbeløb:<br />
2.222.242 x 10,2<br />
162,7<br />
139.317 kr<br />
Beregn<strong>in</strong>gsgrundlag + reguler<strong>in</strong>gsbeløb 2.361.559 kr<br />
Tabel O.2: Prisreguler<strong>in</strong>g af tilbudskalkulationen til januar 2004<br />
245
246<br />
BILAG O. JORDARBEJDE
Bilag P<br />
Opførelse af kælder<br />
I dette bilag bestemmes mængde- og tidsforbrug under opførelsen af kælderen. Mængderne<br />
beregnes ved anvendelse af målene, som ses på figur P.1.<br />
P.1 Materialeforbrug<br />
P.1.1 Forskall<strong>in</strong>g<br />
Figur P.1: Snit af kælderkonstruktion, alle mål i m<br />
Kældergulvene udstøbes i 24 sektioner med en bredde på 5 m og en længde på 20 m.<br />
Disse sektioner adskilles med gulvledere, som angiver støbehøjde, bestemmer beliggenhed<br />
af fuger samt begrænser betonen. Den samlede længde af gulvledere, der skal anvendes,<br />
beregnes.<br />
247
Nedre gulv : 13 · 40 + 3 · 58 = 694,0m<br />
Øvre gulv : 13 · 38,9 + 3 · 56,9 = 676,4m<br />
I alt : 694,0 + 676,4 = 1370,4m<br />
BILAG P. OPFØRELSE AF KÆLDER<br />
Kældervæggene støbes i sektioner på ti meter. Til <strong>in</strong>dervæggene, som er 3,35m høje, lejes<br />
en forskall<strong>in</strong>gsmængde, der svarer til to dobbeltsidede sektioner. For en sektion giver dette<br />
følgende forskall<strong>in</strong>gsareal.<br />
2 · 3,35 · 10 = 67m 2<br />
Der placeres tre skråafstivere på hver side af forskall<strong>in</strong>gen, dvs. seks stk. pr. sektion og 24<br />
stk. i alt.<br />
Ydervæggene, der er 1,35m høje, støbes op mod <strong>in</strong>dervæggene, og der lejes en forskall<strong>in</strong>gsmængde,<br />
som svarer til fire ensidede sektioner. For en sektion giver dette følgende forskall<strong>in</strong>gsareal.<br />
1,35 · 10 = 13,5m 2<br />
Der placeres tre skråafstivere pr. sektion, hvilket giver 12 stk. for fire sektioner.<br />
Det samlede areal af opstillet forskall<strong>in</strong>g udregnes til<br />
P.1.2 Armer<strong>in</strong>g<br />
A f orskall<strong>in</strong>g = (39,3 · 3,35 + 57,3 · 3,35) · 2 · 2 + (40 + 58) · 2 = 1490m 2<br />
I gulvene anvendes armer<strong>in</strong>gsnet i over- og underside med en maskevidde på 200 mm udført<br />
i Y10 kamstål. I begge kældergulve anvendes som udgangspunkt net med dimensionerne<br />
5000 × 5000 mm og en stødlængde på 0,5m. I det nederste kældergulv er der i bredden plads<br />
til 7 net og i længden 12. I både bredden og længden resterer der 4 m, og hertil anvendes 19<br />
net med dimensionerne 4000 × 5000 mm og et net med dimensionerne 4000 × 4000 mm.<br />
248<br />
Antal 5000 × 5000 : 7 · 12 · 2 = 168stk<br />
Antal 4000 × 5000 : 19 · 2 = 38stk<br />
Antal 4000 × 4000 : 1 · 2 = 2stk
P.1. MATERIALEFORBRUG<br />
I det øverste gulv kan i bredden anvendes 8 og i længden 12 net. Herefter resterer både 2,9<br />
m i bredden og længden, som udfyldes med 20 net med dimensionerne 5000 × 2900 mm og<br />
et net med dimensionerne 2900 × 2900 mm.<br />
Antal 5000 × 5000 : 8 · 12 · 2 = 192stk<br />
Antal 5000 × 2900 : 20 · 2 = 40stk<br />
Antal 2900 × 2900 : 1 · 2 = 2stk<br />
I de yderste kældervægge anvendes Y8 kamstål med en afstand på 150 mm, hvilket bevirker,<br />
at der benyttes 6,67 stk. pr. meter. Armer<strong>in</strong>gen til de yderste vægge skal klippes og bukkes<br />
på pladsen, hvorfor armer<strong>in</strong>gsmængden bestemmes i antal meter. Støbn<strong>in</strong>gen af de yderste<br />
vægge sker i 20 sektioner med en højde på 1,35 m og en bredde 10 m. Til den lodrette<br />
armer<strong>in</strong>g anvendes stænger med en højde, der svarer til væggens højde, men af hensyn til<br />
forankr<strong>in</strong>gen mellem vægsektionerne anvendes 11 m længdearmer<strong>in</strong>g.<br />
Antal 1,35 m : (40 + 58) · 6,67 · 2 = 1307stk<br />
Antal 11 m : 1,35 · 6,67 · (4 + 6) · 2 = 180stk<br />
Antal meter : 1307 · 1,35 + 180 · 11 = 3745m<br />
Disse armer<strong>in</strong>gsstænger vejer 0,407 kg/m, hvorved vægten bliver<br />
Vægt : 3745 · 0,407 = 1524kg<br />
I den <strong>in</strong>derste væg anvendes netarmer<strong>in</strong>g magen til armer<strong>in</strong>gen i gulvet med en højde svarende<br />
