Forskning og Utvikling (FoU) utført av Esben Jonsson ET SAMMENDRAG side 1 av 6 TYPE PROSJEKTER A. Bæreevnen til hulldekkeelementer B. Bæreevnen til betongkonsoller C. Utførelse og bæreevnen til nedgrav rør D. Dimensjonering basert på prøvning E. Ekspansjonsbolter i betong F. Grunnforhold og grunnundersøkelser G. Grunne frostisolerte ledninger H. Sprengsteinsfyllinger HULLDEKKEELEMENTER De teoretiske og eksperimentelle undersøkelser som ble gjort medførte en sikker dimensjonering og forståelse av bæremekanismen til hulldekker som ikke kunne beregnes på vanlig måte Montering av prefabrikerte forspente hulldekkeelementer i bygg. Tverrsnitt av prøverigg konstruert av Jonsson for prøvebelastning av hulldekkeelementer i full skala. Statisk system (linjelast) ved prøvebelastning av hulldekker brukt av Jonsson
side 2 av 6 FORTS. HULLDEKKEELEMENTER Hulldekkeelement etter brudd med linjelast som vist ovenfor. Først skjærriss (skråstrekk), så bøyestrekk og deretter forankringsbrudd. Lastvirkning (strekk og trykk) i hulldekkeelement med linjelast som vist ovenfor. Når avstanden a er stor, så kan bruddet utvikle seg fra oversiden (instabilitet) / 1 / Shear capacity of prestressed hollow-core slabs. Article in Nordisk Betong nr.4-1980. / 2 / Skjærkraftkapasitet til forspente ekstruderte hulldekkeelementer. Doktoravhandling. Et forskningsarbeide basert på forsøk utført ved Norges byggforskningsinstitutt i Oslo. Institutt for Betongkonstruksjoner, Norges Tekniske Høgskole, Trondheim. 1986. / 3 / Shear capacity of prestressed extruded hollow-core slabs. Nordic Concrete Research. Publ. No.7-1988. / 4 / Shear capacity of prestressed shear-compacted extruded hollow-core slabs. Proceedings Nordic Concrete Research Meeting. Trondheim 1990. / 5 / Compressive strength of drilled cores with different diameters and curing conditions before testing. Proceedings Nordic Concrete Research Meeting. Trondheim 1990. / 6 / Anchorage of strands in prestressed extruded hollow-core slabs. Proceedings International conference, Bond in Concrete, From research to practice. Riga, Latvia 1992.
BETONGKONSOLLER side 3 av 6 De teoretiske og eksperimentelle undersøkelser viste at konsollers bæreevne ikke nødvendigvis øker med høyden og at brukstilstanden (risslast) kan være dimensjonerende. Innføring av lasten på betongkonsollen på bildet til venstre Prøvebelastning av betongkonsoller utført hos Byggforsk av Jonsson og Svare Forskjellige typer og mengder armering og forskjellige høyder Resulterende strekk- og trykkraft i betongkonsoll basert på en antatt fagverksmodell. Prøvebelastning av konsoll med a/h=0.33. Utført hos Byggforsk av Jonsson og Svare. Risslast R=20 tonn (riss 0.2 mm). Bruddlast P=44 tonn. P/R=2.2 Denne konsollen med a/h=0.33 og lite armering fikk rotasjon med strekk og trykk mot søylen som forenklet kan forklares med en fagverksmodell som tegningen viser. Belastningen av trykkstaven i konsollen og vertikalforskyvningen i konsollen, bak lastplaten, medførte dels spaltestrekk og dels skjærspenninger i konsollen.
side 4 av 6 FORTS. BETONGKONSOLLER Deformasjon og resulterende strekk- og trykkraft i konsoll med a/h= 0.22 før riss. Beregnet av Jonsson på NTH med et elementprogram. Prøvebelastning av konsoll med a/h= 0.22. Utført hos Byggforsk av Jonsson. Sterkt armert. Risslast R=46 tonn (riss 0.2 mm). Bruddlast P=129 tonn. P/R=2.8 Denne konsollen med a/h=0.22 og mye armering fikk primært en vertikalforskyvning og sekundært en rotasjon øverst. Rotasjonen kan forenklet forklares med en fagverksmodell helt øverst i konsollen. Samlet medførte dette skrå strekkog trykkspenninger mellom konsoll og søyle som fikk en resulterende skrå strekk- og trykkraft som vist på tegningen. Betongkonsoll på eksisterende betongvegg for teglforblending etter Jonsson og Madsø. Lastvirkning og reaksjonskrefter i betongkonsollen til venstre. / 1 / Dimensjonering av betongkonsoller. Artikkel i Plan og Bygg nr.3-1976. NBI-særtrykk nr.249. / 2 / Prøvebelastning av betongkonsoller. NBI rapport 1976. / 3 / Betongkonsoll for ny skallmurkledning på eksisterende bygg. Artikkel i Mur nr.4-1993.
