Spenncons utviklingsarbeid gir resultater!

Imidlertid er både bakrunnen for denne gamle tillatelsen - og selve dokumentet - forsvunnet, så det var et behov for å finne opp dette en gang til, foruten at det var ønskelig å utvide bruksområdet ut over det som var tillatt den gangen. Denne gamle tillatelsen var i sin tid gitt av et utvalg i Norsk Betongforening som het Det permanente betongutvalg (PBU), som ble nedlagt i 1992. Det meste av bøylearmeringen i DT og SDT elementer er altså minimumsarmering i henhold til NS 3473, punkt 18.3.6. Videre står det følgende i punkt 18.3.7: Krav til minimum bøylearmering kan fravikes for ribbeplater utført med ribber i én eller to retninger, monolittisk forbundet med topplaten. Følgende vilkår skal være oppfylt: - ribbene skal ha en bredde på minst 60 mm og høyde høyst 3 ganger minste bredde; - fri avstand mellom ribber skal være høyst 500 mm; - topplatens tykkelse skal være minst 50 mm og skal ha armering minst som den forlangte minimumsarmering for plater. For ribbeplater som ikke oppfyller disse vilkår, gjelder reglene for bjelker. De DT og SDT elementer som produseres ved Spenncons bedrifter er alle føroppspent, og har følgende geometri: - Topplatens tykkelse er 50 mm eller mer. - Ribbenes minste bredde er 60 mm eller mer. - Ribbenes høyde er fra 150 mm til 950 mm, gjerne i 100 mm intervall. - Senteravstanden mellom ribbene er 1200 mm. Den fri avstanden mellom ribbene blir da fra ca. 950 til ca. 1100 mm, avhengig av elementhøyden. Dette skyldes at det er skrå sidekanter på ribbene i formen. I tillegg er det en voute i overgangen mellom ribber og topplate. - Ribbene er monolittisk forbundet med topplaten. - topplatens bredde er 2390 mm. Elementene er armert med Ø12 mm spenntau 270K som hovedarmering, normalt med en oppspenning på 120 kN av hvert spenntau. Det er uoverensstemmelsen mellom standardens begrensninger på tverrsnittet og tverrsnittet til vanlige DT og SDT elementer som fører til at kravet til minimum bøylearmering slår så sterkt igjennom for standard ribbeplater. Opp gjennom årene har det vært gjort mange forsøk på å forenkle denne armeringen, spesielt har det vært forsøkt mange varianter av knekkede nett. Imidlertid er det ikke til å komme utenom at det vil være en vesentlig produksjonsteknisk forenkling om bruken av bøyler i ribbene kunne begrenses. Dette vil redusere kostnadene og dermed øke disse elementtypenes konkurransekraft. En kost-nytte analyse for et eventuelt utviklingsprosjekt avslørte at det var et betydelig potensiale for besparelser dersom denne armeringen kunne sløyfes eller reduseres. I en del andre lands forskrifter tillates det å produsere standard prefabrikkerte betongelementer uten bøyler, for eksempel Finland, Nederland, Danmark og Sverige. Likeledes er det i ENV 1992-1-3 (EC 2, del 3) åpnet for å sløyfe bøyler under visse betingelser. Hvordan dette blir i den nye EC 2, som for tiden er under revisjon, er ikke kjent. På bakgrunn av alt dette ønsket Spenncon å se noe nærmere på muligheten fremskaffe nødvendig dokumentasjon for å kunne sløyfe eller redusere en del av bøylearmeringen i ribbeplater. I 1999 ble arbeidet startet i form av en hovedoppgave ved NTNU; DT betongelementer med forenklet bøylearmering, utført av Jørgen Wik. Faglærer for Jørgen Wik var Erik Thorenfeldt, mens Leidulv Vinje var veileder. Prosjektet bestod i prøving av seks T elementer (halve DT elementer) på 9,8 meter i laboratoriet til Institutt for konstruksjonsteknikk ved NTNU, samt prøving av to hele DT elementer på henholdsvis 15 og 20 meter ved Spenncons fabrikk i Verdal. Antall prøver gjorde at omfanget av registrerte date ble svært omfattende, noe som førte til at det ble behov for enn relativt krevende bearbeiding av resultatene før det kunne trekkes