...

Strategiska överväganden vid tillbyggnation - Ekonomiska och hållfasthetsmässiga konsekvenser utifrån

by user

on
Category: Documents
1

views

Report

Comments

Transcript

Strategiska överväganden vid tillbyggnation - Ekonomiska och hållfasthetsmässiga konsekvenser utifrån
LIU-ITN-TEK-G-13/021-SE
Strategiska överväganden vid
tillbyggnation - Ekonomiska
och hållfasthetsmässiga
konsekvenser utifrån
snölastreglering
Max Jigander
2013-06-05
Department of Science and Technology
Linköping University
SE- 6 0 1 7 4 No r r köping , Sw ed en
Institutionen för teknik och naturvetenskap
Linköpings universitet
6 0 1 7 4 No r r köping
LIU-ITN-TEK-G-13/021-SE
Strategiska överväganden vid
tillbyggnation - Ekonomiska
och hållfasthetsmässiga
konsekvenser utifrån
snölastreglering
Examensarbete utfört i Byggteknik
vid Tekniska högskolan vid
Linköpings universitet
Max Jigander
Handledare Anders Vennström
Examinator Dag Haugum
Norrköping 2013-06-05
Upphovsrätt
Detta dokument hålls tillgängligt på Internet – eller dess framtida ersättare –
under en längre tid från publiceringsdatum under förutsättning att inga extraordinära omständigheter uppstår.
Tillgång till dokumentet innebär tillstånd för var och en att läsa, ladda ner,
skriva ut enstaka kopior för enskilt bruk och att använda det oförändrat för
ickekommersiell forskning och för undervisning. Överföring av upphovsrätten
vid en senare tidpunkt kan inte upphäva detta tillstånd. All annan användning av
dokumentet kräver upphovsmannens medgivande. För att garantera äktheten,
säkerheten och tillgängligheten finns det lösningar av teknisk och administrativ
art.
Upphovsmannens ideella rätt innefattar rätt att bli nämnd som upphovsman i
den omfattning som god sed kräver vid användning av dokumentet på ovan
beskrivna sätt samt skydd mot att dokumentet ändras eller presenteras i sådan
form eller i sådant sammanhang som är kränkande för upphovsmannens litterära
eller konstnärliga anseende eller egenart.
För ytterligare information om Linköping University Electronic Press se
förlagets hemsida http://www.ep.liu.se/
Copyright
The publishers will keep this document online on the Internet - or its possible
replacement - for a considerable time from the date of publication barring
exceptional circumstances.
The online availability of the document implies a permanent permission for
anyone to read, to download, to print out single copies for your own use and to
use it unchanged for any non-commercial research and educational purpose.
Subsequent transfers of copyright cannot revoke this permission. All other uses
of the document are conditional on the consent of the copyright owner. The
publisher has taken technical and administrative measures to assure authenticity,
security and accessibility.
According to intellectual property law the author has the right to be
mentioned when his/her work is accessed as described above and to be protected
against infringement.
For additional information about the Linköping University Electronic Press
and its procedures for publication and for assurance of document integrity,
please refer to its WWW home page: http://www.ep.liu.se/
© Max Jigander
Strategiska överväganden vid ombyggnation
Ekonomiska och hållfasthetsmässiga konsekvenser utifrån
snölastreglering.
Max Jigander
EXAMENSARBETE
2013-06-24 Norrköping
Linköpings Universitet
Byggnadsteknik
"
1
Sammanfattning
På grund av de nya introducerade snölastnormerna ställs högre krav på byggnader
Jönköpingsområdet än tidigare. Anledningen till att värdet har ökat är dels på gr und
av att nya lastkombinationer tillämpas vid lastnedräkning men även på grund av
ökad nederbörd. Ytterligare anledningar till att uppdateringen av normerna var
tvungen att göras är att ett flertal tak med stora spännvidder har under de senaste
åren kollapsat Sverige.
Vid dimensionering utav befintliga konstruktioner måste nya normer tillämpas,
oavsett om konstruktionen är sedan tidigare dimensionerad med äldre normer. På
gr und av fallet ger dimensioneringsberäkningar ett ökat värde, därför måste
strategiska överväganden göras vid ombyggnation. Syftet med rapporten är att
belysa skillnader mellan äldre och nya beräkningsnormer som uppstår vid
lastnedräkning och dimensionering.
Vid ombyggnation kan princip två val göras. Antingen genomförs ombyggnationen
och eventuellt förstärks konstruktionen som bidrar till höga kostnader, eller avbryts
ombyggnationen. Om det andra alternativet väljs finns risken för årliga kostnader
form av snöröjning, takras eller värsta fall nekad nyttjanderätt av hela eller delar
utav byggnaden. Dessa alternativ måste därför analyseras med hänsyn till
hållfasthet och kostnader för att erhålla en bra lösning.
1
Abstract
Because of the new introduced snow loads higher demand is applied on buildings
in Jonkoping area. The reason that the value has increased is partly because new
load combinations that is applied on dimension equations but also because of the
intensified precipitation. Additional reasons to the updated standards are that
sever al roofs with large spans have in recent years collapsed in Sweden.
When using design equations on existing constructions, new standards must be
applied, whether if the structure is further back designed with older standards. Due
to the case, the new standards result in an increased dimension value; therefore
strategic considerations must be done in case of reconstruction. The purpose of the
report is to highlight the differences that occur when calculating loads and design.
In case of reconstruction of an old construction, basically two options can be done.
Either carry through the reconstruction and possibly enhance the strength of the
construction at large costs or choose not to perform the extension. If the latter
option is made it may result in; annual costs of clearing snow of roofs, the risk of
roof collapse or even denied access rights to all, or parts of the building. These
options must be analysed with consideration to strength and costs to result in
good solution.
2
Förord
Stort tack till de som bidrog med hjälp för att göra den här rapporten genomförbar.
Tack till min examinator och handledare för den konstruktiva kritiken och hjälpen.
Speciellt vill jag tacka företaget Sweco och alla dess anställa Jönköping, dels för att
ni lät mig utföra mitt arbete hos er men också för en riktigt rolig tid!
1
Innehållsförteckning
な"INLEDNING"......................................................................................................................................."1
1.1 BAKGRUND ............................................................................................................................................................1
1.2 SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNING...........................................................................................................................2
1.3 MÅLGRUPP.............................................................................................................................................................3
1.4 AVGRÄNSNINGAR.................................................................................................................................................3
1.5 METOD....................................................................................................................................................................4
1.6 KÄLLOR...................................................................................................................................................................4
1.7 STRUKTUR .............................................................................................................................................................5
に"LASTER"PÅ"BÄRVERK"...................................................................................................................."6
2.1 EUROCODES, EUROPASTANDARDER....................................................................................................................6
2.2 BKR 94, BOVERKETSKONSTRUKTIONSREGLER..............................................................................................7
2.3 TILLÄMPNINGSOMRÅDE OCH NORMÖVERGÅNG...............................................................................................7
2.4 PARTIALKOEFFICIENTMETODEN .......................................................................................................................10
2.5 LASTTYPERPÅ BÄRVERK ....................................................................................................................................13
2.5.1 Egentyngd.....................................................................................................................................................14
2.5.2 Variabla laster ............................................................................................................................................14
2.5.3 Olyckslaster ..................................................................................................................................................17
2.6 KARAKTERISTISKA LASTVÄRDEN ......................................................................................................................17
2.6.1 Snölastvärde på mark.............................................................................................................................19
2.7 LASTREDUCERING.................................................................................................................................................21
2.8 SÄKERHETSFAKTOR..............................................................................................................................................22
2.9 LASTKOMBINATIONER .........................................................................................................................................25
2.9.1 Lastkombinationer, Eurokod...............................................................................................................25
2.9.2 Lastkombinationer, BKR........................................................................................................................26
ぬ"BERÄKNING"..................................................................................................................................."27
3.1 BERÄKNINGSEXEMPEL, EUROKODER ...............................................................................................................27
3.2 BERÄKNINGSEXEMPEL, BKR..............................................................................................................................28
3.3 TILLÄMPNING PRAKTIK .....................................................................................................................................30
ね"SLUTSATS"OCH"DISKUSSION"....................................................................................................."31
4.1 SLUTSATSOCH DISKUSSION ................................................................................................................................31
REFERENSLISTA".............................................................................................................................."33
LITTERATUR...................................................................................................................................................................33
ELEKTRONISKA KÄLLOR..............................................................................................................................................33
BILAGOR"............................................................................................................................................"35
"
"
"
2
Figur-,"tabell-"och"bilagsförteckning
FIGURER"..................................................................................................................................................""
