1. No category

21.12.2014
6. og 7. januar
Praktisk betongdimensjonering
Innlegg 10 – EVALUERING OG KVALITETSSIKRING AV BEREGNINGER
Forelesernavn,
Firma
www.betong.net
2
December 21, 2014
3
HJELPEMIDLER / FORUTSETNINGER
2 HVA KAN GÅ GALT ?
3.1 SKJEMAVELDE / DOKUMENTOMFANG / KRAV
3.2 ORGANISASJON (FALLE MELLOM STOLER)
3.3 PROGRAMVARE-STATIKK/DIMENSJONERING
3.4 OPTIMALISERING / RANDBETINGELSER
3
December 21, 2014
4
December 21, 2014
1
21.12.2014
3.1.1. Kvalitetsplan
•
Beskriv hva prosjektet omfatter.
•
Lag oversikt over dokumenter som utgjør grunnlaget for gjennomføring av prosjektet. Vis til
rapporter, konsepter, forprosjekt, offentlige tillatelser etc. som foreligger som grunnlag.
3.1
SKJEMAVELDET /
DOKUMENTOMFANG /
KRAV
5
December 21, 2014
3.1.2 GRUNNLAGSDOKUMENTER
– TEK 10
– Konsept konstruksjonssikkerhet
– Andre dokumenter:
Brannrapport
Geoteknisk rapport
Akustikkrapport
7
December 21, 2014
Myndighetskrav er alltid en del av grunnlaget. Vis eventuelt til avtalen.
Beskriv kunde, brukere og driftsorganisasjon. Angi hva kunden skal levere av underlag og
•
beslutninger. Kan vise til avtalen.
Kontrollplan kan inngå i leveranseplan. Angi hvem som skal utføre sidemannskontroll for hvilke
•
dokumenter, angi behov for spesiell faglig kontroll og tverrfaglig kontroll med milepæler. Angi
ressurser til kontroll.
6
December 21, 2014
TEK 10
§ 10-1.Personlig og materiell sikkerhet
Byggverk skal plasseres, prosjekteres og utføres slik at det
oppnås tilfredsstillende sikkerhet for personer og husdyr, og slik
at det ikke oppstår sammenbrudd eller ulykke som fører til
uakseptabelt store materielle eller samfunnsmessige skader
8
December 21, 2014
2
21.12.2014
§ 10-2.Konstruksjonssikkerhet
(1) Materialer og produkter i byggverk skal ha slike egenskaper at
grunnleggende krav til byggverkets mekaniske motstandsevne og stabilitet
blir tilfredsstilt.
Konsept konstruksjonssikkerhet
(2) Byggverk skal prosjekteres og utføres slik at det oppnås tilfredsstillende
sikkerhet mot brudd og tilstrekkelig stivhet og stabilitet for laster som kan oppstå
under forutsatt bruk. Kravet gjelder byggverk under utførelse og i endelig tilstand.
(PROSJEKTERINGSGRUNNLAG)
(3) Grunnleggende krav til byggverkets mekaniske motstandsevne og stabilitet,
herunder grunnforhold og sikringstiltak under utførelse og i endelig tilstand, kan
oppfylles ved prosjektering av konstruksjoner etter Norsk Standard NS-EN-1990
Eurokode: Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner og underliggende
standarder i serien NS-EN-1991 til NS-EN-1999, med tilhørende nasjonale tillegg.
9
December 21, 2014
10
EKSEMPEL - Konsept
konstruksjonssikkerhet
December 21, 2014
Andre grunnlagsdokumenter
–Brannrapport
–Geoteknisk rapport
–Akustikkrapport
11
December 21, 2014
12
December 21, 2014
3
21.12.2014
BEREGNINGSRAPPORT
3.1.3 Resultatdokumenter
START MED EN GANG !!
Beregningsrapport
Bilagsdokumenter
Modell / tegninger
13
December 21, 2014
RAPPORTEKSEMPEL
Tips! – benytte et gammelt dokument- marker alt rødt og friskmeld med
svart.
3.person skal løpende forstå hva, hvorfor og hvordan.