noen konklusjoner. Jørgen Wik gjennomførte en omhyggelig gjennomregning av alle resultatene, og sammenholdt dette med tilsvarende undersøkelser fra andre kilder. Et litt overraskende resultat var at tapene i spennkraft ofte var større enn beregnet. Dette var litt urovekkende, fordi spennkraften har stor innflytelse på skjærkapasiteten. Måten rissene utviklet seg på er ofte avgjørende for forståelsen av hva som skjer, og dette har JørgenVik diskutert grundig i sin hovedoppgave. Jørgen Wik er nå ansatt i Spenncon AS Bergen. Våren 2000 foretok SINTEF en grundig gjennomgåelse av hovedoppgaven, og konkluderte med at forsøkene var godt dokumentert og presentert, og at det var flere interessante beregninger i rapporten. SINTEF videreførte behandlingen av resultatene, både i form av diskusjon av det som var observert, samt ytterligere beregninger med utgangspunkt i målte resultater. Det ble også gjennomført en sensitivitetsanalyse av de aktuelle parametere som påvirker skjærkapasiteten. I hovedtrekk var konklusjonen at det var enklest å dokumentere at en del bøyler kan sløyfes i lange slanke elementer, mens det ikke var så enkelt for korte elementer med høy lastintensitet. NS 3473 overvurderer skjærkapasiteten av relativt høye elementer uten bøyler. Med utgangspunkt i den foreliggende dokumentasjon gjennomførte Spenncon i løpet av 2001 omfattende beregninger av en mengde kombinasjoner av elementtyper, spennvidder, laster og armeringsmengder. Det ble i beregningene lagt inn den begrensningen at opptredende skjærkraft ikke skulle være mer enn 70% av skjærkapasiteten i henhold til NS 3473 i de områder hvor bøylearmeringen skulle sløyfes eller reduseres. Virkningen av å innføre en tilleggsbestemmelse om at skjærarmeringen bare kunne sløyfes i de områder av elementet hvor momentkapasiteten var avgjørende for bæreevnen ble også undersøkt. Imidlertid førte dette til en så sterk begrensning av mulighetene for forenkling av armeringen, at denne tilleggsbestemmelsen ble senere forlatt. På grunnlag av disse beregningene var det enkelt å lage retningslinjer for sammenhengen mellom maksimum last, spennvidde, armeringsmengde og minimum avstand fra opplegg som måtte skjærarmeres for hver enkelt elementtype. Som en siste kontroll ble det også utarbeidet anbefalinger for hvorledes elementene burde stroppes under transport. Til syvende og sist endte det hele med at man valgte å legge inn en enkel sik-sak armering midt i stegene i de områder som teoretisk ikke hadde behov for skjærarmering. Motiveringen for denne armeringen var primært brannteknisk: En må anta at det er en risiko for redusert brannsikkerhet i elementer uten bøyler. Der det ikke er krav til brannklassifisering vill det likevel være mulig å tenke seg at en brann kan oppstå. Man følte derfor i Spenncon at vi ville ikke risikere at et element kollapset under en slik tilfeldig brann fordi det ikke var noen skjærarmering. De praktiske retningslinjene for hvor og når dette kan anvendes er nå implementert i Spenncons fabrikker, og utførelsen er standardisert i Spenncons interne produktkatalog. Vi venter at markedet skal reagere positivt, og at anvendelsen av betongelementer som DT-elementer og hulldekker i etasjeskillere vil øke ytterligere. Ikke minst vil anvendelsen av betongelementer ha store kostnadsbesparende konsekvenser for driftingen av byggene dersom man utnytter betongens termiske treghet. Energiforbruket - og dermed også kostnadene - ved oppførelsen av et bygg er i størrelsesorden 10-20 % av det totale, mens driftsfasen er 70-90% og riving er 5-10%. Det er i grunnen forunderlig at det ikke er mer fokus på dette aspektet, men det har vel antageligvis mest å gjøre med at de som bygger husene ikke skal betale for driften av dem! Av Sven Alexander, Spenncon.