Olyckslaster för loftgångspelare enligt EKS 11 och Eurokod

• Main Author: Ljungkvist, Petter
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik 2020
• Subjects: Brand; Påkörning; Olyckslast; Arbetsgång; Building Technologies; Husbyggnad
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-173081

Bakgrunden till arbetet är att EKS 11 och Eurokod ger möjlighet till egen tolkning vid dimensionering av olyckslaster. Dimensioneringen varierar därmed med den aktuella konstruktörens tolkning. Detta kan medföra en överdimensionering som är ekonomiskt och miljömässigt onödig.   Syftet med arbetet var att utreda byggnadsdelars dimensioneringsprocess för brand och påkörning enligt EKS11 och Eurokod. Målet var att skapa arbetsgångar för dimensionering av en loftgångspelare utifrån brand eller påkörning. Som underlag för dimensioneringsgången användes ett projekt som Sweco tidigare hade arbetet med. Projektet bestod av dimensionering av pelare till loftgångar. Loftgångarna hör till ett bostadshus med tre våningar och stöds av utvändiga pelare.   Branddimensionering gjordes för en oskyddad stålpelare, limträpelare och brandskyddsmålad stålpelare. Utifrån byggnadens förutsättningar kunde den brandtekniska klassen bestämmas till R60 för samtliga pelare. Brandlasten för loftgångspelaren utifrån egentyngder och variabla laster var 68 kN och det antogs att pelaren utsattes för en 4-sidig brand. Utnyttjandegraden för en oskyddad stålpelare med en VKR-profil 120x120x6,3 och hållfastheten S355 var 90 %. Den utvändiga brandkurvan användes vid dimensionering.   Den brandskyddsmålade pelaren med en VKR-profil 80x80x6,3 och hållfastheten S355 krävde 2250 g/m2 av brandskyddsfärg för att klara av brandlasten.   Utnyttjandegraden för en oskyddad limträpelare, i furu, med profilen 215x270 och hållfastheten GL30c var 77 %. Efter 60 minuters brand hade tvärsnittet för limträet minskat från 215x270 till 98x178.   Loftgångspelaren var placerade 2,5 meter från ytterkanten på en cykel/gångbanan, vilket medförde att dimensionering mot påkörning erfordras. Den statiska påkörningskraften för loftgångspelaren var 82 kN. Kraftens storlek baserades på att cykel/gångbanan kräver underhåll, vilket medför att fordon kommer vid upprepade tillfällen bruka vägen. Loftgångspelaren dimensionerades för en horisontal kraft på 82 kN och en vertikal kraft på 53 kN. För stålpelaren med en VKR-profil 120x120x6,3 och hållfastheten S355 var utnyttjandegraden vid böjknäckning 90 %. Utnyttjandegraden vid böjknäckning var 86 % för en limträpelare med tvärsnittet 215x270 mm och hållfastheten GL30c.   Utifrån beräkningarna av brand och påkörning för loftgångspelare upprättades fyra arbetsgångar som redovisas i flödesscheman. Två för brand vid användning av stål eller limträ. Två för påkörning vid användning av stål eller limträ. === The background for the work is that the EKS 11 and Eurocode each are open for interpretation when sizing accidental loads. Therefore, sizing varies according to each constructor’s interpretation. This may result in oversizing which leads to increased economic costs and climate impact.   The purpose of this investigation was to examine the uncertainties of EKS 11 and Eurocode regarding fire and collision. The goal was to create a workflow for designing exterior corridors columns for fire or collision. An earlier project from Sweco Structures were used as the basis for the workflow and design. The project designed columns of glulam or steel for exterior corridors belonging to a residential building with three floors.   The fire design was performed for an unprotected steel column, a fire painted steel column and a glulam column. The fire resistance class was determined to be R60 for all exterior columns based on the building conditions. The fire load for the column was 68 kN based on the self-weight and imposed load. It was assumed that the column was exposed to a 4-sided fire. The utilization rate for the unprotected steel column with a VKR profile 120x120x6,3 mm and the strength S355 was 90%. The external fire curve was used for the design.   The fire painted column with a VKR profile 80x80x6,3 mm and the strength S355 required 2250 g/m2 of fireproof paint to sustain the fire load.   The utilization rate for an unprotected glulam column with a profile of 215x270 mm and the strength GL30c after 60 minutes of fire exposure was 77 %. The remaining area after the fire was 98x178 mm.   The column for the exterior corridor was situated 2,5 meters from the outer rim of a bike and a walkway which means that a collision force needs to be considered. The static collision force was 82 kN. The size of the force is based on the fact that a walkway needs maintenance which means that vehicles will repeatedly use the road. The column was designed for a horizontal force of 82 kN and a vertical force of 53 kN. The steel column with a VKR profile 120x120x6,3 mm and the strength S355 had a utilization rate of 90 % with regards to flexural buckling. The utilization rate for the glulam column with a profile 215x270 mm and the strength GL30c regarding flexural strength was 86 %.   Four workflows were created based on the fire and collision calculations and is reported in flow charts. Two for fire design when using steel or glulam. Two for collision when using steel or glulam.