Dimensjonering og standardisering av strekkpåkjente søyleføtter

Abstract

Det er i denne oppgaven sett på dimensjonering av søyleføtter påkjent av en kombinasjon av skjær-, strekk- og momentbelastning. Denne situasjonen er særlig aktuell for innfestningen av søyler som inngår i vindavstivningssystem med stålfagverk. Denne type knutepunkter er svært arbeidskrevende å dimensjonere fordi de involverer et stort antall basiskomponenter og dimensjonering både i betong og stål. Det er derfor søkt å lage en standardisert metode for dimensjonering av denne type knutepunkter i denne oppgaven.

Det er gjort et litteratursøk i et stort antall kilder. En teoridel er sammenfattet på bakgrunn av disse, og er ment å danne et grunnlag for dimensjoneringen av denne type knutepunkter. Foruten dimensjoneringsgrunnlaget, er det utført en diskusjonsdel med den hensikt å lande på en løsning som kan brukes som standardløsning. Et intervju på byggeplass er gjennomført med dette i sikte.

På bakgrunn av diskusjonen er det valgt å benytte en søylefot bestående av ei fotplate med overstore hull sveist til søyla, fire innstøpte forankringsbolter med endeforankring, plateskiver sveist til fotplata for skjæroverføring og justeringsmuttere for høydejustering som standardløsning. Det er så utviklet et dimensjoneringsskjema i Mathcad hvor man ved hjelp av relativt få inndata kan finne nødvendig minimumsgeometri og tilhørende kapasiteter av løsningene for forskjellige søyletverrsnitt. Dersom det ønskes en annen geometri enn minimumsgeometrien, kan dette ordnes relativt enkelt. Ønskes økte kapasiteter kan man øke forankringslengden, fotplatetykkelsen og/eller avstand mellom forankringsboltene.

Som hjelp til dimensjoneringsprosessen er det lagd et sett med dimensjoneringstabeller. I disse er minimumsgeometrien til løsningene for de forskjellige søyletverrsnitt oppsummert med tilhørende kapasiteter. Tabellene gjelder for et utvalg søyletverrsnitt og boltestørrelser. For hver boltestørrelse er kapasitetene for et visst intervall av strekkrefter gitt. Disse tabellene er ment som hjelp til å finne en utgangsverdi for dimensjonering i Mathcad-dokumentet. Dette er nyttig fordi dimensjoneringen i Mathcad-dokumentet delvis er en “prøve og feile”-prosess.

Til slutt er det utviklet en komponent i BIM-programmet Tekla av den standardiserte søylefoten. Dette kompletterer på mange måter standardiseringen, og gjør den anvendbar i dagens ingeniørhverdag. Inndata i denne komponenten kan hentes ut fra Mathcad-dokumentet eller dimensjoneringstabellene.

Til sammen utgjør dimensjoneringsskjemaet, tabellene og Tekla-komponenten en praktisk og anvendelig metode for å dimensjonere søyleføtter med strekkbelastning.