C14 FASADEFORBINDELSER 323

Transkript

1 C14 FASADEFORBINDELSER 323 Elementet Når mellomlegget har tilnærmet samme bredde som bærende elementvange i et veggelement, blir spaltestrekk på tvers av elementet ubetydelig. Spaltestrekk i lengderetningen må fortsatt beregnes: Z = 0,25 N (l a 1 / a 2 ) Ved opplegg på grunnmur/vegg blir normalt a 2 = 3 a 1 : [Figur B 17.18] Z = 0,25 N (1 a 1 / 3 a 1 ) = 0,167 N i elementets lengderetning. Ekstra spaltestrekkarmering: A sa = 0,167 N Ed / f yd Ved horisontalkraft i elementets lengderetning må spaltestrekkar - meringen økes med: Δ A sa = H Ed / f yd Grunnmur/fundament Spaltestrekkarmering i lengderetning på grunnmur utføres som for elementet. Det kan bli nødvendig å armere grunnmuren lokalt under opplegget mot spaltestrekk på tvers. Beregning for dette og for opplegg på enkeltfundamenter utføres som angitt for søyletopp, se punkt 7.3. [Figurene C 7.31 og C 7.32] Figur C Beregning av spaltestrekk. Dimensjonering for tverrstrekkrefter Dimensjonering for tverrstrekkrefter foretas i henhold til bind B, punkt , når elementene settes på uarmerte mellomlegg av gummi, ellers ikke. [Figur B 18.23] Stålplater med påsveiste forankringer Stålplater med påsveiste forankringer dimensjoneres som vist i bind B, punkt Kapasiteter og forankringslengder finnes blant annet i tabellene C 6.10 og C Oppleggsplater av stål anbefales når vertikalkraften N står nærmere kanten enn 50 mm, og når opplegget skal overføre horisontallast direkte. Figur C Oppleggsplater med påsveisede forankringer BOLTOPPLEGG PÅ GRUNNMUR OG FUNDAMENT Fasadene monteres på bolter/skruer som overfører lastene til fundament eller grunnmur. Elementene understøpes normalt etter montasje. Understøpen vil som regel kunne overføre alle vertikallastene. Montasjefasen vil ofte være kritisk dersom boltene/skruene skal overføre alle sidekrefter. Staging kan redusere påkjenningene i montasjefasen. [Figur C 6.7] Løsninger for lette elementer Med lette elementer forstås elementer inntil ca. 2 tonn. Overføring av sidekrefter skjer via skruehodet til innstøpt stålplate (sveises etter justering), eller med armeringsbøyler eller gjengesten - ger til golv. Skruen overfører vertikalkrefter, og bør ha minste dimensjon M24. Under justering vil skruehodet lett «ri», og kunne sideforskyves på stålplaten. Dette gjør løsningen best egnet for lette elementer. Eventuelt kan skruehodet spisses.

2 324 C14 FASADEFORBINDELSER Figur C Eksempel på bolteopplegg for lette fasadeelementer. Korr. blikkrør Lim Skive, mutter Alt. 1 Alt l Løsninger for vanlige elementer Bolter/skruer innstøpes i fundament eller sveises til faststøpt stålplate før montasje. Høydejustering med justermutter og skive kan foretas uten at elementet forskyver seg. Deformasjon av skiven under last gir lastoverføring til understøp. Dimensjoneringen av innstøpte bolter/skruer foretas etter kapittel B19. Merk spesielt at innstøpningslengden skal være minst 6 ganger skrue diameteren ved tverrbelastning. Avskjæringskapasiteten i betong er angitt i bind B, punkt 19.4 og 19.7, og må reduseres når kantavstanden blir mindre enn 10 til 16 stangdia meteren. [Tabell B ] Gjengestang a = min. 70 Figur C Eksempel på innstøpt gjengestang. Figur C Eksempel på innstøpt gunnmurbolt. Boltens utkraging gir bøyemomenter og redusert kapasitet. De fleste skrueopplegg for fasader har justeringsmulighet, og vil få kritiske bøyemomenter. Ved opplegg med innstøpte gjengehylser skal det dimensjoneres i henhold til bind B, punkt Dimensjoneringsanvisningene kan ikke brukes for utkragede skruer i innstøpte tynnveggede gjengehylser, der kapasiteten vil være avhengig av innskrudd gjengelengde og hylsenes bøyestivhet. [Bind B, punkt ] For løsninger som vist i figur C 14.8 anbefales derfor at veggelementet sikres med horisontal innfesting også i montasjefasen. Figur C Eksempel på justerbolt sveiset til stålplate.

