SKALA RÅDGIVENDE INGENIØRER AS

Transkript

1 SKALA RÅDGIVENDE INGENIØRER AS Damsgårdsveen Laksevåg Telefon: e-post: Org nummer: Rapportnr Tttel: Prosektnavn Stamnes oppveksttun Emne: R Stabltet Prosektnr Sder Utarbedet av vedlegg Karsten K Skadal Vurderng av byggets globale stabltet ved ombyggng Dato Navn på bygg Stamnes oppveksttun Eendom/ byggested Vaksdal kommune Navn på oppdragsgver Forum Arktekter AS Prosektteam: Fag Navn Dato Sgnatur Utarbedet av KKS RIB Kontrollert av BWL Godkent av BWL Resyme: - Beregnng av horsontale lastvrknnger på bygget - Løsnng for avstvnng av ombygd gavlvegg akse 28 - Dokumentason av kapastet for avstvende konstruksoner (vndkryss) ekssterende bygg Sgnert utgave er arkvert hos SKALA RÅDGIVENDE INGENIØRER AS Rev Endrng Utarbedet av Kontrollert av Godkent av Dato Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 1

2 1 Innhold 2 Generelt Grunnlag for prosekterng Programvare og helpemdler Beregnngsforutsetnnger Dmensonerende levetd Konsekvensklasse Påltelghetsklasse Kontrollklasse prosekterng og utførelse Laster Generelt Permanent laster Nyttelaster Snølast Vndlast Sesmske laster Jordtrykk Vanntrykk Termsk last Trafkklast Støt på bærende konstruksoner - ulykke Geometrske avvk Lastfaktorer og lastkombnasoner Materale Betongkonstruksoner Stålkonstruksoner Trekonstruksoner Armerngsstål Resultat og konkluson Laster Ombyggng av gavlvegg akse Byggets avstvnngssystem dagens stuason før ombyggng Vedlegg Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 2

3 2 Generelt Stamnes skole skal ombygges tl oppveksttun, og det skal etableres barnehage nnenfor rammen av ekssterende skolebygnng. I tllegg skal det gøres en del ombyggngsarbeder skoledelen. Skala Rådgvende Ingenører AS er engasert av Forum Arktekter AS v/thor Schønnng for å bstå prosektet. Vår oppgave er å komme frem tl en løsnng for å vareta stvheten bygget etter ombyggng av gavlvegg akse 28. Kommunen ønsker også å dokumentere kapasteten tl avstvnngssystemet bygget. Foto vser at det er gort endrnger på vndkryss uten at det fnnes god nok dokumentason for de endrnger som er gort. Dsse endrnger medtas denne rapporten basert på de opplysnnger v har om bygget dag. Det er dag 6 vndkryss bygget, se utklpp under. I byggets tverretnng er det 4 kryss, et hvert hørne. I våre beregnnger er takflaten regnet som leddet møne, og v ser bort fra overførng av horsontale krefter her. I byggets lengderetnng er det 2 kryss. Det er også en del nnvendge vegger og yttervegger som går helt opp under takbelkene. Dette vl sannsynlgvs g et bdrag tl byggets stvhet, men det er kke medregnet resultatene denne rapporten. Fgur 1 - overskt vndkryss ekssterende bygg Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 3

4 2.1 Grunnlag for prosekterng Grunnlag for statske beregnnger bærende konstruksoner omfatter følgende Eurokoder (EN) standarder synkronsert med Norsk Standard (NS-EN), som normalt består av flere deler: NS-EN 1990 Eurokode: Grunnlag for prosekterng av konstruksoner NS-EN 1991 Eurokode 1: Laster på konstruksoner NS-EN 1992 Eurokode 2: Prosekterng av betongkonstruksoner NS-EN 1993 Eurokode 3: Prosekterng av stålkonstruksoner NS-EN 1994 Eurokode 4: Prosekterng av samvrkekonstruksoner for stål og betong NS-EN 1995 Eurokode 5: Prosekterng av trekonstruksoner NS-EN 1996 Eurokode 6: Prosekterng av murverkskonstruksoner NS-EN 1997 Eurokode 7: Geoteknsk prosekterng NS-EN 1998 Eurokode 8: Prosekterng av konstruksoner for sesmsk påvrknng NS-EN 1999 Eurokode 9: Prosekterng av alumnums konstruksoner PBL TEK 17 med velednng Byggforskseren 2.2 Programvare og helpemdler Lastberegnnger OS-PROG Statkkberegnnger Autodesk Robot Structural Analyss (ARSA) Tegnnger Det er kke laget tegnnger, men utklppsverktøy og pant er brukt tl enkle sksser og fgurer denne rapporten Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 4