FIGUR Den samlade nederbördsmängden, Luleå vintern år 09/ 10.............................................
FIGUR Fördelning av bärförmåga- och lasteffektsmätvärden.......................................................11
FIGUR Lastfördelning och
-fraktil .......................................................................................................18
FIGUR Snölast på mark med respektive grundvärde, Eurokod ....................................................19
FIGUR Snölast på mark med respektive grundvärde, BKR.............................................................20
FIGUR Tvåstödsbalk ............................................................................................................................................27
TABELLER"...............................................................................................................................................""
TABELL Eurokodsystemets indelningar .....................................................................................................
TABELL Tunghet för olika material.............................................................................................................14
TABELL Karakteristiska laster och reduceringsfaktorer enligt Eurocode .............................15
TABELL Karakteristiska laster enligt BKR, BFS1993:58.................................................................16
TABELL Lastreduktionsfaktorer Eurokod...............................................................................................21
TABELL Lastreduktionsfaktorer BKR........................................................................................................22
TABELL Säkerhetsfaktorer enligt Eurokod.............................................................................................22
TABELL Partialkoefficienter för säkerhetsklasser enligt BKR......................................................24
BILAGOR"..................................................................................................................................................""
BILAGA Underrubriker för Eurokoder. .....................................................................................................35
BILAGA Tunghet för olika material.............................................................................................................36
BILAGA Snölast på mark Sveriges kommuner enligt Eurokod...................................................37
BILAGA Snölast på mark Sveriges kommuner enligt BKR............................................................40
3
1 Inledning
1.1 Bakgrund
År 1994 började Boverkets byggregler, BBR och Boverkets konstruktionsregler, BKR
att gälla. Boverkets byggr egler gäller fortfarande, dock upphördes BKR att gälla och
från och med den 2:a maj 2011 får endast Eurokoder tillämpas vid dimensionering
av bärande konstruktioner.1 De nya dimensioneringsreglerna benämns
Eurokoderna och tillsammans med Boverkets EKS(Europeiska
konstruktionssystem) är de uppdelade olika avdelningar berörande olika
dimensioneringsområden.
På gr und av de nya introducerade konstruktionsreglerna tillkom nya snölastnormer,
vilka ställer högre krav på byggnader Jönköpingsområdet än tidigare. Ett ökat
värde från (1.5 2.0) till (2.5 3.0) kN/ m2 på snölaster. Anledningen till att värdet
har ökat är dels på gr und av att nya lastkombinationer tillämpas vid lastnedräkning
men även på gr und av att det snöar mer enligt snödjupsmätningar gjorda Sverige.
Ytterligare anledningar till att uppdateringen av normerna var tvungen att göras är
på gr und av att ett flertal tak med långa spann har kollapsat de senaste åren
Sverige.2
Trots att en byggnad är beräknad med äldre normer måste de nyaste normerna
tillämpas vid3
‚ Uppförande av en ny byggnad.
‚ Tillbyggnation.
‚ Ändring av byggnad/ ombyggnation.
‚ Mark- och rivningsarbeten.
och med övergången till dagens gällande dimensioneringsregler, europastandarder
beslöts den 7:e april 2006 att ändra reglerna gällande snölaster. De nya snölasterna
trädde kraft den 9:e maj 2011 med en övergångstid fram tills den 1:a september år
1
Boverket (2013). Regler om byggande [www] www.boverket.se/ Bygga-forvalta/ Regler-om-byggande/ Konstruktionsregler-EKSHämtat 24/ 4-2013.
2 Boverket informerar om nya regler för snölast reviderad BKR(2006), Boverket,
sida
3 Boverkets författningssamling BFS2011:10, EKS (2011). Boverket. s.1.
1
2011.4
Ändringarna medförde förändrade grundvärden för bland annat snölaster,
avdelning C, EN 1991, laster på bärverk. Jönköpingsområdet är ett av de områden
som har fått relativt stora förändringar på snölastvärdet och kommer därför att
behandlas denna rapport. Revideringen av snölasterna beror på nya uppgifter om
nederbörden baserade på snödjupsmätningar från SMHI.5 De nya snölastvärdena
kommer denna rapport att analyseras utifrån syfte och frågeställning.
1.2 Syfte och frågeställning
Syftet med denna rapport är att belysa skillnader mellan äldre, inaktiva och nya,
aktuella normer som uppstår vid lastnedräkning och dimensionering. Resultatet på
arbetet ska resultera svar på frågeställningarna nedan.
‚ Hur påverkar regleringen befintliga beräkningar och byggnader som är
dimensionerade med gamla beräkningsnormer?
‚ Vilka strategiska överväganden bör man ta ur ekonomiska och
hållfasthetsmässiga aspekter inför en ombyggnation av befintlig
konstruktion?
4
Boverket informerar om nya regler för snölast reviderad BKR(2006), Boverket,
sida 2.
5 Boverket informerar om nya regler för snölast reviderad BKR(2006), Boverket,
sida 2.
2
1.3 Målgrupp
Rapporten är främst skriven för konstruktionskonsulter, studerande och
privatpersoner som är relativt insatta ämnet, därför kommer inte all information
att beskrivas fullt till djupet. De som vill sätta sig in mer ämnet rekommenderas
läsa följande litteratur.
‚
‚
‚
‚
‚
‚
Boverkets författningssamling BFS2010:28, EKS (2010). Boverket.
Boverkets författningssamling BFS2011:10, EKS (2011). Boverket.
Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola
Börje Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna.
Rehnströms bokförlag. ISBN:91-87446-32-4
Paul Johannesson Bengt Vretblad (2005) Byggformler och tabeller. Liber
AB. 11. uppl.
Plan- och bygglagen 2010:900 (2011). svensk författningssamling (SFS),
Socialdepartementet.
1.4 Avgränsningar
rapporten kommer endast Jönköpingsområdet att analyseras eftersom skillnaden
mellan de nya och de gamla normerna är stora inom området. Beräkningar kommer
endast att belysa stålbalkar av klassen HEA och kommer inte ta upp skillnader för
olika material.
Problemet kommer endast att belysas på sadeltak med liten vinkel för att
simplifiera beräkningsgångar, detta gäller för både fackverk och balkar.
Lastkombinationer kommer endast att analyser as utifrån att lasterna är
ogynnsamma, utan olyckslast och brottgränstillstånd. Hänsyn kommer inte tas
emot vindlast och nedböjning. Kostnadsuppskattning kommer att avgränsas till
materialkostnader form av stålbalkar och därför inte se till produktion- och
projekteringskostnader. Beräkningar kommer endast att utföras med hänsyn till
ombyggnation höjdled, alltså påbyggnation och inte expansion.
3
1.5 Metod
Genom att studera Boverkets författningssamlingar ges en god grund för hur de
olika reglerna och praxis tillämpas vid konstruktionsberäkning. Boverket har ett
eget bokförlag som gett ut tryckt litteratur. Boverket publicerar även
nyhetsbroschyrer vid namn ”Boverket informerar” som innehåller uppdateringar
ämnade för allmänheten. Litteratur angående byggnadskonstruktion har även
studerats. Utöver den studerade litteraturen har kontakt upprättats med Boverket
för att svara på delar av frågeställningarna med en juridisk bakgrund.
Genom att studera uppdaterad information och äldre normer kan en jämförelse
göras mellan de nya respektive de gamla beräkningsnormerna. Utifrån skillnaderna
på beräkningar kan slutsatser erhållas.
Arbetet kommer att belysa frågeställningen utifrån ett ”case” då en åtgärd absolut
krävs, det vill säga då skillnaden mellan beräkningar utifrån de nya och de äldre
gällande normerna är så pass stora att konstruktionen är riskzonen för
användningsområdet. Caset kommer att föreställa ett fall då en industribyggnad ska
kompletteras form av en ombyggnation på höjden, exempel kan vara en styrcentral
eller behållare som bidrar med utökad vikt på takkonstruktionen. Fallet kommer
genom beräkningarna kunna svara på om ombyggnationen och dess tillhörande
konstruktionsdelar behöver förstärkas eller inte. Beräkningarna kommer att utföras
manuellt och styrkas med en kostnadsuppskattning för jämförelse med den
ursprungliga ombyggnationens kostnad.