til væggens højde, dvs. 3,35 m og med en længde på 5,5 m, hvilket bevirker, at der<br />
skal to net i hver vægsektion. Væggen støbes i 20 sektioner, hvor to af sektionerne er m<strong>in</strong>dre<br />
end de øvrige, og her anvendes net med dimensionerne 3,35 × 4500 mm.<br />
Antal 3350 × 5500 : 18 · 2 = 36stk<br />
Antal 3350 × 4500 : 2 · 2 = 4stk<br />
Det samlede areal af armer<strong>in</strong>gsnet beregnes ud fra de angivne mængder af armer<strong>in</strong>gsnet.<br />
Anet = (168 + 192) · 5 · 5 + 38 · 4 · 5 + 2 · 4 · 4 + 40 · 5 · 2,9 + 2 · 2,9 · 2,9 + 3,35 · 5,5 · 36<br />
+3,35 · 4,5 · 4 = 11112m 2<br />
249
P.1.3 Beton<br />
Det nederste kældergulv har dimensionerne 40 × 58 × 0,2 m.<br />
Vnederst = 40 · 58 · 0,2 = 464m 3<br />
Det øverste kældergulv har dimensionerne 38,9 × 56,9 × 0,2 m.<br />
Vøverst = 38,9 · 56,9 · 0,2 = 443m 3<br />
Samlet mængde beton i kældergulvene bliver således<br />
Vgulv = 464 + 443 = 907m 3<br />
BILAG P. OPFØRELSE AF KÆLDER<br />
De længste af de yderste vægge i kælderen har dimensionerne 58 × 1,35 × 0,2 og de korte<br />
har 40 × 1,35 × 0,2.<br />
Vyderst = 2 · (1,35 · 0,2 · (58 + 40)) = 53m 3<br />
De længste af de <strong>in</strong>derste vægge i kælderen har dimensionerne 57,3 × 3,35 × 0,2 og de<br />
korte har 39,3 × 3,35× 0,2.<br />
V<strong>in</strong>derst = 2 · (3,35 · 0,2 · (57,3 + 39,3)) = 129m 3<br />
Samlet mængde beton i væggene bliver således<br />
P.1.4 Drænmateriale<br />
Vvægge = 53 + 129 = 182m 3<br />
Til dræn mellem de to kældergulvene anvendes s<strong>in</strong>gels med en lagtykkelse på 0,35 m.<br />
Vs<strong>in</strong>gels = 38,9 · 56,9 · 0,35 = 775m 3<br />
Mellem de to kældervægge anvendes flam<strong>in</strong>go med riller, der anvendes som dræn, med<br />
en tykkelse på 0,15 m. Flam<strong>in</strong>golaget på limes fra bunden af <strong>in</strong>dervæggen til toppen af<br />
ydervæggen, dvs. med en højde på 1,35 m.<br />
250<br />
A f lam<strong>in</strong>go = (38,9 + 57,3) · 1,35 · 2 = 260m 2
P.1. MATERIALEFORBRUG<br />
P.1.5 Støbn<strong>in</strong>g af nederste kældergulv<br />
Til støbn<strong>in</strong>g af det nederste kældergulv anvendes pr<strong>in</strong>cippet for støbn<strong>in</strong>g af et betondæk og<br />
ved anvendelse af 4 mand.<br />
Det undlades at anvende et renselag, og istedet udlægges folie. Herefter udlægges armer<strong>in</strong>gen,<br />
og der anvendes 20 m pr. m 2 gulv. Y10-jern vejer 0,636 kg/m, hvilket bevirker, at der<br />
bruges 13 kg/m 2 . Ved anvendelse af denne værdi aflæses arbejdstiden til 7,5 mh/t. Tidsforbruget<br />
til udlægn<strong>in</strong>g af armer<strong>in</strong>gen bestemmes til<br />
harmer<strong>in</strong>g = 13 7,5<br />
· · 2320 = 57h ∼ 8dage<br />
1000 4<br />
Det antages, at udlægn<strong>in</strong>gen af folien og så kan ske <strong>in</strong>denfor de 8 dage.<br />
Derefter udstøbes gulvet ved anvendelse af en betonspand med et volumen på 750 l. Dette<br />
tager 0,31 mh/m 2 , og tidsforbruget bliver således<br />
hstøbn<strong>in</strong>g = 0,31<br />
4<br />
· 2320 = 180h ∼ 24dage<br />
Herefter skal kældergulvet afb<strong>in</strong>de, og det vurderes, at dette tager 3 døgn. Det samlede<br />
tidsforbrug ved støbn<strong>in</strong>g af det nederste kældergulv bliver således<br />
hnederste = 8 + 24 + 3 = 35dage<br />
P.1.6 Støbn<strong>in</strong>g af sektion i <strong>in</strong>derste væg<br />
Støbn<strong>in</strong>gen af de <strong>in</strong>derste vægge sker i sektioner på 10 m, og der anvendes netarmer<strong>in</strong>g med<br />
samme mål som armer<strong>in</strong>gen i gulvene.<br />
Forskall<strong>in</strong>gsarealet beregnes til<br />
A f orskall<strong>in</strong>g = 3,35 · 10 · 2 = 67m 2<br />
Under antagelse af at de enkelte flager i forskall<strong>in</strong>gen har et areal på 5 m 2 aflæses tidsforbruget<br />
til 0,38 mh/m 2 . Ved anvendelse af fire mand er tidsforbruget til opstill<strong>in</strong>g af<br />
forskall<strong>in</strong>gen<br />
h f orskall<strong>in</strong>g = 67 · 0,38<br />
4<br />
= 6,4h<br />
251
BILAG P. OPFØRELSE AF KÆLDER<br />