3 C14 FASADEFORBINDELSER 325 Eksempel C Utkraget bolt uten aksiallast Innstøpt gjengestang M24 i grunnmur, som vist på figur C Kvalitet K4.8 i bolten. Fasthetsklasse B30. Vertikallast opptas av stålshims. Kontrollerer kapasiteten mot tverrbelastningen V Ed, uten å ta hensyn til understøpen (kontroll av veggelementet er ikke vist): Kontroll av betong (grunnmur) Betongens øvre grense beregnes i henhold til dimensjonering av dybler. [Bind B, punkt ] Med e = 0, B30 og K4.8: V 0 Rd,c = 40 kn [Tabell B ] Kantavstand a 1 = 110 mm. Minimum kantavstand: n ø = = 264 mm [Tabell B ] Korreksjonsfaktor: [Bind B, punkt ] k a = (a 1 Ø) / (n Ø Ø) = (110 24) / (264 24) = 0,358 V Rd,c = k a V 0 Rd,c = 0, = 14,3 kn Kontroll av gjengestang Kvalitet K 4.8. Maksimum moment opptrer 0,75 Ø ekv under betongoverflaten. [Bind B, punkt ] Prøver V Ed = V Rd,c = 14,3 kn M Ed = V Ed (e + 0,75 Ø ekv ) =14,3 (50 + 0,75 21,2) M Ed = 14,3 65,9 = 942 knmm Tilhørende skjærkraft: V Ed = 0,5 V Ed = 7,15 kn [Figur B 19.29] Innstøpte stenger som får både vertikallast, tverrlast og bøying di - mensjoneres som vist i bind B, punktene 19.6 og Se også figur B I dette tilfellet er aksiallasten lik null, og kontrollen blir: (V Ed / V Rd,s ) 2 + (M Ed / M Rd,s ) 2 1 V Rd,s og M Rd,s finnes i tabell B : (7,15 / 51) 2 + (942 / 484) 2 = 0, ,788 = 3,808 > 1 Det betyr at gjengestangens momentkapasitet dimensjonerer. V Ed,maks M Rd,s / 65,9 = 484 / 65,9 = 7,3 kn. Prøver V Ed = 7,3 kn: (3,65 / 51) 2 + (7,3 65,9 / 484) 2 = 0, ,988 = 0,993 < 1 ok Figur C Innstøpt gjengestang i grunnmur. Figur C Kraftfigur for M24. Hvis den samme beregningsgangen gjennomføres med gjengestang M33, blir kapasitetene [k a = (110 33) / (363 33) = 0,233]: Betong: V Rd,c = k a V 0 Rd,c = 0, = 17,7 kn Prøver V Ed = 17,7 kn e + 0,75 Ø ekv = ,75 29,7 = 72,3 mm (8,85 / 100) 2 + (17,7 72,3 / 1332) 2 = 0, ,923 = 0,931 < 1 ok Det betyr at gjengestangens momentkapasitet er blitt så stor at beton gens kantbrudd er dimensjonerende. Største tillatte V Ed er nå 17,7 kn.

4 326 C14 FASADEFORBINDELSER Eksempel C Utkraget bolt med aksiallast Samme geometriske forhold som i eksempel C 14.1, med M24 K4.8 og e = 50 mm. Kontrollerer for V Ed = 1,0 kn og N Ed = 40 kn før under - støping. Kontroll av betong Med henvisning til eksempel C 14.1 ser man straks at betongen ikke dimensjonerer. Beregning av nødvendig forankringslengde for trykk og strekk finnes i tabellene B til B For store bolter (M33), som bare skal ta trykk, er det som regel fornuftig å gjøre bolten kort med en påsveist plate eller påskrudd mutter i den innstøpte enden. Kontroll av gjengestang M Ed = V Ed (e + 0,75 Ø ekv ) = 1,0 65,9 = 65,9 knmm V Ed 0,5 V Ed = 0,5 kn Skjærkraften er så liten at den kan neglisjeres, og kontrollen blir: (N Ed / N Rd,k ) 0,9 + (M Ed / M Rd,s ) 0,9 < 1 [Bind B, punkt 19.6] N Rd,k og M Rd,s finnes i tabell B : (40 / 98) 0,9 + (65,9 / 484) 0,9 = 0, ,166 = 0,612 < 1 Det vil si at V Ed = 1,0 kn og N Ed = 40 kn kan tillates med god margin. Med V Ed = 1,0 kn er maksimum N Ed = 80 kn. Dersom man reduserer den effektive utkragingen til e = 30 mm (som ofte er tilfelle i etasjebygg), gir tilsvarende kontroller at kombinasjonen V Ed = 1,2 kn og N Ed = 83 kn også kan tillates. Dersom man beholder e = 50 mm og øker gjengestangen til M33, gir tilsvarende kontroller at kombinasjonen V Ed = 1,0 kn og N Ed = 182 kn likeledes kan tillates. Det henvises også til beregningseksempel i bind B, punkt Valg av montasjebolter I eksemplet i punkt 13.3 ville man få følgende påkjenning på grunn - mur sboltene: [Figur C 13.34] Lastkoeffisienter i montasjefasen se bind B, punkt 2.2. Det er valgt 2 M24 K4.8 gjengestenger i hver vegg. Vertikallaster pr. bolt: Vegg: 4,45 kn/m 2 1,2 m 7,2 m = 38 kn SDT: 4,50 kn/m 2 1,2 m 10,8 m = 58 kn G = 96 kn N Ed = 1,2 G = 1,2 96 = 115,2 kn Horisontale laster: Vind: h Ed 1,0 kn/m 2 Horisontallast på veggen: Σ H Ed = 1,0 kn/m 2 1,2 m 7,2 m = 8,64 kn Horisontallast på grunnmursbolten ved staging: [Figur C 13.35] H Ed = 8,64 kn (3,6 m 3,2 m) / 4,0 m = 0,86 kn Med H Ed = 0,86 kn og N Ed,vegg = 38 1,2 = 45,6 kn blir konklusjonen her at bol tene tåler belastningen fra veggene ved staging, fordi kontrollen av gjengestangen viste at V Ed = 1,0 kn og N Ed = 80 kn kan tillates. Veggene må understøpes eller shimses før SDT monteres, fordi