1.6 Källor
Källor som studerats är främst Boverkets föreskrifter form av broschyrer eller
författningssamlingar. Andra källor som har granskats är litteratur om
konstruktionsberäkning, där stor del av litteraturen ligger som grund för
utbildningen till byggnadsingenjör på Linköpings tekniska högskola. Även tryckta
källor som inte längre är aktuella från Boverket har studerats för att efterforska
äldre, inaktuella beräkningsmetoder. Kostnader för material kommer från Begroup,
en återförsäljare av balkar och kan därför variera från försäljare till försäljare.
Utöver litteraturen som studerats har även beräkningsmetoder använts.
Beräkningsmetoderna är standardiserade och används utav flera konsultbolag för
hållfasthets- och dimensioneringsberäkning.
4
1.7 Struktur
Rapporten är uppbyggd genom att först ge läsaren en teoretisk grund bakom
dimensioneringsprinciper, de ingående variablerna lastnedräkning, laster på
bärverk samt information om snölasters karakteristiska värde. Där efter redogörs
regler och praxis som tillämpas vid dimensionering. Då en god teoretisk grund har
givits tillämpas teorin på beräkningsexempel. Konstruktionsberäkningarna kommer
sedan följas upp av ett avsnitt om tillämpning praktiken och kostnader. Figurer och
beräkningar ska styrka de konsekvenser som kan uppkomma om en eventuell
åtgärd skulle krävas vid en ombyggnation.
Avslutningsvis följs en diskussion av vilka slutsatser som rappor ten resulterar i, följt
av referenslistor och bilagor.
5
2 Laster på bärverk
2.1 Eurocodes, Europastandarder
Vid dimensionering av byggnadskonstruktioner tillämpas standardiserade
beräkningsmetoder. De beräkningsmetoder som är aktuella dagsläget benämns
Eurocodes (EC), eller Eurokoder på svenska. Beräkningsmetoderna är framtagna av
organisationen CEN och består av tio olika indelningar varav de tio indelningarna
delas upp 59 underrubriker. De 59 underr ubrikerna utgör en egen separat
standard, se bilaga för lista av underr ubriker. De europeiska standarderna för
dimensionering har successivt införts Sverige de senaste åren, med en
övergångsperiod mellan 2009-20106 tabell nedan visas Eurokodernas olika
indelningar.
EN:"
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
Eurokod:"
Eurokod (0)
Eurokod 1
Eurokod 2
Eurokod 3
Eurokod 4
Eurokod 5
Eurokod 6
Eurokod 7
Eurokod 8
Eurokod 9
Titel:"
Grundläggande dimensioneringsregler
Laster på bärverk
Betongkonstruktioner
Stålkonstruktioner
Samverkanskonstruktioner stål – betong
Träkonstruktioner
Murverkskonstruktioner
Geokonstruktioner
Dimensionering m.a.p jordbävning
Aluminiumkonstruktioner
Tabell"な"Eurokodsystemets"indelningar 7"
Eurokoderna är förvisso europastandarder, därför innehåller de ett stort antal
”nationellt valbara parametrar”. De nationella valbara parametrarna är värden som
gäller för aktuellt land som konstruktionen ska dimensioneras i. vissa fall anges
ekvationer, metoder eller hela tabeller, ibland endast enstaka variabler. de fall som
nationella parametrar har framtagits betecknas de med ett nummer som avslutas
med ”N”.8
6
Svenska betongföreningens handbok till Eurokod 2 (2012), Betongföreningen, sidan
iv, utgåva 2.
7 Ibid. Sidan 2, kapitel 1.
8 Ibid. Sidan 1, kapitel 1.
6
Nationellt valbara parametrar är.9
‚ Alla partialkoefficienter
‚ Parametrar som beror på bland annat lokalisering
o Klimat, till exempel snölast, vindlast, täckskikt med mera.
o ”traditioner och säkerhetstänkande, t.ex diverse minimikrav
‚ ”Parametrar som man inte kunnat enas om
o t.ex. Siffervärden empiriska formler
o Vissa beräkningsmetoder”
2.2 BKR 94, Boverkets konstruktionsregler
Boverkets konstruktionsregler, BKR 94 infördes den 1a januari 1994 och gavs ut av
Boverket.10 BKR 94 är en regelsamling som innehåller precis som Eurokoderna
standardiserade beräkningsmodeller för olika dimensioneringsområden. De båda
normerna bygger på samma principer, partialkoefficientmetoden, eller också pkmetoden däremot upphörde BKR94 att gälla den 2a maj 2011 och ersattes helt utav
Eurokoderna och boverkets Eurokodsystem, EKS.11
2.3 Tillämpningsområde och normövergång
Då krav ställs på bärförmåga, stadga och beständighet hos byggnadsverk gäller
dimensioneringsföreskrifterna. Det vill säga vid:12
‚
‚
‚
‚
Uppförande av byggnad
Tillbyggnation
Ändring av byggnad/ ombyggnation.
Mark- och Rivningsarbeten
Dimensionering ska utföras genom antingen beräkning, provning eller genom någon
kombination av de båda fallen, dock inte om det är uppenbart obehövligt.13
9
Svenska betongföreningens handbok till Eurokod 2 (2012), Betongföreningen, s. 3,
kap. 1.
10 Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola. Kap. s. 21
11 Boverket (2013). Regler om byggande [www] www.boverket.se/ Bygga-forvalta/ Regler-om-byggande/ Konstruktionsregler-EKS/ Hämtat 2/ 3-2013
12 Boverkets författningssamling BFS2010:28, EKS (2010). Boverket
s. 5.
13 Ibid.
s. 8.
7
En av anledningarna till att uppdatering utav snölastnormerna gjordes beror på att
vintern 2009/ 2010 rasade drygt 180 tak på stora byggnader in Sverige. figur
visas den samlade nederbördsmängden för Luleå vintern 2009/ 2010.14 Med de nya
beräkningsnormerna gäller att sannolikheten för att ett ras där människoliv är fara
är ungefär ett ras per en miljon byggnader och år (i teorin).15
Figur"な"den"samlade"nederbördsmängden,"Luleå"vintern"år"09/ 1016"
De befintliga byggnader som dimensionerats med gamla normer påverkas formellt
inte, förutom då något av fallen punktlistan utförs som redovisas ovan detta
avsnitt. Däremot uppmanar Boverket att ”En lämplig åtgärd för fastighetsägare[sic!] inom områden med ökande snölast kan vara återkommande tillsyn av
utsatta konstruktionsdelar.” och ”Ett annat alternativ extrema situationer är
snöröjning.” 17
14
Boverket informerar om snölast på mark en jämförelse mellan verkligt utfall och
last vid verifiering (2011), Boverket, s. 1.
15 Börje
Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna.
Rehnströms bokförlag. s. 4.
16 Boverket informerar om snölast på mark en jämförelse mellan verkligt utfall och
last vid verifiering (2011), Boverket, s. 1.
17 Boverket informerar om nya regler för snölast reviderad BKR(2006), Boverket,
sida 2.
8
Enligt lag ska en byggnads tekniska egenskapskrav, detta fall bärförmåga, stadga
och beständighet vara uppfyllt. Byggnaden ska också vara utformad för det avsedda
ändamålet. Vilket resulterar att kraven även ska uppfyllas då ändring eller
uppförandet sker. Dock krävs inga åtgärder på en befintlig byggnad som är
dimensionerad med gamla beräkningsnormer om ingen handling sker.18 Däremot
kan nyttjanderätt av ett byggnadsverk nekas om byggnadsnämnden anser
otillräcklig säkerhet.
"
“33"§ Byggnadsnämnden får förbjuda den som äger eller har
nyttjanderätt till ett byggnadsverk att använda hela eller delar av
byggnadsverket, om ฀
1. byggnadsverket har brister som kan äventyra säkerheten för dem som
uppehåller sig eller närheten av byggnadsverket.”19
Med begreppet ändring ingår även tillbyggnad och ombyggnad. En tillbyggnad är en
åtgärd då ökning av byggnadens volym sker. En ombyggnad är en ändring som
innebär att hela eller delar av byggnaden påtagligt förnyas. En betydande del kan till
exempel vara trapphus med omgivande lägenheter eller en förstärkning av en
takkonstruktion. Definitionen av ändring och ombyggnation fokuserar inte på
åtgärdens storlek, utan på vilka konsekvenser ändringen får för byggnaden.20 Vid
ombyggnad eller nybyggnad skall de föreskrivna reglerna, detta fall Eurokoderna
uppfyllas för:21
“1. vid nybyggnad uppfylls för hela byggnaden,฀
2. vid ombyggnad uppfylls för hela byggnaden eller, om detta inte är
rimligt, den betydande och avgränsbara del av byggnaden som påtagligt
förnyasgenom ombyggnaden, och฀
3. vid annan ändring av en byggnad än ombyggnad uppfylls fråga om
ändringen. När det gäller kravet
ska hinder mot tillgänglighet till
eller användbarhet av lokaler dit allmänheten har tillträde trotsförsta
stycket alltid avhjälpas, om hindret med hänsyn till de praktiska och
ekonomiska förutsättningarna är enkelt att avhjälpa.”