Med det pågældende armer<strong>in</strong>gsnet fås 10 m armer<strong>in</strong>g pr. m 2 , og da de vejer 0,636 kg/m<br />
foref<strong>in</strong>des 6,36 kg/m 2 . Ved anvendelse af denne værdi aflæses tidsforbruget til 12 mh/t.<br />
Herved bliver tidsforbruget til ilægn<strong>in</strong>g af armer<strong>in</strong>g<br />
harmer<strong>in</strong>g = 6,36 12<br />
· 3,35 · 11 · = 0,7h<br />
1000 4<br />
Derefter støbes vægsektionen ved anvendelse af en betonspand med et volumen på 750 l, og<br />
tidsforbruget aflæses til 0,41 mh/m 3 . Herved beregnes støbetiden til<br />
hstøbe = 3,35 · 10 · 0,2 · 0,41<br />
4<br />
= 0,7h<br />
Det samlede tidsforbrug til støbn<strong>in</strong>g af en vægsektion i den <strong>in</strong>derste væg er således<br />
P.1.7 Støbn<strong>in</strong>g af øverste kældergulv<br />
hyderste = 6,4 + 0,7 + 0,7 = 7,8h<br />
Under støbn<strong>in</strong>gen af det øverste kældergulv anvendes også alle fire mand. Tidsforbruget til<br />
støbn<strong>in</strong>gen bestemmes ud fra pr<strong>in</strong>cippet for støbn<strong>in</strong>g af et betongulv med et areal på 4000 m 2<br />
og en højde på 150 mm, hvilket dog er forskellig fra det pågældende gulv. Gulvet udstøbes<br />
i 24 sektioner med en bredde på 5 m og en længde på 20 m, og direkte fra betonbilen ved<br />
anvendelse af en pumpe. Støbn<strong>in</strong>gen kan opdeles i delopgaverne vist i tabel P.1, for hvilke<br />
tidsforbruget er beregnet.<br />
Delopgave Enhedstidsforbrug Tidsforbrug<br />
Grundtid 4,1 m<strong>in</strong>/m 2 9397 m<strong>in</strong><br />
Glitn<strong>in</strong>g 3,5 m<strong>in</strong>/m 2 8033 m<strong>in</strong><br />
Vacuumbehandl<strong>in</strong>g 2,2 m<strong>in</strong>/m 2 5042 m<strong>in</strong><br />
Gener ved kanter 1,9 m<strong>in</strong>/lbm 896 m<strong>in</strong><br />
Udlægn<strong>in</strong>g af armer<strong>in</strong>g 0,7 m<strong>in</strong>/m 2 1604 m<strong>in</strong><br />
Rengør<strong>in</strong>g 42 m<strong>in</strong>/gang 1008 m<strong>in</strong><br />
Tabel P.1: Delopgaver under støbn<strong>in</strong>g af øverste kældergulv<br />
Det samlede tidsforbrug til støbn<strong>in</strong>g af det øverste gulv bestemmes ud fra den forudsætn<strong>in</strong>g,<br />
at det er muligt for to mand at vacuumbehandle og glitte, mens de to andre foretager selve<br />
støbn<strong>in</strong>gen. Dermed bliver tidsforbruget<br />
høverste = 9397 + 896 + 1604 + 1008 = 12401m<strong>in</strong> ∼ 29dage<br />
Herefter skal det øverste gulv afb<strong>in</strong>de i 3 dage, og dermed bliver det samlede tidsforbrug 31<br />
dage.<br />
252
P.1. MATERIALEFORBRUG<br />
P.1.8 Støbn<strong>in</strong>g af sektion i yderste væg<br />
Under støbn<strong>in</strong>g af sektionerne i den yderste væg arbejder mandskabet i hold på to personer.<br />
Først opstilles forskall<strong>in</strong>gen, som har et areal på<br />
A f orskall<strong>in</strong>g = 1,35 · 10 = 13,5m 2<br />
Under antagelse af at de enkelte flager i forskall<strong>in</strong>gen har et areal på 5 m 2 aflæses tidsforbruget<br />
til 0,38 mh/m 2 . Ved anvendelse af to mand er tidsforbruget til opstill<strong>in</strong>g af forskall<strong>in</strong>gen<br />
h f orskall<strong>in</strong>g = 13,5 · 0,38<br />
2<br />
= 2,6h<br />
Herefter klippes og b<strong>in</strong>des armer<strong>in</strong>gen. Der anvendes Y8-jern med en afstand på 150 mm<br />
både lodret og vandret, hvilket giver 6,67 stænger på meter. Derved anvendes 13,3 m pr. m 2 ,<br />
og da Y8 vejer 0,407 kg/m er vægten pr. m 2<br />
marmer<strong>in</strong>g = 13,3 · 0,407 = 5,4kg/m 2<br />
Ved anvendelse af denne værdi aflæses tidsforbruget til klipn<strong>in</strong>g og b<strong>in</strong>d<strong>in</strong>g til hhv. 6,0<br />
mh/t og 26 mh/t. Ved anvendelse af sektionens areal på 13,5m 2 bliver tidsforbruget til de<br />
to opgaver således<br />
hklip+b<strong>in</strong>d = 5,4 6,0 5,4 26<br />
· 13,5 · + · 13,5 · = 1,2h<br />
1000 2 1000 2<br />
Derefter støbes vægsektionen ved anvendelse af en betonspand med et volumen på 750 l, og<br />
tidsforbruget aflæses til 0,41 mh/m 3 . Herved beregnes støbetiden til<br />
hstøbe = 1,35 · 10 · 0,2 · 0,41<br />
