6. Genomförandet
8.2 Key-element .1 Typfall 1
Metoden key-element för typfall 1 och dess förutsättningar gav 4 stycken grundskruvar HPM 16 till pelarskor vilket resultera till en utnyttjandegrad på 38,0%. Reaktionskraften som låg på 150 kN övervanns av den totala mothållande kraften 394,5 kN från grundskruvarna samt friktionskraften.
Vid kopplingen mellan vägg och pelare valdes grundskruvar PPM 45 till väggskorna som hade en utnyttjandegrad på 84,2%. Grundskruvarna placerades i ett centrumavstånd på 9,4 m vilket gav en total mothållande kraft på 60,6 kN/m som klarade av reaktionskraften på 51 kN/m.
8.2.2 Typfall 2
Metoden key-element för typfall 2 och dess förutsättningar gav grundskruven HPM 30 med en utnyttjandegrad på 92,8%, vid kopplingen mellan vägg-vägg. Grundskruvarna placerades på ett centrumavstånd 3,5 m vilket gav en mothållande kraft på 54,9 kN/m som övervinner reaktionskraften på 51 kN/m.
8.2.3 Typfall 3
Metoden key-element för typfall 3 och dess förutsättningar gav 4 stycken grundskruvar HPM 16 för mittpelare där pelarskor ska placeras till en utnyttjandegrad på 38,0%. Grundskruven och friktionen ger en mothållande kraft på 394,5 kN som övervinner reaktionskraften på 150 kN.
Vid kantpelare placeras det 4 stycken grundskruvar HPM 16 för pelarskor med en utnyttjandegrad på 57,8%. Den mothållande kraften som övervinner reaktionskraften på 150 kN beräknades till 259,5 kN.
Vid kopplingen mellan vägg och pelare valdes grundskruven PPM 45 till väggskorna som hade en utnyttjandegrad på 84,7%. Väggskorna placeras i ett centrumavstånd på 9,5 m vilket tillsammans med friktionskraften ger en total mothållande kraft på 60,2 kN/m som övervinner reaktionskraften på 51 kN/m.
52
8.2.4 Analys key-element
Kopplingarna dimensioneras efter en olyckslast ,Ad, som kommer från olyckshändelsen i London där en gasexplosion ledde till fortskridning ras. På så sätt uppnås robusthet vid dimensionering med metoden key-element då elementen förbereds för gasexplosion samt andra olyckslaster.
Vad som är viktigt att överväga vid dimensionering med key-element är själva planeringen av geometrin då det kan uppstå problem på grund av att key-element kräver överdimensionering.
Dimensionering med key-element kan leda till tjockare väggar och pelare som kan leda till störningar i planlösningen. Key-element går heller inte att förlita sig på helt och hållet även om det överdimensioneras och klarar av de flesta olyckslasterna. Om hela stommen dimensioneras med key-element och det kommer en större och oförutsedd olyckslast blir risken för fortskridnings ras alldeles för stor.
Fördelen med key-element är dess förmåga att motstå de flesta olyckslasterna. Kopplingarna i elementen dimensioneras efter olyckslasten som kommer från olyckan i Ronan Point vilket ger god robusthet. Key-element används i situationer där det är svårt att analysera vilka olyckor som kan förekomma och där det inte går att använda andra metoder.
Nackdelen är kostnaderna som kommer från dimensioneringen av olyckslasten, Ad som medför att starkare och dyrare kopplingar används, armeringsmängder samt element tjocklek ökas. Vid tjockare element tjocklek kommer det att störa planlösningen, till exempel om en vägg dimensioneras som key-element kan det ge en alldeles för stor tjocklek till skillnad från de andra väggarna vilket ger en konstig geometri. Ännu en nackdel är att ifall det kommer en olyckslast som är större än Ad kommer det resultera till stora konsekvenser då key-element inte är förberedd på en last som överstiger Ad.
53
8.3 Alternativ lastväg 8.3.1 Typfall 1
Vid typfall 1 är det inte praktiskt att använda metoden alternativ lastväg på grund av det stora momentet som måste tas upp. Det mothållande momentet är alldeles för liten på grund av den korta hävarmen, z, därför undviks det att dimensionera med avseende på alternativ lastväg vid detta typfall.
