Dimensionering och utförande av bottenplattor utsatta för upptryck

Sammanfattning: När en konstruktion byggs på det viset att dess bottenplatta hamnar under grundvattenytan, skapas ett grundvattentryck upp mot bottenplattan och konstruktionen, som kan åstadkomma stora problem. Grundvattnet, som tryckts undan av konstruktionen, vill nå upp till sin ursprungliga nivå och därmed trycka med sig konstruktionen upp. Detta fenomen kallas hydraulisk bottenupptryckning. Fenomenet kan motverkas på olika sätt, där rapporten beaktar två olika sätt att motverka hydraulisk bottenupptryckning på: genom en bottenplatta som är tyngre än grundvattentrycket eller förankra bottenplattan mot ett fast underlag. Genom att uppmärksamma och sammanställa projekt (huvudsakligen konstruerade av Tyréns) som tagit hänsyn till ovan nämnda fenomen vid dimensioneringen av bottenplattan, har en rapport skapats. Denna rapport ska finnas för att åstadkomma kunskapsåterföring av de problem som uppstått i projekten och deras lösningar. Utöver att skapa en rapport där de berörda projekten sammanställs ska en bottenplatta optimeras, huvudsakligen med hänseende till bottenplattans tjocklek och dess bärförmåga mot genomstansning för olika förankringstyper. Optimeringen ska ske i enlighet med, huvudsakligen Eurokod 2 kapitlen 6.4 och 7.3. Det har bestämts att tre tjocklekar på bottenplattan ska beaktas, och dessa är 400, 550 och 800 mm. Genom diskussioner med våra handledare, sakkunnig personal på Tyréns och representanter inom branschen, valdes ett antal förankringstyper som skulle jämföras. För att kunna jämföra kombinationerna av de olika tjocklekarna på bottenplattan och de olika förankringstyperna, har Tyréns projekt Biomedicum med dess förutsättningar, utnyttjats som referensobjekt. Att ta fram de inre krafterna i bottenplattan via handberäkningar är mycket komplicerat och tidskrävande för att rymmas inom ramen för denna studie. Därför används programmet FEM Plate (Strusoft) för att ta fram dessa krafter. De inre krafter som tas fram från FEM Plate utnyttjas sedan för att med hjälp av handberäkningar, i enlighet Eurokod 2, dimensionera Biomedicums bottenplatta enligt de moment som krävs. Jämförelsen av de olika kombinationerna visar på att bottenplattan 400 mm med förankringstypen stålkärna av diameter 80 mm från Inexa Profil är den optimala lösningen för Biomedicums bottenplatta. Denna förankringstyp (för bottenplattan 400 mm) är den enda som får en tillräcklig bärförmåga mot genomstansning av bottenplattan, endast med åtgärden skjuvarmering runtomkring förankringen. En föreslagen lösning på hur förankringstypen bör monteras i bottenplattan har tagits fram. Diskussioner med sakkunnig personal från Minova (tillverkare av MAI-förankringen) har lett till övertygelsen om att föreslagen lösning fungerar utan några kapacitetsförsämringar på förankringen. En modellering av bottenplattan 400 mm med föreslagen lösning på MAIförankringen och efterföljande handberäkningar, visar att lösningen optimerar bottenplattan än mer. föreslagen lösning på monteringen i bottenplattan bör dessutom kunna tillämpas på de andra förankringstyperna, men har endast beaktats för MAI-förankringen. Eftersom fokus endast är på att den optimala bottenplattan är 400 mm och ingen hänsyn tas till kostnaderna, är föreslagen lösning på MAI-staget den optimala lösningen. Det är den enda förankringen som har en tillräcklig bärförmåga mot genomstansning för bottenplattan 400 mm, utan några som helst extra åtgärder. En bottenplatta med vot under förankringen bör undvikas, eftersom förtjockningen av bottenplattan under förankringen kräver mycket extra tid i utförande. Därför rekommenderas det att en jämntjock bottenplatta dimensioneras med eventuell skjuvarmering, om bottenplattans bärförmåga mot genomstansning inte är tillräcklig utan skjuvarmering. Den optimering som tagits fram är en generalisering av Biomedicums bottenplatta. Detta leder till att de modeller och beräkningar som gjorts, enkelt kan implementeras på andra bottenplattor med samma problem genom att justera indata.