1 Dimensjoneringsgrunnlag

Transkript

1 1 Dimensjoneringsgrunnlag 1.1 Innledning Generelt Støttemuren ligger langs ny gang- og sykkelvei som skal bygges langs Mastemyrveien. Langs en strekning på ca. 60 m skal det etableres en støttemur i betong. Bak muren ligger en bygning ved den høyeste delen av muren og Sagmesterveien blir liggende bak den laveste delen av muren. Bygning og vei er fundamentert på fjell Dimensjoneringsgrunnlag Dimensjoneringen av muren baserer seg på dokumentene angitt under pkt. 1.7, Referanser. De viktigste grunnlagsdokumentene her er Lastforskriftene, /1/, Prosjekteringsreglene, /2/ og Prosesskode - 2, /3/. 1.2 Redigering av beregningene Beregningene av muren redigeres i følgende hovedkapitler: Kap. Nr. Innhold 1 Dimensjoneringsgsgrunnlag 2 Dimensjonering 3 Vedlegg L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 1

2 1.3 Orientering Konstruksjonen Terrenget bak muren er skrånende langs muren og høyden på murveggen varier fra 8-2 meter. Muren avsluttes med en tverrvegg inn til fjellskjæringen ved den høyeste delen. Veggtykkelsen er 300 mm i toppen. Baksiden er vertikal, forsiden har helning 20:1. Muren deles med vertilale fuger i veggen med avstand ca. 20 m. Såletykkelsen varierer med murhøyden fra mm Fundamentering og grunnforhold Eksisterende grunnforhold er en fjellskjæring som skal utvides ytterligere for etablering av gang-/sykkelveg. Fundamentet for muren etableres på en pute av pukk på fjell. Bak muren legges det drensledning og det settes utsparinger for drenering ved underkant vegg. Det forutsettes tilbakefylling mot muren med drenerende sprengsteinsfylling. L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 2

3 1.4 Materialer Materialfaktorer Materialfaktorer for betong og armeringsstål benyttes i henhold til NS3473, /5/, tabell 4: Betong: Armering: Bruddgrensetilstand: γ c = 1.4 γ s = 1.25 Bruksgrensetilstand: γ c = 1.0 γ s = Betong Betongkonstruksjonene prosjekteres i fasthetsklasse B45 i henhold til NS 3473, /5/ og etter betongspesifikasjonen SV 40 i henhold til Prosesskode - 2, /3/. Fasthetsklasse Karakteristisk sylinderfasthet Karakteristisk terningfasthet Konstruksjonsfasthet for trykk Strekkfasthet Konstruksjonsfasthet for strekk B45 N f cck := 45 f ck := 55 N N f cn := 34.3 N f tk := 3.35 N f tn := 2.30 L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 3

4 1.4.3 Slakkarmering Alt armeringsstål utføres i kvalitet B500NC iht. NS N Flytespenning f sk := Overdekning for armering Mimimumsoverdekning skal i følge NA-rundskriv nr. 2008/04 velges iht. håndbok 185, /2/, pkt Konstruksjoner over vann som ikke er utsatt for saltbelastning: minimumsoverdekning 40 mm. For bestemmelse av toleranser benytes Publikasjon 78, "Nye regler for sikring av overdekning", /6/. Toleranser: Hovedarmering +/- 15 mm. Monteringsarmering +/- 5 mm uten tillegg av - verdi. Dette gir følgende generelle armeringsplassering: ø12 monteringsarmering: Tillatt avvik: Nominell overdekning for konstruktiv armering: Tillatt avvik: 40 mm (+/- 5 mm) 55 mm (+/-15 mm) For armeringmontasje regnes det med stangens byggemål: Nominell stangdiameter: ø10 ø12 ø16 ø20 ø25 ø32 mm Maksismal stangdiameter mm Rissvidder Eksponeringsklasser bestemmes iht. NS 3473, /5/ Muren betraktes som en utendørs konstruksjon som er drenert/over vann og som ikke utsettes for veisalter på bakside mur som er belastet med strekkrefter i dette tilfelle. Dette gir eksponeringsklasser XC2 og XF1. I følge tabell 12 blir krav til karakteristisk rissviedde: w d = 0,4 mm L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 4

