3 PLANLØSNING
3.3 Klassifisering for vår boligblokk
3.3.1 Tiltaksklasse etter brann- og pålitelighetsklasser
Bygget i oppgaven er i brannklasse 1 (BKL1) etter tabell 2.7 og pålitelighetsklassen er satt til RC2 ettersom at konsekvensklassen er CC2. Dimensjoneringsarbeidet for konstruksjonen blir dermed tiltaksklasse 2 etter tabell 2.2.
Dette gir fra tabell 2.3 krav om bachelorgrad og seks års arbeidserfaring for å kunne være prosjekterende ansvarlig.
3.3.2 Risikoklasser
Etter tabell 2.4 gjelder følgende: Personer i byggverk kjenner rømningsveier, og kan bringe seg selv i sikkerhet, byggverk er beregnet for overnatting og forutsatt bruk av byggverk medfører liten brannfare. Dermed blir risikoklassen i kategori 4. Risikoklasse 4 fremgår også i tabell 2.5.
3.3.3 Lydklasser
For lydkrav i byggkonstruksjonen gjelder alle verdier i tabell 2.9 (krav til lyd i lydklasse C).
4 SNØLAST
Snølast beregnes etter NS-EN 1991-1-3:2003+NA:2008 (Eurokode 1: Laster på
konstruksjoner - Del 1-3: Allmenne laster - Snølaster). Det er mange faktorer som virker inn på mengden snø som samles på ett tak, som f.eks. byggestedets klima, høyde over havet, topografi, byggets form, takets tekkingsmateriale og varmegjennomgang. Grunnet store klimaregionale variasjoner, varierer snømengden sterkt både over tid og fra kommune til kommune. [30, 62]
4.1 Metode
Karakteristisk snølast på mark (sk) regnes ut etter formelen:
sk = sk0 + nΔsk der:
• sk0 = grunnverdien for karakteristisk snølast
• Hg = kommunens høydegrense
• n = (H – Hg)/100, avrundes oppover til nærmeste heltall
• Δsk = snølasttillegg per 100m
deretter kan snølasten på tak beregnes etter formelen:
s = μCeCtsk
der:
• s = snølast på tak per m² horisontalprojeksjon
• μ = formfaktoren
• Ce = eksponeringsfaktoren
• Ct = termisk faktor
• sk = karakteristisk snølast på mark på byggestedet
Takets formfaktor (μ) kan øke eller redusere snølast på tak etter takets geometri:
Formfaktor Takvinkel
0° < α < 30° 30° < α < 60° α ≥ 60°
μ1 0,8 0,8(60°- α)/30° 0
μ2 0,8+0,8α/30° 1,6 -
Tabell 4.1: Formfaktor (μ) for saltak, pulttak og sagtak (Tabell 5.2 fra NS-EN 1991-1-3) [62]
I standarden er det figurer for formfaktorer avhengig av takgeometri. Eks:
Figur 4.1: Snøfordeling på saltak (Figur 5.3 fra NS-EN 1991-1-3)[62]
I tabell NA.4.1(901) i det nasjonale tillegget finner man sk0, Hg, Δsk og Sk,maks for alle kommuner, samt Svalbard. Standarden inneholder også lokale virkninger som snølast på takutstikk og snøfanger.
4.2 Resultat
Takvinkel (saltak) = 14°
Takvinkel (flatt tak) = 0°
sk0 = 3,0 kN/m2 (Ålesund) Hg = 0 m
Ce = 1,0 (Normal topografi) Ct = 1,0
sk = 3,0 + 0 = 3,0
s = 0,8 * 1,0 * 1,0 * 3,0 = 2,4
EUROCODEexpress Håndberegninger Takvinkel: Snølast på tak (s): Snølast på tak (s):
0° 2,4 kN/m2 2,4 kN/m2
14° 2,4 kN/m2 2,4 kN/m2
Tabell 4.2: Snølast [Vedlegg: B1 og B2]
4.3 Diskusjon
Den karakteristiske snølasten, sk i Ålesund er 3,0 kN/m2. Siden vi ikke har fastsatt noe sted setter vi H lik 0m, slik at n = 0. Både alternativet med flatt tak og saltak er under 30°, og vil derfor få en formfaktor μ = 0,8. Eksponeringsfaktoren Ce settes til 1,0 for normal topografi, fra tabell NA.5.1, da bygget ikke blir særlig høyere enn omliggende topografi. [62] Vi har isolert tak med varmegjennomstrømning mindre enn 1,0W/(m2K), da settes den termiske faktoren Ct lik 1,0.
Håndberegningene stemmer overens med resultatene fra beregningsprogrammet EUROCODEexpress.
4.4 Konklusjon
Snølasten på taket ender på 2,4 kN/m2.
