2. Teori
2.10. Exempel på rationella typlösningar för byggnaden i studien
2.10.1. Stomme
För en hallbyggnad av trä med fria spännvidder upp till 24m och utan större installationer i taket så är pelare/balk-system av limträ med sadelbalkar på två pelarstöd en av de vanligaste stomtyperna, se Figur 29. Anledningen till att det förekommer i så stor utsträckning är dels att det är lättmonterat och dels att materialet utnyttjas bättre och blir resurseffektivt och
ekonomiskt försvarbart när tvärsnittet varierar över balkens längd för att motsvara lasteffekterna. Stomtypen lämpar sig för hallbyggnader med taklutning upp till 1:10 (Martinsons, 2018 & Fröbel, 2016a).
Figur 29: till vänster: Pelare/balk-system av limträ med sadelbalkar (Hallirakentajat, U.Å).
Ett annat alternativ som kan vara lämpligt för den här studiens typ av byggnad, förutsatt att detaljplanen inte begränsar byggandens höjd, är treledsramar av limträ, se Figur 30. En treledsram består av en överram av två raka balkar som sammanbinds med dragband av trä eller stål. Vanlig taklutning är 14 - 30 grader och förekommer inom spännviddsintervallet 15-30m (Martinsons U.Å.2).
Figur 30: Treledsram av limträ (Martinsons U.Å.2).
2.10.2. Yttertak
En beprövad metod i hallbyggnader då primärbärverket består av pelare/balk-system är industritak. Det är varma tak utan luftspalt som vanligtvis utförs med en trapetsplåt som bär mellan primärbalkarna. Ovanpå monteras termiska och fuktavvisande skikt som är hårda nog att beträdas och slutligen täcks konstruktionen in av ett plåt-, papp- eller membranskikt, se Figur 31. Denna typ av konstruktion är relativt snabb att montera och fördelaktig ekonomiskt (Strandberg, 2015). För isolerade hallbyggnader är det här den vanligaste lösningen
(Martinsons, 2018)
.
Industritaket kan även utformas med KL-träskiva som bär mellan primärbalkarna och ersätter trapetsplåten, se Figur 32.Olsson22 anger att KL-träskiva föredras av takläggare relativt TRP-plåt då den platta ytan underlättar transport av deras material under själva produktionen med säckkärror och skottkärror etc. och förenklar infästningar. Just infästningar är en stor fördel med KL-trä eftersom de kan utföras med relativt tystgående och enkla maskiner var som helst i skivans fält på såväl över- som undersidan.
Takkonstruktionen är godkänd ner till en lutning av 1:16 med ett ytskikt av trapetsprofilerad stålplåt, 1:10 med falsad bandplåt och 1:100 med papp eller membran (Strandberg, 2015).
Figur 31: Låglutande yttertakslösning med bärverk av TRP-plåt som monteras på ett primärbärverk av t.ex. limträbalkar (isover, 2019b)
Figur 32: Låglutande yttertakslösning med bärverk av KL-trä som monteras på ett primärbärverk av t.ex. limträbalkar (Stora Enso 2015).
2.10.3. Ytterväggar
I hallbyggnader används vanligen sandwichelement av olika slag. Dessa element kompletteras med tätningsdetaljer, infästningsskenor och eventuellt ytskikt av t.ex. trapetsprofilerad plåt eller släta plåtkasetter. Väggens invändiga ytskikt blir sandwichelementets tunnplåt som följs av ett termiskt skikt och ytterligare ett lager tunnplåt. Tunnplåten limmas till isoleringen och de enda köldbryggorna är de genomgående skruvar som fäster elementet i stommens pelare. Byggnader av den här typen behöver stagning horisontellt i stomsystemet.
22 Pelle Olsson, montagechef Martinsons byggsystem ab, seminarium för ingenjörsmässigt byggande i trä 2018.
1. Tätskikt 2. Takboard 3. 2st takunderskiva 4. Diffusionsspärr 5. Takboard 6. Trapetsplåt 1. Tätskikt
2. Termiskt isoleringsskikt (beträdbart) 3. Termiskt isoleringsskikt
4. Diffusionsspärr 5. KL-träskiva
Figur 33: Typlösning av yttervägg med sandwichelement, här med stålstomme men principen är den samma på trästomme. Bild: Paroc (Paroc, 2013).