5 3 Beregnngsforutsetnnger 3.1 Dmensonerende levetd Dmensonerende brukstd 50 år henhold tl NS-EN 1990, tabell 2.1. Dmensonerende brukstdskategor Veledende dmensonerende brukstd (år) Eksempler 1 10 Mdlertdge konstruksoner tl 25 Utskftbare konstruksonsdeler, f.eks. kranbelker, lagere osv tl 30 Landsbruksbygnnger og lgnende konstruksoner 4 50 Bygnngskonstruksoner og andre vanlge konstruksoner Monumentale bygnngskonstruksoner, bruer og andre anleggskonstruksoner 1 Konstruksoner eller konstruksonsdeler som kan demonteres slk at de kan brukes på nytt, bør kke anses som mdlertdge. 3.2 Konsekvensklasse Konsekvensklasse 2 henhold tl NS-EN 1990, tabell B1. Konsekvensklasse CC3 CC2 CC1 Beskrvelse Stor konsekvens form av tap av menneskelv, eller svært store økonomske, sosale eller mlømessge konsekvenser Mddels stor konsekvens form av tap av menneskelv, betydelge økonomske, sosale eller mlømessge konsekvenser Lten konsekvens form av tap av menneskelv, små eller uvesentlge økonomske, sosale eller mlømessge konsekvenser Eksempler på bygg og anlegg Trbuner, offentlg bygnnger der konsekvensene av brudd er store (f.eks. en konserthall) Bolger og kontorbygg, offentlge bygnnger der konsekvensene av brudd er betydelge (f.eks. et kontorbygg) Landbruksbygnnger der mennesker vanlgvs kke oppholder seg (f.eks. lagerbygnnger), drvhus 3.3 Påltelghetsklasse Påltelghetsklasse 2 henhold tl NS-EN 1990, tabell NA.A1 (901). Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 5

6 Veledende eksempler for klassfserng av byggver konstruskoner og konstruksonsdeler Påltelghetsklasse (CC/RC) x Atomreaktorer, lager for radoaktvt avfall Dammer x (x) Marne konstruksoner for petroleumsndustren x (x) Grunn- og fundamenterngsarbeder og undergrunnsanlegg (x) x (x) komplserte tlfeller Veg- og ernbanebruer x Byggverk med store ansamlnger av mennesker (trbuner, (x) x knosaler, sportshaller, køpesentere, forsamlngslokaler, osv.) Ka- og havneanlegg x (x) Tårn, master, skorstener, sloer x (x) Industranlegg x (x) Kontor- og forretnngsbygg, skoler, nsttusonsbygg, x bolgbygg osv. Fskerhavner og anlegg (x) x Landbruksbygg x (x) Feste av klednnger, taktekkng og lgnende komponenter x (x) Grunn- og fundamenterngsarbeder og undergrunnsanlegg ved enkle og oversktlge grunnforhold 1) Småhus, rekkehus, mndre lagerhus osv. Kaer og fortøynngsanlegg for sport og frtd 1) Ved vurderng av påltelghetsklasse for grunn- og fundamenterngsarbeder og undergrunnsanlegg skal det også tas hensyn tl omkrnglggende områder og byggverk. x x x (x) (x) 3.4 Kontrollklasse prosekterng og utførelse Normal kontroll henhold tl NS-EN 1990, tabell NA.A1 (902) Påltelghetsklasse Kontrollklasse (CC/RC) 1 B (begrenset) 2 N (normal) 3 U (utvdet) 4 Skal spesfseres Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 6

7 4 Laster 4.1 Generelt Denne rapporten tar for seg byggets stabltet og lastberegnnger er derfor begrenset tl de horsontale laster av betydnng som vrker på bygget, herunder vndlast og sesmske laster. 4.2 Permanent laster 4.3 Nyttelaster 4.4 Snølast 4.5 Vndlast Vndhastghet beregnet OS-PROG LASTBEREGNING Vndlaster henhold tl: NS-EN Eurokode 1: Laster på konstruksoner. Del 1-3: Allmenne laster. Vndlaster Detalerte data er lagret på fl: Q:\PROSJEKTER\2018\ Stamnes oppveksttun\80 - Prosektdokumenter\02 Beregnnger\Vndlast.sls V kast = 33,34 m/s Q kast = 0,70 kn/m² Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 7