14
December 21, 2014
KS / DETALJKONTROLLER
BØR HA SIN PLASS
I RAPPORTEN
INGEN BEREGNINGSRAPPORTER ER LIKE
– SKAL FORKLARE DE VALG OG KONTROLLER SOM ER GJORT FOR 3. PERSON
15
December 21, 2014
16
December 21, 2014
4
21.12.2014
3.1.4 Kontrollplan
Dokumentliste
Tittel
Dok.type (tegn/dok./ beregn./ kalkyle/ etc.)
Måles.
Revi.nr. Dato
Ansv.
Utarb.
Kontrollplan
Egenkontroll,
Sidemann,
Tverrfaglig,
Merknader
17
Utf. Dok. Dato
Utf. Dok. Dato
Utf. Dok. Dato
Avhengighet
Fag
Dato
18
3.3 PROGRAMVARE - STATIKK/DIMENSJONERING
– FEM DESIGN
– STAAD PRO
– ANSYS
– Abacus
– Diana
– Bentlyprogrammer
– Sofistic
– Saap 200
– G-PROG
– FOCUS
19
December 21, 2014
Minst en person må ha
prosjekterings- og/eller
prosjekt-lederansvar.
Vær proaktiv og ta ansvar for
hverandre
Leveringsplan
Planlagt PGL / Oppdragsgiver
Merknader/ kommentarer/ ref.
December 21, 2014
– ROBOT PRO
3.2 ORGANISASJON
– SLETTEN
December 21, 2014
3.3.1 fem-program - generelt
– ADAPT-Etterspent betong -program
– Bør kunne FEM-teori for å unngå feil bruk
– NOVA FRAME- Program for broer
– Mesh i FEM-program viktig – Finere mesh for hardt
– COLBEAM
påkjente soner og detaljer / grovt mesh ellers +
stabilitet m.m..
– Deformasjonsberegninger betong usikre.
– Plastisk fase ikke dekket av de fleste FEMprogrammer.
– POWER CONNECT 2012
– MATHCAD / PRIME
– Excel
– Sections
– STIPLA
– Hilti Profis Anchor
– SIKA Carbodur Forsterkningssystem
20
December 21, 2014
5
21.12.2014
3.3.2 Ha kontroll over alt grunnlag
• Statiske modeller:
• Σ krefter = 0
• Ved etablering analysemodell - sjekk
konsekvenser av kun egenlast.
• Deformasjonsmodeller forteller mye om
modellen er riktig.
• Omfattende detaljsjekk
3.3.3 Feil i G-PROG / FOCUS / SLETTEN
Gode og mye anvendte dimensjonerings-programmer primært for
betong.
2.ordens beregninger –
•
•
EC2 pkt. 5.8.8.2 GIR feil i
G-PROG og FOCUS
Kontinuerlig bjelke over flere felt – man får for stor nedbøyning i
endefelt.
Nedbøyningsverdier varierer for ulike programmer.
21
December 21, 2014
Ansys, Abaqus, Diana, Bently-programmer,
Sofistik, Saap 2000.
Avansert FEM-analyseprogram som beregner de fleste
forhold, og takler både kompliserte materialarbeidsdiagram, kompositter, sandwichkonstruksjoner,
23
22
December 21, 2014
3.3.4 Svakheter ved FEM-analyser
Skjærkrefter nær opplegg.
Nesten umulig å få riktig. Elementmodeller er for stive og vil gi resultater langt over. Det
hjelper også lite å regne opprisset i FEM-design plate, fordi skjærriss ikke behandles.
Betongforeningens publikasjon bør ofte benyttes.
Modellering av eksisterende plater. Eldre plater er ofte dimensjonert med
dynamikk, temperatur, kollisjonsproblematikk m.m.
bjelkerist eller tabell. En 2d FEM analyse gir en helt annen momentfordeling. FEM analyse
med bjelkerist tar litt lengre tid å lage, med forenkler arbeid med tolkning. Med litt smart
modellering, kan man dessuten manipulere stivhet så armeringen kan utnyttes mer optimalt.