5 C14 FASADEFORBINDELSER 327 med H Ed = 0,86 kn og N Ed = 115,2 kn vil boltens kapasitet bli for liten. Dersom boltene skal tåle belastning både fra vegg og SDT ved staging, må boltdimensjonen økes til M33, som tåler V Ed = 1,0 kn og N Ed = 182 kn. I eksemplet i punkt 13.4 ville man få følgende påkjenning på mon - tasje boltene: [Figur C a] Den midterste bolten M24 K4.8 har lastbredde 2,58 m. Vertikale laster pr. bolt: Vegg: 5,0 kn/m 2 2,58 m 3,2 m = 41,3 kn Hulldekke: 2,54 kn/m 2 2,58 m 4,5 m = 29,5 kn G = 70,8 kn N Ed = 1,2 G = 1,2 70,8 = 115,2 kn Horisontale laster: Vind: h Ed 1,4 kn/m 2 Horisontallast på veggen: ΣH Ed = 1,4 kn/m 2 2,38 m 3,2 m = 10,7 kn Horisontallast på bolten ved staging (antar at veggen stages 1,8 m fra underkant): H Ed = 10,7 kn (1,6 m 1,4 m) / 1,8 m = 1,2 kn Kapasiteten med e = 30 mm er V Ed = 1,2 kn og N Ed = 83 kn, er nesten tilstrekkelig til å oppta H Ed = 1,2 kn og N Ed = 85 kn. Den effektive utkragingen e må imidlertid antas å være mindre enn 30 mm (på grunn av innspenningsforholdene ved skive og mutter). Med denne reduserte utkragingen tåler boltene belastningen fra veggen og hulldekket ved staging. Understøpen må derimot ha tilstrekkelig fasthet før veggen i neste etasje monteres. Kontroll av underlagsskiver for boltopplegg Underlagsskivene bærer elementene i montasjefasen før understøping. Skivene deformeres mer enn bolten ved påføring av vertikallast, og gjør det mulig å overføre vertikallaster til understøpen før bolten flyter. Det forutsetter at understøpen utføres så tidlig som mulig, før all overliggende vertikal egenlast er påført. Dimensjoneringsgrunnlag finnes i punkt [Figur C 7.13 og tabell C 7.4] Eksemplet i figur C 14.9 har gjengestang M24 K4.8, skive med hull Ø26, og utsparing i vegg d u (Ø u ) = 50 mm. Tabell C 7.4 viser at skivens kapasitet er like stor som boltens for alle d u mindre enn 60 mm, og passer derfor godt. Eksemplet i figur C har gjengestang M33 K4.8, skive med hull Ø36 og utsparing i veggen d u = 60 mm. Tabell C 7.4 viser at skivens kapasitet er like stor som boltens for alle d u mindre enn 62 mm, og passer derfor godt. Kontroll av betongtrykket mellom vegg og skive: Antar skivens diameter a ( / π) = 113 mm A c = π (a 2 d u 2 ) / 4 = π ( ) / 4 = 7201 mm 2 Med B35 i veggen: N Rd,c f cd A c = 0, = 142 kn Dette betyr at man vanligvis kan sløyfe stålplate rundt utsparingen i veggen.