BETONGKVELDEN SØRLANDET NB 38 FIBERARMERTE BETONGKONSTRUKSJONER Dr.techn.Olav Olsen Sindre Sandbakk Dr.techn.Olav Olsen AS
2 FØRST OG FREMST > Fiberarmering, hvor brukes det? 1. Sprøytebetong til bergsikring NB 7 2. Gulv på grunn NB 15 3. Bærende konstruksjoner? www.kronetorppark.se Dr.techn.Olav Olsen prosjekterer
Kronetorp Park? 3
KRONETORP PARK 4
5 KRONETORP PARK Kvarter 3 Bunnplate, betong Bunnplate, Armering Dekker i p- kjeller Kjellervegger Forprosjekt (Ikke Dr.techn.Olav Olsen Detaljprosjekt (Dr.techn.Olav Olsen) Besparelse 60 60 0,6 meter 60 60 0,5 meter 360 m 3 betong! = 2160 m 3 = 1800 m 3 2 lag ø16 c 120 = 1675 mm 2 /m, løse stenger Stålbjelker over søyletopper Armert med løse stenger 2 lag ø12 c 100 = 1131 mm 2 /m, Nett Flatdekke Standard fingerskjøtte nett. Færre støpeetapper 32 % reduksjon i armeringsstål Tid til armering Ingen stålarbeider, vesentlig forenklet utførelse Forenklet utførelse
6 KRONETORP PARK Utvikling Kvarter 2 (Ikke Dr.techn.Olav Olsen Fasadevegger Massive vegger 130 mm betong, Sentrisk ø8 c 150 begge veier 200 mm betong, ø8 c 300 BS horisontalt ø10 c 300 BS vertikalt > Hvordan løses dette med fiber? Kvarter 4 (Dr.techn.Olav Olsen) 65 mm betong, ø10 c 200 vertikalt 200 mm betong ø8 c 375 sentrisk vertikalt. Besparelse Vegg krymper på innside, større areal til salgs/utleie Ca halvering av produksjonstid pr. element.
FULL KONTROLL 7
8 FØRST OG FREMST > Fiberarmering, hvor brukes det? 1. Sprøytebetong til bergsikring NB 7 2. Gulv på grunn NB 15 3. Bærende konstruksjoner? www.kronetorppark.se Dr.techn.Olav Olsen prosjekterer NB 38 Fiberarmert betong i bærende konstruksjoner
9 NB 38 FIBERARMERT BETONG I BÆRENDE KONSTRUKSJONER 1. Introduksjon 2. Spesifikasjon av fiberbetong i bærende konstruksjoner 3. Prøvingsmetoder og evaluering av prøveresultater 4. Dimensjoneringsregler 5. Veiledning
10 NB 38 FIBERARMERT BETONG I BÆRENDE KONSTRUKSJONER 1. Introduksjon 2. Spesifikasjon av fiberbetong i bærende konstruksjoner 3. Prøvingsmetoder og evaluering av prøveresultater 4. Dimensjoneringsregler 5. Veiledning
11 FIBERARMERT BETONG, HVORDAN KOMMUNISERER EN BETONGKONSTRUKTØR OG FABRIKK? > Svært enkelt! > RESTFASTHETSKLASSE > DUKTILITETSKLASSE > For eksempel B30 M60 R3,0c B30: Styrken M60: Maks bindemiddelforhold R3,0: Restfasthetsklasse, minimum 3,0 MPa i bøyestrekkfasthet ved 0,5 mm rissvidde c: Duktilitetsklasse, bøyestrekkfastheten ved 2,5 mm rissvidde skal være minimum 90% av bøyestrekkfastheten ved 0,5 mm rissvidde
12 RESTFASTHETSKLASSER I NB 38 > 10 restfasthetsklasser, R > 5 duktilitetsklasser, c > 50 varianter? For hver (betong)fasthetsklasse? > -Du kødder?? > -Nei > -Det er 50 mulige varianter
13 RESTFASTHETSKLASSER I NB 38 > Restfasthetsklassen styres primært av fibermengde > Duktilitetsklassen styres primært av fibertype c eller d c eller d c
14 DUKTILITETSKLASSE > Illustrasjon i NB 38 > Velger du å benytte 3D eller 4D får du klasse c. > Velger du å benytte 5D, får du klasse d, kanskje klasse e > Restfasthetsklassen vil avhenge av tilsatt kg/m 3
15 RESTFASTHETSKLASSER I NB 38 > 10 restfasthetsklasser, R > 5 duktilitetsklasser, c > 50 varianter? For hver (betong)fasthetsklasse? > -Du kødder?? > -Nei > -Det er 50 mulige varianter > -Ja det er 50 mulige varianter, men ikke 50 reelle varianter > Hva gjør vi med det?