2<br />
= 0,6h<br />
Det samlede tidsforbrug til støbn<strong>in</strong>g af en vægsektion i den yderste væg er således<br />
hyderste = 2,6 + 1,2 + 0,6 = 4,4h<br />
Dette betyder, at det ca. tager to mand en halv arbejdsdag at støbe en vægsektion i den<br />
yderste kældervæg. Den resterende tid af arbejdsdagen kan anvendes til limn<strong>in</strong>g af flam<strong>in</strong>go.<br />
253
P.2 Tilbudskalkulation<br />
BILAG P. OPFØRELSE AF KÆLDER<br />
Der opstilles en tilbudskalkulation ud fra de opstillede aktiviteter med tilhørende beregnede<br />
mængder. Tilbudskalkulationen er udført på baggrund af "V&S Prisbøger for Husbygn<strong>in</strong>g<br />
- Brutto 2001"og fremgår af tabel P.2. Der er <strong>in</strong>ter- og ekstrapoleret l<strong>in</strong>eært mellem enhedspriserne<br />
i prisbogen. Der ses bort fra gulvledere og betonpumperen.<br />
V&S Beskrivelse Mængde Pris/Enhed Pris<br />
Prisnr. [kr]<br />
Beton<br />
04.10.31,13 Gulve 1 907m 3 1.340kr/m 3 1.215.380<br />
04.10.31,06 Vægge 1 182m 3 1.652kr/m 3 300.664<br />
Løse s<strong>in</strong>gels<br />
03.15.29,01 Lever<strong>in</strong>g og udlægn<strong>in</strong>g 775m 3 207kr/m 3 160.425<br />
Flam<strong>in</strong>go<br />
03.15.29,01 Lever<strong>in</strong>g og <strong>in</strong>dstøbn<strong>in</strong>g 2 260m 2 289kr/m 2 75.140<br />
Armer<strong>in</strong>g<br />
04.10.26,01 Ydervæg 3 1524kg 23,87kr/kg 36.378<br />
04.10.29,08 Indervæg og gulve 4 11112m 2 72,56kr/m 2 806.287<br />
Systemforskall<strong>in</strong>g<br />
04.10.01,01 Kældervægge 5 1490m 2 164kr/m 2 244.360<br />
Samlet pris<br />
I 2001 kr. 2.838.634<br />
1 Aggresiv miljøklasse. Pris dækker lever<strong>in</strong>g og støbn<strong>in</strong>g.<br />
2 Tilnærm<strong>in</strong>g til isoler<strong>in</strong>gsgulvplader, b = 150mm<br />
3 Y 8. Pris dækker lever<strong>in</strong>g, bukn<strong>in</strong>g og anbr<strong>in</strong>gelse i form.<br />
4 Y 10. Et armer<strong>in</strong>gsnet i <strong>in</strong>dervæg og to net i begge gulve. Pris dækker lever<strong>in</strong>g og udlæggelse.<br />
5 Pris dækker opstill<strong>in</strong>g, nedtagn<strong>in</strong>g og leje.<br />
Prisreguler<strong>in</strong>g<br />
Tabel P.2: Tilbudskalkulation for etabler<strong>in</strong>g af kælder<br />
Priserne i tabel P.2 er angivet i 2001 priser. Disse priser reguleres til 2004 priser, hvilket<br />
gøres ud fra den relative <strong>in</strong>dekstilvækst. Herved f<strong>in</strong>des den samlede regulerede tilbudspris<br />
for opførelsen af kælderen, som angives i tabel P.3.<br />
254<br />
Indeks for enhedspris 01.01.2001 162,7<br />
Indeks for enhedspris 01.01.2004 172,9<br />
Indeksforskel 10,2<br />
Beregn<strong>in</strong>gsgrundlag 2.838.634 kr<br />
Reguler<strong>in</strong>gsbeløb:<br />
2.838.634 x 10,2<br />
162,7<br />
177.960 kr<br />
Beregn<strong>in</strong>gsgrundlag + reguler<strong>in</strong>gsbeløb 3.194.563 kr<br />
Tabel P.3: Prisreguler<strong>in</strong>g af tilbudskalkulationen til januar 2004
Bilag Q<br />
Montagearbejde<br />
I dette bilag bestemmes den samlede montagetid for <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s tårn. Yderligere<br />
udarbejdes en tilbudskalkulation for dette montagearbejde.<br />
Q.1 Montagetid<br />
Montagetiden udregnes i dette afsnit, idet der afgrænses til at regne på <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s<br />
tårn, hvilket fremgår på figur Q.1.<br />
Figur Q.1: <strong>Kennedy</strong> <strong>Arkaden</strong>s tårn<br />
Tårnet forudsættes at <strong>in</strong>dgå som en del af hele bygn<strong>in</strong>gen. Det betyder, at sydgavlen for<br />
tårnets 6. og 7. etage består af vægelementer imodsætn<strong>in</strong>g til de øvrige etager, hvor denne<br />
gavl består af søjleelementer. Ydermere simplificeres opbygn<strong>in</strong>gen af de enkelte etager i<br />
tårnet, således at disse er ens, dog er stueetagens højde 5m, mens de øvrige er 3,4m.<br />
255
BILAG Q. MONTAGEARBEJDE<br />
Ved opdel<strong>in</strong>g af etagerne i elementer tages der udgangspunkt i stueetagen. Elementerne<br />