Då
”vara tillgänglig och användbar för personer med nedsatt
rörelse- eller orienteringsförmåga.”
18
Plan- och bygglagen 2010:900 kap. 5§. Krav på byggnadsverk, byggprodukter,
tomter och allmänna platser.
19 Plan- och bygglagen 2010:900 kap. 11 33§ tillsyn, tillträde, ingripanden och
påföljder.
20 Regelsamling för byggande, BBR (2012) Boverket s19-20.
21 Plan- och bygglagen 2010:900 kap. 2§ och 3§.
9
Det finns undantagsfall, dock måste de styrkas av beslut från myndighet eller
regering. Alltså finns risken att behöva komplettera ett helt byggnadsver k vid
ombyggnation.22
”5"§ Regeringen eller den myndighet som regeringen bestämmer får
meddela de föreskrifter om krav på byggnadsverk, tomter, allmänna
platser och annat som omfattasav kap. och som utöver
bestämmelserna kap. behövs฀
1. till skydd för liv, personlig säkerhet eller hälsa---”
2.4 Partialkoefficientmetoden
Vid dimensioneringar genom de nya gällande normerna, Eurokoderna och
boverkets föreskriftsserie EKSmen även genom de inaktuella normerna Boverkets
konstruktionsregler genomförs beräkningar utifrån partialkoefficientmetoden. Vid
partialkoefficientsmetoden kontrolleras konstruktionen utifrån två tillstånd,
brottgränstillstånd och bruksgränstillstånd. praktiken innebär benämningarna att
konstruktionens dimensionering sker brottgränstillstånd medan de estetiska
kraven, så som nedböjning och sprickbredder utförs bruksgränstillståndet.23
Vid användning av partialkoefficientmetoden skapas en tillräcklig säkerhet för ett
byggnadsverk genom att införa olika koefficienter beräkningarna. Koefficienterna
är baserade på frekvensanalyser som påvisar variation med tiden för variabla laster.
”För tvärsnittskapaciteteten finns ett statistiskt underlag form av
mätvärden från samma typ av konstruktioner. För samma typ av last
har man under många år registrerat maximalt värde som förekommit
under året”24
22
Plan- och bygglagen 2010:900 kap 16 5§ Bemyndiganden.
Börje Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna.
Rehnströms bokförlag. s. 6.
24 Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola kap.2 s.
23
10
Mätvärdena införs diagram som
visar fördelningen av värdena och
ett maximalt medelvärde erhålls.
metoden används för både
tvärsnittskapacitet, höger kurva och
lasteffekt, vänster kurva, se figur 2.
figur är bärförmågans medelvärde
betydligt högre än lasteffektens,
Figur"2 "Fördelning"av"bärförmåga-"och"
lasteffektsmätvärden.
trots detta finns ändå en risk för
brott vilket representeras av
området där kurvor na överlappar varandra.25 Vilket visar att hållfastheten
överskrids av lasteffekten.
Dock används inte medelvärdena ur de statistiska kurvorna vid beräkning, istället
utgår man ifrån karakteristiska värden och variationskoefficienter. De
karakteristiska värdena kan beskrivas som ”ett visst värde som överskridseller
underskrids med en viss sannolikhet”.26
Dimensionering innebär att konstruktioner dimensioneras så att bärförmågan blir
marginellt större än lasteffekten, således att brottrisken blir tillräckligt låg för det
tänkta ändamålet som konstruktionen är avsedd för. Detta åstadkoms genom att
förskjuta kurvorna längre ifrån varandra, vilket medför att de inte längre överlappar
varandra. Överlappningen av kurvorna förhindras genom att införa
partialkoefficienter beräkningarna som de kar akteristiska värdena divideras,
respektive multipliceras med, se ekvationer nästa stycke.
25
Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola kap. s.
26 Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola kap. s. 10
11
迎鳥 =
暢入
廷尿
継鳥 = 紘捗 ゲ 繋賃
(dimensionerande bärförmåga)
警賃 = 倦欠堅欠倦建結堅件嫌建件嫌倦建"懸ä堅穴結
紘陳 = 喧欠堅建件欠健倦剣結血血件潔件結券建"決結堅剣結券穴結"欠懸"兼欠建結堅件欠健
(dimensionerande lasteffekt)
繋賃 = 倦欠堅欠倦建結堅件嫌建件嫌倦建"懸ä堅穴結
紘捗 = 喧欠堅建件欠健倦剣結血血件潔件結券建"血ö堅"健欠嫌建
穴å"迎鳥 > " 継鳥 "血ö堅"欠建建"憲券穴懸件倦欠"決堅剣建建. 27
Trots att de inaktuella och de aktuella normerna utgår ifrån
partialkoefficientmetoden finns det värden som skiljer dem åt. De olika
koefficienterna och parametrarna som igår ekvationerna och dess normskillnader
redovisas avsnitten nedan.
27
Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola kap. s. 11
12
2.5 Lasttyper på bärverk
Vid dimensionering av byggnader påverkas konstruktionen av olika sor ters laster.
Lasterna är indelade olika typer av kategorier och påverkar konstruktioner olika.
Lastens varaktighet spelar även roll för hållfastheten, exempelvis om lasten är en
permanent last eller en last som varierar med tiden.28 Permanenta laster kan liknas
med materialets egentyngd medan varierande laster, eller också variabla laster kan
liknas med nyttig last, snölast och vindlast. Med egentyngd menas tyngden av själva
byggnadsmaterialet som dimensioneras. Lasttyperna och indelningarna gäller för
både de gällande normerna samt de inaktuella.
Man skiljer på bundna och fria laster. Det vill säga en vid dimensionering placeras
den bundna lasten utbredd över hela konstruktionen medan den fria lasten placeras
så att inverkan av lasten blir maximal.29
Ytterligare information om lastindelningarna följer nedan.
‚ Permanenta laster
‚ Variabla laster
‚ Olyckslast
Egentyngd
軽検建建件訣"健欠嫌建
"班 鯨券ö健欠嫌建
撃件券穴健欠嫌建
継捲喧健剣嫌件剣券
崔 鶏å倦ö堅券件券訣
Ö懸結堅嫌懸ä兼券件券訣
28
Börje Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna.
Rehnströms bokförlag. s. 17
29 Ibid.
13
2.5.1 Egentyngd
Egentyngd behandlas som en permanent bunden last och kan betraktas som
konstant tiden, om variation av lasten är tillräckligt liten. Egentyngd betecknas
oftast med beteckningen Goch vid lastnedräkning används Gk som är det
karakteristiska värdet Andra permanenta laster som påverkar en konstruktion kan
vara exempelvis vattentryck och jordtryck.30 Egentyngd benämns enheten kN/ m3
tunghet och är beroende på typ av material. tabell nedan redogörs den
ungefärliga tungheten för olika material, se bilaga för ytterligare värden.
Material
Betong
Betong, färsk
Betong, armerad
Murverk, lättklinkerblock
Trä
Gips
Stålplåt
Tunghet: 紘 = 倦軽/ 兼戴
24,0
25,0
25,0
7,0
5,0
8,0
78(77,0-78,5)
Tabell"に"Tunghet"för"olika"material31"
2.5.2 Variabla laster
Variabel last har en variation med tiden, till skillnad från permanent last. Exempel
på variabla laster är inredning, gods, fordon och snölast. Variabla laster betecknas
med symbolen och vid dimensionering används det karakteristiska värdet Qk För
att erhålla det karakteristiska värdet finns standardiserade tabeller beroende av
vilken typ av kategori som beräkningen gäller. tabell redogörs för de olika
kategorierna, dess karakteristiska lastvärden och reduceringskoefficient för
Eurokoderna.
Vid beräkningar utifrån äldre normer är värdena och kategoriindelningen
annorlunda. tabell framförs variabla nyttiga laster utifrån BKR.