Høy brukerterskel med svært anvendelig for "vanskelige"
Linjeopplegg. Linjeopplegg uten styring av mesh gir reaksjoner som ofte "hopper og
analyseutfordringer.
spretter". Om man definerer et antall punkt opplegg med passende avstand, får man bedre
kontroll.
December 21, 2014
24
December 21, 2014
6
21.12.2014
Peak-verdier kan forklares bort
– Fra ql2/12 / Fra ql2/24
2 x ql2/16 ?
25
December 21, 2014
26
December 21, 2014
3.3.5 Beregningsrapporten
Nedbøyninger / overhøyde?
Nedbøyningsberegninger er lite nøyaktige og riktige
forutsetninger er vanskelige å legge inn.
Forenklet håndberegning kan være å midle treghetsmoment
Husk å forklare hva og hvorfor løpende i
stadium I og II for deretter å beregne nedbøyning med den
midlede verdien.
beregningsrapporten etter hvert som
Rådgiver ønsker å legge inn overhøyde.
Entreprenør ønsker laser. Gammeldags "spion" må benyttes om
overhøyde skal legges inn.
27
December 21, 2014
beregning gjennomføres.
28
December 21, 2014
7
21.12.2014
3.4
OPTIMALISERING/RANDBETINGELSER
– OPTIMALISERING er å løse oppgaven for kunden
m.h.p. økonomi og behov i nåtid og framtid.
– Optimalisering betyr ikke lettest og spinklest mulig
konstruksjon.
– Flere forskjellige randbetingelser kan med fordel
kjøres for å få oversikt over krefter
29
December 21, 2014
OPTIMALISERING ER DERVED Å SVARE PÅ :
3.4.1 Hvem er oppdragsgiver?
3.4.2 Må plasstøpt betong være sterkere enn prefab.
betong?
3.4.3 Unngå uheldige konstruksjonsløsninger.
3.4.4 Er jordskjelv taklet riktig?
3.4.5 Bruksgrense/Nedbøyninger/Overhøyde?
30
3.4.1 Hvem er oppdragsgiver?
December 21, 2014
3.4.2 Må plasstøpt betong være sterkere enn prefab betong?
• Tungindustri ønsker fleksibilitet for framtiden og
rikelige kapasiteter.
Flyteledd for
bruddgrensetilstand er tillatt .
• En totalentreprenør ønsker kun at minimumskrav i
regelverket tilfredsstilles og at løsninger blir så enkel
og billige å utføre som mulig.
Mulighet for kraftomlagring
er ekstra kapasitet, men kan
innebære uønsket opprissing ,
deformasjon og redusert
skjærkapasitet.
• Muligheter for utvidelser / endringer?.
• Hva med driftskostnader? - Er energikrav løst med
god margin til krav?
31
December 21, 2014
32
December 21, 2014
8
21.12.2014
3.4.3 Bygg for fremtiden – Hva kan gå galt?
3.4.4 Unngå "IKKE LOGISKE" konstruksjonsløsninger
• Kan man risikere fremtidige tiltak som innebærer
risiko som å fjerne / ta hull i bærekonstruksjoner?
Hva er mest / minst
sannsynlig?
Jordskjelv eller
flystyrt?
33
December 21, 2014
34
December 21, 2014
3.4.5 Hva med jordskjelv?
• Kryssende tunneler med uheldig støtteløsning
•
•
•
•
•
•
•
•
•
35
December 21, 2014
36
«Regulære bygg» kan man sjekke forenklet
Fordeling av stivhet i bygget / symmetri.
Dårlige løsninger liten stivhet nede og større oppe.
Usymmetri i fotavtrykket gjør det mer komplisert.
Jo mer risiko for mennesker desto større krav – sykehus verst – skal være
operativt etter jordskjelv.
Må ha kompetanse i rammeverktøy / fem-verktøy og dynamikk for å
kjøre alle typer bygg.
Uten dette må man holde seg til forenklet modell etter Eurocode 8.
Metoden er konservativ og detaljerte beregninger kan gi gevinster i
forhold til dimensjonerende laster.
Når jordskjelv kommer inn er de ofte dimensjonerende.
