Smart-Wall 2020 - Et Valg for Fremtiden ?

Abstract

Denne rapporten tar for seg en problemstilling knyttet til oppføring av kjellervegg helt eller delvis under terreng. Grunnlaget for oppgaven er Nordisk Sprøytebetong’s tekniske godkjenning for kompaktmur TEK17, og formålet er å vurdere hvordan kapasitetskravene definert i aktuelle Eurocode påvirkes på grunn av alternativ måte å utføre kjellerveggens betongsjikt. Rapporten er undertegnedes avsluttende arbeide i studiet Ingeniør – Bygg, konstruksjon, ved NTNU Gjøvik og utføres på oppdrag fra ProPlan - Prosjekt Planung AS

Studien tar utgangspunkt i dimensjonene for kjellerveggen definert i TG20077. Fra varm til kald side er veggen bygget opp med 48x98mm bindingsverk med senteravstand 600mm, 80mm EPS og 100mm armert betong. Alternativet rapporten tar for seg er å benytte tynn forsaklingsplate som ytterste sjikt forbundet til bindingsverket med festemidler for så å fylle selvkomprimerende betong mellom forskalingsplaten og EPS i stedet for sprøytet betong. Problemstillingen er dermed om de beskrevne konstruksjonsdelene har kapasitet til å stå imot trykket fra betongen. Oppgaven er innovativ ved at det ikke finnes tidligere dokumenterte forsøk for denne utførelsen, som samsvarer med FN’s bærekraftsmål 9 om innovasjon.

Metoden som er benyttet er en kvalitativ informasjonsinnhentingsfase for å bestemme egnede forskalingsplater og festemidler til konstruksjonen. Deretter utføres en kvantitativ analyse bestående av beregninger med påfølgende vurdering av disse. Kapasitetsberegninger er utført med gjeldende formler fra norsk standard og konstruert med Excel-regneark, noe som fører til mulighet for å enkelt bytte ut inndata og dermed få resultater fortløpende. Ingen annen programvare, eller utførelse av fysiske tester, er benyttet på grunn av tidsrammer og utbrudd av covid-19 i starten av mars 2020.

Ved analyse av kapasitetsberegningenes resultater konkluderes det med at dimensjonene beskrevet i problemstillingen ikke tåler påført betongtrykk. Tverrsnittet til hvert enkelt sjikt må økes kraftig for å i det hele tatt være i stand til å motstå trykket. Dette fører til ugunstig forbruk av materialer med tanke på mengde og vekt, samt lav oppfyllelsesgrad av FN’s bærekraftsmål 12 om ansvarlig forbruk og produksjon. Dermed er forslaget videre å se på løsning ved bruk av isopor kassettelementer utenpå bindingsverk eller fabrikkproduksjon av elementet, som eliminerer behovet for forskalingsplate til å holde betongen.

This report deals with an issue regarding the construction of basement walls entirely or partially under terrain. The foundation for this assignment is the technical approval for Nordisk Sprøytebetong’s kompaktmur TEK17, and the purpose is to evaluate how the capacity requirements defined in current Eurocode is affected by an alternative way to apply the concrete layer. This report is the closing assignment after three years of study to become a construction engineer at NTNU Gjøvik and is carried out on request by ProPlan – Prosjekt Planung AS. This study is based on the dimensions given to a basement wall defined in TG20077. From warm to cold side the wall consists of a 48x98mm timber frame with center distance 600mm, 80mm EPS and 100mm reinforced concrete. The alternative this report tackles uses a thin formwork board as the outer layer that is joined to the timber frame with fasteners, and then using self-compressing concrete to fill the gap between the board and EPS instead of sprayed concrete. The research question that should be answered is if the structural parts described above have enough capacity to withstand the concrete pressure. The assignment is considered innovative since there are no documented attempts for this execution, which matches UN’s sustainability goal number 9 regarding innovation. The method used is a qualitative phase where information is collected to decide suitable formwork boards and fasteners for the construction. Then a quantitative analysis is performed consisting of calculations with a subsequent evaluation. The capacity calculations are performed using current equations defined in the Eurocode and excel spreadsheet, which means that input-data can easily be replaced, and we gain results on the fly. No other software was used, or performance of physical test were conducted, due to time constraints and the outbreak of Covid -19 at the start of March. Upon analyzing the results of the capacity calculations, we conclude that the dimensions outlined in the research question cannot handle the concrete pressure applied to the construction. The cross section of each individual layer must be increased drastically to be able to counteract the concrete pressure. This leads to unfavorable consumption of materials with regards to volume and weight, as well as a low degree of fulfillment when compared to UN’s sustainability goal 12 regarding responsible consumption and production. Therefore, the suggestion is to investigate a solution using polystyrene formwork elements fastened to the timber frame surface or manufacture the wall as complete elements in a factory, which eliminates the need of formwork boards to hold the concrete in place.