16 ØNSKE FRA KONSTRUKTØR TIL BRANSJEN Riss Styrke > La oss definere hvilke restfasthetsklasser og duktilitetsklasser som er ideelle, for eksempel: B45 M40 R4,0b, ev. B45 M40 R3,5c B45 M40 R2,0b ev. B45 M40 R1,5c B30 M60 R4,0b ev. B45 M60 R3,5c B30 M60 R2,0b ev. B45 M60 R1,5c > Så forholder vi oss til disse 4 varianter. Betongprodusent må ha en resept som de på forhånd vet at tilfredsstiller kravene til restfasthetsklasse og duktilitetsklasse! Forhåndsdokumentasjon. Det betyr at betongprodusent ikke kan endre fra 30 kg fibertype A til 30 kg fibertype B uten ny forhåndsdokumentasjon. Dernest foreslår NB 38 at fiberinnhold og fiberfordeling er gjenstand for samsvarskontrollen
17 FORHÅNDSDOKUMENTASJON, RESTFASTHET > 6 bjelker pr. punkt i diagrammet > Lineær interpolering mellom punktene
18 SAMSVARSKONTROLL Forventer kommentarer > Hovedpoenget er følgende: Det er fibrene som bringer spenninger over risset, det vil si restfasthetsklassen og duktilitetsklasse styres av fiberinnhold og fiberfordeling Vi føler oss trygg på at restfasthetsklassen og duktilitetsklassen vil være i henhold til forhåndsdokumentasjonen hvis vi har kontroll på jevnt fiberinnhold og fordeling, dvs. at fiberinnhold og fiberfordeling er i samsvar med bjelkene som ble testet
19 SAMSVARSKONTROLL Forventer kommentarer > Hovedpoenget er følgende: Vi trenger dessuten trygghet i at vi har riktig fiberinnhold og fordeling på byggeplass/i konstruksjonen, det virker sannsynlig at tid i trommel kan påvirke fiberfordelingen i lasset(?) «Egenskapen» er ikke fiberinnhold og fordeling, men denne kan vi måle.
20 DIMENSJONERINGSREGLER, DIMENSJONERENDE FASTHET > Beregningsmessig bøyestrekkfasthet, f R,1/3ber bestemmes som: f, min f,,0,6 f, f, min f,,0,6 f, > Relasjonen mellom bøyestrekkfasthet og enaksiell strekkfasthet: f Ftsk =0,45f R,1kber benyttes i bruksgrensetilstanden f Ftuk =0,37f R,3kber benyttes i bruddgrensetilstanden 1/6bh 2 f R,3 = 0,9bhf Ftuk 0,5h f Ftuk =bh 2 f R,3 /(6(0,9bh 0,5h)f Ftuk ) f Ftuk =f R,3 /2,7 = 0,37f R,3 0,45-relasjonen fås ved å sette trykksonehøyden til 0,33h > Dimensjonerende fasthet i ULS: f Ftud = f Ftuk / M f Ftuk
21 DIMENSJONERINGSREGLER - MOMENT > Momentkapasitet: Aksiell likevekt: T c = S f +S a Likevekt om trykkresultantens angrepspunkt: M Rd = S f (0,5h+0,1x) +S a (d-0,4x) Maks strekktøyning: 3/h > For konstruksjonsdeler hvor sammenstyrt medfører fare for menneskeliv skal stangarmeringen bære den karakteristiske lasten uten bidrag fra fiberarmering. I denne kontrollen kan materialfaktorer settes til 1,0
22 DIMENSJONERINGSREGLER - MOMENT > Fiberbetong uten stangarmering, gitt f Ftud lavere enn 2.5N/mm 2 :
23 DIMENSJONERINGSREGLER - SKJÆR > Kontrollerer skjær basert på spenninger, hvor følgende parametere defineres: Ed = Opptredende skjærspenning [MPa], og Rdc,F = Fiberbetongtverrsnittets skjærkapasitet uten skjærarmering [MPa], og Rds,F = Fiberbetongtverrsnittets skjærkapasitet inklusive skjærarmering [MPa] > Fiberbetongtverrsnittets skjærkapasitet uten skjærarmring består av to ledd: Rdc = Betongens skjærkapasitet, aldri lavere enn Rdc,min f Ftud = Fiberbetongens dimensjonerende reststrekkfasthet > Der det ikke er behov for skjærarmering Rdc,F = Rdc + f Ftud > Rd,cmin + f Ftud
