DET TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE FAKULTET MASTEROPPGAVE. Forfatter: John Morten Tårnes

Transkript

1 DET TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE FAKULTET MASTEROPPGAVE Studieprogram/spesialisering: Institutt for konstruksjonsteknikk og materialteknologi. Forfatter: John Morten Tårnes Fagansvarlig: Jonas Odland Vårsemesteret, 2014 Åpen (signatur forfatter) Veileder: Jonas Odland Tittel på masteroppgaven: Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen. Engelsk tittel: How does the grade of detail calculation affect the total cost in a project. Studiepoeng: 30 studiepoeng Emneord: - Stålkonstruksjon - Dimensjonering - Prosjektering - Kostnader Sidetall: 83 + vedlegg/annet: 68 Stavanger,.. dato/år

2 Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen Masteroppgave 2014 Institutt for konstruksjonsteknikk og materialteknologi John Morten Tårnes Juni 2014

3 Sammendrag Sammendrag I denne oppgaven er det sett på om detaljeringsgraden i dimensjoneringen har en innvirkning på kostnadene av prosjektering og oppføring av en stålkonstruksjon. Det er modellert opp to modeller som skal simulere gangareal med forskjellige bruksfunksjoner. 3D modelleringsverktøyet Tekla Structures er brukt for å lage strukturmodellene og modellene er beregnet i stålanalyseprogrammet G-Prog Ramme med fire forskjellige lasttilfeller. Alle fire lasttilfellene er beregnet for å finne nøyaktige dimensjoner på stålelementene og det er også gjort beregninger der man finner den største nødvendige dimensjonen og bruker denne på alle stålelementene. Stålkonstruksjonene er priset i henhold til stålmengden som kom ut av dimensjonsberegningene og det er også gjort en vurdering på kostnadene på prosjekteringen. Det viser seg at ved små laster (2 4 kn/m²) er en rask detaljdimensjonering for å finne den mest belastede søylen for så bruke denne søyleprofilen på alle elementene den mest prisgunstige måten å gjennomføre prosjektet på. Dette kommer av at fordelen med gjenbruk av profiler er større med tanke på prosjektering og oppføring av konstruksjonen enn kostnadsøkningen det overdimensjonerte stålet drar med seg. For mer belastede konstruksjoner (5 9 kn/m²) vil en detaljdimensjonering av profilene og bruk av ulike profiler være det rimeligste alternativet fordi de overdimensjonerte profilene drar med seg større kostnader enn det gjenbruksfordelen sparer prosjektet for, men det medfører også en større risiko for feilmontasje på grunn av flere ulike dimensjoner kan virke forvirrende. Når man ser på totalbildet og inkluderer risiko for feilmontasje og forsinkelser i prosjektet vil det i de aller fleste tilfellene bli valgt å bruke like dimensjoner i alle elementene fordi konsekvensene ved feilmontasje og/eller forsinkelse i prosjektet er for store både med tanke på personsikkerheten og økonomien. På konstruksjonene som er brukt i denne oppgaven og med de lastene som er brukt her er besparelsen for liten i forhold til risikoen man må ta for å oppnå denne besparelsen. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 1

4 Innholdsfortegnelse Innholdsfortegnelse 1 Innledning Teorier og gjennomføring av masteroppgaven Teorier... 5 Modellene... 6 Bruk av programvare G-Prog Ramme Tekla Structures Laster og grensetilstander Lastbeskrivelse på konstruksjon Hvordan velge korrekt last Grensetilstandsbeskrivelse og anvendelse av grensetilstander Beregninger Lastnedregning Finne lastarealet Lasttilfeller som blir brukt i beregningene Navngivning av element Lastens vei i konstruksjonen Lastnedregning for nyttelast, modell B Lastnedregning for nyttelast, modell B Elementberegning Beregning av stålsøyler for modell B Beregning av stålbjelker for modell B Beregning av elementene i modell B Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen Kalkulering for modell B Vekt av stålelementene med forskjellige beregningsmetoder Prosentfordeling av kostnadene mellom stålbjelker og stålsøyler Kostnader for stålelementene Kostnader for prosjektering av stålkonstruksjon Totalkostnader for prosjektering og oppføring av stålkonstruksjon Kalkulering for modell B Totalkostnader for prosjektering og oppføring av stålkonstruksjonen Drøfting av resultatene Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 2

5 Innholdsfortegnelse 7 Konklusjon Kilder, figurer, tabeller og bilder Kilder Figurer Tabeller Vedlegg i papirformat Tabeller Lastnedregning for nyttelast, modell B Lastnedregning for nyttelast, modell B Elementberegning modell B Beregning av stålsøyler for modell B Beregning av stålbjelker for modell B Kalkulering for modell B Vekt av stålelementene med tre forskjellige beregningsmetoder Prosentfordeling av kostnadene mellom stålbjelker og stålsøyler Kostnader for stålelementene Kostnader for prosjektering av stålkonstruksjoner Totalkostnader for prosjektering og oppføring av stålkonstruksjonen Tegninger Vedlegg på CD-ROM Generelt Tegninger Detaljberegninger fra G-Prog Ramme Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 3

6 Kapittel 1 - Innledning 1 Innledning I dagens industri er det mange stålkonstruksjoner av forskjellige kompleksitet. Mange av disse blir overdimensjonert fordi det er enkelt og raskt å gjennomføre, men er dette den mest lønnsomme måten å gjøre det på? Kan det være en rimeligere løsning? I denne masteroppgaven skal det sees på kostnadene for prosjektering og oppføring av to forskjellige stålkonstruksjoner og hvordan kostnadene påvirkes av kompleksiteten av konstruksjonen og lastene som konstruksjonen blir utsatt for. Det skal sees på hvor grensen mellom detaljdimensjonering og overdimensjonering går og det skal vurderes om det er andre faktorer som kan skape en risiko for uforutsette utgifter i et prosjekt. Det skal gjennomføres lastberegning med fire forskjellige laststilfeller og det skal gjøres dimensjonering av stålbæresystemet for de to forskjellige konstruksjonene. Ut fra dimensjoneringen skal det gjøres en kostnadsberegning av stål og oppføringen av dette, og det skal sees på kostnadene for prosjekteringsdelen. Beregningene skal gjøre i henhold til gjeldende regelverk: - Eurocode EN 1990 med norsk tillegg Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner, Eurocode EN 1993 med norsk tillegg Prosjektering av stålkonstruksjoner, DNV-OS-C101 Design of offshore steel structures, general (LRFD method), April 2011 Det skal gjøres intervju av senioringeniører innen konstruksjonsteknikk hos Multiconsult AS avdeling for rådgivende ingeniørtjenesten for konstruksjon i Sandnes, senioringeniører innen konstruksjonsteknikk hos Prefab Design AS i Stavanger og prosjektledere hos Metallproduksjon AS i Stavanger. Dette blir gjort for blant annet å samle erfaringsdata på kostnader innen stålkonstruksjon og prosjektering. Kildehenvisning blir gjengitt med [] og viser til kildelisten i kapittel 8.1. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 4

7 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven 2 Teorier og gjennomføring av masteroppgaven 2.1 Teorier Alle stålkonstruksjoner blir beregnet med hensyn på de ytre faktorene som de kan bli utsatt for. For enkle konstruksjoner er det noen gang raskere og billigere å bruke like dimensjoner på alle stålelementene selv om de blir utsatt for forskjellig last. Ettersom en konstruksjon blir utsatt for større og større last øker også behovet for detaljdimensjonering fordi konsekvensene ved overdimensjonering eller underdimensjonering blir for store. For konstruksjoner som er bygd opp av mange like moduler kan det være lønnsomt å beregne dimensjonene slik at man sitter igjen med flest mulig like komponenter. Den ekstra kostnaden man har ved å bruke mer tid på beregningen kan hentes inn med en raskere tegningsproduksjon og en kortere montasjetid. Utfordringen i Norge er den høye prisen på arbeidskraft i forhold til kiloprisen på stål. Å overdimensjonere konstruksjonen slik at det totale antall timer som blir brukt i et prosjekt kan reduseres er noen gang ønskelig fordi prisøkningen på det «overdimensjonerte» stålet er mindre enn prosjekteringsbesparelsene. På tyngre konstruksjoner vil besparelsene av kostnadene på stålet på et tidspunkt bli høyere enn de økte prosjekteringskostnadene, og det vil da bli lønnsomt å detaljprosjektere hvert enkelt element i konstruksjonen. Dette gjelder spesielt på konstruksjoner der det er viktig å holde vekten nede på grunn av f.eks. redusert bærekapasitet eller forskyving av massesenteret på en flytende installasjon. Faren for feil under oppføring av konstruksjonen er også en faktor som spiller inn når det velges dimensjoneringsmetode. Mange dimensjoner som har små avvik fra hverandre kan virke forvirrende og faren for at ting blir forvekslet øker. Hvis man da har beregnet alle elementene til en veldig høy utnyttelsesgrad kan man ende opp med at et element får høyere belastning enn det er beregnet for. Man må gjøre en oppveiing mellom sannsynligheten for feil og hvilke konsekvenser dette kan få opp mot den besparelsen man eventuelt kan ha på grunn av lavere stålmengder. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 5

8 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven 2.2 Modellene Modellene som blir brukt i denne oppgaven er én kompleks stålkonstruksjon med mange ulike lasttilfeller, modell B01, og én relativt enkel stålkonstruksjon med mange gjentakelser, modell B02. Modell B01 består av en tre etasjes konstruksjon med forskjellig areal i alle tre etasjene. Lasten består av personlast, men med forskjellig størrelse. Modell B02 består av en fire etasjes konstruksjon med likt areal i alle etasjene. Her er også lastene personlast med forskjellig størrelse. Både modell B01 og B02 følger et aksesystem på 6meter i x-retning, 3meter i y-retning og 3,5meter i z-retning. Konstruksjonene er definert som sekundærkonstruksjoner, altså ikke en del av hovedbæresystemet. Illustrasjon av konstruksjonene kan sees figurene på neste side. Begge konstruksjonene er oppført i et stålbæresystem bestående av RHS søyler og IPE bjelker i materialkvalitet S355. RHS-profiler er det mest vanlige søyleprofilet å bruke for slike krefter det er i disse konstruksjonene og IPE-profiler er det bjelkeprofilet som gir mest bæreevne pr kg stål med slike spenn det er i disse konstruksjonene. Koblingen mellom søylene og bjelkene er gjort med en boltekobling som ikke overfører moment mellom elementene. Dette gjør at det ikke føres tvangskrefter inn i konstruksjonen. Koblingsmetoden gir en raskere og tryggere montasjefase siden mye forarbeid kan gjøres på et mekanisk verksted og all sveising kan avsluttes før elementene blir korrosjonsbeskyttet. Dekket som er valgt er stål-grating [1], noe som ofte brukes på gangsoner på offshoreinstallasjoner. Det er valgt et sekundærbæresystem for stål-gratingen som består av IPE 140 med en senteravstand på 1500mm. Dette profilet er valgt fordi den har bredde nok til å bære stål-gratingen og styrke nok til å bære den største flatelasten som konstruksjonen blir beregnet for. Stål-grating og sekundærstål tilsvarer en last på 0,5kN/m². Detaljerte tegninger over modellene ligger som vedlegg i oppgaven og som digitale vedlegg på vedlagt CD-ROM. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 6

9 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven Figur 1 - Modell B01 med aksesystem Figur 2 - Modell B02 med aksesystem Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 7

10 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven 2.3 Bruk av programvare For å korte ned prosjekteringstiden og øke kvaliteten på beregningene blir det brukt avansert analyseprogramvare for dimensjonering av stålkonstruksjoner. Komplekse stålkonstruksjoner er neste umulig å beregne for hånd da det er for mange ulike parametere som må kombineres og man ender opp med mange tusen lastsenarioer som må kontrolleres. Håndberegninger blir dermed veldig tidkrevende og dyre å utføre. Moderne analyseprogramvare finne som både 2D og 3D og man kan gjennomføre komplette globalanalyser etter gjeldende standarder og profilkataloger fordi disse er implementert i programvaren. Man får dermed ut anbefalte ståldimensjoner og ikke bare krefter, moment, spenninger etc.. De mest avanserte analyseprogrammene kan beregne dynamiske bevegelser fra bølger, vind og jordskjelv, mens de litt mindre avanserte programmene utfører rene statiske beregninger. I denne oppgaven er det brukt et stålberegningsprogram som heter G-Prog Ramme 6.3. Dette er utviklet av konsulentselskapet Norconsult AS og er analyseprogram som utfører statiske beregninger. Det er utprøvd over lang tid og brukes av mange ingeniører. Det har implementert Eurocode EN Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner og Eurocode EN Prosjektering av stålkonstruksjoner pluss de nasjonale tilleggene for Norge slik at beregningene blir utført etter norske retningslinjer. Programmet har også norsk profilkatalog og velger automatisk bort de profilene som ikke er vanlig å lagerføre i Norge. Tegningsprogrammet som er brukt i denne oppgaven heter Tekla Structures 18.0 og er et 3D modelleringsverktøy for stålkonstruksjoner. Det er såkalt BIM (building information modeling) noe som betyr at elementene som blir modellert opp er «smarte» i motsetning til f.eks. Autocad 2D der elementene kun er «døde streker». Siden elementene er «smarte» kan man definere knutepunkter og opplagerbetingelser og man kan legge inn laster på elementene. Modellen kan deretter linkes opp mot avanserte beregningsprogram og man slipper dermed å modellere opp en ny modell i beregningsprogrammet (dette er ikke gjort i denne oppgaven). For unge nyutdannede ingeniører er 3D modelleringsverktøy en veldig fin måte å lære seg konstruksjon på siden mange har kjennskap til 3D verden fra en oppvekst med dataspill. Det kan ofte være vanskelig å se for seg hvordan en detalj vil være på en 2D tegning mens det er enklere å modellere detaljen opp i 3D slik at man kan se den fra «alle» vinkler. Tekla Structures kan så generere tegninger i 2D og siden modelleringen er elementbasert og ikke strekbasert er elementene «smarte» i tegningen og man kan trekke ut informasjon fra dem. Dette gjør at man får en høyere kvalitetssikring på det man lager og nyutdannede ingeniører vil fortere komme opp på et effektivt nivå hva gjelder inntektsbringende oppgaver for bedriften de jobber for. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 8

11 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven G-Prog Ramme 6.3 Programmet består av fire hoveddeler. Geometri Laster Resultat Dimensjonering Geometri I geometridelen legges det inn noder og elementer mellom nodene. Man knytter så tverrsnittsdata og materialkvalitet opp til elementene slik at de blir «smarte». Hver node kan låses for forskyvning i X og/eller Y og kan låses slik at knutepunktet tar opp moment. Figur 3: Geometri, G-Prog Ramme. Her er det valgt tverrsnitt som tilfredsstiller Eurocode og materialkvalitet er S355. Programmet merker ut de profilene som det ikke er anbefalt å bruke og merker disse med en gul trekant. Man velger her den typen tverrsnitt man ønsker å bruke og den dimensjonen man ønsker å bruke. Figur 4: Tverrsnitt- og materialtabell, G Prog Ramme. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 9

12 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven Laster Lastene legges inn i tre steg. Først defineres lasttilfellene man har. Her er det lagt inn Egenlast og Nyttelast som er henholdsvis permanent last og variabel last med middels varighet på belastningsperioden. Figur 5: Lasttilfeller, G Prog Ramme. Deretter blir lasten knyttet til de enkelte elementene som ble lagt inn i Geometridelen. Egenlasten blir her valgt til å være vekten av stålprofilene (dette finner programmet selv) og den påførte egenlasten fra sekundærstålet og gratingen. Nyttelasten blir lagt på som en linjelast på de horisontale elementene. Denne lasten er funnet i lastnedregningen som er gjort i kapittel 4.1. Alle lastene blir lagt inn uten lastfaktorer. Figur 6: Laster, G Prog Ramme. Lastene blir så satt opp i lastkombinasjoner slik at de kan beregnes både i ULS og SLS. Her er det satt opp slik det er beskrevet i kapittel 3.3. Figur 7: Lastkombinasjoner, G Prog Ramme. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 10

13 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven Figur 8: Grafisk framvisning av laster, G Prog Ramme. Programmet beskriver så grafisk hvordan lastene er satt opp og lastene vises proporsjonalt i forhold til hverandre slik at man enkelt kan se hvis noen av lastene er satt opp feil eller mangler i modellen. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 11