opdeles således, at disse kan transporteres med normale reolvogne. Når reolvognene ankommer<br />
til byggepladsen, monteres elementerne direkte fra vognene, og der tages hensyn til,<br />
at nogle af elementerne skal vendes <strong>in</strong>den de monteres. Yderligere tages der hensyn til de<br />
enkelte elementers maksimale vægt ved opdel<strong>in</strong>gen således, at de valgte kraner kan håndtere<br />
disse.<br />
Q.1.1 Vægelementer<br />
Dimensionerne på de præfabrikerede ydre vægelementer af beton f<strong>in</strong>des i tabel Q.1. Tykkelsen<br />
af vægelementerne er 180mm. Ydermere f<strong>in</strong>des krantiden, som er bestemt til 15 m<strong>in</strong>utter pr.<br />
stk., ud fra et tidsstudie for en typisk montagecyklus af et halbyggeri [Anlægsteknik 2, 2003].<br />
Yderligere figurerer følgende symboler<br />
M monter<strong>in</strong>g, sammenkobl<strong>in</strong>g, afstivn<strong>in</strong>g og juster<strong>in</strong>g af elementerne<br />
F fugn<strong>in</strong>g, f.eks. udstøbn<strong>in</strong>g af fugerne med beton <strong>in</strong>kl. armer<strong>in</strong>g eller stopn<strong>in</strong>g med<br />
m<strong>in</strong>eraluld langs kanterne<br />
hvis værdier, afhængig af arbejdets type, aflæses i [Anlægsteknik 2, 2003].<br />
Etage Dimension (l × h) Areal Krantid M F M + F Antal<br />
[mm] [m 2 ] [m<strong>in</strong>/stk] [mh/stk] [mh/stk] [mh/stk] [stk]<br />
Stue 2935 × 4740 13,91 15 1 0,38 1,38 2<br />
2200 × 4740 10,43 15 1 0,38 1,38 4<br />
2400 × 4740 11,38 15 1 0,38 1,38 8<br />
2090 × 4740 9,91 15 1 0,38 1,38 1<br />
1. - 5. 2935 × 3140 9,22 15 1 0,38 1,38 2<br />
2200 × 3140 6,91 15 1 0,38 1,38 4<br />
2400 × 3140 7,54 15 1 0,38 1,38 8<br />
2090 × 3140 6,56 15 1 0,38 1,38 1<br />
6. - 7. 2935 × 3140 9,22 15 1 0,38 1,38 2<br />
2200 × 3140 6,91 15 1 0,38 1,38 4<br />
2400 × 3140 7,54 15 1 0,38 1,38 8<br />
2090 × 3140 6,56 15 1 0,38 1,38 1<br />
2400 × 3140 7,54 15 1 0,38 1,38 2<br />
3600 × 3140 11,30 15 1 0,38 1,38 2<br />
2190 × 3140 6,88 15 1 0,38 1,38 1<br />
Tabel Q.1: Vægelementerne på de enkelte etager<br />
Ved beregn<strong>in</strong>g af det totale tidsforbrug pr. vægelement antages det, at M og F er uafhængig<br />
af størrelserne på vægelementerne. De i tabel Q.1 angivne dimensioner på elementerne er<br />
udvendige mål.<br />
256
Q.1. MONTAGETID<br />
Antallet af mandtimer til montagen af stueetagens vægelementer beregnes vha. tabel Q.1,<br />
idet der ikke regnes med gentagelseseffekt, til<br />
t = 15stk · 1,38mh/stk = 20,7mh<br />
Ved at sætte et sjak på 3 mand (udover kranføreren) til at udføre montagen af vægelementerne<br />
og <strong>in</strong>dregne krantiden fås en montagetid for stueetagen på<br />
T = 20,7mh<br />
3m<br />
+ 15stk · 15m<strong>in</strong>/stk<br />
60m<strong>in</strong>/h<br />
= 10,65h<br />
På tilsvarende måde og med samme antagelser som ovenfor bestemmes montagetiden for 1.<br />
- 5. og 6. - 7. etage. Resultaterne fremgår af tabel Q.2.<br />
Q.1.2 Søjler<br />
Etage Montagetid [h]<br />
Stue 10,65<br />
1. - 5. 10,65<br />
6. - 7. 14,20<br />
Tabel Q.2: Montagetiderne for de enkelte etager<br />
De data som skal anvendes til beregn<strong>in</strong>g af montagetiden for de præfabrikerede søjler angives<br />
i tabel Q.3 efter sammen pr<strong>in</strong>cip som i afsnit Q.1.1.<br />
Etage Dimension (b × l × h) Krantid M F M + F Antal<br />
[mm] [m<strong>in</strong>/stk] [mh/stk] [mh/stk] [mh/stk] [stk]<br />
Stue 420 × 420 × 4740 15 0,90 0,10 1,00 2<br />
420 × 600 × 4740 15 0,90 0,10 1,00 1<br />
420 × 800 × 4740 15 0,90 0,10 1,00 2<br />
420 × 240 × 4740 15 0,90 0,10 1,00 3<br />
1. - 5. 420 × 420 × 3140 15 0,90 0,10 1,00 2<br />
420 × 600 × 3140 15 0,90 0,10 1,00 1<br />
420 × 800 × 3140 15 0,90 0,10 1,00 2<br />
420 × 240 × 3140 15 0,90 0,10 1,00 3<br />
6. - 7. 420 × 600 × 3140 15 0,90 0,10 1,00 1<br />
420 × 800 × 3140 15 0,90 0,10 1,00 2<br />
420 × 240 × 3140 15 0,90 0,10 1,00 1<br />
Tabel Q.3: Data for de præfabrikerede søjler<br />
Ved bestemmelse af M og F i tabel Q.3 regnes tiderne uafhængig af højden. Højden af<br />
søjlerne er bestemt som den <strong>in</strong>dvendige højde af etagerne.<br />
257