5 VINDLAST
Vindlast beregnes etter NS-EN 1991-1-4:2005+NA:2009 (Eurokode 1: Laster på
konstruksjoner - Del 1-4: Allmenne laster - Vindlaster). Vindlast er av spesielt variabel natur og er avhengig av faktorer som årstid, beliggenhet, topografi, terrengruhet, omkringliggende bygg-verk og til selve byggverkets geometri og stivhet. [63]
Vindlast på vegg vil gi trykk på lo siden og sug på le siden, samt varierende sug på veggene parallelt med vindretningen, med størst intensitet på den fremre delen. Vinden vil i tillegg skape under- eller overtrykk inne i bygget. Vindlasten som virker på vegg, må overføres til dekkene og videre ned til fundamentet via skiver eller vindkryss. På tak regner man
vindlasten vertikalt, og det vil føre til trykk eller sug avhengig av takvinkel. Dersom vindlasten skaper trykk vil den virke sammen med snølast og egenvekt, og må tas med i beregning av tak og bjelker. Dersom vindlasten skaper sug, kan man få løft i taket og forankring av takkonstruksjon og vipping i bjelker beregnes.
5.1 Metode
Grunnet korreksjonsfaktorene til basisvindhastigheten, vil vb = vb,o for lavere strøk i landet.
Der referansevindhastighet (vb,o) finnes i tabell NA.4(901.1) i det nasjonale tillegget.
Stedsvindhastigheten vm(z) beregnes av følgende formel:
vm(z) = cr(z) ∙ c0(z) ∙ vb
I - Innsjøer eller flatt og horisontalt område med lite vegetasjon og uten hindringer
0,17 0,01 1
II - Område med lav vegetasjon, som gress og spredte hindringer (trær, bygninger) med avstand minst 20 ganger deres høyde
0,19 0,05 2
III - Område med vegetasjon eller bygninger eller med spredte hindringer med avstand minst 20 ganger deres høyde (landbyer, forstadsterreng, permanent skog)
0,22 0,3 5
IV - Område der minst 15% av overflaten er dekket av bygninger, og deres gjennomsnittlige høyde overskrider 15m
0,24 1 10
Tabell 5.1: kr, z0 og zmin (Tabell 4.1 og utregninger med formel 4.5 fra NS-EN 1991-1-4) [64]
Vindkasthastigheten beregnes av formelen:
Vp = vm(z) ∙ �𝟏𝟏+𝟕𝟕 ∙ 𝐈𝐈𝐈𝐈(𝐳𝐳) Der:
• Iv(z) = k1/(c0(z) ∙ ln(z/z0)) for z ≥ zmin
• Iv(z) med z = z0 for z < zmin
• k1 er turbulensfaktoren som finnes i det nasjonale tillegget, anbefalt verdi er 1,0.
Hastighetstrykket (qp) beregnes deretter av:
qp= 0,625 ∙ vp2 Vindlast på vegg regnes etter formlene:
• we = cpe∙ qp
• wi = cpi∙ qp (ved åpninger på lo side) der:
• we er utvendig vindlast
• wi er innvendig vindlast
• cpe er formfaktoren for utvendig vindlast mot veggen.
• cpi er formfaktoren for innvendig vindlast mot veggen
(cp faktorene regnes med fortegn. Negativt fortegn angir at vindbelastningen gir under-trykk) Utvendig formfaktor (cpe) beregnes etter reglene:
• For et belastet areal A ≤ 1 m2 gjelder cpe,1
• For et belastet areal A ≥ 10 m2 gjelder cpe,10
• For 1 < A < 10 m2 kan formfaktoren beregnes av:
cpe = cpe,1 + (cpe,10 - cpe,1)log10 ∙ A
Hastighetstrykket øker med referansehøyden z, som resulterer i soneinndeling av høye vegger. Dette er beskrevet i kapittel 7.2.2 i NS-EN 1991-1-4. Dersom man tar utgangspunkt i høyden på bygget vil beregningen bli på den sikre siden.
Formfaktorene variere avhengig av geometrien på bygget, standarden inneholder figurer med tilhørende tabeller for å finne de aktuelle formfaktorene. Figur 5.1 og tabell 5.2 er et eksempel på disse.
Figur 5.1: Vindlastens fordeling rundt et bygg størrelsen e er den minste av b og 2h. [63]
Her forekommer felt C kun dersom d > e. For beregninger av vindretning vinkelrett i forhold til den som er vist på figuren, må parameterne b og d bytte plass.
Sone A B C D E
h/d Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1 Cpe,10 Cpe,1
5
-1,2 -1,4 -0,8 -1,1 -0,5
0,8
1
-0,7
1 0,8 -0,5
≤ 0,25 0,7 -0,3
Tabell 5.2: Formfaktor for vertikale vegger i rektangulære bygninger (Tabell 7.1 fra NS-EN 1991-1-4) [64]
Mellomliggende verdier av forholdet h/d kan interpoleres lineært.
Vindlast på tak beregnes på samme måte, med liknende tabeller og figurer for formfaktorer.
Så lenge man ikke har bratt tak vil det kun være sug krefter på taket. Ved lange bygninger kan det også bli friksjonskrefter langs vegger og tak, som må beregnes etter likning 5.7 i NS-EN 1991-1-4. Man må ta spesielt hensyn til vindlast på frittstående tak og vegger.