b) Skjult betongkonsoll med horisontalfeste d) Stålkonsoll med horisontalfeste

Transkript

1 FASADEOPPLEGG PÅ SØYLER OG DEKKER I figurene C og C er vist noen vanlige løsninger. Disse dimensjoneres som plant opplegg på grunnmur. Elementene settes vanligvis på innstøpte ankerplater av stål på søylekonsoll eller dekker. På dekker må det tas hensyn til nedbøyninger og oppbøyninger ved utforming av forbindelsene. Figur C Eksempel på opplegg av veggelementer på konsoller. a) Opplegg på betongkonsoll. Egne horisontalfester. b) Skjult betongkonsoll med horisontalfeste c) Betongkonsoll med horisontalfeste d) Stålkonsoll med horisontalfeste a) Innstøpte gjengehylser i fasade - element og dekke. Anker av vinkelstål. b) Innstøpt gjengehylse i dekke. Utsparing i element utstøpes etter montasje. Mellomlegg. c) Innstøpt ankerplate med styrekant i dekke og innstøpt hylse i element. Anker av vinkelstål og bolt med justermutter ANKERFORBINDELSER Ankerforbindelser skal vanligvis overføre horisontale laster fra fasaden til hovedkonstruksjonen, det vil si dekker, søyler og bjelker. Det er vanlig å støpe inn ankerskinner, stålplater med forankring, Figur C Opplegg av fasadeelementer på dekker.

2 D b a 329 skruer, gjengehylser og lignende både i fasaden og i hovedkonstruksjonen. Mellom disse overføres kreftene av skruer, flattstål og vinkler som monteres på byggeplassen. I stedet for innstøpningsgods kan forankring i elementer og hovedkonstruksjon oppnås med fortanninger og utsparinger for gjennom - gående skruer. Kraftoverføring kan for enkelte forbindelser gå via utstikkende armering og armeringsbøyler som omstøpes. Forankringene bør utføres slik at de tillater vertikale bevegelser i fasadeplanet, men hindrer utbøyning fra fasaden. Forankringene i dekkene bør utføres så bevegelige eller så myke at dekkene kan få normal nedbøyning uten at vertikallaster overføres til fasadene. For dekker uten påstøp må det planlegges på forhånd hvordan forankringen skal skjules i den ferdige konstruksjonen. Det kan for eksempel avsettes slisser eller utsparinger i dekkene som skjuler forankringene, og som gjenstøpes etter montasje. Dette er vanlig ved forankringer til hulldekker. Legges overkant av prefabrikerte kantbjelker mm lavere enn overkant av dekkeelementene, gis det mulighet for å skjule sveiseforbindelser mellom fasade og kantbjelke. For å unngå at lange fasadeelementer skal få ulik utbøyning med synlige fugesprang mellom naboelementer, sammenbindes elementene ofte med dybler eller sveiseforbindelser i fugene på de punktene der utbøyningene er størst. Dette er vanlig for fasader som ikke kan forankres i etasjeskiller. Figur C Eksempel på forankring av fasadeelementer i dekker for å hindre utbøyning. Ankerskinners forankring i betong Dimensjoneres som vist i bind B, punkt Ankerskinnens kapasitet kan finnes i tabell B Ved egen beregningsmessig kontroll av ankerskinners forankring kan metoden beskrevet i punkt benyttes. Dersom man ved hjelp av armering ønsker å øke forankringskapasiteten i forhold til produsentenes katalogverdier, eller i forhold til verdiene i tabell B , må det armeres som vist i figur B Det forutsetter at forankringen er det svake ledd i forbindelsen (se figur C 6.11). h ef Ankerskinne Hakebolt Figur C Forankring av ankerskinne. 35 H 1 Stålplate H 35 H 1 H 2 Armering Ved eksentrisk kraftoverføring i forhold til ankerskinnens senterlinje kan kraften i den ene av ankerskinnens ankere øke betydelig. Horisontalkraften på forankringen: H 1 = H b / (a + b) Det skal også kontrolleres at ankerskinnen kan overføre horisontalkreftene som trykkraft, der kraftoverføring til betongen skjer via skinnens anleggsflate. Elementet må dimensjoneres for opptredende momenter i innfestingspunktene, se kapittel C4.