Ett alternativ kan vara att använda KL-trä som fälls in mellan eller monteras utanpå
limträpelarna. Dessa element kan sedan lämnas som de är eller kompletteras med exempelvis ett ytbärningssytem som bär upp ett termiskt skikt och fasadkompletteringen eller ett
självbärande system med termiskt skikt och fasadkomplettering, se Figur 34 och Figur 35. I en ytterväggskonstruktion av den här typen kan insidan av KL-träskivan lämnas synlig som ytskikt och stommen behöver normalt ingen vidare horisontell stabilisering.
Figur 34: Typlösning av yttervägg med KL-trästomme (Isover, 2019).
1. Stompelare 2. Tätningslist 3. Sandwichelement
4. Luftspalt med infästningsskenor 5. Utvändigt ytskikt
1. KL-träskiva 2. Variabel ångbroms 3. Termiskt skikt
4. Läkt som fästs med distanshylsor 5. fasadbeklädnad
Figur 35: Typlösning av yttervägg med KL-trästomme (Isover, 2019a).
2.10.4. Anslutningar
2.10.4.1. Balk/Pelare eller skiva
Anslutningen mellan balk och pelartopp av limträ utförs vanligen med spikningsplåtar, trälaskar eller plattstål beroende på lasternas storlek. Plattstål monteras med genomgående skruv medan spikningsplåtar monteras med ankarspik eller skruv. Förbanden bör placeras så nära pelarens innerkant som möjligt i syfte att förhindra balkens vinkeländring vilken kan påfresta förbandet med dragkrafter ortogonalt fiberriktningen. Brandkraven eller estetiska förutsättningar kan begränsa placeringen av förbanden men dessa kan t.ex. slitsas in inuti elementen och förbindas med dymlingar eller brandmålas etc. (Fröbel, 2016a).
Hallstommar kan, för enkelhetens skull, förbindas med dubbelgängade universalskruv som skruvas med minst30° lutning ner i ändträet på pelaren. Av vikt är dock att skruvens
ogängade del placeras i skarven mellan balk och pelare (J Fröbel 2016a, s58).
Figur 36: till vänster: Pelartoppsanslutning mot balk med spikningsplåt eller plattstål (Fröbel, 2016a) Figur 37: till höger: Pelartoppsanslutning mot balk med skråskruvning (Fröbel, 2016a)
1. KL-träskiva 2. Variabel ångbroms 3. Termiskt skikt med bärande
regelsystem av komprimerad mineralull med pålimmad läkt 4. fasadbeklädnad
2.10.4.2. Grund/pelare eller skiva
En limträpelare kan monteras ledat eller fast inspänd beroende på om den ska överföra något moment eller inte. Om horisontell stagning förekommer behövs sannolikt endast ledad infästning. Vanligt förekommande är att anslutningen förbinds med ingjutna eller, i en redan ingjuten stålplatta, fastsvetsade spikningsplåtar och ankarspik eller montageskruv. För att få anslutningen fast inspänd så monteras spikningsplåtarna på samma sida av pelaren som det håll som momentet verkar. Att beakta vid infästningen är fläkning som kan uppstå när ett träelement utsätts för en dragande kraft ortogonalt mot fiberriktningen (Fröbel, 2016). Mellan pelaren och betongen bör ett fuktskyddande skikt placeras och ändträet bör vaxas eller målas med diffusionsöppen färg, se avsnitt 2.5.3. Då pelarna ofta för ner stora punktlaster med relativt stora spridningsavstånd kan det vara rationellt ur materialanvändningsavseende att montera dom på dimensionerade fundament istället för på en kantbalk.
Det kan hända att lasterna inte är så pass stora att limträpelare behövs utan att väggelementet klarar av de vertikala lasterna. I de fallen kan KL-träskivan monteras direkt på golvet, med eller utan kantbalk eller sula, på en förhöjd sockel, se avsnitt 2.5.3. Väggskivan placeras på ett fuktbrytande skikt ovanpå sockeln och fästs in med en spikningsplåt och ankarspik eller skruv och bult (Stora Enso, 2015). För säkerhetsskull kan även här ändträet behandlas med vax eller diffusionsöppen färg för att förhindra kapillär fukttransport i ändträet på virket.
Figur 38: till vänster: Ledat inspänd pelarfot med ingjutna spikningsplåtar som monterats på ett fuktbrytande skikt (Fröbel, 2016).
fundament Pelarfot Spikningsplåt Fuktspärr