Dimensioneringsprinciper, säkerhet, funktion och laster Flashcards
Vad menas med säkerhet i konstruktionstekniska sammanhang och hur skiljer det sig från funktionalitet?
Säkerhet i konstruktionstekniska sammanhang handlar om att säkerställa att en konstruktion är byggd och används på ett sätt som minimera riskerna för skador på människor, egendom och miljön.
Funktionalitet handlar om att säkerställa att en konstruktion eller byggnad uppfyller sina avsedda användningsområden och krav.
Beskriv de olika krav som ställs på bärande konstruktioner.
En konstruktion ska vara projekterat och utfört på ett sådant sätt att den påverkan som byggnadsverket sannolikt utsätts för när det byggs eller används inte leder till:
* att byggnadsverket helt eller delvis rasar
* oacceptabla större deformationer
* skada på andra delar av byggnadsverket, dess installationer eller fast utrustning
* skada som inte står i proportion till den händelse som orsakat skadan
Säkerhetsmarginalen 𝑍 definieras som 𝑍 = 𝑅 − 𝑆. Vad betecknar 𝑅 respektive 𝑆? Vad kallas
det gränstillstånd vid vilket säkerhetsmarginalen är noll?
Bärförmågan = R
Lasteffekten = S
R - S > 0, Säker
R - S < 0 Osäker
R = S = 0 Brottregionen
Vid dimensionering av konstruktionselement pratas det om säkerhetsklasser. Vilka säkerhetsklasser finns det och vad är det som avgör vilken säkerhetsklass ett konstruktionselement
tillhör?
Säkerhetsklass 1,2,3. Dessa rangordnas efter konsekvenser av brott. Liten risk av allvarliga personskador, någon risk av allvarliga personskador, stor risk av allvarliga personskador.
Vad innebär partialkoefficientmetoden?
Används för att ta hänsyn till osäkerheter vid dimensionering. Varje variabel får sin egen säkerhetsfaktor. Metoden ingår i byggnormerna. Sd<Rd.
Vad är syftet med byggnormer eller konstruktionsstandarder som t ex Eurocode?
Syftet med byggnormer är att konstruktioner ska uppfylla en viss standard gällande blanda annat utformning, bärförmåga och brandbeständighet. Dvs. man är ute efter en standardisering.
Laster delas upp dels med hänsyn till variation i rummet, dels med hänsyn till variation i
tiden. Vilka laster finns det i respektive kategori?
Permanenta laster G:
* Egentyngd
* Jordlast och jordtryck
* Vattentryck
Variabla laster Q:
* Nyttig last
* Snölast
* Vindlast
* Trafiklast
* Temperaturlast
Olycks laster A:
* Explosion skada
* Brandskada
Förklara skillnaden mellan bunden och fri last.
Bunden last har en entydigt bestämd fördelning över konstruktionen. Fri last kan ha en godtycklig fördelning över konstruktionen.
Vad är en huvudlast?
En last räknas som huvudlast och övriga laster som verkar på konstruktionen räknas med samverkande värde. Man måste undersöka lasterna för att vara säker på vilket som är värst (värsta tänkbara scenario).
Vad är lastkombination?
En konstruktion påverkas vanligen av flera laster samtidigt. När det gäller permanenta laster kan man räkna med att de alltid finns där, men när man kombinerar olika laster med varandra måste man ta hänsyn till att flera variabla laster normalt inte uppträder med sina maximivärden samtidigt.
Vid användning av lastkombinationer brukar man använda olika lastkombinationsfaktorer ψ.
Vad innebär det när vi multiplicerar en last med en kombinationsfaktor och vad är skillnaden
på de tre olika ψ som vi använder?
Ψ används för att beskriva de karakteristiska lasterna Qk. Ψ0 visar ett kombinationsvärde (beror på typen av last och dess variation i tiden, samt på lastens statiska variabilitet). Ψ1 visar ett frekvent värde (används för verifiering i bruksgränstillståndet och för lastkombinationer som innefattar olyckslaster). Ψ2 visar ett kvasi-permanent värde (långtidseffekter).
Varför skiljer man på gynnsam och ogynnsam last? Varför sätts en gynnsam variabel last
med noll?