14 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven Resultat Beregningen gjørs så i henhold til valgte regelverk, i dette tilfellet Eurocode EN (Norwegian Annex). Figur 9: Visualisering av resultat, G Prog Ramme, her vist som nedbøyning. Resultatet blir så vist både grafisk og i tabellform. Her vist som nedbøying av horisontale profiler i SLS på bildet over og som opplagerreaksjoner i alle fastholdte knutepunkt i ULS i tabellen til høyre. Programmet kan vise momenter, skjærkrefter, normalkrefter og deformasjon grafisk i 1. og 2. orden samt max/min tabeller for moment, skjærkrefter, normalkrefter og spenninger i 1. og 2. orden. Figur 10: Opplagerreaksjoner og max/min tabell, G Prog Ramme. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 12

15 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven Dimensjonering Resultatene som kommer ut fra beregningen blir brukt til å dimensjonere elementene i henhold til valgte standarder og profiltabeller. Resultatet vises grafisk med grønne og røde staver alt etter som om de er sterke nok eller underdimensjonert. Siden dimensjonering skjer i ULS vises kun denne lastkombinasjonen. Figur 11: Visualisering av dimensjoneringsresultat, G Prog Ramme. Man kan så gå inn på hvert enkelt element å se på utnyttelsesgraden. Her ser man at for element A2 D01 vil en RHS80x80x4 være sterk nok, mens en RHS80x80x3 vil bli for svak og den blir dermed merket med rødt. Figur 12: Tverrsnittskontroll, G Prog Ramme. Programmet lager en fullstendig beregningsrapport der alt av detaljer er beskrevet. Disse rapportene er veldig store så de ligger kun som elektronisk vedlegg på vedlagt CD-ROM. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 13

16 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven Tekla Structures 18.0 Programmet er knyttet opp mot en profildatabase med norske dimensjoner på samme måte som G-Prog Ramme er, og på den måten er det lite avvik mellom 3D modellen og det som blir bygd. Hvis man skal prosjektere noe som skal bygges i en annen del av verden kan man enkelt bytte til den profilkatalogen som brukes i det landet. På bildet til høyre vises alle profiler som er tilgjengelig for det norske markedet med alle de parametere man trenger. Profilkatalogen inneholder også vekten på alle profilene slik at man kan gjøre en kontrollsammenlikning opp mot vektene fra G-Prog Ramme og fra håndberegningene. Figur 13: Profiltabell, Tekla Structures. Tegninger av de to konstruksjonene ligger som vedlegg i oppgaven og som digitalt vedlegg på vedlagt CD-ROM. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 14

17 Kapittel 2 - Teorier og gjennomføring av masteroppgaven Figur 14: Knutepunkt hentet fra 3D BIM modell. Figur 15: Knutepunkt tatt ut fra detaljtegning. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 15

18 Kapittel 3 - Laster og grensetilstander 3 Laster og grensetilstander 3.1 Lastbeskrivelse på konstruksjon Last på en konstruksjon deles inn i fem typer last, egenlast, nyttelast, miljølast, ulykkeslast og deformasjons last. Egenlast er den permanente massen av konstruksjonen og utstyr som er permanent plasser på/i konstruksjonen og som ikke endrer plassering eller mengde over tid. Egenlast blir definert som den antatte verdien av massen til konstruksjonen [2]. Nyttelast er last som kan variere i mengde, plassering og tid og som påfører konstruksjonen krefter. Definisjonen på nyttelast er den maksimale (eller minimale) verdien av en last som gir det mest ugunstige utfallet [3]. Andre laster som oppstår på en konstruksjon, men som ikke er tatt med i beregningene i denne oppgaven. Miljølast er last som kan variere i styrke og retning og som kommer fra miljøet offshoreinstallasjonen befinner seg i. Miljølastene blir definert ut hva hvilke områder operasjonen skal finne sted [4]. Ulykkeslast er last som kommer av unormale handlinger eller teknisk svikt [5]. Deformasjonslast er last som kommer av påførte deformasjoner [6]. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 16

19 Kapittel 3 - Laster og grensetilstander 3.2 Hvordan velge korrekt last En konstruksjon er designet for å utføre en funksjon. Eurokode [7] definerer last på de forskjellige funksjonene for eksempel bolig, balkong, kontor, svalgang, lager, etc. For offshorerigger er lastene definert av hvilket område installasjonen skal operere i. Designbeskrivelse men vindlast, bølgelast og akselerasjoner under forskjellige situasjoner (transport, overlevelse, boring) for den gitte rigg utarbeides ofte av en tredjepart. Denne beskrivelsen blir da grunnlaget for ingeniørene som skal beregne konstruksjoner på riggen. Egenlasten av konstruksjonen finner man som regel ved hjelp av 3D CAD program og/eller analyse- /beregningsprogram, mens nyttelasten må hentes fra laststandarder for det aktuelle bruksområdet [8]. Tabell 3 viser nyttelaster for dekksområdet på en offshoreinstallasjon. Basis for valg av karakteristisk last for midlertidig design tilstand Grensetilstand - midlertidig design tilstand Lastkategorier ALS ULS FLS Intakt struktur Skadet struktur Permanent (G) Forventede verdier Variabel (Q) Spesifiserte verdier Miljø (E) Spesifiserte Forventet Spesifiserte Spesifiserte verdier last verdier verdier historie Ulykke (A) Deformasjon (D) Spesifiserte verdier Forventede ekstreme verdier Tabell 1: Basis for valg av karakteristisk last for midlertidig design tilstand [9]. SLS Spesifiserte verdier Basis for valg av karakteristisk last for operasjon design tilstand Grensetilstand - operasjon design tilstand Lastkategorier ALS ULS FLS Intakt struktur Skadet struktur Permanent (G) Forventede verdier Variabel (Q) Spesifiserte verdier Miljø (A) Årlig Forventet N.A. Last med sannsynlighet last returperiode = historie mindre enn 1 år 10-2 Ulykke (A) Spesifiserte verdier Deformasjon (D) Forventede ekstreme verdier Tabell 2: Basis for valg av karakteristisk last for operasjon design tilstand [10]. SLS Spesifiserte verdier Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 17

20 Kapittel 3 - Laster og grensetilstander Tabell for variable laster på dekksområdet Lokal design Primær design Global design Jevnt fordelt last p (kn/m2) Punktlast P (kn) Gangefaktor for jevnt fordelt last Gangefaktor for primær design last Lagring q 1,5 q 1,0 1,0 Midlertidig lagring q 1,5 q f f Livbåtplattform 9,0 9,0 1,0 kan ignoreres Områder mellom utstyr 5,0 5,0 f kan ignoreres Gangveier, trappetårn og plattformer 4,0 4,0 f kan ignoreres Gangveier, trappetårn for inspeksjon 3,0 3,0 f kan ignoreres Områder uten andre funksjonelle laster 2,5 2,5 1,0 - Fotnote: - Last fra hjul kan legges til der det er relevant fordelt på et areal av 300x300 mm. - Punktlast skal legges på et areal av 100x100 mm og på det mest sårbare plassen, men skal ikke kombineres med last fra hjul eller jevnt fordelt last. - q skal spesifiseres i hvert enkelt tilfelle. Midlertidig lagringsområdet skal ikke designes for last mindre enn 15 kn/m2. - f = min {1,0 ; 0,5 + 3/ A} hvor A er areal påført last, m2. - Lastene i global analyse skal påføres som "worst case" laster. - Lokal design: braketter, plater, avstivere etc. - Primær design: søyler, bjelker, dragere - Global design: hovedstruktur Tabell 3: Tabell for variable laster på dekksområdet [8]. Som det kan leses ut fra tabellen over er både nyttelastene og kalkuleringsmetode for bruk i beregninger godt definert. Områder som kun er for inspeksjon har lave laster, mens områder rundt livbåtstasjonene har veldig høye laster. Grunnen til dette er at området rundt livbåtene har høy sannsynlighet for å bli tettpakket med folk under en evakuering, mens andre området får last tilsvarende 2-3 personer i en inspeksjonssyklus. Det er derfor ingen vits å overdimensjonere «øde» områder kun for å være på den sikre siden både med hensyn på kostnader og vekt. Kombinasjon av laster: En konstruksjon skal beregnes for alle lastkombinasjoner som det er sannsynlighet for at kan oppstå. Eurokode, NORSOK, DNV-OS har definert hvilke situasjoner som skal kombineres og som ikke skal kombineres [11]. Maksimal vindlast og maksimal dekkslast kan inntreffe på samme tid, mens maksimal vindlast og eksplosjonslast har veldig liten sannsynlighet å inntreffe på samme tid og man trenger derfor ikke beregne en kombinasjon av disse to når man skal finne den dimensjonerende lasten. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 18

21 Kapittel 3 - Laster og grensetilstander 3.3 Grensetilstandsbeskrivelse og anvendelse av grensetilstander ULS ultimat limit state ULS, bruddgrensetilstand, er beregning av den lasten som gjør at konstruksjonen går i brudd. Da kan det oppstå deformasjoner i konstruksjonen som gjør at man får delvis eller full kollaps. Deformasjonen kan komme av at elementer i konstruksjonen går over i plastisk tilstand og man igjen får utbøying som gjør at likevekten i konstruksjonen forskyves eller forsvinner helt. For å beregne ULS brukes det lastfaktorer og materialfaktorer for å regne henholdsvis dimensjonerende last (egenlast, nyttelast, vindlast etc.) og dimensjonerende kapasitet i materialet (stål, betong, aluminium etc.). For konstruksjoner på land finnes det to lastkombinasjoner for å beregne bruddlasten på. Begge to skal beregnes og man velge den metoden som gir størst last. (1) 1,2*egenlast + 1,5*nyttelast + 1,05*annen nyttelast [12] (2) 1,35*egenlast + 1,05*nyttelast + 1,05*annen nyttelast [12] For konstruksjoner offshore brukes følgende lastkombinasjoner: (3) 1,3*egenlast + 1,3*nyttelast + 0,7*miljølaster [13] (4) 1,0*egenlast + 1,0*nyttelast + 1,3*miljølaster [13] Grunnen til at det brukes slike faktorer på egenlasten er usikkerheten over hvor mye last som faktisk kan oppstå og feil under oppføring av konstruksjon som kan gi en mer ugunstig lastsituasjon enn det konstruktøren har forutsett. Nyttelasten er vanskeligere å kontrollere på landkonstruksjoner, spesielt på konstruksjoner der personlast er den dominerende lasten. Eurokoden har definert hvilke laster som skal brukes for de forskjellige brukssituasjonene, men overbelastning kan oppstå i korte tidsperioder. Spesielt i oppføringen av konstruksjoner kan lastene overskride det som er definert i Eurokoden fordi dekker som for eksempel er beregnet for boliglast blir brukt som midlertidig lagring av utstyr og materialer som overskrider den dimensjonerende lasten. På konstruksjoner offshore er det enklere å kontrollere lastene. Det er begrenset hvor mange personer som kan oppholde seg på en rigg og det er strenge restriksjoner på hvor for eksempel boreutstyr skal lagres. Dette gjør at man har større kontroll på maksimallasten og det kan dermed brukes en lavere lastfaktor enn på landbaserte konstruksjoner. Det finnes formler for å redusere nyttelastarealet, men dette brukes sjelden eller aldri av konstruktørene fordi det er tidskrevende og utgjør veldig lite på totallasten, spesielt på konstruksjoner der egenlasten er høy (for eksempel betongkonstruksjoner). Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 19

22 Kapittel 3 - Laster og grensetilstander ALS accidental limit state ALS, ulykkegrensetilstand, er en kontroll av laster som kan oppstå ved for eksempel påkjørsel eller eksplosjon. Hensikten med å beregne konstruksjoner for ulykkeslaster er at man ønsker at konstruksjonen ikke skal kollapse etter at en ulykkeslast har inntruffet slik at man kan få evakuert området. På landbaserte konstruksjoner er last fra påkjørsel definert i Eurokode. Tilfellene hvor denne lasten må tas med i statikkberegningene blir ofte skjønnsmessig vurdert av ingeniøren. En stålsøyle i et kontorlandskap vil ikke være nødvendig å beregne for påkjørsel, mens en stålsøyle i et lagerbygg må kunne tåle en påkjørsel av en gaffeltruck. På offshore installasjoner er eksplosjon en reell fare. Det kan være lett antennelige hydrokarboner på boredekket og derfor er området rundt boredekket og brønnsenteret oppdelt i soner (Zone 0, Zone 1, Zone 2, non-hazard zone). Utstyr som skal være i disse områdene må være godkjent for den sonen de står i. På denne måten prøver man å eliminere antenningskilder og dermed redusere sannsynligheten for eksplosjon. Ved designing av rømningsveiene som fører til redningsområdet på en rigg må man være oppmerksom på hvor man er på riggen. Er man utenfor eksplosjonsfarlig området og er man utenfor lasteområdet til dekkskranen? Vil det oppstå en kollapse hvis hengende last fra kranen kolliderer med gangbanen? Det er viktig å undersøke om slike laster kan oppstå og ta hensyn til dette når man dimensjonerer konstruksjonen. For beregning av ALS skal det brukes en lastfaktor på 1,0 for alle laster [14]. FLS fatigue limit state FLS, utmattingsgrensetilstand er laster som opptrer mange ganger over lengre tid, for eksempel hjul på en kjørebane til traverskran, roterende og vibrerende utstyr. Her er det viktig å kontrollere at egenfrekvens og lastfrekvens ikke er nær hverandre da dette kan føre til at svingninger går i fase og blir forsterket, noe som igjen kan føre til en raskere utmatting av konstruksjonen. For beregning av FLS skal det brukes en lastfaktor på 1,0 for alle laster [15]. SLS serviceability limit state SLS, bruksgrensetilstand, er lastkombinasjon som brukes når man beregner nedbøying som kan føre til funksjonssvikt, for eksempel en dør kiler seg pga last fra etasjen over, vibrasjoner som fører til ubehag for bruker etc. Beregninger som gjennomføres i bruksgrensetilstand har en lastfaktor på 1,0 for både egenlast og nyttelast [16]. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 20

23 Kapittel 4 - Beregninger 4 Beregninger 4.1 Lastnedregning I en lastnedregning er det ønskelig å finne lasten som opptrer i hvert element i konstruksjonen. Ved å «følge» lastens vei fra dekket til bjelke og fra bjelke til søyle og adderer opp lastene fra alle etasjene vil man til slutt ender opp med en systematisk oversikt over lastene i konstruksjonen. Alle lastene er uten lastfaktorer slik at man kan legge de direkte inn i beregningsprogrammet og man får brukt lastkombinasjonsfunksjonen som vist i seksjon Det blir kun gjort lastnedregning for nyttelasten siden egenlasten ligger inne som en beregningsparameter i G-Prog Ramme. Lastene som man finner for bjelkene legges inn i G-Prog ramme mens lastene man finner for søylene brukes for å dobbeltsjekke at lastkalkulasjonene i G-Prog Ramme er korrekte Finne lastarealet Lastene i denne oppgaven er beregnet som jevnt fordelt på de horisontale dekkene i konstruksjonen. Lasten fordeler seg 50 % til hvert opplagerpunkt da det ikke er bjelker eller dekker over flere felt i denne konstruksjonen. Siden konstruksjonene er systematisk satt opp i et aksesystem er det enkelt å beregne lastarealet for hvert enkelt element. I tabell 4 til tabell 27 er det gjort lastnedregning for modell B01 og modell B02 med lasten 2,5kN/m². Lastnedregning for de andre lastene for modell B01 og modell B02 ligger som vedlegg under kapittel og Lasttilfeller som blir brukt i beregningene Det er valgt fire lasttilfeller ut fra tabell 3. 2,5kN/m² - 4,0 kn/m² - 5,0 kn/m² - 9,0 kn/m² Navngivning av element Elementene i modellen blir navngitt på to måter: Bjelke: 1-A-1 betyr bjelken er i 1.etasje Akse A Element nr. 1 i rekken. Søyle: A1 D01 betyr søylen står i aksekryss A1 og er i etasje nr. 1. Betegnelsen DO1 betyr dekke over 1.etg og er en vanlig måte å beskrive etasje på en tegning som viser i speilprojeksjon. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 21