5 1.5 Lastantagelser Laster angis og beregnes generelt iht. /1/ og /2/ Permanente laster Muren belastes med egenlaster fra konstruksjonen, tyngde av overliggende fyllmasser og jordtrykk fra tilbakefylling mot muren. Egenlaster G Armert betong, egenlast medtas på grunnlag av konstruksjonens tverrsnittsareal. Fyllmasser av sprengstein (Geoteknikk i vegbygging, /9/, figur 3.3) γ b := 25 kn m 3 γ j := 19 kn m 3 Horisontalt Jordtrykk J Jordtrykk på muren beregnes etter håndbok 016, Geoteknikk i vegbygging, /9/. Det forutsettes tilbakefylling mot vegg med tilført sprengstein/kult. Fyllingen utføres drenert. Bruddgrensetilstanden: materialkoeffisient γ m : Figur 0.1 Skadekonsekvens: meget alvorlig og Bruddmekanisme: nøytralt brudd gir materialfaktor: γ m1 := 1.5 Bruksgrensetilstanden: mobiliseringsgrad, f : Figur 0.2 Undergrunn: fast/fjell og Konstruksjonsstivhet: stiv gir mobiliseringsgrad: f := 0.6 og 1 f = 1.67 For dimensjonering av kulverten benyttes samme jordtrykk i brudd- og bruksgrensetilstand. Den største verdien av γ m og f benyttes som dimensjonerende for jordtrykket. Materialfaktor blir da: 1 γ m := max γ m1, f γ m = 1.67 L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 5

6 Punkt 3.5.1, figur 3.3, anbefalte jordparametere ved dimensonering av landkar og støttemurer: Karakteristisk indre friksjonsvinkel for sprengstein/kult: φ := 42 og tanφ := 0.90 Dette gir : tanρ := tanφ γ m tanρ = 0.54 Punkt 5.2.1, figur 5.4, effektivspenningsanalyse - jordtrykkskoeffisienter ved horisontalt terreng: Ruhet velges r := 0 Avlesing i figur 5.4 gir en aktiv jordtrykkskoeffisient lik: K a := 0.38 Ved kontroll av eksentrisitet om såle benyttes γ m = 1,0 og tanρ = 0,90 Avlesing i figur 5.4 gir en aktiv jordtrykkskoeffisient lik: K a1 := 0.20 L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 6

7 1.5.2 Variable laster Q Trafikklast T Muren belastes med terrenglast eller trafikklast på fylling bak muren og tilhørende jordtrykk fra lasten. Trafikklast på vegfylling Det forutsettes trafikklast bak muren med vegghøyde 2-6 m ved Sagmesterveien. Trafikklasten forutsettes å ha intensitet 20 kn/m 2. Ved muren med vegghøyde 6-8 m ved bygning forutsettes en terrnglast på 5 kn/m 2. Lasten på fyllingen bak muren gir et horisontalt jordtrykk på veggen. Jordtrykket regnes bare effektivt over en høyde på 5 m fra overkant fyllig og ned. For last på fylling benyttes jordtrykkskoeffisient k = 0,5 som inkluderer virkningen av komprimering fra trafikken. Pveg := 20 kn Pterr := 5 kn k := 0.5 m 2 m 2 Jveg := k Pveg Jveg = 10 kn m 2 Jterr := k Pterr Jterr = 2.5 kn m 2 L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 7

