RIB Rev Fork Anmerkning Navn. Sweco Norge

Transkript

1 NOTAT om statiske forhold i høyblokk NHH rehabilitering 1963-byggene, skisseprosjekt Prosjektnr Notat nr.: Dato RIB Rev Firma Fork Anmerkning Navn Til: Prosjektleder Kopi til: PG Fra: Stig Torsnes Statsbygg, NHH Origo Arkitekter og NOTAT om statiske forhold i høyblokk Innledning. Notatet omhandler gjennomgang av høyblokkens bærekapasitet og stabilitet samt mulighet for etablering av nye åpninger for dører og andre utsparinger. Grunnlag for vurderingene er mottatte originaltegninger, originale statiske beregninger, foreslåtte endringer og egne beregninger. Endringer av planløsning og etablering av nye åpninger er begrunnet ut fra ønske om å oppnå mer arealeffektiv planløsning. Eksisterende situasjon. Bygningens hovedbæresystem består av søyler og vegger av betong med dekker av betong som etasjeskillere. Søyler ligger i fasadene mellom vinduer. Veggene er hovedsakelig plassert rundt kjerner ved begge gavler i bygget samt på langs på begge sider av innvendig korridor. Konferer illustrasjon neste sider av originale betongplaner og snitt Bygget har 9 etasjer pluss inntrukket teknisk rom på tak. Del av bygget ved hovedtrapp har også rom i underetasjen og kjeller. side 1 av 8 Oppdrag ; P:\519\ _NHH - REHABILITERING HØYSKOLEBYGGET\12 ARBEIDSMAPPE\RIB\08 RAPPORTER\02 NOTATER\RIB-01 NOTAT OM STATISKE FORHOLD HØYBLOKK.DOC

2 N Plan 1. etasje. Plan 2. etasje (tilsvarende for 3. til 8. etasje, varierende veggtykkelser) Plan 9. etasje 2 (8)

3 Snitt ved bitrapp. Snitt ved hovedtrapp/heis, teknisk rom 10. et 3 (8)

4 Veggene er i hovedsak 150 til 200 mm tykke (økende nedover). Søyledimensjon er 440x350/200 mm ned til 2. etasje og 440x350 mm i 1. etasje, med senteravstand 1,5 m. Ved fasade mot syd i 1. etasje er det betongsøyler Ø450 mm med avstand 4,5 m. Betongkvalitet er i de statiske beregningene oppgitt til B150 i de øverste etasjene og opp til B250 og B300 i de nedre etasjene. Betongvegger er relativt begrenset utnyttet mht. trykkspenning. Dekker har dimensjon 160 mm og er påført puss på ca. 30 mm. Dekkene er tovegs-plater inne i betongkjerner ved begge gavler. Dekkene er envegs-plater i området mellom disse betongkjernene og spenner her fra søyler i langfasade til korridorvegg, videre til neste korridorvegg og til søyler ved motstående fasade. Korridorveggene er således viktige vertikale lastbærere. Betongkjernene i begge ender ivaretar byggets stabilitet på tvers. Fra originale beregninger er det klart at to tverrvegger av betong, dvs. mellom bitrapp og stort rom mot vest samt gavlvegg av betong mot øst, er de hovedavstivende veggene på tvers av bygget. Betongkjernene og til dels de langsgående korridorveggene ivaretar stivhet på langs av bygget. Bygget har direkte fundamentering til fjell. Bygget er dimensjonert for disse lastene: Kontoretasjer, nyttelast 200 kg/m2 (300 kg/m2) Seminarrom, nyttelast 300 kg/m2 (500 kg/m2) Snølast 100 kg/m2 (160 kg/m2 med formfaktor) Vindlast 150 kg/m2 (~206 kg/m2) Oppgitt nyttelast er i tråd med gjeldende forskrifter 1963, men er noe lavere enn det man dimensjonerer etter i dag, vist i parentes. Det er ikke grunn til å forsterke konstruksjonene basert på disse forskjellene med mindre det utføres omfattende ombygging av bærekonstruksjonen. Se også avsnitt om seismiske laster under avsnittet Statisk modellering. 4 (8)