24 Kapittel 4 - Beregninger Lastens vei i konstruksjonen Figur 16: Lastnedregning, dekke over 1.etg, modell B01 Figur 17: Lastnedregning, akse A, modell B01 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 22

25 Kapittel 4 - Beregninger Lastnedregning for nyttelast, modell B01 2,5 kn/m² A/1 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 4,5 2,5 11,25 D.O. 2 4,5 2,5 11,25 D.O. 1 4,5 2,5 11,25 Tabell 4: Last i søyler akse A/1, 2,5kN/m². Total kn 11,25 22,5 33,75 2,5 kn/m² A/2 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 Tabell 5: Last i søyler akse A/2, 2,5kN/m². Total kn 22, ,5 2,5 kn/m² A/3 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 Tabell 6: Last i søyler akse A/3, 2,5kN/m². Total kn 22, ,5 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 23

26 Kapittel 4 - Beregninger 2,5 kn/m² A/4 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 Tabell 7: Last i søyler akse A/4, 2,5kN/m². Total kn 22, ,5 2,5 kn/m² A/5 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 4,5 2,5 11,25 D.O. 2 4,5 2,5 11,25 D.O. 1 4,5 2,5 11,25 Tabell 8: Last i søyler akse A/5, 2,5kN/m². Total kn 11,25 22,5 33,75 2,5 kn/m² B/1 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 4,5 2,5 11,25 D.O. 2 4,5 2,5 11,25 D.O. 1 4,5 2,5 11,25 Tabell 9: Last i søyler akse B/1, 2,5kN/m². Total kn 11,25 22,5 33,75 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 24

27 Kapittel 4 - Beregninger 2,5 kn/m² B/2 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 13,5 2,5 33,75 D.O. 2 13,5 2,5 33,75 D.O ,5 22,5 Tabell 10: Last i søyler akse B/2, 2,5kN/m². Total kn 33,75 67,5 90 2,5 kn/m² Areal Last B/3 m2 kn/m2 kn D.O ,5 45 D.O ,5 45 D.O. 1 13,5 2,5 33,75 Tabell 11: Last i søyler akse B/3, 2,5kN/m². Total kn ,75 2,5 kn/m² B/4 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 13,5 2,5 33,75 D.O ,5 45 D.O ,5 45 Tabell 12: Last i søyler akse B/4, 2,5kN/m². Total kn 33,75 78,75 123,75 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 25

28 Kapittel 4 - Beregninger 2,5 kn/m² B/5 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 4,5 2,5 11,25 D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 Tabell 13: Last i søyler akse B/5, 2,5kN/m². Total kn 11,25 33,75 56,25 2,5 kn/m² Areal Last C/1 m2 kn/m2 kn D.O ,5 0 D.O ,5 0 D.O ,5 0 Tabell 14: Last i søyler akse C/1, 2,5kN/m². Total kn ,5 kn/m² C/2 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 4,5 2,5 11,25 D.O. 2 4,5 2,5 11,25 D.O ,5 0 Tabell 15: Last i søyler akse C/2, 2,5kN/m². Total kn 11,25 22,5 22,5 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 26

29 Kapittel 4 - Beregninger 2,5 kn/m² Areal Last C/3 m2 kn/m2 kn D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 D.O. 1 4,5 2,5 11,25 Tabell 16: Last i søyler akse C/3, 2,5kN/m². Total kn 22, ,25 2,5 kn/m² C/4 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 4,5 2,5 11,25 D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 Tabell 17: Last i søyler akse C/4, 2,5kN/m². Total kn 11,25 33,75 56,25 2,5 kn/m² Areal Last C/5 m2 kn/m2 kn D.O ,5 0 D.O. 2 4,5 2,5 11,25 D.O. 1 4,5 2,5 11,25 Tabell 18: Last i søyler akse C/5, 2,5kN/m². Total kn 0 11,25 22,5 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 27

30 Kapittel 4 - Beregninger - Nummer Områder uten andre funksjonelle laster, 2,5kN/m² Bjelke nr. Fra Til Elementlengde (m) Lastbredde (m) kn/m² kn linjelast Opplagerkrefter (L*kN)/2 1-A-1 A1 A2 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-A-2 A2 A3 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-A-3 A3 A4 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-A-4 A4 A5 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-B-1 B1 B2 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-B-2 B2 B3 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-B-3 B3 B ,5 7,5 22,5 1-B-4 B4 B ,5 7,5 22,5 1-C-1 C1 C , C-2 C2 C , C-3 C3 C4 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-C-4 C4 C5 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-A-1 A1 A2 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-A-2 A2 A3 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-A-3 A3 A4 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-A-4 A4 A5 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-B-1 B1 B2 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-B-2 B2 B ,5 7,5 22,5 2-B-3 B3 B ,5 7,5 22,5 2-B-4 B4 B ,5 7,5 22,5 2-C-1 C1 C , C-2 C2 C3 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-C-3 C3 C4 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-C-4 C4 C5 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-A-1 A1 A2 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-A-2 A2 A3 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-A-3 A3 A4 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-A-4 A4 A5 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-B-1 B1 B2 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-B-2 B2 B ,5 7,5 22,5 3-B-3 B3 B ,5 7,5 22,5 3-B-4 B4 B5 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-C-1 C1 C , C-2 C2 C3 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-C-3 C3 C4 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-C-4 C4 C ,5 0 0 Tabell 19: Last i bjelkene, 2,5kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 28

31 Kapittel 4 - Beregninger Lastnedregning for nyttelast, modell B02 2,5 kn/m² Areal Last A/8 m² kn/m² kn D.O. 4 4,5 2,5 11,25 D.O. 3 4,5 2,5 11,25 D.O. 2 4,5 2,5 11,25 D.O. 1 4,5 2,5 11,25 Tabell 20: Last i søyler akse A/8, 2,5kN/m². Total kn 11,25 22,50 33,75 45,00 2,5 kn/m² Areal Last A/9 m² kn/m² kn D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 D.O ,5 22,5 Tabell 21: Last i søyler akse A/9, 2,5kN/m². Total kn 22,50 45,00 67,50 90,00 2,5 kn/m² A/10 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O ,5 22,5 22,50 D.O ,5 22,5 45,00 D.O ,5 22,5 67,50 D.O ,5 22,5 90,00 Tabell 22: Last i søyler akse A/10, 2,5kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 29

32 Kapittel 4 - Beregninger 2,5 kn/m² A/11 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 6,75 2,5 16,88 16,88 D.O. 3 6,75 2,5 16,88 33,75 D.O. 2 6,75 2,5 16,88 50,63 D.O. 1 6,75 2,5 16,88 67,50 Tabell 23: Last i søyler akse A/8, 2,5kN/m². 2,5 kn/m² C/12 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4,5 2,5 11,25 11,25 D.O. 3 4,5 2,5 11,25 22,50 D.O. 2 4,5 2,5 11,25 33,75 D.O. 1 4,5 2,5 11,25 45,00 Tabell 24: Last i søyler akse C/12, 2,5kN/m². 2,5 kn/m² C/13 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4,5 2,5 11,25 11,25 D.O. 3 4,5 2,5 11,25 22,50 D.O. 2 4,5 2,5 11,25 33,75 D.O. 1 4,5 2,5 11,25 45,00 Tabell 25: Last i søyler akse C/13, 2,5kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 30

33 Kapittel 4 - Beregninger 2,5 kn/m² C/14 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 2,25 2,5 5,63 5,63 D.O. 3 2,25 2,5 5,63 11,25 D.O. 2 2,25 2,5 5,63 16,88 D.O. 1 2,25 2,5 5,63 22,50 Tabell 26: Last i søyler akse C/14, 2,5kN/m². - Nummer Områder uten andre funksjonelle laster, 2,5kN/m² Elementlengde (m) Lastbredde (m) kn Bjelke nr. Fra Til kn/m² linjelast 1-A-8 A8 A9 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-A-9 A9 A10 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-A-10 A10 A11 6 1,5 2,5 3,75 11,25 1-C-11 C11 C12 6 0,75 2,5 1,875 5,625 1-C-12 C12 C13 6 0,75 2,5 1,875 5,625 1-C-13 C13 C14 6 0,75 2,5 1,875 5,625 2-A-8 A8 A9 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-A-9 A9 A10 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-A-10 A10 A11 6 1,5 2,5 3,75 11,25 2-C-11 C11 C12 6 0,75 2,5 1,875 5,625 2-C-12 C12 C13 6 0,75 2,5 1,875 5,625 2-C-13 C13 C14 6 0,75 2,5 1,875 5,625 3-A-8 A8 A9 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-A-9 A9 A10 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-A-10 A10 A11 6 1,5 2,5 3,75 11,25 3-C-11 C11 C12 6 0,75 2,5 1,875 5,625 3-C-12 C12 C13 6 0,75 2,5 1,875 5,625 3-C-13 C13 C14 6 0,75 2,5 1,875 5,625 4-A-8 A8 A9 6 1,5 2,5 3,75 11,25 4-A-9 A9 A10 6 1,5 2,5 3,75 11,25 4-A-10 A10 A11 6 1,5 2,5 3,75 11,25 4-C-11 C11 C12 6 0,75 2,5 1,875 5,625 4-C-12 C12 C13 6 0,75 2,5 1,875 5,625 4-C-13 C13 C14 6 0,75 2,5 1,875 5,625 Tabell 27: Last i bjelkene, 2,5kN/m². Opplagerkrefter (L*kN)/2 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 31

34 Kapittel 4 - Beregninger 4.2 Elementberegning Beregning av stålsøyler for modell B01 Beregningsprogrammet som blir brukt heter G-Prog Ramme og Eurocode EN (Norwegian annex) er implementert inn i programmet slik at beregningene som blir gjort er utført i henhold til gjeldende standarder. I alle fire lasttilfellene (2,5 kn/m² - 4,0 kn/m² - 5,0 kn/m² - 9,0 kn/m²) brukes den samme beregningsmodellen og lastmodellen for egenlast og nyttelast (kapittel 4.2.1), men med respektive laster. I tillegg til egenlast av stålsøylene og stålbjelkene er det lagt inn en påført egenlast på 0,5kN/m² for lasten av grating, sveiser, bolter og rekkverk. Det er valgt kvadratiske kaldformede stålsøyler i materialkvalitet S355. G-Prog Ramme har databaser med norske stålprofiler og sjekker alle parametere opp mot gjeldende standarder. Søyler dimensjoneres slik at spenning, utbøying om z-z og y-y akse, skjærspenning er innenfor dimensjoneringskravene. Av hensyn til koblingen mellom stålsøylene og stålbjelkene vil den minste anvendte dimensjonen være RHS80x80x4. Dette blir gjort for å få plass til et «sverd» som brukes for å koble bjelkene til søylene. En RHS80x80x4 profil kan også motstå ALS laster bedre enn mindre profiler. Alle profilene blir dimensjonert til den minimumsstørrelsen de må være, men det blir også foretatt en utbytting av alle profilene som er mindre enn RHS80x80x4 i kostnadskalkulasjonen. Figur 18: Sverd for kobling mellom bjelke og søyle. Figur 19: Sverd for kobling mellom bjelke og søyle. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 32

35 Kapittel 4 - Beregninger Figur 20: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse A, modell B01. Figur 21: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse A, modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 33

36 Kapittel 4 - Beregninger Figur 22: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse A, modell B01. Lastdata hentet fra tabell 19. Figur 23: G-Prog Ramme viser elementene i grønt når det er valgt dimensjoner som kan bære lastene. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 34

37 Kapittel 4 - Beregninger Figur 24: Eksempel på beregning av element A3 D01 i ULS. Her er skjærkontroll, torsjonskontroll og buklingkontroll innenfor kravene. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 35

38 Kapittel 4 - Beregninger Figur 25: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse B, modell B01. Figur 26: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse B, modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 36

39 Kapittel 4 - Beregninger Figur 27: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse B, modell B01. Lastdata hentet fra tabell 19. Figur 28: G-Prog Ramme viser elementene i grønt når det er valgt dimensjoner som kan bære lastene. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 37

40 Kapittel 4 - Beregninger Figur 29: Eksempel på beregning av element B3 D01 i ULS. Her er skjærkontroll, torsjonskontroll og buklingkontroll innenfor kravene. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 38

41 Kapittel 4 - Beregninger Figur 30: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse C, modell B01. Figur 31: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse C, modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 39

42 Kapittel 4 - Beregninger Figur 32: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse C, modell B01. Lastdata hentet fra tabell 19. Figur 33: G-Prog Ramme viser elementene i grønt når det er valgt dimensjoner som kan bære lastene. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 40

43 Kapittel 4 - Beregninger Figur 34: Eksempel på beregning av element C3 D01 i ULS. Her er skjærkontroll, torsjonskontroll og buklingkontroll innenfor kravene. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 41

44 Kapittel 4 - Beregninger 2,5 kn/m² Elementlengde = 3,5m Vekt søyle ved ensartet dimensjon, (kg) Vekt ved bruk av minimum RHS 80x80x4, (kg) Søyle nr. Søyledimensjon Vekt (kg/m) Totalvekt søyle, (kg) B1-DO 3 RHS 50x50x3 4,35 15,23 45,50 33,04 B1-DO 2 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 B1-DO 1 RHS 60x60x5 8,15 28,53 45,50 33,04 A1-DO 3 RHS 50x50x3 4,35 15,23 45,50 33,04 A1-DO 2 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 A1-DO 1 RHS 60x60x5 8,15 28,53 45,50 33,04 C2-DO 3 RHS 50x50x3 4,35 15,23 45,50 33,04 C2-DO 2 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 C2-DO 1 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 B2-DO 3 RHS 60x60x4 6,87 24,05 45,50 33,04 B2-DO 2 RHS 80x80x4 9,44 33,04 45,50 33,04 B2-DO 1 RHS 90x90x4 10,76 37,66 45,50 37,66 A2-DO 3 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 A2-DO 2 RHS 70x70x4 8,16 28,56 45,50 33,04 A2-DO 1 RHS 80x80x4 9,44 33,04 45,50 33,04 C3-DO 3 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 C3-DO 2 RHS 70x70x4 8,16 28,56 45,50 33,04 C3-DO 1 RHS 70x70x5 9,76 34,16 45,50 33,04 B3-DO 3 RHS 70x70x4 8,16 28,56 45,50 33,04 B3-DO 2 RHS 80x80x5 11,37 39,80 45,50 39,80 B3-DO 1 RHS 90x90x5 13,00 45,50 45,50 45,50 A3-DO 3 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 A3-DO 2 RHS 70x70x4 8,16 28,56 45,50 33,04 A3-DO 1 RHS 80x80x4 9,44 33,04 45,50 33,04 C4-DO 3 RHS 50x50x3 4,35 15,23 45,50 33,04 C4-DO 2 RHS 60x60x5 8,15 28,53 45,50 33,04 C4-DO 1 RHS 70x70x5 9,76 34,16 45,50 33,04 B4-DO 3 RHS 60x60x4 6,87 24,05 45,50 33,04 B4-DO 2 RHS 80x80x5 11,37 39,80 45,50 39,80 B4-DO 1 RHS 90x90x5 13,00 45,50 45,50 45,50 A4-DO 3 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 A4-DO 2 RHS 70x70x4 8,16 28,56 45,50 33,04 A4-DO 1 RHS 80x80x4 9,44 33,04 45,50 33,04 C5-DO C5-DO 2 RHS 50x50x3 4,35 15,23 45,50 33,04 C5-DO 1 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 B5-DO 3 RHS 50x50x3 4,35 15,23 45,50 33,04 B5-DO 2 RHS 60x60x5 8,15 28,53 45,50 33,04 B5-DO 1 RHS 70x70x5 9,76 34,16 45,50 33,04 A5-DO 3 RHS 50x50x3 4,35 15,23 45,50 33,04 A5-DO 2 RHS 60x60x3 5,32 18,62 45,50 33,04 A5-DO 1 RHS 60x60x5 8,15 28,53 45,50 33,04 Tabell 28: Oversikt over søyledimensjoner ved 2,5kN/m² nyttelast, modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 42

