Månedsarkiv: august 2015

Model 4L i bips A113

Af chefkonsulent Tim Gudman-Høyer, Rambøll

Baggrund

Når betonelementproducenter projekterer elementer er det primært modellerne 3L og 4L, der anvendes. Den primære forskel på model 3L og 4L er, at det er elementproducenten der laver elementinddelingen i 4L. Uafhængig af modellerne vil det altid være rådgiveren, der er den bygværksprojekterende, jf. SBi 223.

Baggrunden og argumenterne for at vælge model 3L og 4L er mange og varierer hovedsagligt over temaerne; hvor projekteres elementerne billigst, hvem laver det billigste design, hvor er det mest tidseffektiv, hvem er bedst til at lave elementinddelingen, hvem kan bedst udnytte kendskabet til produktionen af elementerne, og hvem er tættest på montageentreprenørens montageproces.

Mulighederne for at optimere de enkelte elementer og tilpasse designet netop de produktionsforhold, der kendetegner den enkelte elementproducent tilgodeses ved valget af 3L og 4L.

Formålet med dette indlæg er ikke at se på baggrunden for valget af 4L, men i stedet påpege nogle af de udfordringer man møder ved dette valg. Selvom model 4L er godt beskrevet i A113, afleder den en del frustrationer i praksis.

Bygningsafsnit og elementer

At elementleverandøren skal stå for inddeling og projektering af elementerne ligger fast, men hvad det indebærer i praksis kan variere en del fra projekt til projekt.

I figur 1 er vist en illustration hentet fra bips A113, der viser, hvorledes et bygningsafsnit kan se ud. Det er i dette tilfælde givet som en vægkonstruktion, der strækker sig over flere etager (Rød markering).  Et bygningsafsnit kunne alternativt være en enkel etage (Grøn markering). I princippet kan et bygningsafsnit være blot et enkelt element. Sidstnævnte inddeling forudsætter dog model 3L, da det forudsætter at elementinddelingen er kendt. Valget af model 4L vil aflede, at elementinddelingen er ukendt for rådgiveren, når denne leverer grundlaget for projekteringen til elementproducenten.

illustration1

Figur 1, Illustration hentet fra bips A113.

 

Betragtes søjle-bjælkekonstruktioner, se figur 2, kunne et bygningsafsnit eksempelvis være søjlerne (grøn markering), og et andet bygningsafsnit kunne være bjælkerne, men der kunne også være et bygningsafsnit, der indeholdt såvel søjler som bjælker (rød markering).

Betragter man søjle-bjælke bygningsafsnittet, er det elementproducenten, der beregner, hvor meget last der kommer fra de enkelte bjælker på søjlerne, mens det er rådgiver, der skal oplyse lasten på søjlerne, hvis søjlerne er et selvstændigt bygningsafsnit. Afsnitsinddelingen vil således have indflydelse på elementproducentens projekteringsydelse.

illustration2

Figur 2, Illustration af bjælke-søjle konstruktion.

 

Hvad skal rådgiver levere ved en 4L

Uanset model skal rådgiveren levere et fuldt og entydigt projekteringsgrundlag og oplysninger om forholdene i grænsefladerne, ligesom rådgiveren skal klarlægge eventuelle krav til samlinger mellem elementerne.

Bips A113 stiller ikke krav til, hvorledes laster skal angives, ud over at de skal være angivet klart og entydigt. Det gælder således, at de laster der virker på et bygningsafsnit kan oplyses som de laster, der virker i grænsefladerne af bygningsafsnittet, fx hvis man betragter vægkonstruktionen i figur 1 i forhold til laster, vil der være laster fra etagerne, vindlast på facade, vindlast på langs af væggen osv. Rådgiveren skal oplyse relevante lasttilfælde, og de parametre der indgår heri, og hvorledes laster angriber bygningsafsnittet. Lige såvel skal rådgiveren oplyse, hvorledes og hvor reaktioner for lasterne optages. Denne fremgangsmåde gælder principielt uanset om det er model 3L eller 4L, der betragtes.

Det bemærkes, at laster skal angives i grænsefladen, hvorfor det ikke er elementproducentens opgave fx at beregne, hvor meget opland der er til væggen. Omvendt kan elementproducenten selv skulle beregne vindlasten på selve vægfladen, hvilket dog ofte vil være kompliceret, da denne er tæt knyttet til fx vindlasten parallel med væggen, som rådgiveren skal beregne.

Samspillet mellem simplificering og optimering

Når rådgiveren angiver belastningerne på søjler, kan han vælge at gruppere søjlerne i et bygningsafsnit eller flere bygningsafsnit. Fuld information om alle lasttilfælde for det enkelte søjleafsnit giver teoretisk den bedste mulighed for optimeringen af det enkelte søjleelement. I praksis kan dette dog medføre en stor mængde data, der kan opfattes som unødig viden. Data, der medfører at elementproducenten skal sortere i en stor mængde data for at udvælge de ofte få lasttilfælde, der er dimensionsgivende for søjlerne. Det skal til dette billede tilføjes, at såfremt rådgiveren udvælger de lasttilfælde elementproducenten skal dimensionere for, så bærer rådgiveren ansvaret for, at alle de kritiske lasttilfælde er medtaget.

Formatet for oplysninger og opdeling i bygningsafsnit er i dag ikke standardiseret. Dertil kommer, at data kan være alt fra håndberegninger til udtræk fra FEM programmer. Dette gør det naturligvis ikke let, at gennemskue hvor meget arbejde en projektering medfører.

Klassifikation efter påvirkning …..eller andet

For såvel 3L som 4L skal man skelne mellem hvorvidt elementerne er udsat en standardbelastning, der klassificeres som 3L-I og 4L-I, eller 3L-II og 4L-II der klassificerer andre typer belastninger. Klassifikationen giver en god indikation af, hvor kompliceret en projekteringsopgave elementleverandøren står overfor. Det er rådgiveren, der skal klassificere elementerne.

I forbindelse med en forestående revision af bips A113, kan man overveje om klassifikationen er klart nok formuleret. ”Søjler der alene er påvirket af en centrisk lodret belastning”, og dermed hører under 4L-I, optræder sjældent i praksis idet der som regel altid er imperfektioner og tolerancer. Det er muligt at tanken bag formuleringen er en anden, men det betyder i praksis at rådgive med rette kan klassificere en ”simpel søjle” som klasse 4L-II.

I forbindelse med en forestående revision af bips A113, kan man overveje om klassifikationen er klart nok formuleret. Fx kan det diskuteres, hvad der menes med ”Søjler der alene er påvirket af en centrisk lodret belastning”, svarende til 4L-I. Er det under hensyntagen til tolerancer og imperfektioner? Hvis ikke, så vil i praksis alle søjler skulle henføres til 4L-II, hvilket ikke er hensigtsmæssigt. Det kunne være, at der med fordel kunne indføres andre klassifikationer, som bedre afspejler kompleksiteten og omfanget af beregningerne. Uanset hvad er det håbet, at alle aktører vil byde ind med de problemer de møder, så en revision af bips A113 vil lede til klarere regler.

Ønsket om, og bestræbelserne på et godt og let samspil mellem rådgiver og elementproducenter er på mange måder bakket godt op af de klare linjer i bips A113. Hvorvidt en revision af A113 kan forbedre dette samspil yderligere, for f.eks. model 4L vil tiden vise, men der er ingen tvivl om, at alle parter hellere vil bruge tid på reel projektering og produktion frem for komplicerede og lange diskussioner om en ydelses indhold og omfang.