Innfestingsløsninger ved utkragede balkonger
Bachelor thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3007852Utgivelsesdato
2022Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Dagens innfestningsløsninger for utkragede balkonger er tidkrevende og lite effektive. Dette skaper rom for forbedring. Ulike bæresystemer kan benyttes avhengig av prosjekt, men basert på oppdragsgivers behov ser oppgaven på utkragede balkonger ved bruk av stålbjelker. Her vil eksisterende og nye løsninger presenteres, og sammenlignes.
Utkragede balkongbjelker av stål kan utføres på to måter: momentstivt eller tilnærmet momentfri ved bruk av strekkstag. Basert på en gitt balkongstørrelse utføres en grundig analyse, der begge alternativene sammenlignes. Analysen konkluderer med at alternativet med strekkstag kommer med størst økonomisk og miljømessig gevinst. Basert på denne konklusjonen gis innfestningsløsninger som er momentfri videre i oppgaven.
En tradisjonell knuteplate for I-profiler er valgt som eksisterende løsning. Her gis en helhetlig dimensjoneringsprosess, med fokus på håndberegninger. Simulasjon i IDEA StatiCa presenteres til slutt for sammenligning. Løsningen er svært effektiv, og krever kun bruk av bolter på byggeplass ved riktig prefabrikkering.
Den nye løsningen som presenteres ønsker å svare på behovet for effektivisering av forbindelse. Løsningen består av to kuleformede komponenter som kobles sammen. En slik kobling vil verken kreve sveising eller bolting på byggeplass. Statisk simulasjon er utført i Solidworks for å beregne mekaniske egenskaper. Resultatene indikerer svært høye spenninger selv om stor geometri benyttes. Løsningen kan dermed ikke benyttes ved den gitte balkongstørrelsen i oppgaven. Reduksjon av lastvirkning viser at «kulekoblingen» kan være anvendbar ved smalere balkonger.
En sammenligning av begge løsningene basert på valgte kriterier viser at den tradisjonelle knuteplaten er overlegen. Minimal kompleksitet og materialbruk gir en økonomisk løsning, som samtidig er bærekraftig. «Kulekoblingen» bør fortsatt analyseres i videre arbeid. Today's fastening solutions for cantilevered balconies are time-consuming and inefficient. This creates room for improvement. Different support systems can be used depending on the project, but based on Opplandske Betong Prosjektering AS needs, the task looks at cantilevered balconies using steel beams. Here, existing, and new solutions will be presented and compared.
Cantilevered balcony beams can be made in two ways: moment-rigid or virtually moment-free when using tension rods. Based on a given balcony size, a thorough analysis is performed, where both options are compared. The analysis concludes that the alternative with tension rods comes with the greatest economic and environmental benefit. Based on this conclusion, fastening solutions that are moment-free are given further in the thesis.
A traditional fin plate for I-profiles has been chosen as the existing solution. A comprehensive dimensioning process is provided, with a focus on handwritten calculations. Simulation in IDEA StatiCA is finally presented for comparison. The solution is very effective and only requires the use of bolts on the construction site with proper prefabrication.
The new solution that is presented tries to respond to the need for streamlining the connection. The solution consists of two spherical components that are connected. Such a connection will not require welding or bolting on the construction site. Static simulation is performed in Solidworks to calculate strength properties. Results indicate very high stresses even if large geometry is used. The solution cannot be used at the given balcony size in the problem. The reduction of load shows that the ball coupling can be used for narrower balconies.
A comparison of both solutions based on selected criteria shows that the traditional fin plate is superior. Minimal complexity and material use provide an economical solution, which is also sustainable. The ball coupling should still be analyzed in further work.