BILAG Q. MONTAGEARBEJDE<br />
Ved beregn<strong>in</strong>g af montagetiden for søjlerne på de enkelte etager tages der hensyn til gentagelsesfaktoren.<br />
Gentagelsesfaktoren tager hensyn til oplær<strong>in</strong>gsfasen og <strong>in</strong>dkør<strong>in</strong>gsfasen.<br />
I oplær<strong>in</strong>gsfasen får den udførende <strong>in</strong>struktion og vejledn<strong>in</strong>g i arbejdets udførelser, hvorpå<br />
arbejdsmetoden justeres. I <strong>in</strong>dkør<strong>in</strong>gsfasen opnås der større og større fortrolighed med arbejdet,<br />
arbejdsbevægelser gøres stadig mere hensigtsmæssige og metoden f<strong>in</strong>justeres. Dette<br />
tages i regn<strong>in</strong>g ved benyttelse af Wrights formel, som fremgår af formel Q.1.<br />
[Anlægsteknik 2, 2003]<br />
hvor<br />
tx = T1 · x −k<br />
(Q.1)<br />
tx er tiden i gennemsnit pr. enhed [mh]<br />
T1 er det teoretiske tal for styktiden for den første enhed [-]<br />
x<br />
k<br />
er antal udførte enheder [-]<br />
er gentagelsesfaktoren eller reduktionsfaktoren, der ligger i oplær<strong>in</strong>gs- og <strong>in</strong>dkør<strong>in</strong>gstiden<br />
[-]<br />
T1 og k bestemmes ud fra [Anlægsteknik 2, 2003] ved opstill<strong>in</strong>g af følgende to lign<strong>in</strong>ger<br />
med to ubekendte.<br />
Løses de fås<br />
(0,90 + 0,10) = T1 · 150 −k<br />
1,21 · (0,90 + 0,10) = T1 · 25 −k<br />
T1 = 1,704<br />
k = 0,106<br />
Gennemsnitstiden pr. enhed tx for søjlerne i stueetagen bliver ved brug af formel Q.1<br />
tstue,8 = 1,704 · 8 −0,106 = 1,37mh/stk<br />
Ved bestemmelse af gennemsnitstiden pr. enhed tx for de 8 søjler på 1. etage tages <strong>in</strong>dlær<strong>in</strong>gen<br />
fra stueetagen med i regn<strong>in</strong>g. Derved fås<br />
258<br />
t1,8 = 1,704 · 16 −0,106 = 1,27mh/stk
Q.1. MONTAGETID<br />
Resultaterne for de øvrige etager fremgår af tabel Q.4.<br />
Etage tx [mh/stk]<br />
Stue 1,37<br />
1. 1,27<br />
2. 1,22<br />
3. 1,18<br />
4. 1,15<br />
5. 1,13<br />
6. 1,12<br />
7. 1,11<br />
Tabel Q.4: Gennemsnitstider pr. enhed<br />
Ligeledes ved anvendelse af et sjak på 3 mand fås følgende montagetid for søjlerne i stueetagen.<br />
Beregn<strong>in</strong>gspricippet er det samme som i afsnit Q.1.1.<br />
Tstue,8 =<br />
1,37mh/stk · 8stk<br />
3m<br />
De øvrige montagetider pr. etage fremgår af tabel Q.5.<br />
+ 8stk · 15m<strong>in</strong>/stk<br />
60m<strong>in</strong>/h<br />
Etage Montagetid [h]<br />
Stue 5,65<br />
1. 5,39<br />
2. 5,25<br />
3. 5,15<br />
4. 5,07<br />
5. 5,01<br />
6. 2,49<br />
7. 2,48<br />
Tabel Q.5: Montagetid for søjlerne pr. etage<br />
= 5,65h<br />
259
Q.1.3 Bjælker<br />
BILAG Q. MONTAGEARBEJDE<br />
De data, som skal anvendes til beregn<strong>in</strong>g af montagetiden for de præfabrikerede bjælker,<br />
angives i tabel Q.6 efter samme pr<strong>in</strong>cip som i afsnit Q.1.1.<br />
Etage Dimension (l) Krantid M F M + F Antal<br />
[mm] [m<strong>in</strong>/stk] [mh/stk] [mh/stk] [mh/stk] [stk]<br />
Stue - 7. 15175 10 0,57 0,13 0,7 1<br />
14370 10 0,57 0,13 0,7 1<br />
5965 10 0,57 0,13 0,7 1<br />
Tabel Q.6: Data for de præfabrikerede bjælker<br />
Ved bestemmelse af M og F i tabel Q.6 regnes tiderne uafhængige af længden. Længden af<br />
bjælkerne er bestemt ud fra et spænd fra yderkant til yderkant af søjlerne.<br />
Montagetiden for bjælkerne beregnes uden hensyntagen til <strong>in</strong>dlær<strong>in</strong>g, dvs. gentagelsesfaktoren,<br />
og derved er beregn<strong>in</strong>gspr<strong>in</strong>cippet det samme som i afsnit Q.1.1. Derfor gennemgås<br />
udregn<strong>in</strong>gerne ikke i detajler og resultaterne fremgår af tabel Q.7.<br />
Q.1.4 Dækelementer<br />
Etage Montagetid [h]<br />
Stue - 7. 1,20<br />
Tabel Q.7: Montagetid for bjælkerne pr. etage<br />
De data, som skal anvendes til beregn<strong>in</strong>g af montagetiden for de præfabrikerede dækelementer,<br />
angives i tabel Q.8 efter samme pr<strong>in</strong>cip som i afsnit Q.1.1. Tykkelsen af dækelementerne<br />
er 220mm.<br />
Etage Dimension (l × b) Areal Krantid M F M + F Antal<br />
