Byggnader som rasar växande problem i Sverige. Dimensionering av byggnadskonstruktioner

Transkript

1 Byggnader som rasar växande problem i Sverige Dimensionering av byggnadskonstruktioner Välkommen! DN-debatt, 6 november 2012 Professor Lennart Elfgren, Luleå Tekniska Universitet Professor Kent Gylltoft, Chalmers Professor Håkan Sundquist, KTH Professor Sven Thelandersson, Lunds Tekniska Högskola 3 Byggnader som rasar växande problem i Sverige DN-debatt 6/11-12 Problem i dagens byggprocess: att många parter är inblandade i processen med otydlig inbördes ansvarsfördelning att det ofta är oklart vem som i praktiken har ansvar för helhetsbedömning och kvalitetskontroll att en samlad dokumentation av viktiga funktioner, som stabilitet och bärförmåga, med möjlighet till granskning av en utomstående part, inte görs. att moderna datorhjälpmedel som automatiserar ingenjörsarbetet leder till sämre möjligheter att identifiera fel. att tempot är väldigt högt och acceptansen för tidsödande ifrågasättande är låg. Föreslagna åtgärder DN-debatt 6/11-12 Dokumentation av stabilitet och bärförmåga för byggnader som möjliggör kvalificerad tredjepartskontroll. Oberoende teknisk granskning måste göras av kvalificerad tredje part, med fokus på undvikande av grova fel Uppföljning. Man bör också införa tydliga krav på systematisk uppföljning av inträffade ras och skador av mera allvarlig karaktär med transparent spridning av erfarenheter till branschens aktörer 4 5 Dimensionering av byggnadskonstruktioner Dimensionering av byggnadskonstruktioner Kursens mål: Kursen behandlar statiskt obestämda konstruktioner såsom ramar och balkar. Vidare behandlas dimensionering av balkar med knäckning, liksom transformationer av spänning. Begreppet bruksgränstillstånd definieras. 7 1

2 Förväntade studieresultat Efter genomgången kurs skall studenten kunna: beskriva begreppen huvudspänningar och huvudtöjningar beräkna spänningar i godtycklig riktning enligt Mohr töjningar i godtycklig riktning enligt Mohr 8 Förväntade studieresultat Efter genomgången kurs skall studenten kunna: beräkna normalkraftsfördelning i statiskt obestämda balkar och ramar tvärkraftsfördelning i statiskt obestämda balkar och ramar momentfördelning i statiskt obestämda balkar och ramar samt därmed sammanhängande spänningar och töjningar. 9 Förväntade studieresultat Efter genomgången kurs skall studenten kunna: dimensionera betongbalkar med avseende på normal-, tvärkraft och moment samt kombinerat normalkraft och moment med risk för knäckning, dimensionera betong-, stål- och träbalkar i bruksgränstillstånd, Kursens uppläggning Föreläsning med övningsräkning enligt lektionsplan Konstruktionsuppgift: Trestödsbalk i betong Laboration: Gjuta och hållfasthetsprova betong och betongbalk samt hållfasthetsprova armeringsstål Kursutvärdering 2011 Kursutvärdering Detta har varit speciellt bra och bör finnas på alla liknande kurser Laborationen 2. Detta har varit mindre bra och bör förbättras Räkneuppgifter: uppgifterna är bra men det saknas lösningar Lite väl kort tid för föreläsning. Många studenter kommer sent och tar långa raster så tiden utnyttjas dåligt. Borde kanske boka tid för räknestuga? 3. Följande förändringar bör genomföras till nästa kurstillfälle Reducera antalet räkneuppgifter, ge bara ett par på varje del. Gör gärna lösning på någon per del och svar på de flesta 4. Övriga synpunkter Samordna förändring av innehåll med Grunderna i byggnadskonstruktion och Tillämpad byggnadsmekanik. Mindre trä och stål i denna kurs och mer betong. Hur hantera andra ordningens effekter i knäckning och spänningar?