5 Statisk modellering Som grunnlag for vurdering av konsekvens ved etablering av større/flere åpninger i langsgående kontorvegger og i tverrvegger er det utarbeidet 3D-statikkmodeller. Det er laget to modeller; en modell av det originale bygget slik det opprinnelig har vært med alle avstivende vegger intakt, og en modell der avstivende korridorvegger er tatt vekk. Analysene viser at det er relativt liten forskjell i deformasjon av bygget i de to modelleringene. Forutsetninger og beregningsmodell Modellene er basert på arkitektens revit-modell og opprinnelige tegninger av bygget fra Det er gjort enkelte geometriske forenklinger som antas å ha liten konsekvens for vurderingen av byggets stabilitet. Dette gjelder modellering av fasadesøyler, forenkling av geometri i kjeller og forenkling av geometri av teknisk rom på tak. Det er utført FEM-analyse av 3D-modell for å vurdere forskjell på global deformasjon som følge av horisontalt påførte krefter i de modellene. Modellen er ikke tilpasset med hensyn til armeringsmengder. Dette antas å ha liten betydning for global deformasjon fra horisontale krefter. Modellen er regnet med ekvivalent elastisk stivhet (stadium 1), og det er også gjort sammenligning av konstruksjon med redusert stivhet i stadium 2 for lasttilfelle med permanent last og vind fra øst med ofte forekommende nyttelast. Standarder Lastkombinasjoner og prosjektering etter NS-EN1990:2002/ NA: 2008 med tilhørende lastog materialstandarder. Materialer Materialkvalitet på betong er satt til B20 etter NS-EN og er da tilnærmet som angitt for de vesentligste konstruksjonene i opprinnelige beregninger. Det er ikke gjort tilpasninger av armering til tidligere standard hverken på armeringens flytegrense eller armeringsmengde. Laster Variabel last: Nyttelast: 2kN/m 2 (dvs. 200 kg/m2 som opprinnelig) Snølast: 1,6 kn/m 2 (160 kg/m2) Påført vindlast: Det er påført varierende vindlast som varierer med byggets høyde. Vkast/ Qkast= 57,4 m / s / 2,06 kn/m 2. (206 kg/m2) Det er hensyntatt høy påført vindlast da bygget ligger utsatt til. Permanent last: Det er medtatt permanente laster iht. lastoppsett i opprinnelige beregninger, men disse vurderes å ikke ha stor betydning for sammenligningen av horisontal deformasjon. Seismisk last: Seismisk last er ikke vurdert. Dette er iht. EC1998-3/ NA:.2.1(2)P og RIFs veileder til NS-EN «Bygg som ikke har vært utsatt for jordskjelvskade, kreves bare forsterket når sannsynligheten for sammenbrudd av bærekonstruksjonen ved jordskjelv øker betydelig på grunn av de endringer som foretas». Foreslåtte endringer vurderes i dette tilfellet å gjøre bygget mindre stivt, og dermed minske faren for påføring av jordskjelvkrefter. Bygget vil ikke bli påført økt masse, og det vurderes da at muligheten for at bygget utsettes 5 (8)

6 for jordskjelvkrefter sannsynligvis blir litt mindre enn per i dag. På bakgrunn av de relativt små forskjellene i deformasjon ved påført horisontallast i de to modellene vurderes det at de gjenværende betongkjerner å ha god kapasitet mot jordskjelvkrefter. Resultater En sammenligning av modellene gir resultater som forventet; Noe større deformasjon i toppen av bygget ved påføring av last i lengderetning (mot gavl) i modellen der korridorveggene er fjernet, og tilsvarende deformasjon i de to modellene ved lastvirkning i tverretning. For begge modeller er beregnede deformasjoner neglisjerbar, og det konkluderes med at bygget er stabilt og håndterer påførte kreftene i begge tilfeller. Konferer illustrasjon neste side der beregnet deformasjon vises i mm. Konklusjon. Byggets sidevegs stivhet tilfredsstilles selv med relativt store åpninger i korridorvegger av betong. Vertikal bæring må likevel ivaretas og vil til dels begrense mulighet for å ta store åpninger i vegger. Det må påses at det er tilstrekkelig betongtverrsnitt/kapasitet for lastnedføring i veggpartier som står direkte over hverandre. Mellom disse må det være bjelke som bæring for dekket. Konferer avsnitt om konsekvenser av planløsning. 6 (8)

7 Deformasjon i modell med korridorvegger (stadium 2) lengderetning Deformasjon i modell uten korridorvegger (stadium 2) lengderetning 7 (8)

8 Konsekvenser av foreslått planløsning Vegger. Endringer i 8. og 9. etasje har liten betydning for stivhet. En har tilfredsstillende stivhet i byggets lengderetning med relativt store åpninger i korridorvegger. Disse veggene må likevel erstattes med søyler/bjelker for å bære dekkene. Det kan i tillegg lages noe større åpninger i innvendig betongvegg ved heis/trapp (øst) og noe større åpning i vegg til siste rom mot vest. For etasjer 1 til 7 er det ikke bekreftet at dagens åpninger i de bærende korridorvegger stemmer overens mellom etasjene. Det virker heller ikke som åpninger inntegnet på originale betongplaner er likt plassert i etasjene. Videre er det registrert flere døråpninger i disse veggene enn opprinnelig tegnet. Overnevnte faktum må gjennomgås senest i neste fase av prosjektet ved at alle døråpninger og andre utsparinger innmåles og at lastnedføring kontrolleres. I 2. til 7. etasje vurderes det slik at omfanget av anviste åpninger i langsgående korridorvegger kan etableres som foreslått på tegning C Typisk kontorplan med riveplan datert Likevel kan det bli behov for å justere dørutsparinger sidevegs for å få lik plassering av åpninger i hver etasje, og det kan bli nødvendig med gjenstøping av nåværende åpninger eller forsterkning i form av innbygde stålrammer. I kjernene i begge ender kan det etableres åpninger som vist, men også her må en regne med forsterkning med innbygde stålrammer. Utvidet åpning i tverrvegg veg bitrapp begrenses til maks 1,5 m bredde. I 1. etasje og kjeller kan det ikke gjøres endringer i konstruksjonen uten at det etableres tilfredsstillende erstatningskonstruksjoner. Dekker. Det er mulig å etablere utsparinger i dekkene på nærmere anviste steder. Utvidet teknisk rom på tak kan ikke belaste dekket direkte. Her må det etableres lastfordelende bjelker som overføre vekten til innvendige bærevegger, eventuelt fasadesøyler. Eventuell forlengelse av heissjakt til kjellernivå. Det er vurdert mulighet for å føre heissjakter ned til kjellernivå i seksjon A, dvs. ned til ca. kt 51. Tiltaket medfører senking av nivå i blindkjeller under dekke kt samt senking av betongvegger/fundamenter rundt heis og arealet foran heiser. Hovedavstivende gavlvegg for høyblokk trenger ikke senkes, men det må etableres ny åpning i denne veggen for tilkomst til heiser. Tiltaket anses gjennomførbart. - 8 (8)