48 Kapittel 4 - Beregninger Beregning av stålbjelker for modell B01 Beregningsprogrammet som blir brukt heter G-Prog Ramme og Eurocode EN (Norwegian annex) er implementert inn i programmet slik at beregningene som blir gjort er utført i henhold til gjeldende standarder. I alle fire lasttilfellene (2,5 kn/m² - 4,0 kn/m² - 5,0 kn/m² - 9,0 kn/m²) brukes den samme beregningsmodellen og lastmodellen for egenlast og nyttelast (kapittel 4.2.1), men med respektive laster. I tillegg til egenlast av stålsøylene og stålbjelkene er det lagt inn en påført egenlast på 0,5kN/m² for lasten av grating, sveiser, bolter og rekkverk. Det blir valgt IPE profiler i materialkvalitet S355 da dette er det profilet som er best egnet med de lastene og de spennene som er i denne konstruksjonen. G-Prog Ramme har databaser med norske stålprofiler og sjekker alle parametere opp mot gjeldende standarder. For IPE-bjelkene er det nedbøying i SLS som bestemmer dimensjonen. Kravene er at nedbøyingen ikke skal være større enn L/300 (der L = lengden av elementet), i dette tilfellet 6000/300 = 20mm. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 46

49 Kapittel 4 - Beregninger Figur 35: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse A, modell B01. Figur 36: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse A, modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 47

50 Kapittel 4 - Beregninger Figur 37: Nyttelast vist som linjelast i akse A, modell B01. Lastdata hentet fra tabell 19. Figur 38: Deformasjon/nedbøying av bjelkene i akse A, modell B01, i SLS. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 48

51 Kapittel 4 - Beregninger Figur 39: Eksempel på beregning av element 1A3. Her er skjærkontroll, momentkontroll og buklingkontroll godt innenfor kravene, mens nedbøyingen er 15,0mm figur 16. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 49

52 Kapittel 4 - Beregninger Figur 40: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse B, modell B01. Figur 41: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse B, modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 50

53 Kapittel 4 - Beregninger Figur 42: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse B, modell B01. Lastdata hentet fra tabell 19. Figur 43: Deformasjon/nedbøying av bjelkene i akse B, modell B01, i SLS. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 51

54 Kapittel 4 - Beregninger Figur 44: Eksempel på beregning av element 1B3. Her er skjærkontroll, momentkontroll og buklingkontroll godt innenfor kravene, mens nedbøyingen er 14,6mm figur 20. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 52

55 Kapittel 4 - Beregninger Figur 45: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse C, modell B01. Figur 46: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse C, modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 53

56 Kapittel 4 - Beregninger Figur 47: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse C, modell B01. Lastdata hentet fra tabell 19. Figur 48: Deformasjon/nedbøying av bjelkene i akse C, modell B01, i SLS. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 54

57 Kapittel 4 - Beregninger Figur 49: Eksempel på beregning av element 1C3. Her er skjærkontroll, momentkontroll og buklingkontroll godt innenfor kravene, mens nedbøyingen er 14,8mm figur 24. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 55

58 Kapittel 4 - Beregninger - Nummer 2,5 kn/m² Elementlengde = 6m Bjelke nr. Bjelkedimensjon Nedbøying SLS, (mm) Vekt (kg/m) Totalvekt bjelke, (kg) 1-A-1 IPE ,8 22,4 134,4 1-A-2 IPE ,3 22,4 134,4 1-A-3 IPE ,0 22,4 134,4 1-A-4 IPE ,8 22,4 134,4 1-B-1 IPE ,9 22,4 134,4 1-B-2 IPE ,3 22,4 134,4 1-B-3 IPE ,6 30,7 184,2 1-B-4 IPE ,3 30,7 184,2 1-C C-2 IPE 220 1,6 22,4 134,4 1-C-3 IPE ,8 22,4 134,4 1-C-4 IPE ,6 22,4 134,4 2-A-1 IPE ,6 22,4 134,4 2-A-2 IPE ,9 22,4 134,4 2-A-3 IPE ,0 22,4 134,4 2-A-4 IPE ,6 22,4 134,4 2-B-1 IPE ,8 22,4 134,4 2-B-2 IPE ,8 30,7 184,2 2-B-3 IPE ,8 30,7 184,2 2-B-4 IPE ,2 30,7 184,2 2-C C-2 IPE ,5 22,4 134,4 2-C-3 IPE ,6 22,4 134,4 2-C-4 IPE ,2 22,4 134,4 3-A-1 IPE ,2 22,4 134,4 3-A-2 IPE ,7 22,4 134,4 3-A-3 IPE ,7 22,4 134,4 3-A-4 IPE ,2 22,4 134,4 3-B-1 IPE ,5 22,4 134,4 3-B-2 IPE ,6 30,7 184,2 3-B-3 IPE ,7 30,7 184,2 3-B-4 IPE ,7 22,4 134,4 3-C C-2 IPE ,1 22,4 134,4 3-C-3 IPE ,2 22,4 134,4 3-C Tabell 32: Oversikt over bjelkedimensjoner ved 2,5kN/m² nyttelast, modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 56

62 Kapittel 4 - Beregninger Beregning av elementene i modell B02 Beregning av stålsøylene og stålbjelkene for modell B02 er tilsvarende de som er beregnet for modell B01. Disse beregningene ligger som digitalt vedlegg på vedlagt CD-ROM. En tilsvarende framgangsmåte for modell B02, som vist i detalj for modell B01 i kapittel og 4.2.2, ligger som vedlegg i kapittel 9.2. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 60

63 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen 5 Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen Beregning og dimensjonering av stålprofilene er gjort ved hjelp av dimensjoneringsprogrammet G- Prog Ramme. En detaljert beregning av alle stålprofilene ligger som vedlegg på vedlagt CD-ROM. Beregningsprogrammet kalkulerer vekten av stålprofilene, men det er i tillegg gjort håndberegninger av profilvektene [17] for å verifisere tallene. Disse beregningene finnes i kapittel 4. Prisene og timeforbruket for denne oppgaven er hentet gjennom intervju av erfarne ingeniører fra rådgivende ingeniørfirma og utførende stålleverandører [18]. Intervjuene er gjort separate og tallene for priser og timeforbruk fra de forskjellige intervjuobjektene stemmer godt overens med hverandre. Beregningsgrunnlaget består av to forskjellige stålkonstruksjoner, en enkel og en litt mer avansert. Begge modellene er beregnet med fire forskjellige laster for å få ut en kostnadsutvikling med hensyn på last/bruksområdet. De påfølgende tabellene viser beregning gjort på tre forskjellige måter. 1. Alle profilene er dimensjonert ut nøyaktig. Det er brukt minste tilgjengelig vanlig profil, dvs profiler som ikke må spesialbestilles, som finnes i Norge. Disse profilene er teoretisk sterke nok til å bære lasten de utsettes for. 2. Alle profilene er dimensjonert ut nøyaktig, men det er valgt å ikke bruke mindre enn RHS80x80x4 etter innputt fra intervjuene som ble gjort. Dette er gjort med hensyn til praktiske utfordringer ved små profiler under oppføring og at små profiler tåler lite i ALS selv om de i ULS beregning er ok. 3. Alle profilene er beregnet nøyaktig for å finne den mest belastede profilen. Deretter er denne profilen brukt i alle elementene i konstruksjonen. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 61

64 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen 5.1 Kalkulering for modell B Vekt av stålelementene med forskjellige beregningsmetoder Last, kn/m² Vekt ved nøyaktig dimensjonerte profiler Vekt søyler, kg Vekt bjelker, kg Vekt sekundærbjelker, kg Vekt total, kg 2,5 1069,2 4649,4 2477,0 8195,6 4,0 1313,0 6377,4 2477, ,4 5,0 1433,8 6377,4 2477, ,2 9,0 2056,8 8728,2 2477, ,0 Tabell 36: Vekt av stål ved nøyaktig beregning av profilene. Last, kn/m² Vekt ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Vekt søyler, kg Vekt bjelker, kg Vekt sekundærbjelker, kg Vekt total, kg 2,5 1397,7 4649,4 2477,0 8524,1 4,0 1511,0 6377,4 2477, ,4 5,0 1612,1 6377,4 2477, ,5 9,0 2088,5 8728,2 2477, ,7 Tabell 37: Vekt av stål der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x4. Last, kn/m² Vekt ved ensartede søyleprofiler Vekt søyler, kg Vekt bjelker, kg Vekt sekundærbjelker, kg Vekt total, kg 2,5 1865,5 4649,4 2477,0 8991,9 4,0 3145,5 6377,4 2477, ,9 5,0 3145,5 6377,4 2477, ,9 9,0 4510,2 8728,2 2477, ,4 Tabell 38: Vekt av stål ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 62

65 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen Prosentfordeling av kostnadene mellom stålbjelker og stålsøyler Prosentfordeling ved nøyaktig dimensjonerte profiler Last, kn/m² Kost. søyler av totalkost. Kost. bjelker av totalkost. Total kost. 2,5 13,0 % 87,0 % 100,0 % 4,0 12,9 % 87,1 % 100,0 % 5,0 13,9 % 86,1 % 100,0 % 9,0 15,5 % 84,5 % 100,0 % Tabell 39: Prosentfordeling av kostnader ved nøyaktig beregning av profilene. Prosentfordeling ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Last, kn/m² Kost. søyler av totalkost. Kost. bjelker av totalkost. Total kost. 2,5 16,4 % 83,6 % 100,0 % 4,0 14,6 % 85,4 % 100,0 % 5,0 15,4 % 84,6 % 100,0 % 9,0 15,7 % 84,3 % 100,0 % Tabell 40: Prosentfordeling av kostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x4. Prosentfordeling ved ensartede søyleprofiler Last, kn/m² Kost. søyler av totalkost. Kost. bjelker av totalkost. Total kost. 2,5 20,7 % 79,3 % 100,0 % 4,0 26,2 % 73,8 % 100,0 % 5,0 26,2 % 73,8 % 100,0 % 9,0 28,7 % 71,3 % 100,0 % Tabell 41: Prosentfordeling av kostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 63

66 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen Kostnader for stålelementene Prising av stål og stålarbeidet er bygget på erfaringsdata fra de erfarne ingeniørene som ble intervjuet [18]. Prisen blir oppgitt i kr pr kg ferdig montert stål. Prisen på stålprofilene varierer fra 10kr til 15kr pr kg [19], mens pris for ferdig montert stål spenner fra 25kr til 45kr avhengig av størrelsen av profilet [18]. Små og lette profiler er dyrere pr kg ferdig montert enn større profiler. I denne oppgaven er det brukt en gjennomsnittspris på 30kr pr kg ferdig montert stål etter opplysninger hentet fra intervjuene. Selve innkjøpskostnaden på stålet utgjør omtrent 1/3 av prisen på 30kg pr kilo ferdig montert stål. IPE-profiler krever lite bearbeiding, som oftest kun justering av lengden og boring av 2-4 hull i endene for boltekobling mellom bjelken og «sverd» i søylen. Siden disse profilene utgjør mellom 70 % og 85 % av totalvekten i konstruksjonen [tabell 40 og 41] er det stor fortjeneste på bjelkene nå man ser på timeforbruk pr kg stål. Søylene derimot krever mer arbeid når det gjelder presisjonskutting for «sverdet» og sveising av dette. Siden søylene har så lav vekt i forhold til timeforbruket det kreves for bearbeiding av disse vil 30 kr pr kg ferdig montert ikke være tilstrekkelig for å gjøre fortjeneste på jobben. Hvis man slår sammen tidsforbruket på søylene og bjelkene og bruker bjelkenes «ekstrafortjeneste» på å dekke de ekstra timekostnadene man har på søylefabrikasjonen vil man ende opp en jevn fordeling på 30kr pr kg ferdig montert stål [18]. Ved en ren søyleleveranse vil man måtte prise stålet til opp mot 100 kr pr kg ferdig montert for å få samme fortjeneste som man får ved 30kr pr kg ferdig montert på en leveranse med både søyler og bjelker [18]. En ren bjelkeleveranse med en pris på 30kr pr kg ferdig montert vil gi en høyere fortjeneste enn normalt. Til sammenlikning leverer et av firmaene som ble intervjuet stålkonstruksjoner i rustfritt stål der søyler/stendere utgjør omtrent 30 % av totalvekten, men står for 80 % av timeforbruket. Selv om rustfritt stål koster 30 kr pr kg kontra kr pr kg for vanlig karbonstål i innkjøp må de ta 150 kr pr kg ferdig montert stål for å få en forsvarlig fortjeneste på grunn av timeforbruket pr kg for søyler er så mye høyere enn for bjelker. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 64

67 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen Kostnad stål ved nøyaktig dimensjonerte profiler Last, kn/m² Pris søyler 30 kr/kg Pris bjelker 30 kr/kg Pris total 30 kr/kg 2,5 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr Tabell 42: Stålkostnader ved nøyaktig beregning av profilene. Last, kn/m² Kostnad stål ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Pris søyler 30 kr/kg Pris bjelker 30 kr/kg Pris total 30 kr/kg 2,5 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr Tabell 43: Stålkostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x4. Last, kn/m² Kostnad stål ved ensartede søyleprofiler Pris søyler 30 kr/kg Pris bjelker 30 kr/kg Pris total 30 kr/kg 2,5 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr Tabell 44: Stålkostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 65

68 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen kr Last: 2,5kN/m² kr kr kr kr kr kr kr kr kr kr Kost søyler Kost bjelker kr kr - Pris ved nøyaktig dimensjonerte profiler Pris ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Pris ved ensartede søyleprofiler Figur 50: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 2,5kN/m², modell B01. kr kr kr kr Last: 4,0kN/m² kr kr kr kr kr kr kr kr Kost søyler Kost bjelker kr kr kr - Pris ved nøyaktig dimensjonerte profiler Pris ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Pris ved ensartede søyleprofiler Figur 51: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 4,0kN/m², modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 66

69 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen kr kr kr kr kr kr kr kr Last: 5,0kN/m² kr kr kr kr kr kr Kost søyler Kost bjelker kr - Pris ved nøyaktig dimensjonerte profiler Pris ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Pris ved ensartede søyleprofiler Figur 52: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 5,0kN/m², modell B01. kr kr kr kr kr Last: 9,0kN/m² kr kr kr kr kr kr kr kr kr Kost søyler Kost bjelker kr kr kr - Pris ved nøyaktig dimensjonerte profiler Pris ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Pris ved ensartede søyleprofiler Figur 53: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 9,0kN/m², modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 67

70 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen Kostnader for prosjektering av stålkonstruksjon Prising av prosjekteringsdelen er bygget på erfaringsdata fra de erfarne ingeniørene som ble intervjuet [18]. En avansert, men lett konstruksjon vil ha en høyere prosjekteringspris i kr pr. ferdig prosjektert tonn stål enn en tyngre konstruksjon som er veldig «ordnet». Gjentakelser og gjenbruk av profiler og elementer er med på å redusere prosjekteringskostnadene da det da blir færre ting som skal beregnes og detalj tegnes. Erfaringstallene sier at det i gjennomsnitt går 1,5 time pr element i beregning og detaljtegning [18]. Det vil da si at for hvert ulikt element i konstruksjonen går det med 1,5 ingeniørtimer. Dette estimatet blir brukt i denne oppgaven. En ingeniør koster i gjennomsnitt 1200 kr/time [18]. På samme måte som en IPE-bjelke krever kortere tid å fabrikkere i et stålverksted enn en søyle er det også raskere å prosjektere en IPE-bjelke i forhold til en søyle. De er mye enklere å dimensjonere da det i de aller fleste tilfellene er nedbøyingen som bestemmer dimensjonen og det er mye færre dimensjoner å velge mellom. Den enkle utførelsen gjør også at detaljtegningen er mye kjappere å lage. For å gjøre prisingen for prosjekteringsjobben enklere bruker man timer pr element som en enhet og priser alle elementene likt. Det brukes mindre tid på bjelkeprosjekteringen enn søyleprosjekteringen, men når man veier de opp mot hverandre havner man på 1,5 timer pr element for hele prosjektet sett under ett. Lasten som konstruksjonen er utsatt for har ingen innvirkning på prosjekteringskostnadene ved overdimensjonering, mens ved detaljdimensjonering er prosjekteringskostnader lavere ved lave laster fordi det er flere søyledimensjoner som må justeres opp til RHS80x80x4 og dermed blir det flere like element [tabell 45, 46, 47]. De som prosjekterer har ofte opparbeidet seg CAD-bibliotek som er med på å forenkle tegningsproduksjonen. Kopieffekten mellom element som er ulike, men som har samme prinsippform, er stor og gjør at element «2» og utover er mye raskere å detaljtegne. Denne effekten er ikke så stor hos stålverkstedet siden kapping og sveising ikke går noe fortere for element «2». Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 68