30
Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola kap. s. 15
31 Börje
Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna.
Rehnströms bokförlag. s. 18
14
Kategori:
A: Rum och utrymmen bostäder
‚ A1: Bjälklag
‚ A2: Trappor
‚ A3: Balkonger
‚ A4,5: Vindsbjälklag
B: Kontorslokaler
C: Samlingslokaler
‚ C1: utrymmen med bord.
‚ C2: Utrymmen med fasta
sittplatser.
‚ C3: Utrymmen utan hinder
för människor
‚ C4: Utrymmen för fysiska
aktiviteter.
‚ C5: Utrymmen med stora
folksamlingar.
D: Affärslokaler
‚ D1: Lokaler avsedda för
detaljhandel.
‚ D2: Lokaler varuhus
E: Lagerutrymmen
‚ E1: Lagrade varor
‚ E2: Industriell verksamhet
F: Utrymmen med fordonstrafik
Tyngd 30 kN
G Utrymmen med fordonstrafik
Tyngd 160 kN
H: Yttertak
q [倦軽/ 兼態 ]
Q [kN]
2,0
2,0
3,5
0,5-1,0
2,0
2,0
2,0
0,5-1,5
2,5
3,0
2,5
2,5
3,0
3,0
3,0
3,0
4,0
4,0
5,0
4,5
4,0
4,0
5,0
7,0
0,7
0,5
0,3
0,7
0,7
0,5
0,7
0,3
0,6
0,7
0,7
0,6
1,0
0,9
0,8
5,0
5,0
7,0
7,0
2,5
20
0,7
0,7
0,6
5,0
90
0,7
0,5
0,3
0,4
1,0
0
0
0
Tabell"ぬ"karakteristiska"laster"och"reduceringsfaktorer"enligt"Eurocode.32"
32
Börje Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna.
Rehnströms bokförlag. s. 24-29.
15
Lastgrupp:"
1. Vistelselast
‚ Rum bostadshus och hotell
‚ Patientrum och personalrum
‚ Inredningsbara vindsvåningar
Bunden"
utbredd"last:"
kN/ m2"
qk(
1)
0,5
Fri"utbredd"
last:"kN/ m2"
Koncentrerad"
last:"kN"
qk
1,5
qk(
0)
0,33
1,5
2. Samlingslast
‚ Lektionsrum, rum daghem,
föreläsningssalar
‚ Kontorsrum utan arkiv. Lokaler
för restauranter, ka- féer samt
matsalar och kök anslutning till
dessa.
‚ Laboratorier.฀Fria utrymmen
bibliotek.
‚ Utrymmen med fasta sittplat- ser
samlingslokaler såsom kyrkor,
konsertsalar, teatrar och
biografer.
1,0
1,5
0,5
3,0
3. Trängsellast
‚ Utrymmen utan fasta sittplatser
kyrkor, kon- sertsalar, teatrar och
bi- ografer.
‚ Museer, utställningslo- kaler.
‚ Försäljningslokaler va- ruhus
och butiker.
‚ Gymnastiksalar, sport- hallar,
danslokaler.
‚ Läktare med enbart sitt- platser.
‚ Korridorer skolor.
0
4,0
0,5
3,0
4. Tung last
‚ Läktare med enbart stå‚ platser.
‚ Lokaler med lätt industri och
hantverk.
0
5,0
0,5
3,0
5. Speciella laster
‚ Balkonger, altaner och
takterr asser.
0
2,0
0,5
1,5
Tabell"ね"Karakteristiska"laster"enligt"BKR,"BFS"1993:5933"
33
"
Boverketskonstruktionsregler BKR, BFS1993:58 (1998). Boverket. Uppl. s39-40.
16
2.5.3 Olyckslaster
Olyckslaster har beteckningen Qa och förekommer mycket sällan, främst samband
med gasexplosioner och påkörningar och är regel mycket kortvariga. Dock finns
det fall då de är långvariga, till exempel vid översvämning. För olyckslaster saknas
statistiskt underlag men dess karakteristiska underlag Qak har härletts från tidigare
olyckssituationer.34
2.6 Karakteristiska lastvärden
Då stor variation med tiden råder, till exempel vid snölast, väljs ett karakteristiskt
värde som enligt statistiken överskrids högst en gång på 50:e år.35 Vilket resulterar
en sannolikhet på 0,02 eller
baserat på en årsbasis (det vill säga ett år dividerat
36
med 50år). figur illustreras
-fraktilen, ett högt värde på lasten som
återkommer väldigt sällan.
”som karakteristiskt värde väljs normalt ett övre gränsvärde
(fraktil) som inte överskridsmed en viss sannolikhet under en
viss referensperiod”37
34
Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola kap. s. 17
35 Börje
Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna.
Rehnströms bokförlag. s. 7.
36 Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola kap. s. 15
37 Ibid.
17
de nordiska länderna har man tidigar e valt att karakter isera variabla
laster med hjälp av de maximala värden som registrerats under en
referensperiod av år. Genom att sedan sammanställa maximalvärdena
framträder en fördelningskurva, se figur för lastfördelning och
fraktil.
Figur"ぬ"Lastfördelning"och"に"ガ"-fraktil."
18
2.6.1 Snölastvärde på mark.
Det karakteristiska snölastvärdet på mark varierar beroende på byggnadens
placering landet. För dagens gällande normer är Sverige uppdelat åtta olika
snözoner för snölast på mark, se figur med tillhörande tabell. den tillhörande
tabellen redovisas snölastens gr undvärde för respektive zon. Värdet återspeglar på
sannolikheten 0,98 att inte överskridas varje år 38 (se avsnitt 2.2 Karakteristiskt
snölastvärde). De olika värdena är baserade på mätdata från 148 meteorologiska
stationer runt om landet.39 bilaga redovisas respektive värde för varje enskild
kommun, baserade på snölastkartan.
Figur"ね"Snölast"på"mark"med"respektive"
grundvärde,"Eurokod40"
Snözon
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4,5
5,5
Snölastens
grundvärde
傘暫,(暫錆/ 仕匝
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,5
5,5
38
Boverkets författningssamling BFS2011:10, EKS (2011). Boverket. s.31
Ibid.
40 Ibid.
39
19
Inom ett stort antal kommuner har lastens gr undvärde ökat jämfört med de äldre
snölastnormerna, det finns även fall då värdet minskat. vissa fall också oförändrat.
Jönköpings kommun är ett av områdena där värdet har ökat inom, från 1,5-2,0 till
2,5-3,0 kN/ m2.41 Figur redovisar snölastkartan för de inaktuella normerna, BKR.
bilaga redovisas snölastvärdet för varje enskild kommun enligt BKR.
Figur"の"Snölast"på"mark"med"respektive"grundvärde,"BKR42"
41
42
"
Snö- och vindlast, BSV97 (1998). Boverket. uppl. s. 9.
Boverket informerar om nya regler för snölast reviderad BKR (2006), Boverket
20
Trots att snölastvärdena är förändrade tillämpas fortfarande samma formel vid
beräkning av snölast (s) på tak så väl på de inaktuella som på de nuvarande
normerna.
Där:
嫌 = 航系勅 系痛 鯨賃
航=
系勅 =
系痛 =
鯨賃 =
建欠倦結建嫌"血剣堅兼血欠倦建剣堅 = 0,8"懸件穴"喧健欠券欠"建欠倦.
結捲喧剣券結堅件券訣嫌血欠倦建剣堅"決結堅剣結券穴結"喧å"剣兼訣件懸欠券結"建剣喧剣訣堅欠血件
建結堅兼件嫌倦"倦剣結血血件潔件結券建"嫌剣兼"決結堅剣堅"喧å"結券結堅訣件血ö堅健憲嫌建結堅.
倦欠堅欠倦建結堅件嫌建件嫌倦建"懸ä堅穴結"血ö堅"嫌券ö健欠嫌建.
2.7 Lastreducering
Det karakteristiska värdet som är baserat på
-fraktilen multipliceras med en
koefficient som benämns som lastreduktionsfaktor för att erhålla ett representativt
värde som används vid lastnedräkning. Lastreduktionen beror på att flera olika
variabla laster kan förekomma samtidigt (till exempel vindlast och snölast).
Sannolikheten för att dess maximala laster, motsvarande
-fraktilen ska verka
samtidigt är dock väldigt liten.
