Besparelser via accelerations beregninger

Accelerations beregninger – hvorfor?

I byggeindustrien dimensioneres der traditionelt for vibrationer via egenfrekvenskrav på eksempelvis 8 Hz. Det er ærgeligt, da der i langt de fleste tilfælde kan bygges mere økonomiske og bæredygtige konstruktioner, hvis der istedet anvendes accelerations beregninger og -krav. Nedenstående tabel viser en sammenligning af konstruktioner dimensioneret via egenfrekvenskrav og accelerationskrav.

Eksempel: Design af kompositbjælker

Der dimensioneres bærende kompositbjælker bestående af stål og beton med spænd på 10 m til et kontorbyggeri, hvor vibrationerne fra gående personer er dimensionerende. Huldæk ligger af på kompositbjælkerne og der antages en samlet last på 10 kN/m^2. Der antages desuden, at konstruktionen bestående af 4 kompositbjælker med tilhørende huldæk opfører sig som et pladefelt.

Vibrationsdesign håndteres traditionelt via et egenfrekvenskrav på 8 Hz, men kan for kontorer håndteres (mere retvisende) via et accelerationskrav på 0.2 % af tyngdeaccelerationen, jævnfør det Danske Nationale Anneks til Eurocoden: EN 1990 DK NA.

Ståldelen af kompositbjælken designes som et I-profil. For simplificering er det kun profilhøjden, der justeres. Bredde, flangetykkelse og kroptykkelse sættes til hhv. 100%, 10% og 5 % af profilhøjden.

Design via egenfrekvenskrav:
Tilstrækkelig profilhøjde: 625 mm
Egenfrekvens: 8,2 Hz
Acceleration: 0.02 % af tyngdeacceleration
Kg stål per bjælke: 7513 kg

Design via accelerationskrav:
Tilstrækkelig profilhøjde: 400 mm
Egenfrekvens: 3,6 Hz
Acceleration: 0.17 % af tyngdeacceleration
Kg stål per bjælke: 3077 kg

Antages en pris for konstruktionsstålet på 6 kr./kg giver accelerations beregningern en besparelse på 26.618 kr. per bjælke. Det bør nævnes, at det i visse tilfælde ikke længere er vibrationer, der er dimensionerende, når accelerations beregninger anvendes. Besparelsen vil i disse tilfælde blive mindre.

Besparelse ved at anvende accelerations beregninger og -krav.
Besparelse ved at anvende accelerationskrav fremfor egenfrekvenskrav.

Accelerationsberegninger – hvornår?

  • Altid ved lettere konstruktioner (fx stål- eller trækonstruktioner)
  • Ved tungere konstruktioner, når svingninger / egenfrekvenser, er dimensionerende (fx mange betonkonstruktioner med spænd større end 6-8 m)

Hvordan kan accelerationerne beregnes?

Accelerations beregninger kan foretages i et Excelark:

Accelerations beregninger kan foretages via en statisk baseret model, som i EN 1991-1-1 eller via en dynamisk baseret model, som er beskrevet på forsiden.

Den dynamiske model anbefales af flere forskellige årsager, som blandt andet er beskrevet her:

https://www.linkedin.com/pulse/faldgrupper-ved-det-nationale-anneks-jonas-syders-knudsen/

Skriv et svar