Bæresystemets oppgave er å overføre de lastene som opptrer i en konstruksjon til fundamentene hvor de opptas av underliggende fjell eller løsmasser, og å sørge for at konstruksjonen blir stående. Faktorer som virker inn på avgjørelsen av hvilket bæresystem man skal velge og hvilke materialer som skal brukes, er:
- Funksjonskrav - Estetiske hensyn - Grunnforhold - Økonomi 2.7.2 Dekker
Dekker deles gjerne inn i plater og skiver. En plate er et dekke som tar opp krefter normalt på elementenes plan, mens en skive er et dekke med krefter i elementets plan. Dekker som virker som skiver er mye stivere enn dekker som virker som plater. [20]
Figur 2.16: Lastvirkning på plater og skiver [20]
2.7.3 Bjelker
Det mest vanlige konstruksjonselementet i både tre-, stål- og betongkonstruksjoner er bjelken.
En bjelke er en endimensjonal konstruksjonskomponent som primært bærer ytre tverrlaster ved bøyning. Tverrsnittsformen avhenger av materialet. Eksempler på typer bjelker er I-bjelker av stål, prefabrikerte spennbetongI-bjelker, limtreI-bjelker eller samvirkeI-bjelker i betong eller stål. Indre snittkrefter i bjelker er moment (M) og skjærkraft (V). I en fritt opplagt bjelke med spennvidde (L) og jevnt fordelt last (q) opptrer det største momentet i midtsnittet med verdien [30]
[47]
2.7.4 Søyler
Søyler påkjennes som regel av en kombinasjon av bøyemoment og aksialkraft.
For betong kan tillatte kombinasjoner av ytre aksialkrefter og moment finnes av et M-N diagram. Selv om det kun er sentrisk aksialtrykk og ingen moment, er det krav om at det skal regnes med en minsteeksentrisitet, e0. Minsteeksentrisiteten er gitt som
e0=max (h/30 , 20mm), hvor h er tverrsnittshøyden.
Denne eksentrisiteten tilsvarer et moment M = N*e0 , hvor N er aksialkraften. [15]
Søyler av stål skal også beregnes for en minsteeksentrisitet i tillegg til aksiallasten.
For stål gjelder:
e0=0,0015*L L = Lengden på staven.
Dette vil si at en stav/søyle med L=3000mm og en aksiallast på 300kN vil få et eksentrisitetsmoment på 1.35kNm. Vi ser her at eksentrisitetsmomentet ikke blir en avgjørende faktor med mindre ståltverrsnitt ved beregninger nærmer seg 100% utnyttelse.
2.7.5 Fundamenter og grunnforhold
Fundamentet skal føre alle kreftene fra konstruksjonen ned i byggegrunnen. Bæreevne, jordtrykk mot vegger, setninger og telehiv er de viktigste byggtekniske problemene knyttet til fundamentering. Det er grunnforholdene og konstruksjonens bæresystem som bestemmer fundamenteringsmåten. Grunnundersøkelser og geoteknisk rapport angir grunnens bæreevne i kN/m2 og om det er mulig å bygge i dette området. Utformingen av fundamentene avhenger av lastsituasjonen. Hvis det kun er vertikal last gjøres fundamentet symmetrisk. Hvis det er horisontale laster i tillegg slik at fundamentet blir usymmetrisk belastet, må fundamentet utformes slik at kontakttrykket fra jorden blir tilnærmet jevnt fordelt over fundamentflaten.
Vegger blir fundamentert på banketter langs hele veggens lengde, som er større enn veggens bredde. Under hver søyle plasseres enkeltfundamenter. [30]
2.7.6 Taksystemer Et tak skal:
- Holde tett mot nedbør som regn og smeltevann - Ha gode avrennings- og nedbørsforhold
- Bære snølaster, vindlaster og egenlaster - Isolere mot varmetap
- Utføres slik at det bidrar minst mulig til brannspredning
Hovedsakelig bestemmes takformen ut i fra arkitektoniske ønsker og byggets planløsning, men byggemetode og type bærekonstruksjon er også avgjørende. [48]
Noen av de vanligste takstoltypene er: W-takstol, WW- takstol og valmtakstol.
Figur 2.17 Noen av de vanligste takstolene. Grovt regnet maksimal spennvidde i parentes [49]
Det brukes vanligvis en standard avstand på c/c 600 mm mellom takstolene, ettersom denne avstanden er tilpasset øvrige komponenter og materialer som brukes i takkonstruksjonen.
Takstoler er utelukkende beregnet for å ta opp vertikale krefter som virker i takstolens plan, dermed må krefter som virker på tvers av takstolen, som vindlaster, tas opp av andre
supplerende deler av takkonstruksjonen. [49]
2.7.7 Opplegg av hulldekker på bjelker
Figur 2.18: Opplegg på bjelker [50]
Opplegg av hulldekker på LB og DLB-bjelker bør utføres som vist på figur 2.10 med standard hyllebredde 150 mm og minimum 150 mm hyllehøyde. Oppleggslengder for HD 200 – HD 420 er vanligvis 110 mm og 40 mm fuge. [19, 51]
Ved opplegg på HSQ-bjelker bør hulldekkene ha en oppleggslengde på minimum 80mm for HD200-HD340 og 100mm for HD380-HD500. I tillegg må det være en fuge på minimum 30mm mellom hulldekket og bjelken for HD200-HD340, og 40mm fuge for større hulldekker.