Lastreduktionsfaktorn beror även på vilken typ av situation det representativa
värdet ska användas till. För snölast delas värdena in tre kategorier, verifiering av
brott- och bruksgränstillstånd, olyckslaster och slutligen långtidslast
(kvasipermanent) för betongkonstruktioner.43 Lastreduktionsfaktorn har
beteckningen och det karakteristiska snölastvärdet benämns Sk tabell beskrivs
respektive lastreduceringsfaktor enligt de gällande normer.
Snölast
Bruks- och
brottgränstillstånd
態
鯨賃 半 3,0"倦軽/ 兼
待 = 0,8
2,0" 判 鯨賃 < 3,0"倦軽/ 兼態 "
待 = 0,7
態
1,0" 判 鯨賃 < 2,0"倦軽/ 兼
待 = 0,6
Tabell"の"Lastreduktionsfaktorer"Eurokod.44"
Olyckslast
怠
怠
怠
= 0,6
= 0,4
= 0,3
Långtidslast
(kvasipermanent)
態 = 0,2
態 = 0,2
態 = 0,1
43
Börje Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna.
Rehnströms bokförlag. s. 8.
44 Boverkets författningssamling BFS2011:10, EKS (2011). Boverket. s.15.
21
Beroende på S som erhålls ur snölastkartorna, alternativt genom
kommuntabellerna bilaga 3, kan ett lastreduceringsvärde erhållas.
Även lastreduceringsfaktorn är en aspekt som skiljer sig åt gällande de inaktuella
respektive de aktuella normerna. Gällande de äldre normerna delas inte
reduceringsfaktorerna upp de olika tillstånden, det vill säga bruks- och
brottgränstillstånd, olyckslast och långtidslast. Lastreduceringsvärdena är stället
samlade en och samma kategori.45 tabell redovisas lastreduceringsfaktor för
respektive snölastgrundvärde. Notera att detta fall motsvarar S det samma som S
föregående tabell 5.
Snölastens grundvärde
S (kN/ m2
半 3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
Lastreduceringsfaktor
Tabell"は"Lastreduktionsfaktorers"BKR.46"
0,8
0,7
0,7
0,7
0,6
Utöver det förändrade snölastvärdet kommer även lastreduceringsfaktorn att
påverka storleken vid lastnedräkning.
2.8 Säkerhetsfaktor
Vid användning av partialkoefficientmetoden är koefficienten d beroende av kraven
som ställs på konstruktionen. Med avseende på risken för skador, ras och framför
allt personskador. Enligt Eurokoderna indelas koefficienten in tre säkerhetsklasser
som redogörs tabell nedan. Säkerhetsklassernas koefficient multipliceras med
respektive lastfaktor lastnedräkningar för att reducera lasterna med hänsyn till
säkerhet.
Säkerhetsklass 1
Säkerhetsklass 2
Säkerhetsklass 3
紘鳥 = 0,83
紘鳥 = 0,91
紘鳥 = 1,0
Tabell"ば"säkerhetsfaktorer"enligt"Eurocode47"
45
Boverketskonstruktionsregler BKR, BFS1993:58 (1998). Boverket. Uppl. s64
Ibid.
47 Boverkets författningssamling BFS2011:10, EKS (2011). Boverket s. 11
46
22
Med hänsyn till omfattningen av personskador som kan uppstå vid
konstruktionsbrott en byggnadsverksdel delas den in någon av de tre
säkerhetsklasserna. Där:
‚ Säkerhetsklass (låg), liten risk för allvarliga personskador.
‚ Säkerhetsklass (normal), någon risk för allvarliga personskador .
‚ Säkerhetsklass (hög), stor risk för allvarliga personskador.
För val av säkerhetsklass som byggnadsverksdelen ska hänföras till bedöms genom
Boverkets författningssamling EKS8. 3-5. Citerat ur paragraferna lyder kraven:
”3 § Byggnadsverksdelar får hänföras till säkerhetsklass1, om minst ett av följande [sic!] krav är uppfyllt
1. Personer vistasendast undantagsfall i, på, under eller invid byggnadsverket.
2. Byggnadsverksdelen är av sådant slag att ett brott inte rimligen kan
befaras medföra allvarliga personskador, eller
3. Byggnadsverksdelen har sådana egenskaper att ett brott inte leder till
kollaps utan endast till obrukbarhet.”
”4"§ Byggnadsverksdelar ska hänföras till säkerhetsklass 3, om följande förutsättningar samtidigt föreligger
1. byggnadsverket är så utformat och använt att många personer ofta vistas
i, på, under eller invid det,
2. byggnadsverksdelen är av sådant slag att kollapsmedför stor risk för
allvar- liga personskador, och
3. byggnadsverksdelen har sådana egenskaper att ett brott leder till
omedelbar kollaps.”
”5"§"Byggnadsverksdelar som inte omfattasav och §§ detta kapitel ska hänföras till lägst säkerhetsklass 2.”
23
Observera att ovanstående paragrafer och värden på säkerhetsfaktorer endast
gäller beräkningar genom EKSoch Eurocoder. Vid beräkning utifrån de äldre
beräkningsnormerna tillämpas inte samma vär den på säkerhetsfaktorer . den
inaktuella normen betecknas koefficienten som n och delas fortfarande upp tre
olika klasser, däremot varierar värdena, se tabell nedan. Säkerhetskoefficienterna
används inte heller vid samma tillfälle som vid beräkning genom Eurokoder.
Eurokoder reducerar lasten medan BKR reducerar materialets
hållfasthetsegenskaper.
Säkerhetsklass 1
Säkerhetsklass 2
Säkerhetsklass 3
紘津 = 1,0
紘津 = 1,1
紘津 = 1,2
Tabell"ぱ"Partialkoefficienter"för"säkerhetsklasser"enligt"BKR48"
De olika säkerhetsklasserna definier as BKR 94 genom49
”Vid val av säkerhetsklass skall följande principer tillämpas.
Byggnadsdelar får hänförastill säkerhetsklass 1, om minst ett av
följande krav är uppfyllt:
Personer vistas endast undantagsfall eller invid byggnaden,
Byggnadsdelen är av sådant slag att ett brott inte rimligen kan
฀befaras medföra personskada, eller
Byggnadsdelen har sådana egenskaper att ett brott inte leder till
฀kollaps utan endast till obrukbarhet.
฀Byggnadsdelar skall hänföras till säkerhetsklass 3, om följande
förutsättningar samtidigt föreligger:
Byggnaden är så utformad och använd att många personer ofta
฀vistas eller invid den,
Byggnadsdelen är av sådant slag att kollapsmedför stor risk för
฀personskador, och
Byggnadsdelen har sådana egenskaper att ett brott leder till
฀omedelbar kollaps.฀
Övriga byggnadsdelar skall hänförastill lägst säkerhetsklass 2.
48
Paul Johannesson Bengt Vretblad (2005) Byggformler och tabeller. Liber AB. 10.
uppl. s. 55.
49 Boverketskonstruktionsregler BKR, BFS1993:58 (1998). Boverket. Uppl. s17
24
2.9 Lastkombinationer
Vid lastnedräkning tillämpas partialkoefficientmetoden, se tidigare avsnitt 2.4
partialkoefficientmetoden Metoden tillämpas både vid beräkning genom BKR och
Eurokoderna, dock råder det skillnader mellan de båda normernas formler. För att
bestämma den dimensionerade lasten tillämpas ett antal formler för att kombinera
de olika lastfallen, bland annat egentyngd och variabla laster. Sannolikheten att de
olika lasterna ska verka med sitt maximalvärde på samma gång är väldigt låg, därför
kombineras de olika lasterna med hänsyn till att reducera, alternativt öka dess
lästvärden. följande avsnitt redogörs för Eurokodernas samt BKRs
lastkombinationsformler brottgränsstadiet.
