5 Analys av bärförmåga hos takstolar
5.3 Befintliga takstolar
De befintliga takstolarna modelleras för att kontrollera hur högt utnyttjade de är och för att ha något att jämföra med.
5.3.1 Befintlig takstol utan stödben
Den befintliga takstolen utan stödben modelleras först för att kunna ta fram den horisontella punktlasten som ska verka på den befintliga takstolen med stödben. Egentyngden på den be-fintliga takstolen beräknas i Bilaga C. I egentyngden ingår takstolens egentyngd och tyngden från plåten. Ett värde på den karakteristiska lasten är
I Tabell 5-1 visas de dimensioner som takstolens delar har. Vid modellering läggs 20 lastfall in, dessa tas fram i bilaga D. Rullager modelleras där tegelmuren möter högbenen för att få en maximal horisontell upplagskraft i det rullager som modelleras där kantbalk möter högben det vill säga vid nod 2. Den horisontella upplagskraften registreras för samtliga lastfall. Vid nod 2 finns även ett fjäderupplag i horisontell riktning. Fjäderupplaget visas inte i Figur 5-17. Tak-stolen kontrolleras mot SS-EN 1995-1-1 och i Figur 5-17 visas resultatet. Röd färg betyder att kraven överskrids och grön färg betyder att kraven uppfylls. Sent upptäcktes att ett för lågt värde på styvheten i det vertikala fjäderupplaget lagts in i Ramanalys, vilket kan vara en för-klaring till att kraven inte uppfylls. Högbenen kan mycket väl klara normkraven då fjäder-styvheten är 1261 kN/m. Då fjäder-styvheten på fjädern ökar kommer momentet i högbenen att re-duceras och takstolen klarar kraven. Hur styvheten på kantbalken beräknas spelar därmed en stor roll för resultatet. I Tabell 5-1 Visas tvärsnittsdata för den befintliga takstolen utan stöd-ben.
Tabell 5-1: Tvärsnittsdata för befintlig takstol utan stödben.
Del av takstol Dimension (mm) Materialkvalitet
Högben 120×120 C18
Hanbjälke 100×100 C18
Figur 5-17: Kontroll av takstol när vertikal fjäderstyvhet=61 kN/m är placerad i nod 2.
74
Att den befintliga takstolen inte klarar normkraven tyder på att antaganden som gjorts angå-ende hur den är belastad kan vara felaktiga, eller att säkerheten inte är så stor som det avses i normen.
Det lastfall som ger störst moment visas i Tabell 5-2. HL betyder Huvudlast och förklaras i Bilaga E.
Momentfördelningen då takstolen belastas med egentyngd, asymmetrisk vind- och snölast visas i Figur 5-18.
Tabell 5-2: Dimensionerande lastfall för moment.
Lastfall Moment i element
Egentyngd + vind fall 1.1 1, 2
Egentyngd + vind fall 1.2 + snö fall 2 HL 3, 4, 5, 6
Egentyngd + vind fall 2.2 + snö fall 1 HL 7
Figur 5-18: Momentfördelning för lastfall: egentyngd + vind 1.2 + snö fall 2 HL.
För normalkraft visas de lastfall som ger de största normalkrafterna i Tabell 5-3.
Tabell 5-3: Dimensionerande lastfall för normalkraft.
Lastfall Normalkraft i element
Egentyngd + vind fall 2.2 + snö fall 1 HL 1, 2, 3, 5, 6, 7
Egentyngd + vind fall 1.2 HL + snö fall 2 4
I Figur 5-19 visas normalkraftsfördelningen när takstolen belastas med egentyngd och asym-metrisk snö- och vindlast.
75 Figur 5-19: Normalkraftsfördelning för lastfall: egentyngd + vind 2.2 + snö fall 1 HL.
Stödreaktioner i tegelmur och kantbalk visas i Tabell 5-4 för de lastfall som ger störst värden.
Att upplagskraften i nod 6 är negativ innebär att den är inåtriktad.