24 DIMENSJONERINGSREGLER - SKJÆR > Kontrollerer skjær basert på spenninger, hvor følgende parametere defineres: Ed = Opptredende skjærspenning [MPa], og Rdc,F = Fiberbetongtverrsnittets skjærkapasitet uten skjærarmering [MPa], og Rds,F = Fiberbetongtverrsnittets skjærkapasitet inklusive skjærarmering [MPa] > Fiberbetongtverrsnittets skjærkapasitet uten skjærarmring består av to ledd: Rdc = Betongens skjærkapasitet, aldri lavere enn Rdc,min f Ftud = Fiberbetongens dimensjonerende reststrekkfasthet > Der det ikke er behov for skjærarmering Rdc,F = Rdc + f Ftud > Rd,cmin + f Ftud = En reduksjonsparameter ettersom sammenligning mellom teori og forsøksresultater har vist at det ikke alltid er riktig å addere sammen full verdi av bidraget fra det konvensjonelt armerte tverrsnittet og fiberarmeringen
25 DIMENSJONERINGSREGLER - SKJÆR > Der det er behov for skjærarmering: Rds,F = 0,75 Rd,s + f Ftud Rd,s = f (forutsatt rissvinkel = 45 ) Faktoren 0,75 ettersom man oppnår full kapasitet i den fiberarmerte konstruksjonsdelen ved mindre deformasjoner enn fullt utviklet tøyning i skjærarmeringen. Z kan settes til 0,9d > Gjennomlokking Denne blir dere å kjenne igjen, men husk at kritisk kontrollsnitt er 0,5d fra kant opplegg
26 BRUKSGRENSE > Tilleggsregler til EK2 kap. 7.2 > w k =s r,max,cal ( sm - cm ) > Der riss skyldes nedbøyning/krumning: s r,max,cal = rissavstanden ved stabilisert rissmønster eller alternativt den største kraftinnføringslengden i området til siden for risset ved generering av første riss sm = Midlere tøyning i armeringen inklusive svinnbidraget cm = sr /E s = midlere tøyning i betongen mellom rissene i nivå tilsvarende sm ( sm - cm ) =,, Fiberbidraget kommer til syne gjennom reduksjon av spenningen s i armeringen K t = 0,6 for kortvarig last og 0,4 for langvarig belastning c,ef = A s /A c
27 BRUKSGRENSE s r,max,cal = 2c 0,35k, 1, c= overdekning K b = 0,8 for stenger med god heft, 1,6 for stenger med tilnærmet glatt overflate > Der riss skyldes fastholdte tøyninger: ( sm - cm ) = R ε, R ax = fastholdingsgraden som settes til 1,0 minus forholdet mellom tøyningen som genereres i den fastholdte konstruksjonen og verdien av den påførte tøyningen. Forholdet kan beregnes basert på lineær-elastisk beregning. I bunnen av en vegg kan eksempelvis R ax settes lik 0,75 free = Den påførte tøyningen som genereres i perioden under og/eller etter bygging når fastholding etableres
28 SPØRSMÅL? > Takk for meg!
29 DISCLAIMER & COPYRIGHT Disclaimer Dr.techn.Olav Olsen provides no warranty, expressed or implied, as to the accuracy, reliability or completeness of the presentation. Neither Dr.techn.Olav Olsen nor any of its directors or employees will have any liability to you or any other persons resulting from your use. Copyright Copyright of all published material including photographs, drawings and images in this presentation remains vested in Dr.techn.Olav Olsen and third party contributors as appropriate. Accordingly, neither the whole nor any part of this document shall be reproduced in any form nor used in any manner without prior permission and applicable acknowledgements. No trademark, copyright or other notice shall be altered or removed from any reproduction.