December 21, 2014
9
21.12.2014
•
•
•
•
•
•
•
•
37
Stor dybde til fjell ugunstig
Dynamisk samvirke jord og grunn –
Kan velge å se på bygget som fritt opplagt.
Få fjærer fra geoteknikker basert på jordparametere. – bygget
beveger seg langsommere – dvs. mindre krefter.
Forstå jordskjelvmodell
Riktige dynamiske egenskaper til jorda – kan jo være gjenstand for
diskusjon.
Med fjærer drar man med frittbærende gulv. Det går på kreftene i
bygget.
Ved "pinned" - tas ikke gulvet med. – er normalt konservativt med
unntak av skjær på pelene.
December 21, 2014
4.1 Viktige sjekker / forhold
•
•
•
39
Utfør alltid overslagsberegninger før og etter
mer avanserte beregningen.
Bryter man ned konstruksjonene til enkle
statiske bjelke-/rammesystemer øker egen
forståelse og innsikt.
Erfaringsmessig er ofte kjennskapen til benyttet
programvare for dårlig.
December 21, 2014
4
ER RESULTAT TROVERDIG?
38
December 21, 2014
•
Erfaringsoverføring fra "Superbrukere" viktig.
•
For ethvert beregningsprogram bør utarbeides et
dokument som kompletterer programmanualer mht.:
•
40
•
- Inputverdier
•
- Fallgruber
•
- Riktig – og effektiv modellering.
•
- Kontroll av resultater.
Både for overslagsberegninger i forkant og for
egenkontroll, sidemanns- og 3.partskontroll er enkle
hjelpeverktøy nyttige.
December 21, 2014
10
21.12.2014
4.2 hjelpeverktøy for KS
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6
41
4.2.1 Sjekklister
• Sjekkliste konstruksjonsanalyse
Sjekklister
Excel / "hengekøyer"
Excel / Hengekøyebetraktninger
MathCad / Prime
Stavmodeller
Litteratur
December 21, 2014
• SHA, TEK10, Tverrfaglig kontroll, Miljøoppfølging, Grensesnitt ansvar,
Byggherre/bruker-krav.
• Kvalitetssikring prosjekteringsgrunnlag, Andre fag.
• Sjekkliste for EDB-konstruksjonsanalyser
•
•
•
•
•
42
4.2.2 EXCEL
Er forutsetninger ivaretatt?
Er programmet relevant for oppgaven?
Er alternative supportforhold vurdert?
Rimelighetskontroll?
Kontroll av output?
December 21, 2014
4.2.3 Excel / "hengekøyer".
• Svært anvendelig til stikkprøvekontroller av det meste
av statiske og dimensjoneringsmessige forhold. Alle
slags tabeller, lastberegninger, kurveframstillinger.
• Ulempe:
Skulte formler gir dårlig oversikt, spesielt for brukere
som ikke har laget regnearket selv.
Fort gjort å gjøre kommafeil og bruke feil
enhetsbenevnelser.
43
December 21, 2014
44
December 21, 2014
11
21.12.2014
EKS. KONTROLL TOVEISPLATE
– F.eks. har tverrarmering kun 64% kapasitet for aktuell last.
– Om lengdearmering har 36% kapasitet er totalkapasitet OK
om dimensjonerende grensetøyning ≤ 3% etter EU 2
NA3.2.7
45
December 21, 2014
46
December 21, 2014
LIGNINGSLØSEREN
4.2.4 MATHCAD / PRIME
• Godt egnet til verifikasjon og kontroll /
dokumentasjon, samt selvstendige beregninger.
• Bruker skal eie og forstå regnearket til bunns og gjøre
det til sitt!
ALLE BENEVNINGER
• Brukt riktig blir man tvunget til å holde seg oppdatert
med standarden og andre regler og øker
konstruksjonsforståelse.
47
December 21, 2014
48
December 21, 2014
12
21.12.2014
UTVELGELSE PÅ SIDEN
49
December 21, 2014
RESULTAT OG INPUT VED SIDEN AV HVERANDRE
MANGE KONTROLLER PÅ EN GANG
50
December 21, 2014
4.2.5 STAAD PRO – (OG ANDRE STAV-STATIKKPROGRAM)
– Verdensomspennende praktisk program som har levd lenge og benytte bl.a.
sammen med TEKLA. Primært godt for ståldimensjonering, men ellers
anvendelig for all statikk.
