C11 RIBBEPLATER 231. Figur C Ribbeplater med strekkbånd. a) Strekkbånd i bjelken. b) Strekkbånd på opplegget. c) Strekkbånd på dekket

Transkript

1 C11 RIBBEPLATER 231 Lask a) Strekkbånd i bjelken b) Strekkbånd på opplegget c) Strekkbånd på dekket d) Armering og utstøping e) Innstøpt flattstål i plate res dette ofte med at den samme forbindelsen også skal overføre strekk-krefter forårsaket av undertrykk på grunn av vind. Disse forbindelsene plasseres som regel ved hver ribbeende, og får derfor som oftest svært små påkjenninger. Vanligvis kan man ganske enkelt benytte tabell C 6.11: I betong med fasthetsklasse B35: En stålplate med 2 Ø10 pigger: V Rd = 2 17 = 34 kn En stålplate med 2 Ø12 pigger: V Rd = 2 24 = 48 kn Figur C Ribbeplater med strekkbånd Innbyrdes sveisefeste i sidekant Det finnes svært mange ulike «standard» sveisefester av denne typen. De fleste av disse blir brukt uten at kapasiteten i alle tre retninger er dokumentert i detalj ved beregning eller prøving. Derimot har konstruktøren årelang erfaring med bruk av slike fester, og bruker som regel både beregning og ingeniørmessig vurdering med hensyn til utforming og antall fester. Her gis bare noen enkle eksempler på en mulig beregning.

2 232 C11 RIBBEPLATER Figur C Sveiseforbindelse for tynne platekanter. a) Stålplate med forankring b) Formet flattstål («bøttehanken») Horisontale skjærkrefter Ofte gjøres forbindelsen (lasken) så kort at det er sveiseforbindelsen som blir dimensjonerende: Med 4 mm kilsveis og sveiselengde l = 40 mm: F sd = f sd a l = 0, = 27,7 kn [Montasjesveis, konstruksjonsstål. Tabell C 6.9] Figurene C og C b) og c) viser andre aktuelle sveisefester. Standard sveisefester plas seres ofte med maksimum avstander som vist i figur C 11.10, dersom ikke beregningen krever noe annet. Vertikale skjærkrefter Ved bruk av standard sveisefester regnes det normalt ikke med at vertikale skjærkrefter skal overføres. Når ribbeplatene benyttes som dekkeelementer må vertikale skjærkrefter overføres av påstøpen. Når ribbeplater benyttes som takelementer må selve topplaten kunne bære vertikallasten alene, uten medvirkning av naboelementene. Dersom vertikale skjærkrefter skal overføres i fugen mellom ribbeplater, må det anordnes spesielle stålplater for dette. Slik skjæroverføring vil derfor opptre som punktlaster på platekant. Figur C Plassering av standard sveisefester i tak. Eksempel C Vertikal skjærkapasitet av ribbeplate med 50 mm platetykkelse Fasthetsklasse: B45, stålplate S235 b h = Antar d = 20 mm (ugunstig beliggenhet av armeringen) Kritisk snitt for skjærkraft: b w = = 760 mm [Se figur C og EC2-1-1, figur 6.15] Platearmering nett K131: A s = 131 0,760 = 100 mm 2 Kontroll av skjærkapasitet uten bøyler: [EC2-1-1, punkt 6.2.2] Fasthetsklasse B45: f ck = 45 MPa f cd = 0,85 45 / 1,5 = 25,5 MPa C Rd,c = 0,15 / 1,5 = 0,10 (tilslag D < 16 mm)

3 C11 RIBBEPLATER 233 k = 1 + (200 / d) 1/2 = 1 + (200 / 20) 1/2 = 3,3 > 2,0, det vil si k = 2,0 ρ 1 = A s / (b w d) = 100 / (760 20) = 0,00658 < 0,02 Bøyestrekkbrudd: V Rd,c = [C Rd,c k (100 ρ 1 f ck ) 1/3 + k σ cp ] b w d V Rd,c = [0,10 2,0 (100 0, ) 1/3 + 0] [σ cp = 0] V Rd,c = 0, = 9409 N = 9,4 kn V Rd,c 0,035 k 3/2 f ck 1/2 + k 1 σ cp ) b w d V Rd,c 0,035 2,0 3/2 45 1/2 + 0) V Rd,c 0, = N = 10,1 kn 2d = Kritisk snitt for skjær 45 Kritisk snitt for moment b = 1040 M Rd = f yd A s z 0,435 (1,04 131) (0,85 20) = 1007 knmm Dette tilsvarer en punktlast på platen = M Rd / 420 = 1007 / 420 = 2,4 kn som er mindre enn V Rd,c. Det vil si at det er momentet ikke skjær som dimensjonerer. V Ed M Ed,p = M Rd M Ed,g M Ed,p = ,2 25 0,05 1, /2 M Ed,p = = 796 knmm V Ed = M Ed,p / 420 = 796 / 420 = 1,9 kn q Ed = 2 M Rd / l 2 = 2 (1,007 / 1,04) / 0,52 2 = 7,16 kn/m Maksimal tillatt jevnt fordelt nyttelast (uten punktlast): q Ed = 1,2 g + 1,5 p = 1,2 25 0,05 + 1,5 p = 1,5 + 1,5 p p = (q Ed 1,5) / 1,5 = (7,16 1,5) / 1,5 = 3,77 kn/m 2 (brukslast) Øker armeringen til nett K131 + Ø8c300 på tvers: A s = [(1000 / 300) 50, ] 1,04 = 311 mm 2 M Rd = 0, (0,85 20) = 2300 knmm M Rd / 420 = 2300 / 420 = 5,5 kn < V Rd,c Moment dimensjonerer fortsatt. 600 Figur C Punktlast på platekant. Ill. til eksempel C M Ed,p = = 2089 knmm V Ed = 2089 / 420 = 5,0 kn q Ed = 2 (2,30 / 1,04) / 0,52 2 = 16,36 kn/m 2 Maksimal tillatt jevnt fordelt nyttelast (uten punktlast): p = (16,36 1,5) / 1,5 = 9,9 kn/m 2 (brukslast) Eksempel C Vertikal skjærkapasitet av ribbeplate med 80 mm platetykkelse Fasthetsklasse B45. Antar d = 35 mm. Platearmering nett K131 + Ø8c300 på tvers. M Rd = 0, (0,85 35) = 4024 knmm M Rd / 420 = 4024 / 420 = 9,6 kn < V Rd,c Moment dimensjonerer fortsatt.

