Sammanhållning och robusthet i elementbyggnader
Efter olyckor med fortskridande ras (Ronan Point 1968 m.fl.) dvs. ras där en lokal kollaps fortplantar sig genom hela eller större delar av byggnaden skärptes regelverket i och med införandet av regelverk för okända olyckslaster i eurokodsystemet 2011 (SS-EN 1991-1-7).
Ronan Point 1968
I elementbyggnader behövs det därför kopplingar mellan ingående element och antal och dimension på dessa kopplingar beror av typ av byggnad, antal våningar etc som ger konsekvensklass vilket i sin tur styr val av beräkningsstrategi.
Reglerna kring robusthet framgår dels i EKS (anpassning för svenska förhållanden) men mer detaljerade regler finns i SS-EN 1991-1-7, (Olyckslast) primärt bilaga A, och dels i SS-EN 1992-1-1 (Betong). För att få en komplett bild behöver samtliga regelverk studeras.
Samtliga dessa regelverk ska följas och det värsta fallet av dessa ska användas vid dimensionering om inte EKS anger något annat, och detta gäller även samverkanskonstruktioner med bärande delar av betong. Betong-stål, eller Betong-trä.
Det finns flera sätt att säkerställa att byggnaden är robust.
• Horisontella och vertikala dragband
• Överbryggning av skadade områden
• Dimensionera vissa delar som väsentlig bärverksdel (key-element)
Horisontella och vertikal dragband är normalt sett huvudalternativet vid normala spännvidder och våningshöjder. Vid byggnation med få bärande delar och stora spännvidder t.ex. arenor, sporthallar, industribyggnader etc. så kan andra lösningar krävas och diskuteras lämpligen med en leverantör av betongelement.
Illustration av förband för sammanhållning enligt SS-EN 1992-1-1 (kap. 9.10.2)
Dimensionering av bärverksdelar för kända olyckslaster (explosion, påkörning etc.) ska alltid utföras om sådana existerar.
Byggnaders robusthet - Handbok
Under 2020 publicerades en handbok som går djupare in på ämnet robusthet. I arbetet med att ta fram denna handbok har Svensk Betongs tekniska utskott inom Prefab varit delaktiga. Handboken har skrivits av professor Sven Thelandersson verksam vid Lunds universitet.
Handboken beskriver bakgrunden till de krav på robusthet som ställs, samt strategier och metoder för att möta dessa krav. Fokus är på typer av byggsystem som används mest frekvent i Sverige idag. Metodiken illustreras med ett antal praktiska exempel för olika typer av byggnader. Framställningen är baserad på den senaste versionen av Boverkets föreskrifter och allmänna råd om tillämpning av europeiska konstruktionsstandarder, EKS11 (2019).
Handboken kan köpas hos Svensk Byggtjänst och rekommenderas som komplement till aktuella regelverk.
Aktuella regelverk (okt 2020)
EKS 11, SS-EN 1992-1-1, SS-EN 1991-1-7
Exempel på dragbandslösningar
Generellt
Dragband/kopplingar mellan bärverksdelar ska utformas så att de ger ett segt beteende. För exempelvis armering bör stål med gränstöjning på minst 7,5% väljas (allmänt råd 15§ EKS)
Nedanstående exempel utgår från beteckningar enligt ovan som även kan hittas i ovan nämnda handbok.
Horosontella dragband
Horisontella dragband anordnas längs fasader samt i två riktningar i inre balk och pelarlinjer.
Dragbanden och deras anslutning mot pelare eller balk ska dimensioneras för följande krafter:
1. Dragband längs kant: Tp=0,3*(gk+y2*qk)*a*L (dock högst 300 kN) (EKS 11 17§)
2. Dragband inre förband: Ti =0,6*(gk+y2*qk)*a*L (dock högst 600 kN) (EKS 11 17§)
3. För inre förband vinkelrätt upplagslinjer: qi =0,6*(gk+y2*qk)*a*L (dock högst 80kN/m) (EKS 11 17§)
y2 = faktor för kvasipermanent värde (EKS 11 Avd. B kap 0, 10§)
gk = permanent last
qk = variabel last
a = avstånd mellan dragband
L = avstånd mellan pelare (anm. vid bärande väggar kan L sättas till 3,6 m enligt EKS 11)
Detta är en reduktion jämfört med värdena angivna i SS-EN 1991-1-7 och eftersom EKS gäller före Eurokoden så är det dessa värden som gäller.
Vertikala dragband
Vertikala dragband i lastbärande väggar av betong bör kunna uppta en dragkraft motsvarande lasten av permanenta och variabla laster enligt lastkombination 6.16 på aktuell våning.
Dragbanden bör fördelas jämnt per meter vägg.
Vertikalt dragband: Vp=0,5*(gk+y2*qk)*a*L (där L är bjälklagets spännvidd)
Dragband enligt ovan behöver inte förankras till tak eller till platsgjutna grundkonstruktioner.
För att undvika komplicerade dragbandslösningar kan även alternativet med att dimensionera väggarna som väsentlig bärverksdel användas.
Dokumentation
Efter det att en byggnad i Ystad maj 2012 delvis kollapsat och brister i dokumentation och samordning uppdagats efter utredning av Statens haverikommission skärpte Boverket kraven på dimensioneringskontroll och konstruktionsdokumentation i och med EKS 10.
Raset i Ystad 2012
Hur byggnadens robusthet löses är en väsentlig del som alltid ska beskrivas i konstruktionsdokumentationen och speciellt viktigt när många entreprenörer samarbetar i ett projekt. Där är risken större för missförstånd och ”glapp” mellan parterna.
I konsekvensutredningen till EKS 10 skrev Boverket följande:
Reglerna har även kompletterats och förtydligats vad gäller ändring av befintliga byggnader, dimensioneringskontroll, utförandekontroll och dokumentation. Bland annat ställs det krav på en övergripande beskrivning av byggnadsverkets bärförmåga i ett särskilt dokument (konstruktionsdokumentation). Syftet med detta dokument är att byggnadsägaren i brukandefasen ska ha kännedom om förutsättningarna för byggnadsverkets bärförmåga, stadga och beständighet.