Hulldekker med bør være minimum 15mm høyere enn overflensen på bjelken ved bruk av HD200-340 og 20mm høyere ved HD380-500. [52]
2.7.8 Opplegg av hulldekke på bærende vegg
Figur 2.19: Opplegg på konsoll på endevegg [50]
Målene for opplegg på betongelementer (kapittel 2.7.7) kan benyttes hvis den plasstøpte veggen armeres på samme måte og plasseres med samme nøyaktighet som betongelementer.
[51]
2.7.9 Påstøp og avretting
Det blir vanligvis påført 7-10 mm lagtykkelser med selvutjevnende sparkelmasse for å avrette hulldekkene. Det er normalt å avgrense lagtykkelsen til 10-15 mm, da det er kostbart å
utjevne større tykkelser enn dette.
Armert påstøp brukes kun der skivekreftene er spesielt store, da dette er mer kostbart enn selvutjevnende sparkelmasse. Armert påstøp er særlig aktuelt i bygg med store bevegelige punktlaster som trucker, tunge jekketraller etc. [50]
2.7.10 Avstivning Generelt
Bygningskonstruksjoner må avstives slik at horisontalkrefter tas opp og føres ned i
fundamentene. Horisontalkrefter kan være for eksempel vindlast eller skjevstillingslast. Den vanligste metoden for å avstive bygg i flere etasjer er skivesystem. [50]
Skivesystem
Et dekke eller en veggkonstruksjon som er påført krefter i sitt eget plan kalles en skive.
Dekker og vegger er stivere når de virker som skiver enn når de påføres laster vinkelrett på flaten og virker som plater. Skivene settes sammen av enkeltelementer, men forbindes slik at de fungerer som monolittiske skiver. De horisontale skivene er forankret til vertikale skiver og sjakter. [20]
Horisontale skiver
I et skivebygg blir vindlastene overført fra ytterveggene, inn i dekkekonstruksjonene og til de avstivende konstruksjoner. Hulldekker er mest vanlige å bruke som dekkeskiver i dag. Fugene i dekket blir armert slik at man kun trenger tynnpuss på toppen. På grunn av begrenset plass til armering i fugene, begrenses ofte den maksimale kapasiteten til hulldekkene. Siden hulldekker kun har armering i lengderetningen, og ikke på tvers, har de begrenset evne til å føre inn krefter fra vindsug på gavlvegger til sidekant av hulldekkene. [20]
Figur 2.20: Forankring av hulldekker på DLB og LB bjelker [20]
Vertikale skiver
Vertikale skiver vil normalt ha aksiallast og større påkjenninger enn horisontale skiver. De må derfor behandles som søyler. Skivene har stor stivhet i kraftretningen og liten stivhet i
tverretningen, i motsetning til søyler. De vertikale skivene vil praktisk talt alltid regnes som om de er innspent i fundamentene, med mindre det er skiver som fjernes i de nederste etasjene. Hvis dette er tilfelle må innspenningskreftene føres andre veier. Vertikale skivers statiske system er komplisert nok ved at de virker som gjensidige, elastiske støtter, slik at skiver som er fast innspent i fundamentet med jevnt voksende aksiallast er de eneste som kan regnes for hånd.
Det er ønskelig å konstruere skivene med så liten slankhet at 2. ordens effekter
(horisontalkomponenter av vertikallaster fra de søylene som ikke er med i avstivingen) kan neglisjeres. [20]
Vindkryss
Vindkryss kan deles opp i: [53]
• X-vindkryss (strekk)
• V-vindkryss (strekk og trykk)
• EK-vindkryss (skjær og moment
X-kryss er det mest brukte alternativet. Her tas de horisontale kreftene opp som strekk i diagonalene, som vist i figur 2.21. Kryssene utføres somregel i stålprofiler som sveises på byggeplass eller i prefabrikerte strekkstagsystemer. Vindkryss kan brukes til avstivning av både vind og seismiske krefter
Figur 2.21: Prinsipp av X-vindkryss [53]
2.7.11 Støttemur
Ved tilbakefylling mot kjellervegg eller støttemurer kan jordtrykket bli av betydelig størrelse.
Dette er ofte årsak til oppsprekking av kjellervegger. [54]
Støttemurer påkjennes av lasttyper som:
- Egenlast
- Nyttelast på terrengoverflaten
- Jordtrykk: egenlast av jordmassen. Komprimering av tilbakefyllingen gir også jordtrykk mot støttemuren eller kjellerveggen.
- Vanntrykk. Dette bør unngås ved å bruke drenerende masser i tilbakefyllingen eller langsgående drenering ved støttemurens fot.
- Teletrykk
Støttemurer skal følge krav i TEK10 og annet lovverk. [55]
Jordtrykk kan beregnes etter NS-EN 1997-1.
Det må gjøres en vurdering av veggens bevegelse i forhold til jorda når man beregner
jordtrykk. Hvis konstruksjonen unnviker fra jorda vil den få et aktivt jordtrykk, mens hvis den presses inn jorda vil den få et passivt jordtrykk. Dette har stor betydning for valg av
jordtrykkskoeffisient. [56]