[mm] [m 2 ] [m<strong>in</strong>/stk] [mh/stk] [mh/stk] [mh/stk] [stk]<br />
1. - 7. 8740 × 1200 10,49 8 0,25 0,39 0,64 9<br />
13950 × 1200 16,74 8 0,25 0,39 0,64 9<br />
Tabel Q.8: Data for de præfabrikerede dækelementer<br />
Ved bestemmelse af M og F i tabel Q.8 er tiderne bestemt på baggrund af en elementstørrelse<br />
på 10m 2 , da dette er det største, som er opgivet i [Anlægsteknik 2, 2003]. Længden af<br />
dækelementerne er det frie spænd, og derved er længderne i tabel Q.8 uden vederlag. Vederlagsdybden<br />
har stor <strong>in</strong>dflydelse på selve montagen og udførelsen, men montagetiden er<br />
uændret ved forlængelse af bjælkerne med vederlagsdybden, derfor ses der bort fra denne.<br />
260
Q.1. MONTAGETID<br />
Montagetiden for dækelementerne beregnes uden hensyntagen til <strong>in</strong>dlær<strong>in</strong>g, dvs. gentagelsesfaktoren,<br />
og derved er beregn<strong>in</strong>gspr<strong>in</strong>cippet det samme som i afsnit Q.1.1. Derfor gennemgås<br />
udregn<strong>in</strong>gerne ikke i detajler, og resultaterne fremgår af tabel Q.9.<br />
Q.1.5 Tagelementer<br />
Etage Montagetid [h]<br />
1. - 7. 6,24<br />
Tabel Q.9: Montagetid for dækelementerne pr. etage<br />
De data, som skal anvendes til beregn<strong>in</strong>g af montagetiden for de præfabrikerede tagelementer,<br />
angives i tabel Q.10 efter samme pr<strong>in</strong>cip som i afsnit Q.1.1.<br />
Etage Dimension (l × h) Krantid M F M + F Antal<br />
[mm] [m<strong>in</strong>/stk] [mh/stk] [mh/stk] [mh/stk] [stk]<br />
Tag 15050 × 1200 15 0,25 0,14 0,39 18<br />
Tabel Q.10: Data for de præfabrikerede tagelementer<br />
Ved bestemmelse af M og F i tabel Q.6 regnes tiderne uafhængig af længden. Længden af<br />
TT-tagdækkene er bestemt ud fra de udvendige mål af bygn<strong>in</strong>gen.<br />
Montagetiden for tagelementerne beregnes uden hensyntagen til <strong>in</strong>dlær<strong>in</strong>g, dvs. gentagelsesfaktoren,<br />
og derved er beregn<strong>in</strong>gspr<strong>in</strong>cippet det samme som i afsnit Q.1.1. Derfor gennemgås<br />
udregn<strong>in</strong>gerne ikke i detaljer, og resultaterne fremgår af tabel Q.11.<br />
Q.1.6 Trappeelementer<br />
Etage Montagetid [h]<br />
Tag 6,84<br />
Tabel Q.11: Montagetid for tagelementerne i alt<br />
De data, som skal anvendes til beregn<strong>in</strong>g af montagetiden for de præfabrikerede trappeelementer,<br />
angives i tabel Q.12 efter samme pr<strong>in</strong>cip som i afsnit Q.1.1.<br />
Etage Krantid M F M + F Antal<br />
[m<strong>in</strong>/stk] [mh/stk] [mh/stk] [mh/stk] [stk]<br />
Stue - 7. 8 0,8 0,6 1,4 14<br />
Tabel Q.12: Data for de præfabrikerede trappeelementer<br />
261
BILAG Q. MONTAGEARBEJDE<br />
Ved bestemmelse af krantiden i tabel Q.12 regnes denne at være det samme som krantiden<br />
for et dækelement, dvs. 8m<strong>in</strong>. Antallet af trappeelementer bestemmes ud fra antagelsen om,<br />
at mellem hver etage f<strong>in</strong>des to trappeelementer, som er forbundet med et repos.<br />
Montagetiden for trappeelementerne beregnes uden hensyntagen til <strong>in</strong>dlær<strong>in</strong>g, dvs. gentagelsesfaktoren,<br />
og derved er beregn<strong>in</strong>gspr<strong>in</strong>cippet det samme som i afsnit Q.1.1. Derfor<br />
gennemgås udregn<strong>in</strong>gerne ikke i detajler, og resultaterne fremgår af tabel Q.13.<br />
Q.1.7 Indvendige vægge<br />
Etage Montagetid [h]<br />
Stue - 7. 1,20<br />
Tabel Q.13: Montagetid for trappeelementerne pr. etage<br />
De data, som skal anvendes til beregn<strong>in</strong>g af montagetiden for de præfabrikerede <strong>in</strong>dvendige<br />
vægge, angives i tabel Q.14 efter samme pr<strong>in</strong>cip som i afsnit Q.1.1. Tykkelsen af de<br />
<strong>in</strong>dvendige vægge, som er udført i beton, er 180mm.<br />
Etage Dimension (l × h) Areal Krantid M F M + F Antal<br />
[mm] [m 2 ] [m<strong>in</strong>/stk] [mh/stk] [mh/stk] [mh/stk] [stk]<br />
stue 2515 × 4740 11,92 15 0,6 0,5 1,1 2<br />
1645 × 4740 7,80 15 0,6 0,5 1,1 2<br />
880 × 4740 4,17 15 0,6 0,5 1,1 1<br />
2560 × 4740 12,13 15 0,6 0,5 1,1 1<br />
2150 × 4740 10,19 15 0,6 0,5 1,1 1<br />