2.9.1 Lastkombinationer, Eurokod
Dimensionerande lastkombinationer för Eurokod (SS-EN 1990) 50
Ekvation
芸帳鳥怠 = 1,35紘鳥 罫賃 + 1,5紘鳥
Ekvation
= 紘鳥 (1,35罫賃 + 1,5
待,怠 芸賃,怠
待,怠 芸賃,怠
+ 1,5紘鳥 布
+ 1,5 布
沈苧怠
沈苧怠
待,沈
芸帳鳥態 = 0,89"捲"1,35紘鳥 罫賃 + 1,5紘鳥 芸賃,怠 + 1,5紘鳥 布
= 紘鳥 (1,20罫賃 + 1,5
待,怠 芸賃,怠
+ 1,5 デ沈苧怠
待,沈
待,沈
芸賃,沈 =
芸賃,沈 )"
沈苧怠
待,沈
芸賃,沈 )"
芸賃,沈 =
経ä堅: "罫賃 = "結訣結券建検券訣穴
芸賃 = 懸欠堅件欠決健欠"健欠嫌建結堅
紘鳥 = 嫌ä倦結堅月結建嫌血欠倦建剣堅
待,沈 = 健欠嫌建堅結穴憲潔結堅件券訣嫌血欠倦建剣堅
Ekvationerna ovan gäller brottgränstillstånd och då samtliga laster anses som
ogynnsamma. För att erhålla det dimensionerande lastvärdet måste båda
ekvationerna beräknas. Den ekvation som ger högst värde blir det dimensionerande
lastvärdet.
50
Börje Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna.
Rehnströms bokförlag. s. 64.
25
2.9.2 Lastkombinationer, BKR
För BKR ser ekvationerna något annorlunda ut. Koefficienterna samt vissa av
betäckningarna är förändrade. BKR saknar också en partialkoefficient på ”lastsidan”
utan används istället vid beräkning av materialets hållfasthetsegenskaper.
Dimensionerande lastkombinationer för BKR. BFS1993:58, 1999.51
Ekvation
芸帳鳥怠 = 1,0罫賃 + 1,3芸賃 + 1,0 芸賃 =
= (1,0罫賃 + 1,3芸賃 +
芸賃 )
Ekvation
芸帳鳥態 = 0,85罫賃 + 1,3 芸賃 + 1,0芸賃 =
= (0,85罫賃 + 1,3芸賃 髪
経ä堅: "罫賃 =
芸賃 =
紘津 =
=
芸賃 )
"結訣結券建検券訣穴
懸欠堅件欠決健欠"健欠嫌建結堅
嫌ä倦結堅月結建嫌血欠倦建剣堅
健欠嫌建堅結穴憲潔結堅件券訣嫌血欠倦建剣堅
Ekvation ovan gäller brottgränstillstånd och då samtliga laster anses som
ogynnsamma. Ekvation gäller då gynnsamma laster beaktas och kommer därför
inte att behandlas uträkningarna, se avsnitt 1.4 Avgränsningar
51
Paul Johannesson
uppl. s. 56.
Bengt Vretblad (2005) Byggformler och tabeller. Liber AB. 10.
26
3 Beräkning
detta avsnitt kommer beräkningar att genomföras, både genom BKR och
Eurokoder. Beräkningarna kommer påvisa de skillnader som uppstår genom
övergången av de båda systemen. Beräkningarna kommer att utföras på ett ”Case”
form av en ombyggnation som ser till att ändra byggnadens takkonstruktion.
Förber edande beräkningar ska utföras för att undersöka om konstruktionen
behöver förstärkas utan att någon extra last fordras. båda fallen har beräkningarna
samma förutsättningar.
Exempel: Beräkna dimensionerande böjmomentet brottgränstillstånd balkensmitt.
Balken är bärande en industrihallbyggnad Jönköping. Balken är fritt upplagd på
väggarna, taket har försumbar lutning. Spridning mellan stommarna är 6,0 m.
Vindlast eller nedböjning ska inte beaktas, se figur 6.
Figur"6."Tvåstödsbalk."
För belastning gäller:
訣賃怠 = 結訣結券建検券訣穴"欠懸"建欠倦決欠健倦 = 4倦軽/ 兼
訣賃態 = 結訣結券建検券訣穴"欠懸"建欠倦倦剣券嫌建堅憲倦建件剣券 = 0,6"倦軽/ 兼態
Dimensionerande moment erhållsgenom:
警帳鳥 =
槌茅鎮鉄
腿
"
3.1 Beräkningsexempel, Eurokoder
Säkerhetsklass2, d 0,91
圏賃 = 券検建建件訣"健欠嫌建 = 4 + ( 0,6 茅 6) = 7,6"倦軽/ 兼
snölast:
嫌 = 航系勅 系痛 鯨賃 = 0,8捲1,0捲1,0捲3,0 = 2,4倦軽/ 兼態
芸賃 = 2,4 茅 6,0 = 14,4"倦軽/ 兼
27
嫌券ö健欠嫌建"権剣券"( 2,5 伐 3,0) "穴ä堅"ö懸堅結"懸ä堅穴結建"懸ä健倹嫌
待 = 0,8
Lastkombinationer:
Ekvation"1."
圏帳鳥怠 = 紘鳥 磐1,35罫賃 + 1,5
待,怠 芸賃,怠
+ 1,5 布
沈苧怠
待,沈
芸賃,沈 卑
= 0,91(1,35 茅 7,6 + 1,5 茅 0,8 茅 14,4) = 25,06"倦軽/ 兼"
警帳鳥 =
Ekvation"2."
圏 茅 健 態 25,06 茅 15態
=
= 704,81"倦軽兼
8
8
圏帳鳥態 = 0,91 磐1,20罫賃 + 1,5
待,怠 芸賃,怠
+ 1,5 布
沈苧怠
待,沈
芸賃,沈 卑 =
= 0,91(1,20 茅 7,6 + 1,5 茅 14,4) = 27,96"倦軽/ 兼
警帳鳥 =
27,96 茅 15態
= 786,38"倦軽兼
8
Dimensionerande böjande moment balkens mitt blir 786,38 kNm genom ekvation
med beräkningar utifrån Eurokoderna.
3.2 Beräkningsexempel, BKR
Säkerhetsklass
n 1,1 (EJ VID LASTSIDAN)
圏賃 = 券検建建件訣"健欠嫌建 = 4 + ( 0,6 茅 6) = 7,6"倦軽/ 兼
snölast:
嫌 = 航系勅 系痛 鯨賃 = 0,8捲1,0捲1,0捲2,0 = 1,6倦軽/ 兼態
芸賃 = 1,6 茅 6,0 = 9,6"倦軽/ 兼
嫌券ö健欠嫌建"権剣券"( 1,5 伐 2,0) "穴ä堅"ö懸堅結"懸ä堅穴結建"懸ä健倹嫌
Lastkombinationer:
Ekvation"1."
"
警帳鳥 =
圏帳鳥怠 = 1,0訣賃 + 1,3圏賃怠 + 1,0 圏賃態 =
= ( 1,0 茅 7,6 + 1,3 茅 9,6) = 20,08"倦軽/ 兼
20,08 茅 15態
= 564,75"倦軽兼
8
28
"
Ekvation"2."(endat"vid"gynsamma"lastfall)"
"
芸帳鳥態 = 0,85紘津 罫賃 + 1,3紘津 芸賃 + 1,0紘津 芸賃 =
= 紘津 ( 0,85罫賃 + 1,3 芸賃 + 芸賃 )
Dimensionerande böjande moment balkens mitt blir 564,75 kNm genom ekvation
med beräkningar genom BKR.
Utifrån beräkningarna ovan uppstår tydliga skillnader mellan det dimensionerade
böjmomentet balkens mitt. Dock kan man inte jämföra det dimensionerande
momentet eftersom säkerhetskoefficienten ver kar på olika stadie beräkningarna.
Genom att beräkna vilken typ av balk som krävs för momentet ges en klar bild över
skillnaden och säkerhetsfaktorer na inverkar båda beräkningsfallen.
Beräkna lämplig balk av typ HEA för det dimensionerande böjmomentet. Med
Stålklassen s355 (血槻賃 = 314"警鶏欠) Dimensionering erhållsgenom moment dividerat
med karakteristisk sträckgräns.52 Behövs konstruktionen förstärkas genom
ombyggnationen?
Eurokod:"
警帳鳥 = 786,38"倦軽兼
傑勅追捗 =
BKR:"
暢曇匂
捗熱入
=
胎腿滞,戴腿茅怠待展
戴怠替
= 2504 茅 10戴 "兼兼戴
Ger: HEA 400
警帳鳥 = 564,75"倦軽兼
Här används materialkoefficienten och säkerhetskoefficienten, 紘陳 = 1,0"och"紘津 = 1,1
Det vill säga, här sker reduceringen beräkningen
52
Paul Johannesson
uppl. s. 118.
Bengt Vretblad (2005) Byggformler och tabeller. Liber AB. 11.
29
血槻鳥 =
傑勅追捗 =
血槻賃
314
=
= 285,5"警鶏欠
紘陳 茅 紘津 1,0 茅 1,1
暢曇匂
捗熱匂
=
泰滞替,胎泰茅怠待展
態腿泰,泰
= 1978 茅 10戴 "兼兼戴
Ger: HEA 360
Ja, konstruktionen måste förstärkas!
