Upp í vindinn - 01.05.2004, Blaðsíða 38

...upp í vindinn
TAFLA 1. Járnbending veggjar (veggerðir) sem notuð var í burðarþolsgreiningunni.
Vegg- gerð Járnbending A/Ac lóðrétt A/Ac lárétt
W1 Engin járnbending - —
W2 1K12 kringum op (1K12 - ein 12 mm stálstöng) - -
W3 2K12 kringum op - -
W4 1K12 c/c250mm járnagrind í öllum veggnum 0,25% 0,25%
W5 2K12 c/c250mm járnagrind í öllum veggnum 0,5% 0,5%
W6 Lágmarksjárnbending samkvæmt ákvæðum Eurocode 2 (EC2) [11] en þó án aukajárna kringum op og við veggenda. 0,4% 0,2%
W7 Lágmarksjárnbending samkvæmt ákvæðum Eurocode 2 (EC2) [11] ásamtaukajárnum kringum op og við veggenda. 0,4% 0,2%
Þetta má m.a. sjá á mynd 8 sem sýnir
sprungumyndina í veggjum W2 og W7 viö
P=250 kN. Eins og sést er W2-veggurinn
sprunginn í gegnum sniðið á meðan ein-
ungis fáar einingar eru sprungnar f W7-
veggnum. Vegna járna í kringum opin er
brotþol W2-veggjarins þó ekki að fullu
tæmt. Líkt og fyrir hermunina á tilraunanið-
urstöðunum er erfitt að meta nákvæmlega
brotþol veggjanna. Af mynd 8 má jafnframt
ráða að aukið járnamagn eykur burðarþol
veggjarins. Þannig hefur t.d. W2-veggurinn
við 410 kN viðnám eða burðarþol við 4 mm
færslu. Við sömu færslu er burðarþolið
15%, 30%, 57%, 40% og 70% hærra fyrir
W3-, W4-, W5-, W6- og W7-veggina. Með
reiknilíkaninu er hægt að fylgjast með
spennum í járnum og fleiri þáttum þótt það
sé ekki sýnt hér [1]
4. JARÐSKJÁLFTASVÖRUN
4.1 Suðurlandsskjálftarnir 2000
í júní 2000 urðu tveir jarðskjálftar á
Suðurlandi með vægisstærðina 6,5 (Mw)
[13]. Fyrri skjálftinn varð 17. júní og sá
seinni 21.júní. í báðum þessum jarðskjálft-
um urðu skemmdir á byggingum og í kring-
um 35 hús voru flokkuð sem ónýt í kjölfar
jarðskjálftanna. Það vorum einkum eldri
hús með litla járnbendingu sem skemmd-
ust mest íjarðskjálftunum. Þannig varð mik-
ið tjón á byggingum á Hellu í fyrri jarðskjálft-
anum, en upptök þess skjálfta voru
skammt frá Hellu. Á bænum Kaldárholti í
Holtum eyðilagðist íbúðarhúsið í 17. júní
jarðskjálftanum en sá bær stendur einnig
nálægt skjálftaupptökunum.
Rannsóknarmiðstöð Háskóla íslands í
jarðskjálftaverkfræði rekur sterkhröðunar-
mæla á jarðskjálftasvæðum Suðurlands,
þar á meðal á Hellu og í Kaldárholti. í 17.
júníjarðskjálftanum mældist útgildi láréttrar
yfirborðshröðunar 0,47 g á Hellu og 0,62 g
í Kaldárholti. í heimild [13] má finna svör-
unarróf fyrir Hellu og Kaldárholt byggt á
framangreindum mælingum.
4.2 Jarðskjálftasvörun einnar hæðar
íbúðarhúss
í þessum hluta er gert ráð fyrir að vegg-
urinn sem notaður var í burðarþolsgrein-
ingunni hér að framan sé endagafl í ferhyrn-
ingslaga 8xl5-m byggingu með 150 mm
þykkri steyptri loftplötu með stóluðu þaki.
Lárétt færsla í efra vinstra horni - (mm)
Mynd 7. Burðarþolsferlar fyrir skúfvegg (mynd 6) með mismunandi járnbendingu.
Ennfremur er gert ráð fyrir að lárétt stífni
mótstæðs endagafls sé svipuð og sömu-
leiðis aó ekki séu aðrir berandi veggir sem
veita mótspyrnu við láréttu álagi á bygging-
una samsíða endagöflum. Byggt á þessum
forsendum má því gera ráð fyrir að enda-
gaflinn, þ.e. skúfveggurinn, þurfi að stand-
ast 50% af láréttri jarðskjálftaáraun í lang-
stefnu veggjarins. Gera má ráð fyrir að kerf-
ið hegði sér sem einnar frelsisgráðu kerfi
(SDOF-kerfi). Massi kerfisins samanstend-
ur af hálfri eiginþyngd loftplötu og þakvirkis
og hálfri eiginþyngd endagafls. f seinna til-
vikinu er gert ráð fyrir að helmingurinn af
eiginþyngd veggjarins færist upp í þakplöt-
una og að hinn helmingurinn færist niður
eins og venja er í jarðskjálftareikningum.
Áætluð hálf eiginþyngd þakplötu, þakvirkis
og veggjar er W=290 kN. Viðnámskrafta
veggjarins í SDOF-kerfinu má svo skilgreina
út frá burðarþolsferlunum á mynd 7 allt eftir
því hvaða vegggerð (járnbendingu) verið er
að miða við. Þetta er sýnt myndrænt á
mynd 9. Fyrir litla jarðskjálftaáraun helst
veggurinn ósprunginn og á fjaðursviði, þ.e.
á meðan áraunin er minni en sprungumynd-
unarþol veggjarins. Fyrir stærri jarðskjálfta-
áraun verður sprungumyndun og plastískar
formbreytingar í veggnum og kerfið hegðar
sér ólínulega. Nota má upphafstífnina,
byggða á mynd 7, til að meta eiginsveiflu-
tíma kerfisins á fjaðursviði:
2Jt,
M
'Fy/Dy
Þar sem /^=240 kN er sá kraftur sem þarf
til að framkalla sprungumyndun í veggnum,
óháð járnbendingu, D^0,44 mm er form-
breytingin við upphaf sprungumyndunar,
M=W/g er sveiflumassi kerfisins og g er
þyngdarhröðun jarðar. Byggt á þessum
reikningum má ákvarða eiginsveiflutímann
sem T£=0,046 s.
Svörunarróf, SA(^,T), eru mikið notuð í
jarðskjálftaverkfræði til aó lýsa jarðskjálfta-
38