3 Inför 2012 Detta har ändrats inför denna kurs Betong som konstruktionsmaterial och dimensionering av balkar och pelare i denna kurs Andra ordningens effekter ej i denna kurs Inför 2012 Detta har ändrats inför denna kurs Konstruktionsuppgift återinförs: Trestödsbalk i betong Nya uppgifter att räkna Schemalagt halvdagar: Föreläsning första passet Räkneövning efter rasten Lärare Schema hösten 2012 Annika Moström: Kursansvarig, föreläsningar och konstruktionsuppgift Fredrik Häggström: Laboration Schema hösten 2012 Idag: Repetition byggnadsmekanik och grunderna i byggnadskonstruktion Registrera dig på kurs!!!

4 Snittkrafter i balkar Tillämpad byggnadsmekanik Normalkraft Tvärkraft Moment Snabbrepetition 21 Snittkrafter ur jämvikt Snittkrafter i balkar Diagram för: Normalkraft, N(x) Tvärkraft, V(x) Moment, M(x) Spänning i balkar Skjuvspänning

5 Statiska momentet Skjuvspänning i rektangulär balk Skjuvspänning I-balk Deformation i balkar Elastiska linjens ekvation Randvillkor Deformation av balkar ut tabeller

6 Knäckning av pelare Tillämpad byggnadsmekanik Grunderna i byggnadskonstruktion Grunderna i byggnadskonstruktion Snabbrepetition Laster Lastkombinationer Material Böjning Tvärkraft 35 Eurokoder med mera Eurokoder SS-EN 1990 SS-EN 1999 SS-ISO standarder för bärverksdimensionering Eurokodens användning i Sverige - EKS Dimensionering med Eurokoder Eurokoder SS-EN 1990 SS-EN 1999 Eurokod 0: Grundläggande dimensioneringsregler (SS-EN 1990) Eurokod 1: Laster (SS-EN 1991) Eurokod 2: Betongkonstruktioner (SS-EN 1992) Eurokod 3: Stålkonstruktioner (SS-EN 1993) Eurokod 4: Samverkanskonstruktioner (SS-EN 1994) Eurokod 5: Träkonstruktioner (SS-EN 1995)

7 Dimensionering med Eurokoder Eurokoder SS-EN 1990 SS-EN 1999, forts Eurokod 6: Murverkskonstruktioner (SS-EN 1995) Eurokod 7: Geokonstruktioner (SS-EN 1997) Eurokod 8: Jordbävningsresistenta konstruktioner (SS-EN 1998) Eurokod 9: Aluminium (SS-EN 1999) Dimensionering med Eurokoder Dessutom: SS-ISO standarder för bärverksdimensionering EKS EuroKodens användning i Sverige Nationellt anpassade parametrar som ges ut av Boverket Grundläggande dimensioneringsregler Elasticitetsmoduler Lastkombinationer i brottgränstillstånd Säkerhetsklasser

8 Brottgränstillstånd Brottgränstillstånd, olyckslast Bruksgränstillstånd Materialvärden

9 Nyttig last Laster Nyttig last Snölast Vindlast 51 Snölast Snölast Formfaktorer för snölast Vindlast

10 Terrängtyp Karakteristiskt vindtryck Referensvindhastighet Stål Material Momentkapacitet - tvärsnittsklass Tvärkraftskapacitet Normalkraftskapacitet - tvärsnittstyp Moment och normalkraft 58 Materialvärden stål Hållfasthetsvärden, stål

11 Stål Böjning i stål Tvärsnittsklass Tvärsnittsklass Tvärkraft, stål Tvärkraft, stål

12 Dragkraft, stål Tryck, stål Tryck, stål Tvärsnittstyp Tryck och böjmoment Betong Material: betong och armeringsstål Moment Tvärkraft 72 12

13 Betong Betong Armering Armering Betong, böjning Betong, tvärkraft

14 Trä Trä Lasttyp Klimatklass Hållfasthetsklasser Moment Tvärkraft Trä, klimatklasser Trä, hållfasthet Trä, partialkoefficient Trä, hållfasthet

15 Limträ Andra ordningens teori för pelare Dimensionering av byggnadskonstruktioner Idag: Mekanik: Krafter och jämvikt Hållfasthetslära Materialmodeller: elastiskt, plastiskt Bärverksmodeller: stång, balk, platta, skiva Dimensioneringsregler enligt standard Grundkriterium: R Ed <R Rd Repetition byggnadsmekanik och grunderna i byggnadskonstruktion Registrera dig på kurs!!! Läs Kapitel 5 och 6 i SM (Strukturmekanikens grunder)