3 330 Kapasitet av typiske ankerforbindelser til dekker og tak Typiske forbindelser til ribbeplater er dimensjonert i punkt , og til hulldekker i punkt De følgende figurene er gjentagelse av figurene C 11.13, C 11.14, C 12.14, C 12.15, C og C 12.17, som her vises med sine strekk - kapasiteter. Figur C Sveiseforbindelse til ribbeplate. S Rd = 48,4 kn (Sveis til veggplate begrenser) (Eksempel C 11.4) Figur C Boltforbindelse til ribbeplate. S Rd = 13,8 kn (Gavlanker begrenser) (Eksempel C 11.5) S Rd Ø10 bøyle K500NC t Utstøping B25 Figur C Armeringsforbindelse til hulldekke. Stålkapasitet S Rd,s = 45 kn Hulldekke 200 med t = 22 mm: S Rd,c = 13,4 kn, minste senteravstand s = 0,8 m Høyere hulldekker: Se tabell C (Hulldekket begrenser) (Eksempel C 12.1) S Rd M16 K4.8 t Utstøping B25 Figur C Skrueforbindelse til hulldekke. Stålkapasitet S Rd,s = 45 kn Hulldekke 200 med t = 22 mm: S Rd,c = 13,4 kn, minste senteravstand s = 0,8 m Høyere hulldekker: Se tabell C (Hulldekket begrenser) (Eksempel C 12.2)

4 331 Figur C Bolteforbindelse til hulldekke. S Rd,s = 13,8 kn (Gavlanker begrenser) (Eksempel C 12.3) S Rd 4 50 Flattstål evt. forsenket 4 50 Stålplate med 4 Ø10 Figur C Sveiseforbindelse til hulldekke. Stålkapasitet S Rd,s = 34,7 kn Hulldekke 200 med t = 22 mm: S d = 13,4 kn, minste senteravstand s = 0,8 m Høyere hulldekker: Se tabell C (Hulldekket begrenser unntatt for HD500) (Eksempel C12.4) Eksempel C Beregning av ankerforbindelse til tak. Som eksempel er valgt et gesimselement som monteres som vist på figur C Forbindelsen til taket er tenkt utført som vist i figur C Horisontallast For å finne horisontallasten S må det regnes med skjevstillingslast, eksentrisitet og vind. Se punkt I tillegg kommer eventuelle krefter fra utbøyning av veggelementet og eventuelle krefter som skyldes at elementet skal overføre skivekrefter. S skjevstilling = 0,005 N (beregnes selv om forbindelsen ikke overfører vertikalkrefter). N = vertikal lastandel veggelement som kan gi horisontalkraft på forbindelsen ved skjevstilling. S utbøyning tas fra punkt Merk at utbøyningskraften er avhen - gig av krumningen, og tas som oftest opp av ekstra mellomfester til dekket. S eksentrisitet er samlet horisontalkraft på grunn av eksentrisitet mellom vertikallastens resultant og oppleggets senterlinje. S skiver medtas der veggelementene skal overføre skivekrefter. Her er S skiver = 0. Elementvekten g = 4,6 kn/m 2. Vekt av elementet, som er 6 m langt: G = 4,6 2,4 6 = 66,2 kn S eksentrisitet = 66,2 (147 60) / ( ) = 4,6 kn S skjevstilling = 0,005 66,2 = 0,33 kn Vindlasten er omtalt i punkt Med utgangspunkt i eksemplet i punkt 13.3 velges grunnverdi for hastighetstrykk q p = 0,68 kn/m 2 : Undertrykk på gesimselementet = 0,32 0,68 = 0,22 kn/m 2 Trykk mot gesimselementet over tak = 0,71 0,68 = 0,48 kn/m 2 Innvendig overtrykk = 0,2 0,68 = 0,14 kn/m 2 [EC1-1-4, punkt 7.2.9]

5 Figur C Gesimselement med 6 m lengde. h vind h vind G S G 60 Samlet vindlast pr. element: S vind = [0,22 2,4 + 0,48 1,0 + 0,14 (1,4 0,2)] 6,0 = 7,1 kn Med vind mot gavlvegg: h / d = 7,2 / 72 = 0,1; b = 2 8,4 + 4, ,3 = 22,2 m Utstrekning av sone B: e = min(b; 2h) = min(22,2; 2 7,2) = 22,2 m Utstrekning av sone A = 22,2 / 5 = 4,4 m Undertrykk i sone A = 1,2 0,68 = 0,82 kn/m 2 Undertrykk i sone B = 0,8 0,68 = 0,54 kn/m 2 Innvendig overtrykk = 0,2 0,68 = 0,14 kn/m 2 Med vind parallelt med det betraktede element blir det ikke noe trykk mot gesimselementet fra innsiden over tak. Samlet vindlast på hjørneelementene på langveggene med vind mot gavl: S vind = 0,82 2,4 4,4 + 0,54 2,4 (6,0 4,4) + 0,14 (1,4 0,2) 6,0 = 8,66 + 2,07 + 1,01 = 11,7 kn Vind mot gavlvegg dimensjonerer festene. Lastkombinasjonen med lastfaktorer blir da som følger: [Bind B, punkt 2.3] 1,2 S skjevstilling + 1,2 S eksentrisitet + 1,5 S vind = 1,2 0,33 + 1,2 4,6 + 1,5 11,7 = 0,4 + 5,5 + 17,6 = 23,5 kn pr. veggelement. Foreløpig er det sett bort fra effekten av eventuell utbøyning. To festepunkter som detaljert i figur C 14.22: S Rd = 2 13,8 = 27,6 kn > 23,5 kn De to festepunktene er dermed tilstrekkelig, men uten sikkerhet mot ut bøy ning (krumning). Forsøker først med ett ekstra festepunkt på midten for å forhindre utbøyningen:

