7.1 F
UNDAMENTETS GEOMETRIFundament dimensionerade enligt balkmodellen kräver alltid större pålavstånd i ena riktningen för att det ska vara möjligt att räkna det som en balk. Detta leder till att balkmodellen tar upp en större yta och kräver längre längsgående armeringsstänger än fackverksmodellen. Fördelen med att dimensionera ett fundament som en balk är att höjden kan göras lägre. En annan fördel utifrån resultatet är att betongvolymen blir mindre. Detta beror på att en ökad höjd ger större volym än en ökad längd på fundamentet.
Höjden för ett fundament dimensionerat med fackverksmodellen har större benägenhet att påverkas vid val av betongklass jämfört med ett fundament dimensionerat med balkmodellen.
Detta beror på att lägre hållfasthet för betongen kräver större bredd på trycksträvorna som i sin tur kräver ett högre fundament.
7.2 D
IMENSIONERING AV ARMERINGBalkmodellen kräver mer längsgående armering än fackverksmodellen. Anledningen till detta är att balkmodellen dimensionerande moment ger upphov till större dragkrafter jämfört med de dragkrafter som beaktas vid fackverksmodellen. En fördel med balkmodellen är att armeringen oftast kan placeras i ett lager. Detta eftersom den effektiva bredden som armeringen placeras i är över hela fundamentet jämfört med fackverksmodellen där armeringen endast kan placeras i de dragna zonerna. Vid dimensionering enligt fackverksmodellen är det därför vanligt att
armeringen behöver placeras i fler än ett lager.
Ett problem med fackverksmodellen är hur längsgående armeringen ska placeras. Armeringens tyngdpunkt ska ligga på halva nodzonens höjd. När fundamentet är armerat i två vinkelräta riktningar går det inte att placera både riktningarna på samma höjd. Den ena riktningen blir förskjuten med en armeringsdiameter, se figur 7.1. Detta har resulterat i att trycksträvans kraft ändras med ≈ 3 % och trycksträvans bredd med ≈ 7 %. Därför är det viktigt att kontrollera spänningarna i båda riktningarna.
Figur 7.1 Fackverksmodell, Placering av armering i respektive riktning
54
7.3 T
VÄRKRAFTER I BALKMODELLENVid beräkning med balkmodellen tas hänsyn till tvärkrafter. Ifall tvärkraftsarmering vill undvikas eller minskas bör fundamentets höjd sättas till den största höjden som är en tredje del av det största pålavståndet. Högre betongklass ger ökad tvärkraftskapacitet vilket också kan leda till att tvärkraftsarmering undviks. Ökad fundamentsbredd ger också bättre tvärkraftskapacitet, men då måste pålavstånden anpassas så fundamentet fortfarande kan betraktas som en balk.
7.4 S
PRICKARMERINGSprickbredderna i fundament dimensionerade enligt balkmodellen är mindre än för fundament dimensionerade enligt fackverksmodellen. Detta beror på två anledningar, det första är att armeringen för fackverksmodellen ligger på en angiven höjd från pålen till skillnad från balkmodellen där armeringen placeras direkt på pålarna. Skillnaden mellan avstånden leder till att sprickorna blir större vid dimensionering med fackverksmodellen. Den andra anledningen är att balkmodellen kräver mer huvudarmering än fackverksmodellen. Större mängd armering i fundamentet leder till mindre sprickvidd och sprickavstånd.
Utifrån resultatet kan fackverksmodellen ge stora mängder minimiarmering med hänsyn till sprickor. Detta beror på k-värdet i Ekvation 5.64 som sätts till 1,0 vid ren dragkraft. För balkmodellen sätts samma värde till 0,4 vilket leder till mindre minimiarmering.
7.4.1VAL AV SPRICKARMERING
Sprickarmeringen kan antingen läggas som ett eget lager på det minsta tillåtna avståndet från fundamentets underkant eller genom att öka mängden längsgående armering för att uppfylla sprickbreddskravet. Fördelen med att öka längsgående armeringen är att stålspänningen blir lägre och detta resulterar i kortare förankringslängder. För balkmodellen kan en ökning av längsgående armeringen även höja tvärkraftskapaciteten.
Fördelen med sprickarmering i underkant är att det inte krävs lika stora mängder för att uppfylla kravet för sprickbredd. För balkmodellen visar Diagram 7.1 och 7.2 på nästa sida skillnaden mellan att öka mängden längsgående armering eller att använda sig av sprickarmering i underkant för att minska sprickbredden. Kurvorna i Diagram 7.2 har en aning skarpare lutning jämfört med kurvorna i Diagram 7.1. Diagram 7.3 och 7.4 för fackverksmodellen visar däremot en stor skillnad mellan dragarmerings och sprickarmeringens påverkan på sprickbredder. Efter ungefär 5 järn längsgående armering blir kurvans lutning nästan horisontell. Detta tyder på att dragarmeringens effekt på sprickbredden minskar med ökat antal järn.
55 Diagram 7.1 Balkmodell. Visar hur en ökning av längsgående armeringen påverkar
sprickbredden för respektive armeringsstång
Diagram 7.2 Balkmodell. Visar hur en ökning av sprickarmeringen påverkar sprickbredden för respektive armeringsstång
∅20
∅25
∅32
Sprickarmeringsarea/𝑚𝑚2
∅20
∅25
∅32
Dragarmeringsarea/𝑚𝑚2
Sprickbredd/mm Sprickbredd/mm
56 Diagram 7.3 Fackverksmodell. Visar hur en ökning av dragarmeringen påverkar sprickbredden
för respektive armeringsstång
Diagram 7.4 Fackverksmodell. Visar hur en ökning av dragarmeringen påverkar sprickbredden för respektive armeringsstång
∅20
∅25
∅32
Antal järn dragarmering
∅20
∅25
∅32
Sprickarmeringsarea/𝑚𝑚2 Sprickbredd/mm
Sprickbredd/mm
57
7.5 F
ÖRANKRINGSLÄNGDFörankringslängden skiljer sig något mellan de båda modellerna där balkmodellen ger kortare förankringslängder. Detta beror på att centrumavstånden mellan järnen är mindre för
balkmodellen än för fackverksmodellen. En annan faktor som påverkar förankringen är stålspänningen som har orsakat en stor variation i resultatet för fackverksmodellen.
Utifrån fallstudien kan också utläsas att en större armeringsdiameter ger en ökad
förankringslängd, samt att en ökad betongklass leder till en minskad förankringslängd. Detta beror på att ökad armeringsdiameter leder till en ökad area som måste förankras medan en ökad betongklass ökar betongens vidhäftningsförmåga.
7.6 P
ÅVERKAN AV FELSLAGNINGAnalysen av hur respektive modell påverkas av att pålarna slås fel tyder på att balkmodellen är den beräkningsmodell som är mest känslig för felslagning. När en påle slåss fel med ett större avstånd än vad toleransen för felslagning är, kommer detta att påverka förhållandet mellan pålavstånden i respektive riktning. Det finns risk att fundamentet inte längre kan betraktas som en balk. Därför är det ansenligt att använda en större tolerans än 100 mm för balkmodellen.
Resultatet visar också att felslagning kan leda till att fundamentet blir överarmerat. Detta beror på ett stort värde på relativa momentet (Se Bilagor för balkmodellen) som kan bli ännu större vid felslagning.
Fackverksmodellen kan påverkas av felslagning i den utsträckning att vinkeln på trycksträvan inte längre kan sättas till 45° eller större utan att fundamentet blir för högt.
58