71 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen Last, kn/m² Prosjekteringskostnader ved nøyaktig dimensjonerte profiler Antall ulike elementer Andre tegninger Timer 1,5 t/tegning Kost ingeniør 1200 kr/t 2, ,5 kr , ,5 kr , ,5 kr , ,5 kr Tabell 45: Prosjekteringskostnader ved nøyaktig beregning av profilene. Last, kn/m² Antall ulike elementer Prosjekteringskostnader ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Andre tegninger Timer 1,5 t/tegning Kost ingeniør 1200 kr/t 2, ,5 kr , kr , kr , kr Tabell 46: Prosjekteringskostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x4. Last, kn/m² Prosjekteringskostnader ved ensartede søyleprofiler Antall ulike elementer Andre tegninger Timer 1,5 t/tegning Kost ingeniør 1200 kr/t 2, ,5 kr , ,5 kr , ,5 kr , ,5 kr Tabell 47: Prosjekteringskostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 69

72 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen Totalkostnader for prosjektering og oppføring av stålkonstruksjon Totalkostnad ved nøyaktig dimensjonerte profiler Last, kn/m² Pris stål Pris prosjektering Total kost. 2,5 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr Tabell 48: Totalkostnader ved nøyaktig beregning av profilene. Last, kn/m² Totalkostnad ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Pris stål Pris prosjektering Total kost. 2,5 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr Tabell 49: Totalkostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x4. Last, kn/m² Totalkostnad ved ensartede søyleprofiler Pris stål Pris prosjektering Total kost. 2,5 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr Tabell 50: Totalkostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 70

73 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen kr kr kr Totalkost ved overslag kr Totalkost ved min. RHS80x4 kr kr Totalkost ved nøyaktig dimensjonering kr ,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 kn/m² Figur 54: Totalkostnad ved ulike lasttilfeller, modell B01. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 71

74 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen 5.2 Kalkulering for modell B02 Beregning av kostnadene for stål, montasje og prosjektering for modell B02 er tilsvarende de som er beregnet for modell B01, kapittel 5.1. Disse beregningene ligger som vedlegg i kapittel 9.3. I kapittel er det kun vist totalkostnadene for de tre forskjellige beregningsmetodene og grafisk framvisning av kostnadsutviklingen for de forskjellige lastene Totalkostnader for prosjektering og oppføring av stålkonstruksjonen Totalkostnad ved nøyaktig dimensjonerte profiler Last, kn/m² Pris stål Pris prosjektering Total kost. 2,5 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr Tabell 51: Totalkostnader ved nøyaktig beregning av profilene. Totalkostnad ved ved min. RHS80x80x4 søyleprofiler Last, kn/m² Pris stål Pris prosjektering Total kost. 2,5 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr Tabell 52: Totalkostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x4. Last, kn/m² Totalkostnad ved ensartede søyleprofiler Pris stål Pris prosjektering Total kost. 2,5 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr ,0 kr kr kr Tabell 53: Totalkostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 72

75 Kapittel 5 - Kalkulering av kostnader for stålet i konstruksjonen kr kr kr kr kr kr Totalkost søyler overslag Totalkost søyler min. RHS80x4 kr kr Totalkost søyler nøyaktig kr kr ,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 kn/m² Figur 55: Totalkostnad ved ulike lasttilfeller, modell B02. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 73

76 Kapittel 6 - Drøfting av resultatene 6 Drøfting av resultatene Ut fra graf 1 for modell B01 og graf 2 for modell B02 går det fram at det ved små laster er mer gunstig å finne den mest belastede søylen for så bruke denne dimensjonen på alle søylene i hele konstruksjonen. Når lasten øker viser det seg at den rimeligste løsningen er å bruke detaljerte dimensjoner, men med en minimumsdimensjon på RHS80x80x4. Besparelsen kommer av gjenbrukseffekten for elementene, som igjen betyr antall elementtegninger ingeniøren må lage reduserer prosjekteringskosten mer enn stålkostnadene for det overdimensjonerte stålet øker. Når lasten øker er det færre element som er mindre enn RHS80x80x4 og dermed kan bli byttet ut, så da reduseres besparelsen. Prisøkningen mellom 5,0kN/m² og 9,0kN/m² for de tre beregningsmetodene er på henholdsvis 23 %, 24 % og 28 % for modell B01 og 12 %, 13 % og 13 % for modell B02, noe også graf 1 og graf 2 viser med tilnærmede parallelle grafer. Det betyr at det ikke er noen store besparelser ved å bruke overslagsdimensjonering kontra detaljdimensjonering ved forskjellige laster hvis man konsekvent bruker den samme beregningsmetoden ved begge lastene. Siden den dimensjonerende faktoren for IPE profiler er nedbøying i SLS er det veldig raskt å beregne disse. Det vil være unaturlig å overdimensjonere disse selv om man velger å bruke denne metoden på resten av konstruksjonen. IPE profiler har så få dimensjoner å velge mellom i motsetning til RHS og nedbøyningskravet er så godt definert så det er veldig enkelt å avgjøre om profilet er sterkt nok eller ikke. De høye kostnadene på arbeidskraft i Norge og den relativt lave stålprisen gjør det mer besparende å få ned bygge- og prosjekteringstiden enn å få ned vekten av konstruksjonen. På en offshoreinstallasjon er det ønskelig å holde vekten så lav som mulig, men her må også vekt og tidsforbruket i prosjektet veies opp mot hverandre for å finne det mest ideelle resultatet. I lavkostland med stor tilgang til rimelig arbeidskraft vil stålmengden utgjøre en større prosentandel av de totale kostnadene. Her er det da mer å hente på å optimalisere alle dimensjonene. På de store strukturene slik som plattformunderstell av stål og derricktårn er det naturlig å detaljregne på alt både fordi en svikt i strukturen på grunn av feildimensjonering kan få fatale følger ved en eventuell kollaps og fordi man ønsker å få ned vekt. Vekten påvirker stabiliteten av flytende installasjoner og det øker dimensjonene på bærestrukturen til installasjonene som står på havbunnen. Bruk av mange ulike dimensjoner gjør konstruksjonen i teorien billigere, men det kan føre til flere feil i oppføringen av konstruksjonen. Søyler som har like ytre mål, men ulike veggtykkelse kan bli forvekslet og man kan ende opp med en underdimensjonert søyle. Hvis det oppdages kan det utbedres før konstruksjonen får maksimal belastning, men i verste fall kan konstruksjonen bli overbelastet og få plastiske deformasjoner som igjen kan føre til kollaps. En måte å unngå feil under oppføring av konstruksjonen er å bruke like dimensjoner i hele etasjen og/eller bruke like søyler i alle etasjene i samme aksekryss. En fleretasjes søyle med samme dimensjon i alle etasjene har en kortere monteringstid da det ikke kreves etasjeskjøting av søylen og man kan dermed spare inn tid i montasjefasen. Fleretasjes moduler kan parallellbygges på et Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 74

77 Kapittel 6 - Drøfting av resultatene stålverksted under et kontrollert og ergonomisk miljø og kvaliteten på produktet blir bedre. Selv om det totale timeantallet ikke blir lavere så kan den totale byggetiden bli redusert siden man slipper å vente på at «1. etasje» skal bli montert før man kan montere «2. etasje». RHS-profiler leveres i 6 og 12 meters lengde [19]. Dette gjør at det er gunstig å bruke som f.eks. treetasjes søyler med en etasjehøyde på opp til fire meter. Dette vil være tidsbesparende med hensyn på montasjen. En ulempe med å bruke fleretasjes søyler er at de vil «stikke opp» i arbeidsområdet til f.eks. en kran og kan være utsatt for kollisjons fra hengende last. Stålleverandører ønsker ofte å bruke like dimensjoner overalt fordi de vet at feilbygging koster mye penger og kan få store konsekvenser for framdrift i prosjektene. Store kvantum av like dimensjoner gjør også at kiloprisen på stålet går ned og gjentakelseseffekten gjør at deres produksjon blir mer effektiv. Spinkle konstruksjoner kan ha en psykologisk effekt på personer. Folk kan føle seg ubekvemme når en konstruksjon ser skrøpelig ut og dette kan føre med seg uønskede hendelser i for eksempel en evakueringssituasjon. Bruk av ulike dimensjoner kan også ha en negativ estetisk og visuell effekt. En rekke med søyler i ulike dimensjoner er ikke så pent å ha der søylene er en arkitektonisk del av konstruksjonen. Et tilfelle der overdimensjonering av søyler kan slå kraftig ut i gal retning er konstruksjoner der et fåtall søyler har veldig mye større last en de resterende søylene. Å bruke samme dimensjon på alle søylene vil dra på seg mye kostnader og vekt i form av «unødvendig» stål. Et alternativ da er å se på den høyst belastede søylen av de som er mindre belastet og lage disse like for så å detaljere ut de søylene som har den høyeste lasten. Dette samme prinsippet gjelder også for IPE, men for motsatte situasjoner. Hvis man har en konstruksjon med én bjelke som er mindre enn alle de andre kan det være fornuftig å overdimensjonere denne både med hensyn på at man slipper å prosjektere et ekstra element og faren for at dette elementet kan bli montert på feil plass og dermed være underdimensjoner for den lasten som kan oppstå. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 75

78 Kapittel 7 - Konklusjon 7 Konklusjon For små laster vil det være mest lønnsomt å bruke samme dimensjon på alle søyleprofilene. De aller fleste profilene vil komme under minstekravet på RHS80x80x4 og det vil være naturlig å velge én profil for alle elementene. Dette gjelder spesielt for modell B02 som kan dra nytten av mange gjentakelser i bæresystemet. Når lasten øker vil det være mest lønnsomt å bruke detaljerte profiler, men dette drar med seg risikoen med feilmontasje og faren for ekstrakostnader og forsinkelse i prosjektet. Moderne pc-baserte analyseverktøy er i dag så gode at det er fult mulig å dimensjonere ut alle elementene til en utnyttelsesgrad på % på veldig kort tid. 3D modeller av konstruksjonen kan benyttes på byggeplassen for å få en bedre forståelse av konstruksjonen og for å redusere sjansen for feil under montasje. Selv om det i teorien kan være billigere å velge en detaljert prosjekteringsmetode vil det i de aller fleste tilfellene bli valgt like profiler for hele konstruksjonen på slike konstruksjoner som er brukt i denne oppgaven. Timekosten i Norge er så høy og konsekvensene ved feilmontasje er så store at byggherren godtar ekstrakostnadene som de overdimensjonerte stålprofilene drar med seg hvis det igjen betyr at ting blir levert på tiden og sikkerheten i prosjektet blir ivaretatt på en bedre måte [18]. I store prosjekt er framdriften veldig viktig og spesielt på delprosjekter som har avhengighet til neste fase i prosjektet. Stop i framdriften kan koste mye penger i form av overtid for å ta igjen det tapte og eventuelle bøter for ikke å levere prosjektet til kontraktfestet tid. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 76

79 Kapittel 8 - Kilder, figurer, tabeller og bilder 8 Kilder, figurer, tabeller og bilder 8.1 Kilder [1] GRATING, katalog for stålgrating, vedlagt på CD-ROM. [2] DNV-OS-C101 seksjon 3, C100, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [3] DNV-OS-C101 seksjon 3, D100, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [4] DNV-OS-C101 seksjon 3, E100, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [5] DNV-OS-C101 seksjon 3, G100, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [6] DNV-OS-C101 seksjon 3, H100, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [7] Eurocode NS-EN :2002+NA2008, kapittel 6. [8] DNV-OS-C101 seksjon 3, D200, tabell D1, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [9] DNV-OS-C101 seksjon 3, B100, tabell B1, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [10] DNV-OS-C101 seksjon 3, B100, tabell B2, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [11] DNV-OS-C101 seksjon 3, F100, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [12] Eurocode NS-EN 1990:2002+NA:2008 Tabell NA.A1.2(B). [13] DNV-OS-C101 seksjon 2, tabell D1, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [14] DNV-OS-C101 seksjon 2, D701, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [15] DNV-OS-C101 seksjon 2, D501, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [16] DNV-OS-C101 seksjon 2, D601, april 2011, vedlagt på CD-ROM. [17] Norsk Stål Produktkatalog 2013, [18] Intervjuer av erfarne ingeniører: Hans Dale, senioringeniør innen konstruksjonsteknikk, Multiconsult AS. Tor Berge, senioringeniør og kalkulatør innen konstruksjonsteknikk, Multiconsult AS. Harald Årstad, senioringeniør innen konstruksjonsteknikk, Prefab Design AS. Kjell Harald Sivertsgård, prosjektleder, Metallproduksjon AS. [19] Norsk Stål Prisliste 1.juni 2013, vedlagt på CD-ROM. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 77

80 Kapittel 8 - Kilder, figurer, tabeller og bilder 8.2 Figurer Figur 1 - Modell B01 med aksesystem... 7 Figur 2 - Modell B02 med aksesystem... 7 Figur 3: Geometri, G-Prog Ramme Figur 4: Tverrsnitt- og materialtabell, G Prog Ramme Figur 5: Lasttilfeller, G Prog Ramme Figur 6: Laster, G Prog Ramme Figur 7: Lastkombinasjoner, G Prog Ramme Figur 8: Grafisk framvisning av laster, G Prog Ramme Figur 9: Visualisering av resultat, G Prog Ramme, her vist som nedbøyning Figur 10: Opplagerreaksjoner og max/min tabell, G Prog Ramme Figur 11: Visualisering av dimensjoneringsresultat, G Prog Ramme Figur 12: Tverrsnittskontroll, G Prog Ramme Figur 13: Profiltabell, Tekla Structures Figur 14: Knutepunkt hentet fra 3D BIM modell Figur 15: Knutepunkt tatt ut fra detaljtegning Figur 16: Lastnedregning, dekke over 1.etg, modell B Figur 17: Lastnedregning, akse A, modell B Figur 18: Sverd for kobling mellom bjelke og søyle Figur 19: Sverd for kobling mellom bjelke og søyle Figur 20: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse A, modell B Figur 21: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse A, modell B Figur 22: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse A, modell B01. Lastdata hentet fra tabell Figur 23: G-Prog Ramme viser elementene i grønt når det er valgt dimensjoner som kan bære lastene Figur 24: Eksempel på beregning av element A3 D01 i ULS. Her er skjærkontroll, torsjonskontroll og buklingkontroll innenfor kravene Figur 25: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse B, modell B Figur 26: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse B, modell B Figur 27: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse B, modell B01. Lastdata hentet fra tabell Figur 28: G-Prog Ramme viser elementene i grønt når det er valgt dimensjoner som kan bære lastene Figur 29: Eksempel på beregning av element B3 D01 i ULS. Her er skjærkontroll, torsjonskontroll og buklingkontroll innenfor kravene Figur 30: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse C, modell B Figur 31: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse C, modell B Figur 32: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse C, modell B01. Lastdata hentet fra tabell Figur 33: G-Prog Ramme viser elementene i grønt når det er valgt dimensjoner som kan bære lastene Figur 34: Eksempel på beregning av element C3 D01 i ULS. Her er skjærkontroll, torsjonskontroll og buklingkontroll innenfor kravene Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 78