Ogynnsam- värsta lastfallet, gynnsam- bästa/minst påverkade lastfallet.
En gynnsam last är en variabel last som inte finns och en ogynnsam last är en last som finns (värsta fallet). En gynnsam last sker så sällan att sannolikheten att det skulle ske är 0. Alltså sätts gynnsam last till 0.
Utgångsparametrarna vid dimensionering, både vad avser laster och materialparametrar, är
karakteristiska värden. Vad betyder det att man använder karakteristiska respektive
dimensionerande värden?
Karakteristiska värden är värden på hållfastheten hos ett material.
Dimensionerande värden fungerar som säkerhetsvärden för att ligga på den säkra sidan vid dimensionering av konstruktion.
Vid dimensionering mot permanent skada använder man sig av en karakteristisk lastkombination multiplicerade med en säkerhetsfaktor. Man använder sig av dimensionerade värden för att konstruktionen ska vara mer robust.
Varför är det viktigt att ta hänsyn till olika slag av måttavviskelser? Hur tas det hänsyn till
dessa vid dimensionering?
Tvärsnittsmått, längder, höjder och läget av armering i en armerad betongkonstruktion är i regel behäftade med osäkerhet. Mått eller form i den verkliga konstruktionen avviker på ett mer eller mindre slumpmässigt sätt. Detta kan påverka den verkliga konstruktionen och måste tas i beaktning vid dimensionering. Vi räknar på det.
Vilka orsaker till brott finns det?
- Ogynnsamma kombination av inverkande faktorer
- Stor last på svag konstruktion (“otur”, statistiskt problem)
- Oförutsedd händelse
- (bygg skadetåligt)
- Grova fel
- Fel dimensionering, felaktigt utförande (utbildning, kontroll, organisation)
Hur ser vi idag till att byggnaderna är säkra?
“Den moderna dimensioneringsprocessen”
* Osäkerheter och risker har blivit något som kvantifieras med statistiska metoder
* Krav ställs på önskvärd säkerhetsmateriel
- Man accepterar en viss marginal
* Kodifierad i byggnormer (Eurokod)
Om man ser till alla risker som finns i livet, vart ligger död pga brott i konstruktion i den tabellen ungefär?
Långt (längst) ner!
Vilka krav har vi på konstruktioner?
Säkerhetskrav ställs genom lagar. Det är säkerhet mot brott som ser till att skydda människors liv och hälsa och kostnader för skador.
(* god funktion (brukarkrav)
* Beständighet) - krav som ställs av byggherre och inte lagar
Hur har säkerhet genom dimensionering förändrats under vår livstid?
Tidigare byggde man så pass säkert att det var uppenbart att byggnaden skulle hålla. Sedan provade vi oss fram och nu beräknar vi oss fram.
Vad menas med gränstillstånd?
“Tillstånd då konstruktionen är på gränsen till att inte uppfylla de krav den är dimensionerad för”.
1. Lagkrav: brottgränstillstånd ⮕säkerhetskrav mot brott
2. Brukarkrav: brukgränstillstånd ⮕god funktion
* Matematisk beskrivning av gränstillstånd ⮕ Lasteffekt S = Bärförmåga R (står precis på gränsen till att falla)
* S och R är stokastiska variabler (behäftade med osäkerheter)
Sammanfatta dimensioneringsprocessen.
Lastmodell
Geometriskmodell
Materialmodell
Beräkningsmodell S⮕Lasteffekt
Beräkningsmodell R ⮕Bärförmåga
Verifikation R>S ⮕ det är ett krav
Vad är last och vad är lasteffekt?
Last:
* Egentyngd
* Snö
* Vind
* Möbler
Lasteffekt
* Moment
* Normalkraft
* Tvärkraft
Laster varierar under en period, varför är det inte intressant att kolla variationen under ett år?
För att vi behöver årsmaximum eftersom en byggnad ska vara kvar i fler år. oftast kollar man årsmaximum under 50 år
Vad menas med permanent last?
Egentyngd, den varierar inte så mycket så man vill ha ett annat värde som är 50% fraktilen. G_k