8 1.6 Dimensjonerende lastvirkning Lastkoeffisienter for bruddgrensetilstanden Prosjekteringsregler, /2/, del II, pkt Muren kontrolleres for lastkombinasjon a i bruddgrensetilstanden. Kombinasjonen er den ugunstigste med de aktuelle lasttypene. Karakteristisk last Lastkombinasjon a Egenlaster G (P) 1,2/1,0 Horisontalt Jordtrykk J (P) 1,0 Trafikklaster T (Q) 1, Lastkoeffisienter for bruksgrensetilstanden Prosjekteringsregler, /2/, del II, punkt Muren kontrolleres for lastkombinasjon b i bruksgrensetilstanden. Kombinasjonen gjelder kontroll av rissvidder, typiske deformasjoner og forskyvninger. Karakteristisk last Lastkombinasjon b Egenlaster G (P) 1,0 Horisontalt Jordtrykk J (P) 1,0 Trafikklaster T (Q) 0,5 1.7 Referanser /1/ Håndbok 184, Lastforskrifter for bruer 1995, med rettelser /2/ Håndbok 185, Prosjekteringsregler for bruer 1996, med rettelser /3/ Håndbok 026, Prosesskode /4/ Håndbok 100, konstruksjoner i fylling. Plasstøpte kulverter 1996 /5/ NS 3473, Prosjektering av betongkonstruksjoner, 6.utgave 2003 /6/ Publikasjon nr. 78, "Nye regler for sikring av overdekning", Statens vegvesen, 1995 /7/ NS Prosjektering av konstruksjoner. Krav til pålitelighet 2004 /8/ Statens vegvesen. Getoteknikk i vegbygging, Håndbok 016, 2005 /9/ Sivilingeniør Ove Sletten, Beregningsprogrammet BTSNITT versjon L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 8

9 2 Dimensjonering 2.1 Pålitelighet, kontroll og toleranser Pålitelighetsklasse: 2 Kontrollklasse for prosjekteringskontroll: Kontrollklasse for utførelse: Normal Normal Geometriske toleranser for betongkonstruksjoner: I henhold til Prosesskode-2, tabell 84.1 og Nøyaktighetsklasse: B 2.2 Minimumsarmering Generelt Det skal minimumsarmeres for å sikre en minste tverrsnittskapasitet og for å bidra til å sikre en god rissfordeling. Det velges tilsvarende minimumsarmering som er benyttet for de ferdigarmerte kulvertene i Håndbok 100, konstruksjoner i fylling eller minimumsarmering etter NS 3473 hvis denne gir mer armering. Bruhåndbok 100 viser for kulverter en lengdearmering ø16 c150 på begge sider Kontroll etter NS 3473 Ved dimensoneringen benyttet følgende effektive betongtverrsnitt: Vegg 6-8 m: Vegg 4-6 m: Vegg 2-4 m: t 1 := t 2 := t 3 := 650 mm 550 mm 450 mm L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 9

10 Veggene kontrolleres etter NS 3473 punkt For armeringen horisontalt i vegger skal armeringen minst tilsvare et tverrsnittsareal: Vegg 6-8 m A c1 := 1000 mm t 1 A smin_6_8 := 0.6 A c1 f tk f sk A smin_6_8 = 2613 Vegg 4-6 m A c2 := 1000 mm t 2 A smin_4_6 := 0.6 A c2 f tk f sk A smin_4_6 = 2211 Vegg 2-4 m A c3 := 1000 mm t 3 A smin_2_4 := 0.6 A c3 f tk f sk A smin_2_4 = 1809 Oppsummering minimumsarmering Velger armering som i håndbok 100 med ø16 c150 som gir A s =1340 /m på hver side. Den samme armeringsmengden benyttes også i fundamentene. L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 10

11 2.3 Dimensjonering av betong Generelt Muren deles i tre høydeintervaller på 6-8 m, 4-6 m og 2-4 m. Muren dimensjoneres for gjennomsnittshøyden i hvert intervall på henholdsvis 7 m, 5 m og 3 m Dimensjonering Murens tverrsnitt og armering kontrolleres og bestemmes med programmet BT-snitt støttemur Valgt armering Veggene og fundamentene armeres generelt med ø16c150 i begge retninger og på begge sider etter Håndbok 100. Unntak er vegg med høyde 6-8 meter som armeres med vekselsvis ø20c150 og ø25c150 for bakkant vegg vertikalt for nedre del av veggen. Fundamentet for vegg med høyde 6-8 meter armeres med ø20c150 i overkant tverretning. 3 Vedlegg Vedlegg 1: Dimensjonering av betong, vegghøyde 6-8m Vedlegg 2: Dimensjonering av betong, vegghøyde 4-6m Vedlegg 3: Dimensjonering av betong, vegghøyde 2-4m L:\ \7-PROD\Konstruksjon\Ber\Mur_2-8m.mcd Side 11