2165 × 4740 10,26 15 0,6 0,5 1,1 2<br />
1. - 7. 2515 × 3140 7,90 15 0,6 0,5 1,1 2<br />
1645 × 3140 5,17 15 0,6 0,5 1,1 2<br />
880 × 3140 2,76 15 0,6 0,5 1,1 1<br />
2560 × 3140 8,04 15 0,6 0,5 1,1 1<br />
2150 × 3140 6,75 15 0,6 0,5 1,1 1<br />
2165 × 3140 6,80 15 0,6 0,5 1,1 2<br />
Tabel Q.14: Data for de præfabrikerede <strong>in</strong>dvendige vægge<br />
Ved bestemmelse af M og F i tabel Q.14 regnes tiderne uafhængige af arealerne. Yderligere<br />
antages, at de <strong>in</strong>dvendige vægge placeres ens på hver etage, selvom der er lidt variation de<br />
enkelte etager imellem.<br />
Montagetiden for de <strong>in</strong>dvendige vægge beregnes uden hensyntagen til <strong>in</strong>dlær<strong>in</strong>g, dvs. gentagelsesfaktoren,<br />
og derved er beregn<strong>in</strong>gspr<strong>in</strong>cippet det samme som i afsnit Q.1.1. Derfor<br />
gennemgås udregn<strong>in</strong>gerne ikke i detajler, og resultaterne fremgår af tabel Q.15.<br />
262
Q.2. TILBUDSKALKULATION<br />
Q.1.8 Samlet montagetid<br />
Etage Montagetid [h]<br />
Stue 3,70<br />
1. - 7. 3,70<br />
Tabel Q.15: Montagetid for de <strong>in</strong>dvendige vægge pr. etage<br />
Den samlede montagetid for alle elementerne i tårnet bestemmes ud fra de forrige afsnit til<br />
246h. Dette svarer til 31 arbejsdage eller ca. 6 uger, når det forudsættes, at én arbejdsdag er<br />
8 timer, og én arbejdsuge består af 5 arbejdsdage.<br />
Q.2 Tilbudskalkulation<br />
I dette afsnit udarbejdes en tilbudskalkulation for montagearbejdet, som er beskrevet i afsnit<br />
Q.1. Tilbudskalkulationen tager udgangspunkt i "V&S Priser for Husbygn<strong>in</strong>g - Brutto<br />
2001". V&S prisbøgerne <strong>in</strong>deholder udvalgte standard elementer, og da de i afsnit Q.1 anvendte<br />
elementer ikke alle er standard elementer, tilnærmes disse dertil i tabel Q.16. Ydermere<br />
fremgår V&S Prisnr., den mængde som anvendes og prisen for de enkelte poster samt<br />
den totale pris. F<strong>in</strong>des den eksakte mængde ikke i V&S prisbogen <strong>in</strong>terpoleres der retl<strong>in</strong>et<br />
mellem to oplyste mængder.<br />
V&S Beskrivelse 1 Mængde Pris/enhed Pris<br />
Prisnr. [kr]<br />
04.10.83,01 Bjælke: 120 × 300 × 6000 (B × H × L) 48 lbm 501 kr/lbm 24.048<br />
04.10.83,07 Bjælke: 360 × 840 × 15600 (B × H × L) 236 lbm 1.750 kr/lbm 413.000<br />
04.10.81,07 Søjle: 300 × 600 × 3000 8 stk 5.970 kr/stk 47.760<br />
04.10.81,08 Søjle, tillæg pr. lbm 8 × 2 lbm 941 kr/lbm 15.056<br />
04.10.81,07 Søjle: 300 × 600 × 3000 48 stk 5.792 kr/stk 278.016<br />
04.10.54,09 Vægelement: 180mm × 24M × 28M 1132 m 2 650 kr/m 2 735.800<br />
04.10.69,02 Dækelement: 215mm × 12M × 96M 609 m 2 479 kr/m 2 291.711<br />
04.10.69,09 Dækelement: 265mm × 12M × 144M 1138 m 2 523 kr/m 2 595.174<br />
04.10.87,01 Tagelement: TTS 60 A, 2400 × 15600 325 m 2 582 kr/m 2 189.150<br />
04.10.77,01 Trappeelement, Tr<strong>in</strong> 98 stk 1.072 kr/stk 105.056<br />
04.10.77,02 Trappeelement, Repos 14 stk 13.580 kr/stk 190.120<br />
04.10.77,03 Trappeelement, Stålgelænder pr. tr<strong>in</strong> 98 stk 598 kr/stk 58.604<br />
04.10.54,09 Indvendig væg: 180mm × 24M × 28M 488 m 2 685 kr/m 2 334.280<br />
Total pris 3.277.775<br />
1 Tilnærmelse.<br />
Tabel Q.16: Tilbudskalkulation i 2001 (januar) prisniveau<br />
263
Q.2.1 Prisreguler<strong>in</strong>g<br />
BILAG Q. MONTAGEARBEJDE<br />
Prisbogens enhedspriser er som før nævnt udregnet på grundlag af prisniveauet i januar<br />
2001. Ved beregn<strong>in</strong>g af tilbudskalkulationen i januar 2004 må der derfor foretages en prisreguler<strong>in</strong>g.<br />
I tabel Q.17 udføres denne prisreguler<strong>in</strong>g.<br />
264<br />
Indeks for enhedspris 01.01.2001 162,7<br />
Indeks for enhedspris 01.01.2004 172,9<br />
Indeksforskel 10,2<br />
Beregn<strong>in</strong>gsgrundlag 3.277.775 kr<br />
Reguler<strong>in</strong>gsbeløb:<br />
3.277.775 x 10,2<br />
162,7<br />
205.491 kr<br />
Beregn<strong>in</strong>gsgrundlag + reguler<strong>in</strong>gsbeløb 3.483.266 kr<br />
Tabel Q.17: Prisreguler<strong>in</strong>g af tilbudskalkulationen til januar 2004