Tabell 5-4: Upplagskrafter för befintlig takstol utan stödben.
Nod Lastfall
Den horisontella stödreaktionen verkar som punktlaster och multipliceras med 2.67 enligt avsnitt 5.2.1 för att få horisontell punktlast på takstolarna med stödben. För alla lastfall an-vänds den horisontella stödreaktionen för att appliceras på samma lastfall men för den befint-liga takstolen med stödben.
5.3.2 Befintlig takstol med stödben
Den befintliga takstolen med stödben belastas med samma egentyngd som den utan stödben.
Dragsträvan och stödbenen belastas med dess egentyngd. Dragsträvan belastas även axiellt med en punktlast som sitter 0.4 m in från nod 1 och 7. Värdet på denna varierar beroende på lastfall. I Tabell 5-5 visas tvärsnittsdata för takstolen.
Tabell 5-5: Tvärsnittsdata för befintlig takstol med stödben.
Del av takstol Dimension (mm) Materialkvalitet
Högben 120x120 C18
Hanbjälke 100x100 C18
Dragsträva 120x120 C18
Stödben 120x120 C18
76
Den befintliga takstolen klarar inte normkarven, detta visas i Figur 5-20, högbenen och stöd-benen är högst belastade.
Figur 5-20: Befintlig takstol med stödben.
Att den befintliga takstolen inte klarar normkraven tyder på att antaganden som gjorts angå-ende hur den belastad kan vara felaktiga eller att säkerheten inte är så stor som det avses i normen. Det är den horisontella punktlasten som ger den höga belastningen. Då antagandet om att all horisontell last går till takstolen med stödben är på säkra sidan modelleras även den förstärkta takstolen på likande sätt.
De lastfall som ger dimensionerande moment i de olika elementen visas i Tabell 5-6. I Figur 5-21 visas momentfördelningen när takstolen belastas med egentyngd, asymmetrisk vindlast, asymmetrisk snölast och horisontell punktlast från takstolen utan stödben.
Tabell 5-6: Dimensionerande lastfall för moment i för befintlig takstol med stödben.
Lastfall Moment i element
Egentyngd + vind fall 1.1+PL 11
Egentyngd + vind fall 1.2 HL+ snö fall 2+PL 1, 2, 3, 9 Egentyngd + vind fall 2.2 + snö fall 1 HL+PL 4, 5, 6, 8, 12
Egentyngd + snö fall 1+PL 7
Egentyngd + vind fall 1.2 HL + snö fall 2 +PL 10, 13
77 Figur 5-21: Momentfördelning med lastfall: Egentyngd + vind fall 2.2+ snö fall 1 HL + PL1.
De lastfall som ger störst normalkraft i takstolen visas i Tabell 5-7. I Figur 5-22 visas normal-kraftsfördelningen när takstolen belastas med egentyngd, asymmetrisk snö- och vindlast.
Tabell 5-7: Dimensionerande lastfall för normalkraft.
Lastfall Normalkraft i element
Egentyngd + vind fall 1.1 + snö fall 2 HL+PL 2, 5, 11 Egentyngd + vind fall 2.2 + snö fall 1 HL+PL 4, 7, 13 Egentyngd + vind fall 1.2 HL + snö fall 2 +PL 6, 8, 9
Egentyngd + vind 1.1+PL 1, 10
Egentyngd + vind 2.1 + snö fall 2 HL+PL 3,12
Figur 5-22: Normalkraftsfördelning för lastfall egentyngd + vind 1.2 HL +snö fall 2 +PL1.
Dragsträvan utsätts för en stor normalkraft på grund av den horisontella punktlasten som ver-kar på mitten av den.
I Tabell 5-8 visas de största upplagskrafterna som uppstår och vid vilka lastfall de uppstår.
78
Tabell 5-8: Upplagskrafter befintlig takstol med stödben.
Nod (kN) (kN) Lastfall
Bjälklaget kontrolleras för den största horisontella reaktionskraften som uppstår.
Dragkapaciteten i bjälkarna överskrids inte.