N 0 Rd,c > > > >44

Transkript

1 2.2.3 Dimensjonering av stagboltene Aktuelle bolter er Hilti HSA Ekspansjonsanker (kvikkbolt, stikkanker. stud anchor) i M16 og M20 og HSL3 Sikkerhetsanker (heavy duty anchor) i M20. I tillegg er HCA fjæranker aktuelt i fundamenter, søyler og andre kompakte elementer. I hulldekker brukes HSA M16x100. Dimensjonerende kapasiteter finnes i Bind B Tabell B og B HSA M16x100 og HCA fjæranker finnes ikke i Bind B sine tabeller, men kapasitetene er her beregnet etter samme metode. Det finnes ulike leverandører med tilnærmet identisk utførelse og kapasitet som Hilti. Grunnleggende krav er at h ef er stor nok. Betongens kapasitet forutsetter stor kantavstand, eller armering som forhindrer kantbrudd se Bind B Kap B19 eller Hilti produktkatalog. Stålets kapasitet Betongens kap. Fundament B25 Element B35 Element B45 Strekk (kn) NRd,s Avskjæring (kn) V Rd,s HCA Fjæranker HSA Eksp.anker HSL3 M16,9x90 M16x100 M16x1 M20x170 M20x189 > > > > > > > > > >114 Tabell 2.2.3a. Kapasitet ekspansjonsanker. Store kantavstander og/eller kantarmering. Tabellen viser at betongens kapasitet for utrivning (strekk S) er vesentlig svakere enn for avskjæring (skjær V). Med henvisning til figurene 2.2.1a, 2.2.1b og 2.2.2a betyr dette at stagboltene bare kan være begrensende når det er strekk i staget. Det kan også være aktuelt å støpe inn gjengehylse Bitek 6300 S M20x115 med tilhørende bolt K4.8 (Vegger). Dimensjonerende kapasiteter finnes i Bind B Tabell B og B19.8.3: Stålets kapasitet Betongens kap. B25 B35 B45 Hylse 6300S M20x115 Strekk (kn) N Rd,s 86 Avskjæring (kn) V Rd,s >35 Strekk (kn) N Rd,s 50 Avskjæring (kn) V Rd,s 42> > >35 Bolt M20 K Tabell 2.2.3b. Kapasitet av innstøpt gjengehylse med bolt. Store kantavstander og/eller kantarmering. I punkt er det samme vist for hylse M20x180 i betong B35. 32

2 Reduksjon av betongkapasitet på grunn av liten kantavstand Reduksjon på grunn av liten kantavstand kan gjøres som vist i Bind B, punkt og , eller iht. anvisninger i leverandørkataloger for eksempel Hilti Anchor Fastening Technology Manual. Tabell 2.2.3c angir minste kantavstand (a 0 ) for å oppnå full kapasitet for N 0 og Rd,c V0 i uarmert betong for de boltene Rd,c som er vist i tabellene 2.2.3a og b. N 3a 1 1,5 x h ef 1,5 x h ef a 1 1,5a 1 1,5a 1 V 35 h ef A 0 C,V 1,5a 1 Figur B Idealisert kjeglebrudd b) Oppriss Bruddareal b) Oppriss bruddareal Figur B 19. Avskjæring i betong for enkelt stang. Idealisert bruddform. Strekk (a 0 = 1,5h ef ) Angitt min. kantavstand a 0 Bind B Avskjæring (a 0 = n * Ø) Hilti (C cr,sp ) Alternativt valg av felles krav til kantavstand a 0 (mm) HCA Fjæranker M16,9x90 HSA Eksp. anker M16x100 HSA Eksp. anker M16x1 HSA Eksp. anker M20x170 HSL3 M20x189 Hylse 6300S M20x ~ ~ ~ ~ ~ ~ Tabell 2.2.3c. Minste kantavstand for å oppnå full betongkapasitet for stagbolter. Tabellen viser f.eks. at en søylebredde b > 2a 0 vil gi full kapasitet for både strekk og skjær i søylens lengderetning f.eks. søylebredde b = 310mm for HSA M20x170 eller mindre. Derimot må a 0 280mm for å oppnå full skjærkapasitet for kraft på tvers av søylen. Plassert sentrisk krever dette altså bredden b = 2 * a 0 = 560mm f.eks. brukt som stagstripe. 33

3 Dersom vi bruker HSA Eksp. M16x100 med kantavstand a = 90mm, kan man si at N Rd,c = * a/a 0 = N0 Rd,c * 90/96 = 0,94 * N0 Rd,c og V Rd,c = V0 Rd,c * 90/224 = 0, *. Ytterligere forenklet kan man regne en felles reduksjonsfaktor a/a 0 = 90/160 = 0,56 både for N Rd,c og V Rd,c Når man har funnet kreftene samt kapasiteten på stagboltene (figur 2.2.1), kan dette sjekkes mer nøyaktig med bruk av interaksjonsformlene som er angitt i Bind B figur B19.53: S Betong alene: ( N ) 1,5 + ( V V ) 1,5 1 Rd,c Rd,c S Stål alene:( N ) 2 + ( V V ) 2 1 Rd,s Rd,s Kombinasjon stål og betong sjekkes med potens 5/3. Eksempel med 45 o skråstag og = kn Kraft i bolter S Ed = 0,707 * = 28,3kN. Antar at kantavstanden er større enn a 0 i Tabell c, slik at verdiene i Tabell a kan brukes. Bunn fundament B25 HSA M20x170 (28,3/32) 1,5 + (28,3/62) 1,5 = 0,83 + 0,30 = 1,13 Dette gir for liten boltkapasitet. Man kan bruke 2 stk. M16x1 eller 1 stk. HSL3 M20x189. Topp element B35 HSA M20x170 (28,3/39) 5/3 + (28,3/68) 5/3 = 0,59 + 0,23 = 0,82 < 1 (ok) Under forutsetning av 45 o skråstag og beregning som vist i eksemplet, kan Tabell 2.2.3a omformes slik at den angir tillatte staglaster (dimensjonerende kapasitet). Betong Tillatte dimensjonerende laster HCA Fjæranker HSA Eksp.anker HSL3 M16x100 M16x1 M20x170 M20x189 Hylse M20x115 Bolt M20 K4.8 Fundament B25 Strekk = Skjær S Ed = 1,414S Ed Fundament B35 Element B35 S Ed = 1,414S Ed Element B45 S Ed >42 30 = 1,414S Ed >60 42 Tabell 2.2.3d. Tillatte dimensjonerende laster i staget med 45 o skråstag, pga. kapasitet til eksp.anker i betong. Store kantavstander og/eller kantarmering. 34