– Har også betongdimensjonering, men lite benyttet når man har tilgang på
Robot og FEM-Design
51
December 21, 2014
52
December 21, 2014
13
21.12.2014
STAVMODELLER
Nyttig både for fagverk og rammer som for plater / skiver
Pilestredet Park/Gamle Rikshospitalet.
53
December 21, 2014
54
December 21, 2014
4.2.6 Gammel og god litteratur.
– Platten / betongkalenderen / bygghåndboka
– Gamle (og gode) tabeller, kurver og romlige
spenningsvisninger for plater med varierende laster, geometri
og opplagerbetingelser basert på homogene elastiske plater.
55
December 21, 2014
56
December 21, 2014
14
21.12.2014
5 FALLGRUBER / NYTTIG HJELP
5.1
BRUKSGRENSETILSTAND OG SVINNRISS
5.2
REDUSERT KAPASITET VED ÅPNENDE MOMENT?
5.3
SPESIELT MED GULV PÅ GRUNN
5.4
PUNKTLASTBRUDD ENKELTARMERT GULV
5.5
STRUT & TIE – TROLL GASS PATFORMEN (TROLL C)
5.6
PE-RØR UNDER TRYKK VIL OVER TID FÅ REDUSERT E-MODUL OG KAPASITET
5.7
SIKA CARBODUR FORSTERKNINGSSYSTEM
5.8
STØTTEMURKONSTRUKSJONER – FROST / INFILTERING I GRUNN
57
December 21, 2014
58
STYRKE OG ELASTISITET
ARBEIDSDIAGRAM FOR BETONG OG STÅL
59
December 21, 2014
5.1 Bruksgrensetilstand og svinnriss
December 21, 2014
SVINNRISS
60
December 21, 2014
15
21.12.2014
(Vorlesungen uber Massivbau – bok 3)
5.2 REDUSERT KAPASITET VED ÅPNENDE MOMENT?
61
December 21, 2014
5.3 SPESIELT MED GULV PÅ GRUNN
•
Man klarer i dag å støpe store betongflater nesten uten svinn, men å beskrive dette er
vanskelig – man må ha nært samarbeid med entreprenør og betongleverandør.
•
"Gammeldags" fuging og støpeskjøter / dybling er viktig om man ikke satser på "svinnfri"
betong – noe jeg opplever fremdeles er på forsøksstadiet og man får det av og til.
•
Unngå fastholding - Hvis mulig gjerne 20 mm fuging rundt søyler og inn mot vegger.
•
En grei regel om man skal være sikker på å unngå skjemmende riss er å armere så hardt at
strekkapasiteten i betongen er mindre enn strekkapasitet for armeringen. Etter første riss
bør da neste riss åpne seg før armering i første riss er brakt til flyt. Dette vil i praksis si at
man min må benytte det dobbelte av armering i forhold til min. armeringskrav.
•
62
5.4 PUNKTLASTBRUDD
ENKELTARMERT GULV
Kapasiteter for punktlaster
etter NS3473
Tykk
Sideelse Nett kant
mm
mm
100
80 K131 200
300
100
80 K189 200
300
100
80 K257 200
300
100
100 K189 200
300
100
100 K257 200
300
100
100 K335 200
300
Ved fastholding kan fort krefter lik betongens eller armeringens totale strekkapasitet
mobliseres og da er det fort noe som ryker.