81 Kapittel 8 - Kilder, figurer, tabeller og bilder Figur 35: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse A, modell B Figur 36: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse A, modell B Figur 37: Nyttelast vist som linjelast i akse A, modell B01. Lastdata hentet fra tabell Figur 38: Deformasjon/nedbøying av bjelkene i akse A, modell B01, i SLS Figur 39: Eksempel på beregning av element 1A3. Her er skjærkontroll, momentkontroll og buklingkontroll godt innenfor kravene, mens nedbøyingen er 15,0mm figur Figur 40: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse B, modell B Figur 41: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse B, modell B Figur 42: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse B, modell B01. Lastdata hentet fra tabell Figur 43: Deformasjon/nedbøying av bjelkene i akse B, modell B01, i SLS Figur 44: Eksempel på beregning av element 1B3. Her er skjærkontroll, momentkontroll og buklingkontroll godt innenfor kravene, mens nedbøyingen er 14,6mm figur Figur 45: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse C, modell B Figur 46: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse C, modell B Figur 47: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse C, modell B01. Lastdata hentet fra tabell Figur 48: Deformasjon/nedbøying av bjelkene i akse C, modell B01, i SLS Figur 49: Eksempel på beregning av element 1C3. Her er skjærkontroll, momentkontroll og buklingkontroll godt innenfor kravene, mens nedbøyingen er 14,8mm figur Figur 50: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 2,5kN/m², modell B Figur 51: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 4,0kN/m², modell B Figur 52: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 5,0kN/m², modell B Figur 53: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 9,0kN/m², modell B Figur 54: Totalkostnad ved ulike lasttilfeller, modell B Figur 55: Totalkostnad ved ulike lasttilfeller, modell B Figur 56: Sverd for kobling mellom bjelke og søyle Figur 57: Sverd for kobling mellom bjelke og søyle Figur 58: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse A og C, modell B Figur 59: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse A og C, modell B Figur 60: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse A og C, modell B02. Lastdata hentet fra tabell Figur 61: G-Prog Ramme viser elementene i grønt når det er valgt dimensjoner som kan bære lastene Figur 62: Eksempel på beregning av element C12 D01 i ULS. Her er skjærkontroll, torsjonskontroll og buklingkontroll innenfor kravene Figur 63: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse A og C, modell B Figur 64: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse A og C, modell B Figur 65: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse A og C, modell B02. Lastdata hentet fra tabell Figur 66: Deformasjon/nedbøying av bjelkene i akse A og C, modell B02, i SLS Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 79

82 Kapittel 8 - Kilder, figurer, tabeller og bilder Figur 67: Eksempel på beregning av element 3C12. Her er skjærkontroll, momentkontroll og buklingkontroll godt innenfor kravene, mens nedbøyingen er 17,3mm figur Figur 68: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 2,5kN/m², modell B Figur 69: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 4,0kN/m², modell B Figur 70: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 5,0kN/m², modell B Figur 71: Kostnadsfordeling mellom stålsøyle og stålbjelke, 9,0kN/m², modell B Figur 72: Totalkostnad ved ulike lasttilfeller, modell B Tabeller Tabell 1: Basis for valg av karakteristisk last for midlertidig design tilstand [9] Tabell 2: Basis for valg av karakteristisk last for operasjon design tilstand [10] Tabell 3: Tabell for variable laster på dekksområdet [8] Tabell 4: Last i søyler akse A/1, 2,5kN/m² Tabell 5: Last i søyler akse A/2, 2,5kN/m² Tabell 6: Last i søyler akse A/3, 2,5kN/m² Tabell 7: Last i søyler akse A/4, 2,5kN/m² Tabell 8: Last i søyler akse A/5, 2,5kN/m² Tabell 9: Last i søyler akse B/1, 2,5kN/m² Tabell 10: Last i søyler akse B/2, 2,5kN/m² Tabell 11: Last i søyler akse B/3, 2,5kN/m² Tabell 12: Last i søyler akse B/4, 2,5kN/m² Tabell 13: Last i søyler akse B/5, 2,5kN/m² Tabell 14: Last i søyler akse C/1, 2,5kN/m² Tabell 15: Last i søyler akse C/2, 2,5kN/m² Tabell 16: Last i søyler akse C/3, 2,5kN/m² Tabell 17: Last i søyler akse C/4, 2,5kN/m² Tabell 18: Last i søyler akse C/5, 2,5kN/m² Tabell 19: Last i bjelkene, 2,5kN/m² Tabell 20: Last i søyler akse A/8, 2,5kN/m² Tabell 21: Last i søyler akse A/9, 2,5kN/m² Tabell 22: Last i søyler akse A/10, 2,5kN/m² Tabell 23: Last i søyler akse A/8, 2,5kN/m² Tabell 24: Last i søyler akse C/12, 2,5kN/m² Tabell 25: Last i søyler akse C/13, 2,5kN/m² Tabell 26: Last i søyler akse C/14, 2,5kN/m² Tabell 27: Last i bjelkene, 2,5kN/m² Tabell 28: Oversikt over søyledimensjoner ved 2,5kN/m² nyttelast, modell B Tabell 29: Oversikt over søyledimensjoner ved 4,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 30: Oversikt over søyledimensjoner ved 5,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 31: Oversikt over søyledimensjoner ved 9,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 32: Oversikt over bjelkedimensjoner ved 2,5kN/m² nyttelast, modell B Tabell 33: Oversikt over bjelkedimensjoner ved 4,0kN/m² nyttelast, modell B Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 80

83 Kapittel 8 - Kilder, figurer, tabeller og bilder Tabell 34: Oversikt over bjelkedimensjoner ved 5,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 35: Oversikt over bjelkedimensjoner ved 9,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 36: Vekt av stål ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 37: Vekt av stål der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 38: Vekt av stål ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 39: Prosentfordeling av kostnader ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 40: Prosentfordeling av kostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 41: Prosentfordeling av kostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 42: Stålkostnader ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 43: Stålkostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 44: Stålkostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 45: Prosjekteringskostnader ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 46: Prosjekteringskostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 47: Prosjekteringskostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 48: Totalkostnader ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 49: Totalkostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 50: Totalkostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 51: Totalkostnader ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 52: Totalkostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 53: Totalkostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 54: Last i søyler akse A/1, 4,0kN/m² Tabell 55: Last i søyler akse A/2, 4,0kN/m² Tabell 56: Last i søyler akse A/3, 4,0kN/m² Tabell 57: Last i søyler akse A/4, 4,0kN/m² Tabell 58: Last i søyler akse A/5, 4,0kN/m² Tabell 59: Last i søyler akse B/1, 4,0kN/m² Tabell 60: Last i søyler akse B/2, 4,0kN/m² Tabell 61: Last i søyler akse B/3, 4,0kN/m² Tabell 62: Last i søyler akse B/4, 4,0kN/m² Tabell 63: Last i søyler akse B/5, 4,0kN/m² Tabell 64: Last i søyler akse C/1, 4,0kN/m² Tabell 65: Last i søyler akse C/2, 4,0kN/m² Tabell 66: Last i søyler akse C/3, 4,0kN/m² Tabell 67: Last i søyler akse C/4, 4,0kN/m² Tabell 68: Last i søyler akse C/5, 4,0kN/m² Tabell 69: Last i bjelkene, 4,0kN/m² Tabell 70: Last i søyler akse A/1, 5,0kN/m² Tabell 71: Last i søyler akse A/2, 5,0kN/m² Tabell 72: Last i søyler akse A/3, 5,0kN/m² Tabell 73: Last i søyler akse A/4, 5,0kN/m² Tabell 74: Last i søyler akse A/5, 5,0kN/m² Tabell 75: Last i søyler akse B/1, 5,0kN/m² Tabell 76: Last i søyler akse B/2, 5,0kN/m² Tabell 77: Last i søyler akse B/3, 5,0kN/m² Tabell 78: Last i søyler akse B/4, 5,0kN/m² Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 81

84 Kapittel 8 - Kilder, figurer, tabeller og bilder Tabell 79: Last i søyler akse B/5, 5,0kN/m² Tabell 80: Last i søyler akse C/1, 5,0kN/m² Tabell 81: Last i søyler akse C/2, 5,0kN/m² Tabell 82: Last i søyler akse C/3, 5,0kN/m² Tabell 83: Last i søyler akse C/4, 5,0kN/m² Tabell 84: Last i søyler akse C/5, 5,0kN/m² Tabell 85: Last i bjelkene, 5,0kN/m² Tabell 86: Last i søyler akse A/1, 9,0kN/m² Tabell 87: Last i søyler akse A/2, 9,0kN/m² Tabell 88: Last i søyler akse A/3, 9,0kN/m² Tabell 89: Last i søyler akse A/4, 9,0kN/m² Tabell 90: Last i søyler akse A/5, 9,0kN/m² Tabell 91: Last i søyler akse B/1, 9,0kN/m² Tabell 92: Last i søyler akse B/2, 9,0kN/m² Tabell 93: Last i søyler akse B/3, 9,0kN/m² Tabell 94: Last i søyler akse B/4, 9,0kN/m² Tabell 95: Last i søyler akse B/5, 9,0kN/m² Tabell 96: Last i søyler akse C/1, 9,0kN/m² Tabell 97: Last i søyler akse C/2, 9,0kN/m² Tabell 98: Last i søyler akse C/3, 9,0kN/m² Tabell 99: Last i søyler akse C/4, 9,0kN/m² Tabell 100: Last i søyler akse C/5, 9,0kN/m² Tabell 101: Last i bjelkene, 9,0kN/m² Tabell 102: Last i søyler akse A/8, 4,0kN/m² Tabell 103: Last i søyler akse A/9, 4,0kN/m² Tabell 104: Last i søyler akse A/10, 4,0kN/m² Tabell 105: Last i søyler akse A/11, 4,0kN/m² Tabell 106: Last i søyler akse C/12, 4,0kN/m² Tabell 107: Last i søyler akse C/13, 4,0kN/m² Tabell 108: Last i søyler akse C/14, 4,0kN/m² Tabell 109: Last i bjelkene, 4,0kN/m² Tabell 110: Last i søyler akse A/8, 5,0kN/m² Tabell 111: Last i søyler akse A/9, 5,0kN/m² Tabell 112: Last i søyler akse A/10, 5,0kN/m² Tabell 113: Last i søyler akse A/11, 5,0kN/m² Tabell 114: Last i søyler akse C/12, 5,0kN/m² Tabell 115: Last i søyler akse C/13, 5,0kN/m² Tabell 116: Last i søyler akse C/14, 5,0kN/m² Tabell 117: Last i bjelkene, 5,0kN/m² Tabell 118: Last i søyler akse A/8, 9,0kN/m² Tabell 119: Last i søyler akse A/9, 9,0kN/m² Tabell 120: Last i søyler akse A/10, 9,0kN/m² Tabell 121: Last i søyler akse A/11, 9,0kN/m² Tabell 122: Last i søyler akse C/12, 9,0kN/m² Tabell 123: Last i søyler akse C/13, 9,0kN/m² Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 82

85 Kapittel 8 - Kilder, figurer, tabeller og bilder Tabell 124: Last i søyler akse C/14, 9,0kN/m² Tabell 125: Last i bjelkene, 9,0kN/m² Tabell 126: Oversikt over søyledimensjoner ved 2,5kN/m² nyttelast, modell B Tabell 127: Oversikt over søyledimensjoner ved 4,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 128: Oversikt over søyledimensjoner ved 5,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 129: Oversikt over søyledimensjoner ved 9,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 130: Oversikt over bjelkedimensjoner ved 2,5kN/m² nyttelast, modell B Tabell 131: Oversikt over bjelkedimensjoner ved 4,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 132: Oversikt over bjelkedimensjoner ved 5,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 133: Oversikt over bjelkedimensjoner ved 9,0kN/m² nyttelast, modell B Tabell 134: Vekt av stål ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 135: Vekt av stål der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 136: Vekt av stål ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 137: Prosentfordeling av kostnader ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 138: Prosentfordeling av kostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 139: Prosentfordeling av kostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 140: Stålkostnader ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 141: Stålkostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 142: Stålkostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 143: Prosjekteringskostnader ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 144: Prosjekteringskostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 145: Prosjekteringskostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Tabell 146: Totalkostnader ved nøyaktig beregning av profilene Tabell 147: Totalkostnader der minste anvendte søyleprofil er RHS80x80x Tabell 148: Totalkostnader ved bruk av kun den største dimensjonerte profilen Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 83

86 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9 Vedlegg i papirformat 9.1 Tabeller Lastnedregning for nyttelast, modell B01 4,0 kn/m² Areal Last A/1 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4, D.O. 2 4, D.O. 1 4, Tabell 54: Last i søyler akse A/1, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last A/2 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 55: Last i søyler akse A/2, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last A/3 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 56: Last i søyler akse A/3, 4,0kN/m². Total kn Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 84

87 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 4,0 kn/m² Areal Last A/4 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 57: Last i søyler akse A/4, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last A/5 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4, D.O. 2 4, D.O. 1 4, Tabell 58: Last i søyler akse A/5, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last B/1 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4, D.O. 2 4, D.O. 1 4, Tabell 59: Last i søyler akse B/1, 4,0kN/m². Total kn Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 85

88 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 4,0 kn/m² Areal Last B/2 m2 kn/m2 kn D.O. 3 13, D.O. 2 13, D.O Tabell 60: Last i søyler akse B/2, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last B/3 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O. 1 13, Tabell 61: Last i søyler akse B/3, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last B/4 m2 kn/m2 kn D.O. 3 13, D.O D.O Tabell 62: Last i søyler akse B/4, 4,0kN/m². Total kn Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 86

89 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 4,0 kn/m² Areal Last B/5 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4, D.O D.O Tabell 63: Last i søyler akse B/5, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last C/1 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 64: Last i søyler akse C/1, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last C/2 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4, D.O. 2 4, D.O Tabell 65: Last i søyler akse C/2, 4,0kN/m². Total kn Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 87

90 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 4,0 kn/m² Areal Last C/3 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O. 1 4, Tabell 66: Last i søyler akse C/3, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last C/4 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4, D.O D.O Tabell 67: Last i søyler akse C/4, 4,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last C/5 m2 kn/m2 kn D.O D.O. 2 4, D.O. 1 4, Tabell 68: Last i søyler akse C/5, 4,0kN/m². Total kn Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 88

91 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat - Nummer Gangveier, trappetårn og plattformer, 4,0kN/m² Bjelke nr. Fra Til Elementlengde (m) Lastbredde (m) kn/m² kn linjelast Opplagerkrefter (L*kN)/2 1-A-1 A1 A2 6 1, A-2 A2 A3 6 1, A-3 A3 A4 6 1, A-4 A4 A5 6 1, B-1 B1 B2 6 1, B-2 B2 B3 6 1, B-3 B3 B B-4 B4 B C-1 C1 C C-2 C2 C C-3 C3 C4 6 1, C-4 C4 C5 6 1, A-1 A1 A2 6 1, A-2 A2 A3 6 1, A-3 A3 A4 6 1, A-4 A4 A5 6 1, B-1 B1 B2 6 1, B-2 B2 B B-3 B3 B B-4 B4 B C-1 C1 C C-2 C2 C3 6 1, C-3 C3 C4 6 1, C-4 C4 C5 6 1, A-1 A1 A2 6 1, A-2 A2 A3 6 1, A-3 A3 A4 6 1, A-4 A4 A5 6 1, B-1 B1 B2 6 1, B-2 B2 B B-3 B3 B B-4 B4 B5 6 1, C-1 C1 C C-2 C2 C3 6 1, C-3 C3 C4 6 1, C-4 C4 C Tabell 69: Last i bjelkene, 4,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 89

92 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 5,0 kn/m² A/1 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 4,5 5 22,5 D.O. 2 4,5 5 22,5 D.O. 1 4,5 5 22,5 Tabell 70: Last i søyler akse A/1, 5,0kN/m². Total kn 22, ,5 5,0 kn/m² Areal Last A/2 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 71: Last i søyler akse A/2, 5,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last A/3 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 72: Last i søyler akse A/3, 5,0kN/m². Total kn Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 90

93 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 5,0 kn/m² Areal Last A/4 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 73: Last i søyler akse A/4, 5,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last A/5 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 5 22,5 D.O. 2 4,5 5 22,5 D.O. 1 4,5 5 22,5 Tabell 74: Last i søyler akse A/5, 5,0kN/m². Total kn 22, ,5 5,0 kn/m² Areal Last B/1 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 5 22,5 D.O. 2 4,5 5 22,5 D.O. 1 4,5 5 22,5 Tabell 75: Last i søyler akse B/1, 5,0kN/m². Total kn 22, ,5 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 91

94 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 5,0 kn/m² B/2 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O. 3 13,5 5 67,5 D.O. 2 13,5 5 67,5 D.O Tabell 76: Last i søyler akse B/2, 5,0kN/m². Total kn 67, ,0 kn/m² Areal Last B/3 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O. 1 13,5 5 67,5 Tabell 77: Last i søyler akse B/3, 5,0kN/m². Total kn ,5 5,0 kn/m² Areal Last B/4 m2 kn/m2 kn D.O. 3 13,5 5 67,5 D.O D.O Tabell 78: Last i søyler akse B/4, 5,0kN/m². Total kn 67,5 157,5 247,5 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 92