4 234 C11 RIBBEPLATER M Ed,p = ,2 25 0,08 1, /2 M Ed,p = = 3687 knmm V Ed = 3687 / 420 = 8,78 kn Dette tilsvarer en brukslast på 8,78 / 1,5 = 5,8 kn Dersom denne platen skal dimensjoneres for kjøretøyer med total tyngde mindre enn 30 kn, skal man ifølge EC1-1-1, punkt NA , dimensjonere for punktlasten Q k / 2 = 10 kn (brukslast). Det vil si at man er avhengig av muligheten til kunne overføre deler av lasten til naboelementene. Alternativt kan platen gjøres tykkere, eller den må armeres kraftigere. q Ed = 2 (4,024 / 1,04) / 0,52 2 = 28,62 kn/m 2 Maksimal jevnt fordelt nyttelast (uten punktlast): q Ed = 1,2g + 1,5p = 1,2 25 0,08 + 1,5p = 2,4 + 1,5p p = (q Ed 2,4) / 1,5 = (28,62 2,4) / 1,5 = 17,5 kn/m 2 (brukslast) Kapasitet av valgt sveisefeste Stålpl Stålpl Figur C Kapasitet av sveisefeste. a) Snitt ferdig montert A , l = , l = 600 S 1 H d S S 2 A 2 A A 1 c) Horisontalt skjær Stålpl S Vd S 2 b) Innstøpt plate d) Vertikalt skjær

5 C11 RIBBEPLATER 235 Fasthetsklasse: B45 Stålkvalitet: S235 Forankringer: B500NC Dimensjonerende kapasiteter: Sveis: S 1 = f sd a l = 0, = 31,1 kn S 2 = 0, = 48 kn Armering: A 1 = A 2 = f yd A s = 0, = 21,8 kn Beregningen gjennomføres med enkle modeller: Vertikal skjærkapasitet 6 mm lask er ikke dimensjonerende. S 1 :V Rd = 2S 1 15 / ( ) = 2 31,1 15 / 50 = 18,7 kn S 2 :V Rd = S 2 15 / 35 = / 35 = 20,6 kn V Rd = 18,7 kn er dimensjonerende. Dersom man ønsker å utnytte denne vertikale kapasiteten fullt ut, må betongplaten forsterkes ut over det som er vist i eksemplene C 11.2 og C Horisontal skjærkapasitet 6 mm lask er ikke dimensjonerende. A 1 :H Rd = 2 A 1 = 2 21,6 = 43,2 kn A 2 :H Rd = 100 A 2 / 40 = ,6 / 40 = 54 kn S 2 :H Rd = S 2 = 48 kn S 1 :H Rd = 100 S 1 / 50 = ,1 / 50 = 62,2 kn H Rd = 43,2 kn er dimensjonerende. Nøyaktigere beregninger som tar hensyn til kanttrykk mot betongen og dybelvirkningen av armerin - gen, vil gjøre det mulig å regne seg frem til en noe høyere kapasitet. Når det gjelder sveising og forankring av kamstål henvises det til tabellene C 6.10 og C Sveiseforbindelse til veggskive Det finnes mange ulike «standardutførelser», se figur A 4.11 og kapittel C14. Her vises to enkle beregningseksempler av mulige forbindelser til veggskiver. Beregningsgangen er forenklet. Eksempel C Kapasitet av sveiseforbindelse i ribbeplate Feste til veggskive Stålplaten i ribbeplaten plasseres 150 mm inn fra kanten for å gi mu - lighet for små vertikale bevegelser. [Figur C 11.13] Stålkvalitet i platen: S235 Stålkvalitet i armeringen: B500NC H = 0: Stålplate: S Rd = f sd0 A = 0, = 179,2 kn [Tabell C 6.8] Sveisene: S 1 : S Rd = f sd a l = 0, = 48,4 kn [Tabell C 6.9] S 2 : S Rd = f sd a l = 0, = 124,6 kn Sveisen S 1 er dimensjonerende, S Rd = 48,4 kn S = 0: Stålplate gir (antar full plastisk flytning): Skjær: τ = H Rd / b t = H Rd / (80 10) = 0,00125 H Rd Moment: σ = M / W = H Rd 150 / (0,25 t b 2 ) = H Rd 150 / (0, ) = 0, H Rd σ j = (σ τ 2 ) = H Rd (0, , ) = 0, H Rd H Rd = σ j / 0, = 0,224 / 0, = 23,3 kn