4 Eksempel med α = 60 o og = kn Kraft i bolter S bunn = = * sin 60 o = * 0,866 = 34,6 kn. = S topp = * cos 60 o = * 0,500 = 20,0 kn. Antar at kantavstandene er større enn a 0 i Tabell 2.2.2c, slik at verdiene i Tabell 2.2.3a kan brukes. Bunn fundamentet B25 HSA M20x170 er for liten fordi N o Rd,c = 32kN < S bunn. HSL3 M20x189: (34,6 / 43) 1,5 + (20 / 86) 1,5 = 0,72 + 0,11 = 0,83 < 1 ok. Topp element B35 HSA M20x170: (34,6 / 68) 5/3 + (20 / 39) 5/3 = 0,32 + 0,33 = 0,65 < 1 ok. Under forutsetning av α = 60 o og beregning som vist i eksemplet, kan Tabell 2.2.3a omformes slik at den angir tillatte staglaster (dimensjonerende kapasitet). Betong Tillatte dimensjonerende laster HCA Fjæranker HSA Eksp.anker HSL3 M16,9x90 M16x100 M16x1 M20x170 M20x189 Hylse M20x115 Bolt M20 K4.8 Fundament B25 S bunn = 2 * Fundament B35 S bunn = 2 * Element B35 (topp) S topp > >52 32 TE d = 2 * S topp >60 37 Element B45 (topp) S topp > >52 32 = 2 * S topp >60 37 Tabell 2.2.3e Tillatte dimensjonerende laster i staget med 60 o skråstag, pga. kapasitet til eksp.anker i betong. Store kantavstander og/eller kantarmering. Eksempel med α = 30 o og = kn Kraft i bolter S bunn = = * sin 30 o = * 0,500 = 20,0 kn. = S topp = * cos 30 o = T ED * 0,866 = 34,6 kn. Antar at kantavstandene er større enn a 0 i Tabell 2.2.2c, slik at verdiene i Tabell 2.2.3a kan brukes. Bunn fundamentet B25 HSA M16x1: (20 / 24) 1,5 + (34,6 / ) 1,5 = 0,76 + 0,80 = 1,56 > 1 nei. HSA M20x170: (20 / 32) 1,5 + (34,6 / 62) 1,5 = 0,49 + 0,42 = 1,01 ok. Topp element B35 HSA M20x170: (20 / 68) 5/3 + (34,6 / 39) 5/3 = 0,13 + 0,82 = 0,95 ok. 35

5 Under forutsetning av α = 30 o og beregning som vist i eksemplet, kan Tabell 2.2.3a omformes slik at den angir tillatte staglaster (dimensjonerende kapasitet). Betong Tillatte dimensjonerende laster HCA Fjæranker HSA Eksp.anker HSL3 M16,9x90 M16x100 M16x1 M20x170 M20x189 Hylse M20x115 Bolt M20 K4.8 Fundament B25 S bunn = 2 * S bunn Fundament B35 S bunn > >52 32 = 2 * S bunn >60 37 Element B35 (topp) S topp = 2 * Element B45 (topp) S topp > >30 24 = 2 * >60 49 Tabell 2.2.3f. Tillatte dimensjonerende laster i staget med α = 30 o skråstag, pga. kapasitet til eksp.anker i betong. Store kantavstander og/eller kantarmering. Resultatene fra tabellene 2.2.3d, e, og f kan oppsummeres som vist i figur 2.2.3g. 36

6 Stag T d kn 60 HSL3 M20 x HSA M20 x HSA M16 x 1 HSA M16 x 100 HSA M16,9 x 90 Betonginnfesting 10 B25 Bunn B35 Bunn B35 Topp B45 Topp Figur 2.2.3g. Største dimensjonerende last i stag (T d ) avhengig av stagboltenes kapasitet. Figuren viser at bruk av HSL3 M20x189 bare er aktuelt i fundamenter med B25. HSA M20x170 vil normalt ha større kapasitet for trykk enn de aktuelle stagene, men er ofte nødvendig i fundamentene. Bruk av HSA M16x1 vil ofte være passende til stagenes kapasitet for trykk. Bruk av HSA M16x100 eller HCA Fjæranker M16,9x90 vil vanligvis begrense kapasiteten, spesielt dersom kantavstanden er mindre enn angitt i Tabell 2.2.3c. Se stagtabellene for søyler og vegger. 37