8 Fgur 2- Vndlast på yttervegger 4.6 Sesmske laster Vser tl punkt NA.2.1(2)P I eurokode 8 (NS-EN : NA:2013): I Norge kan påvsnngen avgrenses tl grensetlstanden SD. Forsterknng av ekssterende konstruksoner som kke har vært utsatt for ordskelvskade kan avgrenses tl å gelde ved endrnger eller påbygg som endrer lastvrknngen og/eller bæreevnen en slk grad at sannsynlgheten for sammenbrudd ved ordskelv øker betydelg dersom konstruksonen kke forsterkes. I vurderngen legges NS-EN tl grunn for beregnng av lastvrknng både før og etter endrng/påbygg. Vår vurderng er at det kke er nødvendg å gøre en egen ordskelvanalyse av bygget under forutsetnng av at vndkryss som rves akse 28 erstattes med løsnng som gr tlsvarende kapastet. Bygget anses heller kke som speselt utsatt for ordskelv og vndlaster antas som dmensonerende last. Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 8

9 4.7 Jordtrykk 4.8 Vanntrykk 4.9 Termsk last 4.10 Trafkklast 4.11 Støt på bærende konstruksoner - ulykke 4.12 Geometrske avvk Ikke vurdert 4.13 Lastfaktorer og lastkombnasoner Hele konstrukson skal sekkes for bruddgrensetlstand (ULS-Ultmate Lmt State) og bruksgrensetlstand (SLS-Servceablty Lmt State) Følgende bruddgrensetlstander skal påvses der det er aktuelt: a) EQU: Tap av statsk lkevekt for en konstrukson eller enhver del av den, betraktet som stvt legeme, der: - Mndre varasoner verden eller den romlge fordelngen av laster fra en enkelt klde er av betydnng og; - Byggemateralenes eller grunnens fasthet vanlgvs kke er av vesentlg betydnng b) STR: Brudd eller for store deformasoner konstruksonen eller konstruksonsdelene, med regnet fundamenter, peler, kellervegger osv., der byggemateralenes fasthet er av betydnng c) GEO: Brudd eller for store deformasoner grunnen, der fastheten ord eller berg er av betydnng for å skre kapasteten d) FAT: Utmattngsbrudd konstruksonen eller konstruksonsdelene Lastkombnasoner bruddgrensetlstand EQU STR/GEO E E E d d d G, G, G G G, G Q,1 Q 1 0,1 Q,1 Q Q,1 Q Q, 1 Q Q, 0, Q, Q 0, 0, Q Lastkombnasoner bruksgrensetlstand og ulykkestlstand Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 9

10 Lastkombnasoner Karakterstsk Ofte forekommende Tlnærmet permanent Ulykkelaster Sesmske stuasoner 1 E G P Q Q E d d 1 1 G 1 P Q 1 1,1 1 1 E G P Q E d d 1 1 2, 0, 1 Q 2, Gk, P Ad ( 1,1or 2,1) Q E G P A Q d Ed 1 2, 1 1 Q 2, G = Permanent last Q = Varable laster A = Ulykkeslast Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 10

11 5 Materale 5.1 Betongkonstruksoner Fundament for vndkryss er kke vurdert denne rapporten, men må medtas detalprosekterng ved etablerng av nytt vndkryss. 5.2 Stålkonstruksoner Stålkvaltet antas S Trekonstruksoner Lmtrekvaltet beregnng er satt tl GL24c, som antas å være tl skker sde. For trekonstruksoner er det sannsynlgvs andre laster som er dmensonerende enn de laster som er vurdert denne rapporten. Om det skulle oppdages forrngelse av lmtrekonstruksoner må dette vurderes og eventuelt utbedres av fagkyndge. Egenskap Symbol Lmtre fasthetsklasse GL20c GL22c GL24c GL26c GL28c GL30c GL32c Bøyefasthet (N/mm²) fm,k Strekkfasthet (N/mm²) ft,0,k ,5 19,5 19,5 ft,90,k 0,5 Trykkfasthet (N/mm²) fc,0,k 18, ,5 23, ,5 24,5 fc,90,k 2,5 Skærfasthet (N/mm²) fv,k (skær og torson) 3,5 Rulleskærfasthet fr,k (N/mm²) 1,2 Elaststetsmodul (N/mm²) E0,mean E0, E90,mean 300 E90, Skærmodul (N/mm²) Gmean 650 G Rulleskærmodul Gr,mean 65 (N/mm²) G r,05 54 Denstet (kg/mm³) r k r mean Egenskap Symbol Lmtre fasthetsklasse GL20h GL22h GL24h GL26h GL28h GL30h GL32h Bøyefasthet (N/mm²) fm,k Strekkfasthet (N/mm²) ft,0,k 16 17,6 19,2 20,8 22, ,6 ft,90,k 0,5 Trykkfasthet (N/mm²) fc,0,k fc,90,k 2,5 Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 11