side 5 av 6 NEDGRAVDE RØR De teoretiske og eksperimentelle undersøkelser viste at løst utlagt finpukk 8-12 gir en svært sterk og stabil Fundamentsone og omfylling rundt rør i motsetning til sand som til da ble brukt. Dette var nytt i Norge og gjorde det mulig å legge plastrør sikkert under alle forhold og legge grunne frostisolerte rør selv der lastene er store. Jonssons arbeider var et betydelig grunnlag for Leggeanvisning for plastrør som den Norske Plastrørgruppen laget og som fortsatt trykkes i nye opplag. Jonsson var medlem av arbeidsgruppen. Undersøkelsene viste også at grove steinmasser kan brukes som omfylling av betongrør. Prøvekassen til Jonsson hos Byggforsk for nedgravde rør med varierende masser og komprimering i rørsonen. Prøvebelastning av frostisolerte grunne ledninger med løs finpukk i et byggeprosjekt av Jonsson Tverrsnittet til rørgrøften som prøvebelastes på bildet til venstre Tverrsnitt av prøvekassen hos Byggforsk for plastrør. Trykkbelastning øverst Detalj av nedre del av prøvekassen for plastrør. Trykkbelastning, vibrasjon og vann i omfyllingen som utført av Jonsson Prøvekassen hos Byggforsk med fallforsøk på betongrør som utført av Jonsson Bæresystem A. Røret bærer lasten alene. Bæresystem B. Røret og sidestøttet bærer lasten sammen. Bæresystem C. Hvelvet over røret bærer delvis eller helt lasten. Hvordan nedgravde rør opptar lasten avhenger av rørets stivhet og fastheten til jordmassene rundt hele røret. Fundamentsonen, som ikke er behandlet her, er viktig for rørets bæreevne.
side 6 av 6 FORTS. NEDGRAVDE RØR / 1 / Dimensjonering av nedgravde fleksible plastrør for ytre belastning. Artikkel i Plan og Bygg nr.2-1976. NBI-særtrykk nr.247. / 2 / Ytre belastning på nedgravde fleksible rør. Grunne ledninger med og uten frostisolasjon. Valg av gjennfyllingsmaterialer og komprimeringens betydning. NBI rapport 1979. / 3 / Nytt forslag til gjenfylling av grøfter. Pukk bør foretrekkes som fyllmasse rundt rør. Artikkel i Plan og Bygg nr.6-1980. / 4 / Bæreevnen til nedgravde grunne plastrør. Nordiska Utvarderingsgruppen for Plastrør i Mark. Vedbækk, Danmark 1980. / 5 / Omfylling av betongrør. Prøvebelastning av uarmerte betongrør i løs kult. NBI rapport 1983. / 6 / Fundamentering av betongrør. Artikkel i Betongprodukter nr.3-1990. / 7 / Omfylling av betongrør. Artikkel i Betongprodukter nr.1-1991. / 8 / Leggeanvisning for plastrør. Den norske Plastrørgruppen. 1999 til 2006. DIMENSJONERING BASERT PÅ PRØVNING Metoden forutsetter at man først forsøker å utføre beregninger. Når det ikke fører frem, så utfører man prøvning i full skala. Man utfører en eksperimentell analyse og sammenlikner med en teoretisk analyse av bæreevnen etter å ha studert prøvningen. Selv en grov teoretisk analyse er viktig. Man kommer så frem til en dimensjonerende bæreevne og med en tilstrekkelig sikkerhet i forhold til opptredende laster. Hulldekker, som Jonsson har prøvet svært mye, er et godt eksempel. Metoden er egnet til både å forbedre og utvikle nye konstruksjoner og konstruksjonsdeler. Metoden ble spesielt utformet for betong- og betongelementkonstruksjoner, men kan i prinsippet brukes for alle bygningskonstruksjoner etter nærmere tilpasninger. På oppdrag for Norsk betongforening utarbeidet Jonsson retningslinjer for dimensjonering ved prøvning som ble til Publ. Nr. 16, se / 1 /. Den ble senere oversatt til engelsk, se / 3 /. Deretter holdt Jonsson foredrag i Tyskland på tysk om / 1 / med nærmere forklaringer og eksempler fra hans omfattende prøvning i forbindelse med doktorarbeidet på NTNU (NTH). Foredragene ble holdt i Freudenstadt og Ulm, deretter trykket og publisert i Tyskland, se / 4 / til / 7 /. / 1 / Dimensjonering av betongelementer ved prøvning. Norsk Betongforenings Publ. nr. 16. Oslo, 1987. / 2 / Dimensjonering ved prøvning. Artikkel i Nordisk Betong nr.1-1989. / 3 / Design of Structural Precast Concrete Elements by testing. Norwegian Concrete Association. Report no. 16. Oslo, Norway1992. / 4 / Bemessung auf der Basis von Versuchen. Arbeitstagung der Landesvereinigung der Prüfingenieure für Baustatik Baden-Württemberg. Freudenstadt, Deutschland 1993. / 5 / Bemessung von Stahlbetonfertigteilen auf der Basis von Versuchen. 40. Ulmer Beton- und Fertigteil-Tage 1996. Sonderausgabe FBF Betondienst 1/1996. Deutschland / 6 / Bemessung auf der Basis von Versuchen. Design on the Basis of Tests. Betonwerk + Fertigteil-Technik 1/1996. Bauverlag GmbH - Wiesbaden und Berlin, Deutschland / 7 / Bemessung auf der Basis von Versuchen. Beton + Fertigteil Jahrbuch 1996. Bauverlag GmbH - Wiesbaden und Berlin, Deutschland