95 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 5,0 kn/m² Areal Last B/5 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 5 22,5 D.O D.O Tabell 79: Last i søyler akse B/5, 5,0kN/m². Total kn 22,5 67,5 112,5 5,0 kn/m² C/1 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 80: Last i søyler akse C/1, 5,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last C/2 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 5 22,5 D.O. 2 4,5 5 22,5 D.O Tabell 81: Last i søyler akse C/2, 5,0kN/m². Total kn 22, Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 93

96 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 5,0 kn/m² Areal Last C/3 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O. 1 4,5 5 22,5 Tabell 82: Last i søyler akse C/3, 5,0kN/m². Total kn ,5 5,0 kn/m² Areal Last C/4 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 5 22,5 D.O D.O Tabell 83: Last i søyler akse C/4, 5,0kN/m². Total kn 22,5 67,5 112,5 5,0 kn/m² Areal Last C/5 m2 kn/m2 kn D.O D.O. 2 4,5 5 22,5 D.O. 1 4,5 5 22,5 Tabell 84: Last i søyler akse C/5, 5,0kN/m². Total kn 0 22,5 45 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 94

97 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat - Nummer Områder mellom utstyr, 5,0kN/m² Bjelke nr. Fra Til Elementlengde (m) Lastbredde (m) kn/m² kn linjelast Opplagerkrefter (L*kN)/2 1-A-1 A1 A2 6 1,5 5 7,5 22,5 1-A-2 A2 A3 6 1,5 5 7,5 22,5 1-A-3 A3 A4 6 1,5 5 7,5 22,5 1-A-4 A4 A5 6 1,5 5 7,5 22,5 1-B-1 B1 B2 6 1,5 5 7,5 22,5 1-B-2 B2 B3 6 1,5 5 7,5 22,5 1-B-3 B3 B B-4 B4 B C-1 C1 C C-2 C2 C C-3 C3 C4 6 1,5 5 7,5 22,5 1-C-4 C4 C5 6 1,5 5 7,5 22,5 2-A-1 A1 A2 6 1,5 5 7,5 22,5 2-A-2 A2 A3 6 1,5 5 7,5 22,5 2-A-3 A3 A4 6 1,5 5 7,5 22,5 2-A-4 A4 A5 6 1,5 5 7,5 22,5 2-B-1 B1 B2 6 1,5 5 7,5 22,5 2-B-2 B2 B B-3 B3 B B-4 B4 B C-1 C1 C C-2 C2 C3 6 1,5 5 7,5 22,5 2-C-3 C3 C4 6 1,5 5 7,5 22,5 2-C-4 C4 C5 6 1,5 5 7,5 22,5 3-A-1 A1 A2 6 1,5 5 7,5 22,5 3-A-2 A2 A3 6 1,5 5 7,5 22,5 3-A-3 A3 A4 6 1,5 5 7,5 22,5 3-A-4 A4 A5 6 1,5 5 7,5 22,5 3-B-1 B1 B2 6 1,5 5 7,5 22,5 3-B-2 B2 B B-3 B3 B B-4 B4 B5 6 1,5 5 7,5 22,5 3-C-1 C1 C C-2 C2 C3 6 1,5 5 7,5 22,5 3-C-3 C3 C4 6 1,5 5 7,5 22,5 3-C-4 C4 C Tabell 85: Last i bjelkene, 5,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 95

98 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9,0 kn/m² Areal Last A/1 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 9 40,5 D.O. 2 4,5 9 40,5 D.O. 1 4,5 9 40,5 Tabell 86: Last i søyler akse A/1, 9,0kN/m². Total kn 40, ,5 9,0 kn/m² Areal Last A/2 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 87: Last i søyler akse A/2, 9,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last A/3 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 88: Last i søyler akse A/3, 9,0kN/m². Total kn Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 96

99 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9,0 kn/m² Areal Last A/4 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 89: Last i søyler akse A/4, 9,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last A/5 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 9 40,5 D.O. 2 4,5 9 40,5 D.O. 1 4,5 9 40,5 Tabell 90: Last i søyler akse A/5, 9,0kN/m². Total kn 40, ,5 9,0 kn/m² Areal Last B/1 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 9 40,5 D.O. 2 4,5 9 40,5 D.O. 1 4,5 9 40,5 Tabell 91: Last i søyler akse B/1, 9,0kN/m². Total kn 40, ,5 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 97

100 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9,0 kn/m² Areal Last B/2 m2 kn/m2 kn D.O. 3 13, ,5 D.O. 2 13, ,5 D.O Tabell 92: Last i søyler akse B/2, 9,0kN/m². Total kn 121, ,0 kn/m² Areal Last B/3 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O. 1 13, ,5 Tabell 93: Last i søyler akse B/3, 9,0kN/m². Total kn ,5 9,0 kn/m² Areal Last B/4 m2 kn/m2 kn D.O. 3 13, ,5 D.O D.O Tabell 94: Last i søyler akse B/4, 9,0kN/m². Total kn 121,5 283,5 445,5 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 98

101 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9,0 kn/m² Areal Last B/5 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 9 40,5 D.O D.O Tabell 95: Last i søyler akse B/5, 9,0kN/m². Total kn 40,5 121,5 202,5 9,0 kn/m² C/1 Areal m2 Last kn/m2 kn D.O D.O D.O Tabell 96: Last i søyler akse C/1, 9,0kN/m². Total kn ,0 kn/m² Areal Last C/2 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 9 40,5 D.O. 2 4,5 9 40,5 D.O Tabell 97: Last i søyler akse C/2, 9,0kN/m². Total kn 40, Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 99

102 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9,0 kn/m² Areal Last C/3 m2 kn/m2 kn D.O D.O D.O. 1 4,5 9 40,5 Tabell 98: Last i søyler akse C/3, 9,0kN/m². Total kn ,5 9,0 kn/m² Areal Last C/4 m2 kn/m2 kn D.O. 3 4,5 9 40,5 D.O D.O Tabell 99: Last i søyler akse C/4, 9,0kN/m². Total kn 40,5 121,5 202,5 9,0 kn/m² Areal Last C/5 m2 kn/m2 kn D.O D.O. 2 4,5 9 40,5 D.O. 1 4,5 9 40,5 Tabell 100: Last i søyler akse C/5, 9,0kN/m². Total kn 0 40,5 81 Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 100

103 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat - Nummer Livbåtplattform, 9,0kN/m² Bjelke nr. Fra Til Elementlengde (m) Lastbredde (m) kn/m² kn linjelast Opplagerkrefter (L*kN)/2 1-A-1 A1 A2 6 1,5 9 13,5 40,5 1-A-2 A2 A3 6 1,5 9 13,5 40,5 1-A-3 A3 A4 6 1,5 9 13,5 40,5 1-A-4 A4 A5 6 1,5 9 13,5 40,5 1-B-1 B1 B2 6 1,5 9 13,5 40,5 1-B-2 B2 B3 6 1,5 9 13,5 40,5 1-B-3 B3 B B-4 B4 B C-1 C1 C C-2 C2 C C-3 C3 C4 6 1,5 9 13,5 40,5 1-C-4 C4 C5 6 1,5 9 13,5 40,5 2-A-1 A1 A2 6 1,5 9 13,5 40,5 2-A-2 A2 A3 6 1,5 9 13,5 40,5 2-A-3 A3 A4 6 1,5 9 13,5 40,5 2-A-4 A4 A5 6 1,5 9 13,5 40,5 2-B-1 B1 B2 6 1,5 9 13,5 40,5 2-B-2 B2 B B-3 B3 B B-4 B4 B C-1 C1 C C-2 C2 C3 6 1,5 9 13,5 40,5 2-C-3 C3 C4 6 1,5 9 13,5 40,5 2-C-4 C4 C5 6 1,5 9 13,5 40,5 3-A-1 A1 A2 6 1,5 9 13,5 40,5 3-A-2 A2 A3 6 1,5 9 13,5 40,5 3-A-3 A3 A4 6 1,5 9 13,5 40,5 3-A-4 A4 A5 6 1,5 9 13,5 40,5 3-B-1 B1 B2 6 1,5 9 13,5 40,5 3-B-2 B2 B B-3 B3 B B-4 B4 B5 6 1,5 9 13,5 40,5 3-C-1 C1 C C-2 C2 C3 6 1,5 9 13,5 40,5 3-C-3 C3 C4 6 1,5 9 13,5 40,5 3-C-4 C4 C Tabell 101: Last i bjelkene, 9,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 101

104 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat Lastnedregning for nyttelast, modell B02 4,0 kn/m² A/8 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4, ,00 D.O. 3 4, ,00 D.O. 2 4, ,00 D.O. 1 4, ,00 Tabell 102: Last i søyler akse A/8, 4,0kN/m². 4,0 kn/m² A/9 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 Tabell 103: Last i søyler akse A/9, 4,0kN/m². 4,0 kn/m² A/10 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 Tabell 104: Last i søyler akse A/10, 4,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 102

105 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 4,0 kn/m² A/11 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 6, ,00 27,00 D.O. 3 6, ,00 54,00 D.O. 2 6, ,00 81,00 D.O. 1 6, ,00 108,00 Tabell 105: Last i søyler akse A/11, 4,0kN/m². 4,0 kn/m² C/12 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4, ,00 D.O. 3 4, ,00 D.O. 2 4, ,00 D.O. 1 4, ,00 Tabell 106: Last i søyler akse C/12, 4,0kN/m². 4,0 kn/m² C/13 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4, ,00 D.O. 3 4, ,00 D.O. 2 4, ,00 D.O. 1 4, ,00 Tabell 107: Last i søyler akse C/13, 4,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 103

106 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 4,0 kn/m² C/14 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 2,25 4 9,00 9,00 D.O. 3 2,25 4 9,00 18,00 D.O. 2 2,25 4 9,00 27,00 D.O. 1 2,25 4 9,00 36,00 Tabell 108: Last i søyler akse C/14, 4,0kN/m². - Nummer Bjelke nr. Fra Til Gangveier, trappetårn og plattformer, 4,0kN/m² Elementlengde (m) Lastbredde (m) kn/m² kn linjelast Opplagerkrefter (L*kN)/2 1-A-8 A8 A9 6 1, A-9 A9 A10 6 1, A-10 A10 A11 6 1, C-11 C11 C12 6 0, C-12 C12 C13 6 0, C-13 C13 C14 6 0, A-8 A8 A9 6 1, A-9 A9 A10 6 1, A-10 A10 A11 6 1, C-11 C11 C12 6 0, C-12 C12 C13 6 0, C-13 C13 C14 6 0, A-8 A8 A9 6 1, A-9 A9 A10 6 1, A-10 A10 A11 6 1, C-11 C11 C12 6 0, C-12 C12 C13 6 0, C-13 C13 C14 6 0, A-8 A8 A9 6 1, A-9 A9 A10 6 1, A-10 A10 A11 6 1, C-11 C11 C12 6 0, C-12 C12 C13 6 0, C-13 C13 C14 6 0, Tabell 109: Last i bjelkene, 4,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 104

107 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 5,0 kn/m² A/8 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4,5 5 22,5 22,50 D.O. 3 4,5 5 22,5 45,00 D.O. 2 4,5 5 22,5 67,50 D.O. 1 4,5 5 22,5 90,00 Tabell 110: Last i søyler akse A/8, 5,0kN/m². 5,0 kn/m² A/9 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 Tabell 111: Last i søyler akse A/9, 5,0kN/m². 5,0 kn/m² A/10 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 Tabell 112: Last i søyler akse A/10, 5,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 105

108 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 5,0 kn/m² A/11 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 6, ,75 33,75 D.O. 3 6, ,75 67,50 D.O. 2 6, ,75 101,25 D.O. 1 6, ,75 135,00 Tabell 113: Last i søyler akse A/11, 5,0kN/m². 5,0 kn/m² C/12 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4,5 5 22,5 22,50 D.O. 3 4,5 5 22,5 45,00 D.O. 2 4,5 5 22,5 67,50 D.O. 1 4,5 5 22,5 90,00 Tabell 114: Last i søyler akse C/12, 5,0kN/m². 5,0 kn/m² C/13 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4,5 5 22,5 22,50 D.O. 3 4,5 5 22,5 45,00 D.O. 2 4,5 5 22,5 67,50 D.O. 1 4,5 5 22,5 90,00 Tabell 115: Last i søyler akse C/13, 5,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 106

109 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 5,0 kn/m² C/14 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 2, ,25 11,25 D.O. 3 2, ,25 22,50 D.O. 2 2, ,25 33,75 D.O. 1 2, ,25 45,00 Tabell 116: Last i søyler akse C/14, 5,0kN/m². - Nummer Områder mellom utstyr, 5,0kN/m² Bjelke nr. Fra Til Elementlengde (m) Lastbredde (m) kn/m² kn linjelast Opplagerkrefter (L*kN)/2 1-A-8 A8 A9 6 1,5 5 7,5 22,5 1-A-9 A9 A10 6 1,5 5 7,5 22,5 1-A-10 A10 A11 6 1,5 5 7,5 22,5 1-C-11 C11 C12 6 0,75 5 3,75 11,25 1-C-12 C12 C13 6 0,75 5 3,75 11,25 1-C-13 C13 C14 6 0,75 5 3,75 11,25 2-A-8 A8 A9 6 1,5 5 7,5 22,5 2-A-9 A9 A10 6 1,5 5 7,5 22,5 2-A-10 A10 A11 6 1,5 5 7,5 22,5 2-C-11 C11 C12 6 0,75 5 3,75 11,25 2-C-12 C12 C13 6 0,75 5 3,75 11,25 2-C-13 C13 C14 6 0,75 5 3,75 11,25 3-A-8 A8 A9 6 1,5 5 7,5 22,5 3-A-9 A9 A10 6 1,5 5 7,5 22,5 3-A-10 A10 A11 6 1,5 5 7,5 22,5 3-C-11 C11 C12 6 0,75 5 3,75 11,25 3-C-12 C12 C13 6 0,75 5 3,75 11,25 3-C-13 C13 C14 6 0,75 5 3,75 11,25 4-A-8 A8 A9 6 1,5 5 7,5 22,5 4-A-9 A9 A10 6 1,5 5 7,5 22,5 4-A-10 A10 A11 6 1,5 5 7,5 22,5 4-C-11 C11 C12 6 0,75 5 3,75 11,25 4-C-12 C12 C13 6 0,75 5 3,75 11,25 4-C-13 C13 C14 6 0,75 5 3,75 11,25 Tabell 117: Last i bjelkene, 5,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 107

110 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9,0 kn/m² A/8 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4,5 9 40,5 40,50 D.O. 3 4,5 9 40,5 81,00 D.O. 2 4,5 9 40,5 121,50 D.O. 1 4,5 9 40,5 162,00 Tabell 118: Last i søyler akse A/8, 9,0kN/m². 9,0 kn/m² A/9 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 Tabell 119: Last i søyler akse A/9, 9,0kN/m². 9,0 kn/m² A/10 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 D.O ,00 Tabell 120: Last i søyler akse A/10, 9,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 108

111 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9,0 kn/m² A/11 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 6, ,75 60,75 D.O. 3 6, ,75 121,50 D.O. 2 6, ,75 182,25 D.O. 1 6, ,75 243,00 Tabell 121: Last i søyler akse A/11, 9,0kN/m². 9,0 kn/m² C/12 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4,5 9 40,5 40,50 D.O. 3 4,5 9 40,5 81,00 D.O. 2 4,5 9 40,5 121,50 D.O. 1 4,5 9 40,5 162,00 Tabell 122: Last i søyler akse C/12, 9,0kN/m². 9,0 kn/m² C/13 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 4,5 9 40,5 40,50 D.O. 3 4,5 9 40,5 81,00 D.O. 2 4,5 9 40,5 121,50 D.O. 1 4,5 9 40,5 162,00 Tabell 123: Last i søyler akse C/13, 9,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 109