12 Skærfasthet (N/mm²) (skær og torson) Rulleskærfasthet (N/mm²) Elaststetsmodul (N/mm²) fv,k fr,k E0,mean E0, E90,mean 300 E90, Skærmodul (N/mm²) Gmean 650 3,5 1,2 G Rulleskærmodul Gr,mean 65 (N/mm²) G r,05 54 Denstet (kg/mm³) r k r mean Armerngsstål Fundament for vndkryss er kke vurdert denne rapporten, men må medtas detalprosekterng ved etablerng av nytt vndkryss. Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 12

13 6 Resultat og konkluson 6.1 Laster Sesmske laster er vurdert punkt 4.6 og kke hensyntatt resultatene under. Vndlaster er regnet på et areal med byggets bredde x høyde. For stabltetsvurdernger er det regnet med en lastfaktor 1,5 som gr en dmensonerende vndtrykk lk 0,74kN/m² på byggets yttervegger, og et vndsug lk 0,32kN/m² på byggets lesde. I tverretnng tas vndtrykket opp av de to kryssene på losden og vndsuget av de to kryssene på lesden. I lengderetnngen må kryss 4 og 5 ta opp både vndtrykk og vndsug. 6.2 Ombyggng av gavlvegg akse 28 Det er samråd med arktekt vurdert at ekssterende vndkryss akse 28 kan rves og etableres på nytt ny gavlvegg akse 29. Våre beregnnger vser at vndkrysset, slk som det er bygget dag har kapastet også for fremtdg løsnng, tross noe økt last ved plasserng akse 29 (66,7 kn). Entreprenør kan også vurdere andre løsnnger, som for eksempel en stv veggskve, men v har kke gort detalerte beregnnger for en slk løsnng arbedet med denne rapporten. Fgur 3 - forskyvnng med maks vndlast Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 13

14 6.3 Byggets avstvnngssystem dagens stuason før ombyggng Opprnnelg er bygget oppført med et avstvngssystem bestående av vndkryss 1-6, se fgur 1. Taket regnes som to stve skver med en leddet forbndelse mønet. De to flatene overfører krefter tl vndkryssene, som gen fører krefter ned tl fundamenter. I våre beregnnger er det kke medregnet at det kan overføres noe kraft mellom de to flatene byggets tverretnng. Tegnnger v har mottatt (datert 2004) vser et mndre tlbygg på byggets fasade mot øst. Tlbygget antas å vareta egen stvhet og er kke hensyntatt denne rapporten. Foto 1-2 (se vedlegg) vser at det er satt nn nye dører veggene hvor man fnner vndkryss 3 og 5. Vedlegg 3 er en sksse som vser hvordan vndkrysset er modfsert ved nnsettng av ny dør kryss nr. 3. Kryss nr. 3 er beregnet og funnet OK. Det antas at ny forankrng mot betongmur har tlstrekkelg kapastet. Fgur 4 - Kryss 3 vndtrykk Fgur 5 - Kryss 3 vndsug Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 14

15 V har kke mottatt tegnnger for løsnng av kryss nr. 5 ved nnsettng av ny dør. Veggen er derfor delvs åpnet opp for å fnne ut hvordan dette er løst, se vedlegg 4 og 5. Bldene vser at det er montert en ny søyle og skråstag er kappet mot døren og boltet tl søylen. Det antas at søylen går fra gulv tl underkant drager. Ved beregnng gr denne løsnngen en kapastet tlnærmet lk 0. Krysset er kke lenger stand tl å oppta krefter den ene retnngen. Kryss 4 har en restkapastet som kan kompensere for noe av dette tapet, men det vl g større deformasoner bygget enn om man hadde full kapastet begge kryss. V anbefaler at det gøres tltak for kryss 5 forbndelse med den kommende ombyggngen. Vndkryss 1,2,4, og 6 er kke endret sden bygget ble oppført. Konstruksonen de fre kryssene er tlnærmet lk. Det er kke behov for å gøre tltak for dsse kryssene, med mndre de må endres som følge av andre forhold ved ombyggngen. Ved konstruksonsendrnger bør man konsultere byggeteknsk kompetanse før utførelse, slk at konstruksonsskkerheten varetas. 6.4 Bæreevne og stabltet ved brann Ekssterende vndkryss er bygget med tl dels eksponert stål og det holder sannsynlgvs kke dagens krav tl tlstrekkelg bæreevne ved brannpåkennng, men ombyggngen vl kke forverre dagens stuason. En eventuell utrednng av brannskkerhet må gøres av brannteknsk rådgver. Adresse: Damsgårdsveen 131, 5160 LAKSEVÅG Organsasonsnummer Sde 15