3.3 Tillämpning i praktik
Genom att tillämpa de olika beräkningsmetoderna praktiken kommer en
jämförelse att kunna göras på ett annorlunda sätt. Tillämpningen kommer inte bara
påvisa skillnader värden på siffror utan också på åtgång av material och resurser.
ovanstående fall uppstår en momentskillnad på ca 280 kN/ m, ett värde som
resulterar att annan dimension på balk. Skillnaden pris mellan en HEA 360 och en
HEA 400 är ungefär 200 kr/ m53 (beroende på stålpris), en siffra som lätt skenar iväg
på en byggnad som består av flera löpmeter stålbalk. Fallet tillämpas självklart inte
bara på stålbalkar utan på varje byggnadsdel som påverkas utav lastökningen. Vilket
kan medföra att flera byggnadsdelar skulle behöva förstärkning.
På gr und av kostnads och hållfasthetsresultatet krävs strategiska åtgärder för att
undvika konsekvenser. Att veta vilka lagar plan- och bygglagen som tillämpas och
beredskap om att kostnader kan uppkomma är viktigt. En komplettering eller
förstärkning kommer inte bara resultera materialkostnader utan även
projektering- och produktionskostnader tillkommer.
53
BE-Group (2013). HEA balk [www] http:/ / www.begroup.com/ sv/ BE-Groupsverige/ Produkter/ Stal_ror/ Sortiment/ Balk/ Balk_HEA/ Hämtat 4/ 6-13
30
4 Slutsats och diskussion
detta avsnitt kommer frågeställningarna att diskuteras och olika fall redovisas som
kommer resultera att strategiska åtgärder som måste göras utifrån både
hållfasthetsmässiga och ekonomiska aspekter.
4.1 Slutsats och diskussion
Regleringen utav de nya beräkningsnormerna påverkar princip inte befintliga
byggnader fysikaliskt men teorin kan de dock påvisa att förstärkning krävs och
även om inte byggnaden påverkas kan tydliga skillnader beräkningarna uppstå. De
nya normerna ger ett betydligt högre värde på dimensioner och ger på så sätt en
högre säkerhet mot brott. Regleringen innebär skillnader uträkningar, värden och
koefficienter som framgår teoridelen om laster på bärverk. Så länge en
konstruktion är beräknad med de rätta normer för när bygglovet söktes är
byggnaden rätt dimensionerad. Vilket betyder att även om en ansvarig för en
byggnad underrättas om att en konstruktion inte är godkänd för dagens normer
krävs ingen åtgärd, så länge inte ombyggnad eller tillbyggnad sker. Den ansvarige är
därför inte heller ansvarig om olycka skulle inträffa, förutom om det påvisas att det
utförda arbetet är felaktigt genomfört vid uppförandet.
Det som bör finnas åtanke vid ombyggnationer på hus som är beräknade med äldre
normer är att det existerar en risk för dolda kostnader. Enligt lag måste de gällande
regler för konstruktion tillämpas det skedet som bygglov sökts. Om det olyckligtvis
visar sig att en konstruktion inte håller för de regler som ska tillämpas vid
ombyggnation kan princip två val göras.
1. Antingen genomförs ombyggnationen och accepterar konsekvensen av att
konstruktionen måste förstärkas, alternativt kompletteras vilket kan innebära
enorma materialkostnader. Arbetet kan också medföra avbrottskostnader för vad
byggnaden är avsedd för, till exempel industriell verksamhet. De skillnader som
beräkningarna påvisar kan resultera att en investeringskostnad får ökade
kostnader, vissa fall flera gånger investeringskostnaden.
Däremot kan ombyggnaden bidra med stora inkomster och på så sätt väga upp för
de ökade materialkostnaderna.
2. Det andra alternativet som fordras är att helt enkelt avbryta ombyggnaden. vissa
fall kan beräkningarna påvisa att konstruktionen är riskzonen utan att en
ombyggnad utförs. teorin är den ansvarige för byggnaden INTE tvungen till att
31
åtgärda problemet om inte en ombyggnation eller tillbyggnation utförs, eftersom de
gamla normerna fortfarande då gäller. Så länge konstruktionen inte utgör någon
fara för människor krävs inga åtgärder. Däremot om det utgör fara kan
byggnadsverket bli tvingat att tas ur bruk enligt 33§ kapitel 11 plan- och
bygglagen.
“Byggnadsnämnden får förbjuda den som äger eller har nyttjanderätt till ett
byggnadsverk att använda hela eller delar av byggnadsverket, om
byggnadsverket har brister som kan äventyra säkerheten för dem som
uppehåller sig eller närheten av byggnadsverket,”.
de fall riskerna inte är så pass omfattande att osäkerhet uppstår kan boverkets råd
om snöröjning följas. Däremot finns det årliga kostnader genom denna metod samt
att risken kan finns för takras, och värsta fall kräva människors liv och medföra
stora ekonomiska förluster.
De strategiska aspekterna som bör gör as utifrån hållfasthet och kostnader är de två
fallen ovan. De båda fallen bör tas på stort allvar och bör analyseras utifrån både
investeringskostnader och framför allt hållfasthet och säkerhet. Det handlar om att
antingen ”bita det sura äpplet” och komplettera en konstruktion eller inte, men
samtidigt riskera förbud mot nyttjanderätt, takras, årliga kostnader form av
snöröjning och utebliven vinst från expansion om det andra alternativet väljs.
teorin är skillnaderna idag inte så omfattande att vartenda hus dimensionerade
med äldre normer kommer att kollapsa, dock ska vetskapen finnas att ett flertal
byggnader med stora spännvidder har rasat de senaste åren. En bra idé kan vara att
se över sin konstruktion regelbundet som Boverket rekommenderar, om den
misstänks vara farozonen innan det är för sent.
32
Referenslista
Litteratur
Boverkets författningssamling BFS2010:28, EKS (2010). Boverket.
Boverkets författningssamling BFS2011:10, EKS (2011). Boverket.
Boverkets konstruktionsregler BKR, BFS1993:58 (1998). Boverket. Uppl.
ISBN: 91-7147-455-2.
Regelsamling för byggande, BBR (2012) Boverket s19-20.
Boverket informerar om: snölast på mark en jämförelse mellan verkligt utfall och
last vid verifiering (2011), Boverket.
Boverket informerar om: nya regler för snölast reviderad BKR(2006), Boverket.
Plan- och bygglagen 2010:900 (2011). svensk författningssamling (SFS),
Socialdepartementet.
Björn Engström (2007). Beräkning av betongkonstruktion. Chalmers tekniska
högskola. Uppl 2. ISSN: 1652-9162
Snö- och vindlast, BSV97 (1998). Boverket. uppl. 2.
ISBN: 91-7147-394-7.
Paul Johannesson Bengt Vretblad (2005) Byggformler och tabeller. Liber AB. 10.
uppl. ISBN: 978-91-47-05318-6
Paul Johannesson Bengt Vretblad (2005) Byggformler och tabeller. Liber AB. 11.
uppl. ISBN: 978-91-47-10022-4
Börje Carina Rehnström (2011) Byggkonstruktion enligt eurokoderna. Rehnströms
bokförlag. ISBN: 91-87446-32-4
Svenska betongföreningens handbok till Eurokod 2 (2012), Betongföreningen, utgåva
2.
Elektroniska källor
Boverket (2013). Regler om byggande [www] www.boverket.se/ Bygga-forvalta/ Regler-om-byggande/ Konstruktionsregler-EKSHämtat. 24/ 4-2013.
33
Boverket (2013). Regler om byggande [www] www.boverket.se/ Bygga-forvalta/ Regler-om-byggande/ Konstruktionsregler-EKS/ Hämtat. 2/ 3-2013
BE-Group (2013). HEA balk [www] http:/ / www.begroup.com/ sv/ BE-Groupsverige/ Produkter/ Stal_ror/ Sortiment/ Balk/ Balk_HEA/ Hämtat 4/ 6-13
34
Bilagor
35
Bilaga 1. Underrubriker för EUROKODER.
36
Bilaga 2. Tunghet för olika material.
37
Bilaga 3. Snölast på mark i Sveriges kommuner, EUROKODER.
38
39
40
Bilaga 4. Snölast på mark i Sveriges kommuner, BKR.
41
42
43
Fly UP