112 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9,0 kn/m² C/14 Areal m² Last kn/m² kn Total kn D.O. 4 2, ,25 20,25 D.O. 3 2, ,25 40,50 D.O. 2 2, ,25 60,75 D.O. 1 2, ,25 81,00 Tabell 124: Last i søyler akse C/14, 9,0kN/m². - Nummer Livbåtplatform, 9,0kN/m² Bjelke nr. Fra Til Elementlengde (m) Lastbredde (m) kn/m² kn linjelast Opplagerkrefter (L*kN)/2 1-A-8 A8 A9 6 1,5 9 13,5 40,5 1-A-9 A9 A10 6 1,5 9 13,5 40,5 1-A-10 A10 A11 6 1,5 9 13,5 40,5 1-C-11 C11 C12 6 0,75 9 6,75 20,25 1-C-12 C12 C13 6 0,75 9 6,75 20,25 1-C-13 C13 C14 6 0,75 9 6,75 20,25 2-A-8 A8 A9 6 1,5 9 13,5 40,5 2-A-9 A9 A10 6 1,5 9 13,5 40,5 2-A-10 A10 A11 6 1,5 9 13,5 40,5 2-C-11 C11 C12 6 0,75 9 6,75 20,25 2-C-12 C12 C13 6 0,75 9 6,75 20,25 2-C-13 C13 C14 6 0,75 9 6,75 20,25 3-A-8 A8 A9 6 1,5 9 13,5 40,5 3-A-9 A9 A10 6 1,5 9 13,5 40,5 3-A-10 A10 A11 6 1,5 9 13,5 40,5 3-C-11 C11 C12 6 0,75 9 6,75 20,25 3-C-12 C12 C13 6 0,75 9 6,75 20,25 3-C-13 C13 C14 6 0,75 9 6,75 20,25 4-A-8 A8 A9 6 1,5 9 13,5 40,5 4-A-9 A9 A10 6 1,5 9 13,5 40,5 4-A-10 A10 A11 6 1,5 9 13,5 40,5 4-C-11 C11 C12 6 0,75 9 6,75 20,25 4-C-12 C12 C13 6 0,75 9 6,75 20,25 4-C-13 C13 C14 6 0,75 9 6,75 20,25 Tabell 125: Last i bjelkene, 9,0kN/m². Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 110

113 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9.2 Elementberegning modell B Beregning av stålsøyler for modell B02 Beregningsprogrammet som blir brukt heter G-Prog Ramme og Eurocode EN (Norwegian annex) er implementert inn i programmet slik at beregningene som blir gjort er utført i henhold til gjeldende standarder. I alle fire lasttilfellene (2,5 kn/m² - 4,0 kn/m² - 5,0 kn/m² - 9,0 kn/m²) brukes den samme beregningsmodellen og lastmodellen for egenlast og nyttelast (kapittel 4.2.3), men med respektive laster. I tillegg til egenlast av stålsøylene og stålbjelkene er det lagt inn en påført egenlast på 0,5kN/m² for lasten av grating, sveiser, bolter og rekkverk. Det er valgt kvadratiske kaldformede stålsøyler i materialkvalitet S355. G-Prog Ramme har databaser med norske stålprofiler og sjekker alle parametere opp mot gjeldende standarder. Søyler dimensjoneres slik at spenning, utbøying om z-z og y-y akse, skjærspenning er innenfor dimensjoneringskravene. Av hensyn til koblingen mellom stålsøylene og stålbjelkene vil den minste anvendte dimensjonen være RHS80x80x4. Dette blir gjort for å få plass til et «sverd» som brukes for å koble bjelkene til søylene. En RHS80x80x4 profil kan også motstå ALS laster bedre enn mindre profiler. Alle profilene blir dimensjonert til den minimumsstørrelsen de må være, men det blir også foretatt en utbytting av alle profilene som er mindre enn RHS80x80x4 i kostnadskalkulasjonen. Figur 56: Sverd for kobling mellom bjelke og søyle. Figur 57: Sverd for kobling mellom bjelke og søyle. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 111

114 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat Figur 58: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse A og C, modell B02. Figur 59: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse A og C, modell B02. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 112

115 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat Figur 60: Nyttelast vist som linjelast på bjelkene i akse A og C, modell B02. Lastdata hentet fra tabell 27. Figur 61: G-Prog Ramme viser elementene i grønt når det er valgt dimensjoner som kan bære lastene. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 113

116 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat Figur 62: Eksempel på beregning av element C12 D01 i ULS. Her er skjærkontroll, torsjonskontroll og buklingkontroll innenfor kravene. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 114

117 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 2,5 kn/m² Elementlengde = 3,5m Vekt søyle ved ensartet dimensjon, (kg) Vekt ved bruk av minimum RHS 80x80x4, (kg) Søyle nr. Søyle dimensjon Vekt (kg/m) Totalvekt søyle, (kg) A8-DO 4 RHS 50x50x3 4,35 15,23 37,66 33,04 A8-DO 3 RHS 60x60x3 5,32 18,62 37,66 33,04 A8-DO 2 RHS 60x60x5 8,15 28,53 37,66 33,04 A8-DO 1 RHS 70x70x4 8,16 28,56 37,66 33,04 A9-DO 4 RHS 60x60x3 5,32 18,62 37,66 33,04 A9-DO 3 RHS 70x70x4 8,16 28,56 37,66 33,04 A9-DO 2 RHS 80x80x4 9,44 33,04 37,66 33,04 A9-DO 1 RHS 90x90x4 10,76 37,66 37,66 37,66 A10-DO 4 RHS 60x60x3 5,32 18,62 37,66 33,04 A10-DO 3 RHS 70x70x4 8,16 28,56 37,66 33,04 A10-DO 2 RHS 80x80x4 9,44 33,04 37,66 33,04 A10-DO 1 RHS 90x90x4 10,76 37,66 37,66 37,66 A11-DO 4 RHS 50x50x4 5,58 19,53 37,66 33,04 A11-DO 3 RHS 60x60x5 8,15 28,53 37,66 33,04 A11-DO 2 RHS 70x70x4 8,16 28,56 37,66 33,04 A11-DO 1 RHS 80x80x4 9,44 33,04 37,66 33,04 C12-DO 4 RHS 50x50x3 4,35 15,23 37,66 33,04 C12-DO 3 RHS 60x60x3 5,32 18,62 37,66 33,04 C12-DO 2 RHS 60x60x5 8,15 28,53 37,66 33,04 C12-DO 1 RHS 70x70x4 8,16 28,56 37,66 33,04 C13-DO 4 RHS 50x50x3 4,35 15,23 37,66 33,04 C13-DO 3 RHS 60x60x3 5,32 18,62 37,66 33,04 C13-DO 2 RHS 60x60x5 8,15 28,53 37,66 33,04 C13-DO 1 RHS 70x70x4 8,16 28,56 37,66 33,04 C14-DO 4 RHS 50x50x3 4,35 15,23 37,66 33,04 C14-DO 3 RHS 50x50x3 4,35 15,23 37,66 33,04 C14-DO 2 RHS 50x50x4 5,58 19,53 37,66 33,04 C14-DO 1 RHS 60x60x3 5,32 18,62 37,66 33,04 Tabell 126: Oversikt over søyledimensjoner ved 2,5kN/m² nyttelast, modell B02. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 115

118 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 4,0 kn/m² Elementlengde = 3,5m Vekt søyle ved ensartet dimensjon, (kg) Vekt ved bruk av minimum RHS 80x80x4, (kg) Søyle nr. Søyle dimensjon Vekt (kg/m) Totalvekt søyle, (kg) A8-DO 4 RHS 50x50x4 5,58 19,53 41,93 33,04 A8-DO 3 RHS 60x60x5 8,15 28,53 41,93 33,04 A8-DO 2 RHS 70x70x4 8,16 28,56 41,93 33,04 A8-DO 1 RHS 80x80x4 9,44 33,04 41,93 33,04 A9-DO 4 RHS 60x60x5 8,15 28,53 41,93 33,04 A9-DO 3 RHS 80x80x4 9,44 33,04 41,93 33,04 A9-DO 2 RHS 90x90x4 10,76 37,66 41,93 37,66 A9-DO 1 RHS 100x100x4 11,98 41,93 41,93 41,93 A10-DO 4 RHS 60x60x5 8,2 28,70 41,93 33,04 A10-DO 3 RHS 80x80x4 9,44 33,04 41,93 33,04 A10-DO 2 RHS 90x90x4 10,76 37,66 41,93 37,66 A10-DO 1 RHS 100x100x4 11,98 41,93 41,93 41,93 A11-DO 4 RHS 60x60x3 5,32 18,62 41,93 33,04 A11-DO 3 RHS 70x70x4 8,16 28,56 41,93 33,04 A11-DO 2 RHS 80x80x4 9,44 33,04 41,93 33,04 A11-DO 1 RHS 90x90x4 10,76 37,66 41,93 37,66 C12-DO 4 RHS 50x50x4 5,58 19,53 41,93 33,04 C12-DO 3 RHS 60x60x5 8,15 28,53 41,93 33,04 C12-DO 2 RHS 70x70x4 8,16 28,56 41,93 33,04 C12-DO 1 RHS 80x80x4 9,44 33,04 41,93 33,04 C13-DO 4 RHS 50x50x4 5,58 19,53 41,93 33,04 C13-DO 3 RHS 60x60x5 8,15 28,53 41,93 33,04 C13-DO 2 RHS 70x70x4 8,16 28,56 41,93 33,04 C13-DO 1 RHS 80x80x4 9,44 33,04 41,93 33,04 C14-DO 4 RHS 50x50x3 4,35 15,23 41,93 33,04 C14-DO 3 RHS 50x50x4 5,58 19,53 41,93 33,04 C14-DO 2 RHS 60x60x3 5,32 18,62 41,93 33,04 C14-DO 1 RHS 60x60x5 8,15 28,53 41,93 33,04 Tabell 127: Oversikt over søyledimensjoner ved 4,0kN/m² nyttelast, modell B02. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 116

119 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 5,0 kn/m² Elementlengde = 3,5m Vekt søyle ved ensartet dimensjon, (kg) Vekt ved bruk av minimum RHS 80x80x4, (kg) Søyle nr. Søyle dimensjon Vekt (kg/m) Totalvekt søyle, (kg) A8-DO 4 RHS 50x50x5 6,54 22,89 76,72 33,04 A8-DO 3 RHS 70x70x3 6,28 21,98 76,72 33,04 A8-DO 2 RHS 80x80x4 9,44 33,04 76,72 33,04 A8-DO 1 RHS 80x80x5 11,37 39,80 76,72 39,8 A9-DO 4 RHS 70x70x3 6,28 21,98 76,72 33,04 A9-DO 3 RHS 80x80x5 11,37 39,80 76,72 39,8 A9-DO 2 RHS 90x90x ,50 76,72 45,5 A9-DO 1 RHS 100x100x8 21,92 76,72 76,72 76,72 A10-DO 4 RHS 70x70x3 6,28 21,98 76,72 33,04 A10-DO 3 RHS 80x80x5 11,37 39,80 76,72 39,8 A10-DO 2 RHS 90x90x ,50 76,72 45,5 A10-DO 1 RHS 100x100x8 21,92 76,72 76,72 76,72 A11-DO 4 RHS 60x60x4 6,87 24,05 76,72 33,04 A11-DO 3 RHS 80x80x4 9,44 33,04 76,72 33,04 A11-DO 2 RHS 90x90x4 10,76 37,66 76,72 37,66 A11-DO 1 RHS 100x100x4 11,98 41,93 76,72 41,93 C12-DO 4 RHS 50x50x5 6,54 22,89 76,72 33,04 C12-DO 3 RHS 70x70x4 8,16 28,56 76,72 33,04 C12-DO 2 RHS 80x80x4 9,44 33,04 76,72 33,04 C12-DO 1 RHS 80x80x5 11,37 39,80 76,72 39,8 C13-DO 4 RHS 50x50x5 6,54 22,89 76,72 33,04 C13-DO 3 RHS 70x70x4 8,16 28,56 76,72 33,04 C13-DO 2 RHS 80x80x4 9,44 33,04 76,72 33,04 C13-DO 1 RHS 80x80x5 11,37 39,80 76,72 39,8 C14-DO 4 RHS 50x50x3 4,35 15,23 76,72 33,04 C14-DO 3 RHS 60x60x3 5,32 18,62 76,72 33,04 C14-DO 2 RHS 60x60x4 6,87 24,05 76,72 33,04 C14-DO 1 RHS 70x70x4 8,16 28,56 76,72 33,04 Tabell 128: Oversikt over søyledimensjoner ved 5,0kN/m² nyttelast, modell B02. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 117

120 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat 9,0 kn/m² Elementlengde = 3,5m Vekt søyle ved ensartet dimensjon, (kg) Vekt ved bruk av minimum RHS 80x80x4, (kg) Søyle nr. Søyle dimensjon Vekt (kg/m) Totalvekt søyle, (kg) A8-DO 4 RHS 60x60x5 8,15 28,53 94,64 33,04 A8-DO 3 RHS 80x80x4 9,44 33,04 94,64 33,04 A8-DO 2 RHS 100x100x4 11,98 41,93 94,64 41,93 A8-DO 1 RHS 100x100x5 14,54 50,89 94,64 50,89 A9-DO 4 RHS 80x80x4 9,44 33,04 94,64 33,04 A9-DO 3 RHS 100x100x5 14,54 50,89 94,64 50,89 A9-DO 2 RHS 100x100x8 21,92 76,72 94,64 76,72 A9-DO 1 RHS 120x120x8 27,04 94,64 94,64 94,64 A10-DO 4 RHS 80x80x4 9,44 33,04 94,64 33,04 A10-DO 3 RHS 100x100x5 14,54 50,89 94,64 50,89 A10-DO 2 RHS 100x100x8 21,92 76,72 94,64 76,72 A10-DO 1 RHS 120x120x8 27,04 94,64 94,64 94,64 A11-DO 4 RHS 70x70x5 9,76 34,16 94,64 34,16 A11-DO 3 RHS 90x90x ,50 94,64 45,5 A11-DO 2 RHS 100x100x5 14,54 50,89 94,64 50,89 A11-DO 1 RHS 100x100x8 21,92 76,72 94,64 76,72 C12-DO 4 RHS 60x60x5 8,15 28,53 94,64 33,04 C12-DO 3 RHS 80x80x4 9,44 33,04 94,64 33,04 C12-DO 2 RHS 100x100x4 11,98 41,93 94,64 41,93 C12-DO 1 RHS 100x100x5 14,54 50,89 94,64 50,89 C13-DO 4 RHS 60x60x5 8,15 28,53 94,64 33,04 C13-DO 3 RHS 80x80x4 9,44 33,04 94,64 33,04 C13-DO 2 RHS 100x100x4 11,98 41,93 94,64 41,93 C13-DO 1 RHS 100x100x5 14,54 50,89 94,64 50,89 C14-DO 4 RHS 50x50x4 5,58 19,53 94,64 33,04 C14-DO 3 RHS 60x60x5 8,15 28,53 94,64 33,04 C14-DO 2 RHS 70x70x5 9,76 34,16 94,64 33,04 C14-DO 1 RHS 80x80x4 9,44 33,04 94,64 33,04 Tabell 129: Oversikt over søyledimensjoner ved 9,0kN/m² nyttelast, modell B02. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 118

121 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat Beregning av stålbjelker for modell B02 Beregningsprogrammet som blir brukt heter G-Prog Ramme og Eurocode EN (Norwegian annex) er implementert inn i programmet slik at beregningene som blir gjort er utført i henhold til gjeldende standarder. I alle fire lasttilfellene (2,5 kn/m² - 4,0 kn/m² - 5,0 kn/m² - 9,0 kn/m²) brukes den samme beregningsmodellen og lastmodellen for egenlast og nyttelast (kapittel ), men med respektive laster. I tillegg til egenlast av stålsøylene og stålbjelkene er det lagt inn en påført egenlast på 0,5kN/m² for lasten av grating, sveiser, bolter og rekkverk. Det blir valgt IPE profiler i materialkvalitet S355 da dette er den profilen som er best egnet med de lastene og de spennene som er i denne konstruksjonen. G-Prog Ramme har databaser med norske stålprofiler og sjekker alle parametere opp mot gjeldende standarder. For IPE-bjelkene er det nedbøying i SLS som bestemmer dimensjonen. Kravene er at nedbøyingen ikke skal være større enn L/300 (der L = lengden av elementet), i dette tilfellet 6000/300 = 20mm. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 119

122 Kapittel 9 - Vedlegg i papirformat Figur 63: Alle elementene har fått navn som korresponderer med elementnavnene i tabellene og på tegningene for akse A og C, modell B02. Figur 64: Egenlast og påført egenlast vist som linjelast i akse A og C, modell B02. Masteroppgave Hvordan påvirkes totalkostnadene av detaljeringsgraden i prosjekteringen 120

Vise mer