6 333 For å finne elementets bøyestivhet antas først fullt samvirke mellom betongsjiktene og urisset homogen betong: I samv. = b (t 3 vegg t 3 isol) / 12 = 2400 ( ) / 12 = mm 4 Deretter antas to adskilte sjikt uten samvirke: I usamv = 2 b t 3 sjikt / 12 = / 12 = 205 x 10 6 mm 4 Til slutt antas 30 % samvirke som gir følgende bøyestivhet: I = 0,3 ( ) = mm 4 Elastisitetsmodul for B35: E cm = N/mm 2 [EC2-1-1, tabell 3.1] Langtids elastisitetsmodul (Elementet antas normalarmert, velger r = 4): E L E cm / 4 = / 4 = 8500 N/mm 2 [Bind B, punkt 4.4] Antar at risset tverrsnitt har 70 % av stivheten til urisset tverrsnitt: [Punkt 1.3.2] E I = 0,7 E L I = 0, = Nmm 2 Veggelementets frie utbøyning (krumning) uten festepunkter beregnes ifølge punkt 4.4.1: l = 6,0 m, z = 230 mm, k 1 = 0,6 m, Δ ε* = 1, f = l 2 k 1 Δ ε* / (8 z) = ,6 1, / (8 230) = 11,7 mm Nødvendig fastholdingskraft midt i spennet dersom endefestene neg - lisjeres: S utbøyning = 48 E I f / l 3 = ,7 / = 26,7 kn [Punkt 4.4.2] Denne kraften vil sammen med vindlasten kreve to ekstra festepunkter. Disse plasseres a = 0,4 l = 0,4 6 = 2,4 m fra veggens ender. Nødvendige fastholdingskrefter: f = Sa (3 l 2 4a 2 ) / 24 E I = S 0,4 l [3 l 2 4 (0,4 l) 2 ] / 24 EI = S l 3 / 25,4 EI S utbøyning = 25,4 EIf / l 3 = 14,1 kn pr. feste med to festepunkter. Velger til sammen fire festepunkter med plassering som vist på figur C Figur C Horisontalfester på gesims elementet f=s utbøyning {(0,4 l) [3l 2 4(0,4 l) 2 ]+(0,15 l) [3l 2 4(0,15 l) 2 ]} / (24EI) S utbøyning = 17,4 EIf/l 3 = 9,7 kn pr. feste med fire festepunkter. Samlet kraft pr. festepunkt fra utbøyning, vind, eksentrisitet og skjev - stilling: S Ed = 9,7 + 23,5 / 4 = 15,6 kn > S Rd = 13,8 kn Antall fester må økes fra fire til 4 15,6 / 13,8 = 4,5; det vil si fem fester. I forrige utgave av bind C (2006) var elastisitetsmodulen i henhold til NS 3473 vesentlig lavere enn det EC2-1-1 angir. Dette resulterte i

7 334 at S utbøyning = 7,2 kn pr. feste med fire festepunkter, og samlet pr. feste S Ed = 7,2 + 23,5 / 4 = 13,1 kn < 13,8 kn. Med S Ed = 15,6 kn/feste og lastbredde (1,5 + 1,2) / 2 = 1,35 m, kan man bruke detaljen i figur C Hvis man har 200 mm hulldekke blir kapasiteten S Rd,c = 13,4 kn 1,35 m / 0,8 m = 22,6 kn > 15,6 kn [Tabell C 12.7] 14.6 DIMENSJONERING AV FESTER TIL SØYLER Figur C gir en oversikt over aktuelle prinsippløsninger for feste av veggelementer til søyler. Figuren er hentet fra \1\. Figur C Feste av vegg - elementer til søyler. Eksempel C Dimensjonering av løsning med ankerplate og ankerskinne Figur C Feste mellom vegg og søyle med ankerplate og ankerskinne. Ankerskinne og skrue kontrolleres i forhold til kapasitet angitt i tabell B Forankringsplaten i veggen kan utføres som vist på figur C med påsveiste bøyler.