Sammenligning av materialer og metoder for dekker i råbygg

Abstract

AF Gruppen har etterspurt en generell innføring i ’bestepraksis’ for valg av materialer og metoder i råbyggsfasen av et prosjekt, samlet i et kompendium. Ved hjelp av kompendiet ønsker AF Gruppen å ha bedre forutsetninger for å ta rette valg i tidlig fase for å skape et godt samspill fra start og forhindre feilvalg som forplanter seg videre i prosjekter.

Rapporten omhandler å sammenligne ulike materialer og metoder for dekkeløsninger i råbygg. Gruppen har utført kapasitetskontroll av kritisk søyle og bjelke ut ifra eksisterende prosjektering for boligblokk A på Kværnerhøyden, som grunnlag til videre dimensjonering av dekker. Bachelorgruppen har dimensjonert for de prefabrikkerte løsningene massivtredekke, spennarmert betongdekke og forspent hulldekke samt de plasstøpte løsningene slakkarmert betongdekke og plattendekker. Metodene og materialene vil sammenlignes opp mot påvirkningsfaktorene byggekostnad, byggetid, byggbarhet, HMS, levetid og miljø. Fordeler og ulemper med foreslåtte løsninger diskuteres for hvert materiale for å skape et kompendium til underlag ved senere fagkurs hos AF Gruppen. Gruppen har gjennom perioden knyttet beregninger spesifikt opp mot prosjektet på Kværnerhøyden, men også vært mer generelle for å tilfredsstille at AF Gruppen kan benytte kompendiet flere steder i Norge. Det er viktig å merke seg at et hvert prosjekt har prosjektspesifikke omstendigheter som vil påvirke betydningen av de nevnte påvirkningsfaktorene.

Spennarmerte betongdekker, forspente hulldekker, slakkarmerte betongdekker og plattendekker ville tilfredsstilt krav til prosjekterte dekker for boligblokken på Kværnerhøyden. Hver betongtype tilfredsstiller krav til lyd, brann, vibrasjon og tekniske føringer ut ifra tilgjengelig plass av etasjeskiller fra BIM-modell. Massivtredekker vil ikke tilfredsstille alle de byggtekniske kravene ved største prosjekterte spennvidde (C-C) 7860 mm. Trekonstruksjoner krever mer tilpasninger og ekstra materiale, men er til gjengjeld mer miljøvennlig. Spennarmerte betongdekker gir mulighet for slanke dekker med store spenn. Forspente hulldekker kan gi mindre fundamentutfordringer på grunn av 40 % lavere vekt enn et massivt betongdekke. Plattendekker gir stor tilpasningsdyktighet ved at det består av et prefabrikkert dekke med behov for påstøp på byggeplass. Prefabrikkerte elementer vil ha kortere byggetid på byggeplass enn plasstøpte, men krever tilleggskonstruksjon på grunn av at tekniske installasjoner ikke kan legges i rådekket. Ved kompliserte prosjekter med mye detaljprosjektering og usikkerhet, kan plasstøpte betongdekker være et bedre alternativ. Det er lagt mest vekt på beregninger med tanke på at bacheloroppgaven er utarbeidet fra institutt for konstruksjonsteknikk. Oppgaven skal generalisere byggeprosjekter, men alle prosjekter er ulike. Dette medfører at resultatene er knyttet til noe usikkerhet og må settes i prosjektavhengig kontekst.

AF Group has requested a general introduction to best practices for selecting materials and methods in the raw construction phase of a project, compiled in a compendium. With the help of the compendium, AF Group aims to have better prerequisites for making the right choices in the early stages to create a good interaction from the start and prevent wrong choices that propagate further in projects.

The report aims to compare different materials and methods for floor slab solutions in raw construction. The group has performed capacity control of the critical column and beam based on existing design for residential block A at Kværnerhøyden, as a basis for further dimensioning of the floor slabs. The bachelor group has dimensioned for the prefabricated solutions cross-laminated timber (CLT) flooring, pre-tensioned concrete flooring, and prestressed hollow-core flooring, as well as the cast-in-place solutions reinforced concrete flooring and partially precast concrete floor system. The methods and materials will be compared against the influencing factors of construction cost, construction time, buildability, HSE (health, safety and environment), lifespan, and environment. The advantages and disadvantages with proposed solutions are discussed for each material to create a compendium as a basis for later professional courses at AF Group. The group has, throughout the period, linked calculations specifically to the project at Kværnerhøyden but has also been more general to satisfy that AF Group can use the compendium in several places in Norway. It is important to note that each project has project-specific circumstances that will affect the importance of the mentioned influencing factors.

Pre-tensioned concrete flooring, prestressed hollow-core flooring, reinforced concrete flooring, and partially precast concrete floor systems would have met the requirements for designed floor slabs for the residential block at Kværnerhøyden. Each type of concrete meets the requirements for sound, fire, vibration, and technical guidelines based on available floor space from the BIM model. CLT flooring will not meet all the construction requirements at the largest designed span (C-C) 7860 mm. Timber structures require more adjustments and additional material but are more environmentally friendly in return. Pre-tensioned concrete floors allow for slender floors with large spans. Hollow-core floors can result in fewer foundation challenges due to a 40 % lower weight than a solid concrete floor. Partially precast concrete floor system provides great adaptability as it consists of a prefabricated floor with a need for on-site topping. Prefabricated elements will have a shorter construction time on site than cast-in-place but require additional construction because technical installations cannot be placed in the raw floor. For complex projects with a lot of detailed design and uncertainty, cast-in-place concrete floors may be a better option. The calculations have been given the most weight in the bachelor’s thesis as it is developed from the De partment of Structural Engineering. The thesis aims to generalize construction projects, but all projects are different. This means that the results are associated with some uncertainty and must be placed in a project-specific context.