63
December 21, 2014
December 21, 2014
64
Skjærbrudd
kN
17
27
37
19
29
39
20
31
43
25
37
49
26
39
53
28
42
56
Momentrosebrudd
kN
25
35
47
45
60
76
Tykk
Sideelse Nett kant
mm
mm
100
120 K189 200
300
100
120 K257 200
300
100
120 K335 200
300
100
140 K257 200
300
100
140 K335 200
300
100
150 K257 200
300
100
150 K335 200
300
100
200 K335 200
300
Skjærbrudd
kN
31
45
60
33
48
63
35
51
67
41
57
74
43
61
79
45
62
80
47
66
84
70
93
116
Momentrosebrudd
kN
54
73
93
86
110
92
118
160
December 21, 2014
16
21.12.2014
5.5 STRUT & TIE – TROLL C
5.6 PE-RØR UNDER TRYKK VIL OVER TID FÅ
REDUSERT E-MODUL OG KAPASITET
Tverrkontraksjon ,ν, fører til strekk i rør når røret
deformerer p.g.a. vanntrykk og ikke
materialbruk er symmetrisk
65
December 21, 2014
21.12.2014
65
66
5.7 SIKA CARBODUR FORSTERKNINGSSYSTEM
67
December 21, 2014
December 21, 2014
Forankring må skje bak siste riss som kan utvikle seg
68
December 21, 2014
17
21.12.2014
Tekniske data Sika Carbodur:
Styrke og
elastisitet
Armering og
karbonfiber
69
5.8
December 21, 2014
70
December 21, 2014
Støttemurskader
Islinser løfter vinkelrett på kuldefronten
71
December 21, 2014
72
December 21, 2014
18
21.12.2014
6
DET GIKK GALT
ELLER
NESTEN GALT
73
6.1 Nestenhavari oljeplattform
CDP1 – HOWARD DORIS
December 21, 2014
74
December 21, 2014
76
December 21, 2014
6.2 Sleipnerullykken –hvorfor?
En andre ballasttest skulle utføres før
endelig "maiting" 1.sept.
Skjærkrefter undervurdert med 45%.
23.08.1991
Analysen varslet de mest utsatte
punkter for sjekk, men flagget ikke
det aktuelle.
75
December 21, 2014
19
21.12.2014
Her burde strekkjernet vært forankret
Alle tegninger hadde min. 6 signaturer
77
December 21, 2014
78
December 21, 2014
80
December 21, 2014
Ring på 36 tonn passer ikke ned på 500 bolter
79
December 21, 2014
20
21.12.2014
SVINGSKIVE 2 TOLERANSEKRAV
EKSEMPEL SVINGSKIVE PÅ PELER
Kanskje selvfølgelig?
- men total deformasjon = sum av alle deldeformasjoner !!
81
December 21, 2014
82
Gjennomlokking p.g.a telehiv
6.5 FRYSERI – SVIKT I KVALITET OG RUTINER
83
December 21, 2014
December 21, 2014
84
December 21, 2014
21
21.12.2014
Illustrasjon brudd ved gjennomlokking
p.g.a telehiv
85
December 21, 2014
86
6.6 Parkeringshus - DETALJER
December 21, 2014
Hallagerbakken borettslag
Saltvann i betong ødelegger
armering
87
December 21, 2014
88
•
Flatedekke
•
Tilsynelatende i orden.
•
Livsfarlig og må rives
December 21, 2014
22
21.12.2014
Olav Ødegaard registrerer BOM-BOM
89
December 21, 2014
Vanskelig feltvis riving og utstøpning p.g.a.
yttervegger med jordtrykk.
90
December 21, 2014
6.8 DIAMANTBORING OG SAGING
Manglende kunnskap / uvitenhet, sløvhet
- "ikke mitt bord" ?
6.7 RØRBRO MED MANGLENDE
DETALJKONTROLL
Manglende detaljdimensjonering.
91
December 21, 2014
92
December 21, 2014
23
21.12.2014
7 OPPSUMMERING
•
Magefølelsen skal være god
•
Optimale konstruksjoner og
Måtte vi alle gjøre mindre
feil i fremtiden !!
løsninger / Hvem eier prosjektet?
•
Hva kan falle mellom stoler?
•
Må plasstøpte konstruksjoner være sterkere enn prefabrikkerte?
•
Sjekklister og rutiner skal være til hjelp og må ikke bli soveputer hvor
Takk for meg!
signaturer er det som er viktig.
•
93
Det som kan gå galt går ofte galt!
December 21, 2014
94
December 21, 2014
24