8.3.2 Typfall 2
För typfall 2 skedde en analys av bortfall för del av vägg. En nominell längd på 2,25H antogs slås ut från väggen där sedan reaktionskrafter uppstod. För att kunna ta upp dessa krafter som uppstår av utslagning av vägg krävs det en erforderlig armering på 313,6 mm2. På grund av omfördelningen av kraftlinjerna kommer armeringen att placeras i underkant för att ta upp dragkrafterna som uppstår i det området. Med den erforderliga armeringen kommer balans att uppnås vid bortslagning av vägg och konstruktionen kommer att behålla sin stabilitet.
8.3.3 Typfall 3
För typfall 3 skedde en analys av bortfall för mittpelaren. Det ledde till omfördelning av laster där en erforderlig armering på 414,3 mm2 krävdes för att kunna uppnå balans. Armeringen placeras i underkant för att ta upp dragkrafterna så att elementen behåller sin stabilitet vid borttagning av mittpelaren.
8.3.4 Analys alternativ lastväg
Alternativ lastväg ger en bättre robusthet till byggnaden än de andra metoderna på grund av att den är förberedd på vilka olyckslaster som kan dyka upp. Till exempel om en pelare överdimensioneras med key-element metoden och det dyker upp en olyckslast som lyckas slå bort pelaren så kommer byggnaden att tappa dess robusthet. Detta innebär att risken för fortskridnings ras ökar. Vid dimensionering med alternativ lastväg så är bortfallet av pelaren redan analyserad i förväg, detta innebär att vid eventuell olyckslast kommer lasterna att fördelas och tas upp av omkringliggande element. Skadorna på byggnaden kommer att reduceras maximalt och byggnaden behåller sin robusthet.
Vid dimensionering med alternativ lastväg är det viktigt att tänka på hur stor roll ett element har.
Om en pelare bär en större del av konstruktionen är det ologiskt samt opraktiskt att tillämpa analys av bortfall på pelaren.
54 Fördelen med metoden alternativ lastväg är att den oftast ger bättre robusthet än de andra metoderna på grund av att det går att förutse vissa olyckor. Alternativ lastväg är en smart metod som är kostnadseffektiv och ger en stabilitet. Elementen dimensioneras med avseende på vilka olyckor som kan dyka upp till skillnad från key-element där det överdimensioneras för att klara av de flesta olycksfallen.
Nackdelen med alternativ lastväg är att den inte alltid är tillgänglig att tillämpa, i vissa fall är det inte lämpligt att använda metoden då till exempel en pelare bär en area på 100 m2 eller 15% av bjälklagsarean.
55
9. Slutsatser
Med hjälp av all teori och beräkning under arbetets gång har det lett till att målen har uppfyllts och frågeställningarna har besvarats. Målet var att framställa minst en excel mall som automatiserar generella beräkningar för en dimensioneringsmetod men det slutade med att tre av tre excel mallar framställdes. Dessa generella mallar automatiserar beräkningar för metoderna sammanhållning, key-element och alternativ lastväg vilket var en viktig faktor för slutsatserna. Under arbetets gång då teori samlades in för att komma fram till ett resultat var det lite otydligt budskap angående vissa metoder. Eurokoderna gav inga tydliga instruktioner om hur metoderna skall tillämpas och när de ska tillämpas vilket ledde till att flera egna tolkningar var tvungna att göras.
9.1 Robusthet
För att uppnå god robusthet krävs det att kraven som finns i eurokoderna följs. Vid byggnation av en husbyggnad i konsekvensklass CC2b skall minst en av de tre metoderna sammanhållning, key-element eller alternativ lastväg tillämpas. Alla tre metoder ger en slags robusthet beroende vart de används. Dimensionering med sammanhållning ger byggnaden robusthet där vid lokalt brott kommer de vertikala dragbanden i vägg och pelare bära upp bjälklaget så fortskridande ras förhindras. Vid en situation där varken sammanhållning eller alternativ lastväg kan användas är den mest optimala metoden key-element där elementen överdimensioneras med avseende på en olyckslast, Ad. Alternativ lastväg är den smartaste metoden där olycksfall analyseras i förväg och förbereder konstruktionen för bortfall av element. Konstruktionen uppnår en god robusthet på grund av att byggnaden behåller sin stabilitet trots bortfall av ett element där en olycka redan innan det sker har kunnat förutses.