Utnyttjandegrad

Jämförelse av utnyttjandegraden på de olika materialens plattor för vardera våning ses i Tab. 26 – Tab. 28.

Tabell 26. Uttnyttjandegradsjämförelse våning 1.

Tabell 27. Uttnyttjandegradsjämförelse våning 2.

Tabell 28. Uttnyttjandegradsjämförelse våning 3.

5 Diskussion

Det armerade betongbjälklaget kunde designas enligt utnyttjandegraden då nedböjningen inte var något problem. Träbjälklaget däremot designades utifrån nedböjningskraven vilket medförde att utnyttjandegraden blev som högst 56 %.

Skulle en högre utnyttjandegrad för KL-träbjälklagen eftersträvas hade fler balkar, pelare och/eller väggar behövts placeras ut. Då betongbjälklagen inte behövde några ytterligare bärande-element blir planlösningen mer öppen för arkitekten.

Vid nedböjningsjämförelsen syns det en tydlig skillnad att armerad betong som material har bättre styvhetsegenskaper än KL-trä. Högsta nedböjningsvärdet för byggnaden med armerad betongbjälklag blev 0,84 mm. Nedböjning var placerad på platta 1 på det översta planet i byggnaden. Det maximala nedböjningsvärdet denna platta fick uppnå var 40 mm. KL-träbjälklagen uppnådde nästan det maximala nedböjningskravet på 16,7 mm. Det största nedböjningsvärdet blev 15,94 mm och låg mellan plattorna 1a – 2 samt 3 – 4a.

Trä som stommaterial i förekomst av brand kan väcka oro. Men när trä kombineras med bra brandskyddande material, till exempel gips kan BBR:s brandkrav uppnås.

Brandekvationen är gjord på KL-träplattan med dubbla gipsskivor i underkant och med en gipsskiva i ovankant vilket resulterar i att bjälklaget klarar av kravet R 60.

Enligt brandberäkningarna skulle KL-träplattan vid brand i ovankant med ett skyddande lager av gips resultera i att plattan minskar till 131, 37 mm; efter brand i 60 min. Utnyttjande graden för en KL-träplatta med tjockleken 130 mm blev efter analysen i FEM som störst 95 %. Den isoleringen samt golvlösning som finns i tvärsnittsförslaget (Fig. 36) har inte räknats med i brandekvationen.

Med ett armerat betongbjälklag bör ingen oro för brand finnas. Enligt Tab. 19 från Eurokoderna uppnår ett betongbjälklag med tjockleken 80 mm kravet REI 60.

Bjälklagstjockleken i denna byggnad är 250 mm och enligt samma tabell resulterar det i en brandklass som klarar mer än brandkravet REI 240 då kravet för denna klass är en plattjocklek på 175 mm.

För att KL-träbjälklaget ska uppnå BBR:s ljudkrav behövdes vissa åtgärder, då även brand var en faktor som har beaktats. Tvärsnittet som valdes fick sin inspiration från ett inspirationsbjälklag från KL-trähandboken (Bilaga A, Fig. 31).

Inspirationsbjälklaget uppnår enligt Träguiden kraven för ljudklass C. Det tvärsnitt (se Fig. 36) som tagits fram i arbetet har liknande uppbyggnad som

Eftersom att armerad betong ljudisolerar bra från början behövs det bara en passande golvbeläggning för att bjälklaget ska klara av BBR:s ljudkrav. I tvärsnittlösningen (Fig.

35) tillkommer det dock även ett undertak. Detta undertak bidrar till ännu bättre ljudförhållanden men har huvudsyftet att dölja installationer som kommer behövas i taket (t.ex. luftkonditionering).

Fast än armerad betongbjälklaget visar på goda egenskaper när det gäller brand, nedböjning och ljud blev det slutliga tvärsnittet endast 25 mm mindre än träbjälklagets tvärsnitt (Fig. 35 & Fig. 36). Detta beror på att valet att dölja installationer i taket gjordes. Skulle installationer istället döljas i väggarna hade skillnaden blivit betydligt större; eftersom KL-träbjälklaget fortfarande behöver underliggandebalkar som stöd med isolering samt gips för ljudkrav respektive brandkrav. Armerade betongbjälklaget hade klarat sig utan undertaket vilket hade minskat tvärsnittet med 110 mm. Då hade tvärsnittsskillnaden blivit 135 mm. Eftersom att bjälklagen endast skiljer sig med 25 mm betyder det att bostaden kommer kunna ha samma byggnadshöjd vilket tidigare har varit ett problem.

FEM har en egenskap att räkna ut vikterna för KL-träplattorna samt betongplattornas armeringsvikt (Bilaga C, Tab. 14 & Tab. 24). Vikten för betongplattorna hittades inte men volymerna fanns tillgängliga i FEM (Bilaga C, Tab. 25). Volymen multipliceras med antagen densitet 2400 kg/m³ och adderades med armeringsvikterna.

Viktskillnaderna som ses i resultatet (Tab. 23) visade att KL-träplattornas vikt motsvarade 11,43 % av betongplattornas vikt exklusive balkar, pelare med mera.

Balkar och pelare räknas med i jämförelsen av reaktionskrafterna, detta gjordes för att enbart jämföra plattornas vikter.

I reaktionskraftjämförelsen skiljer sig de två byggnaderna åt med upp till 31 %. Detta beror inte endast på att armerade betongbjälklagen är tyngre utan även att träkonstruktionen använder pelare som för ner delar av bjälklagens krafter i grunden (Bilaga C, Fig. 47). Ytterväggarnas reaktionskrafter för KL-träbyggnaden hade ökat om krafterna som pelarna tar upp förts ner i grunden via ytterväggarna. På så sätt hade skillnaderna mellan reaktionskrafterna minskat mellan de två byggnaderna.

Simuleringen i FEM var bra ur nedböjnings och utnyttjandegrads synpunkt. Det negativa med FEM var att varken brand eller ljud gick att beräkna, vilket gjorde att brand och ljud delvis blev handberäknade med en del antaganden. Beräkningarna för brand och ljud kunde blivit mer exakt om andra program använts i detta syfte.

6 Slutsatser

Utifrån resultaten av denna rapport kan en del slutsatser dras.

• Betongplattor klarar av stora spännvidder med små deformationer.

• KL-träplattors största svaghet är att den har betydligt sämre styvhetsegenskaper vilket ger större deformationer. Plattor behöver stöd av balkar och pelare för att klara av större spännvidder.

• Friare planlösning med betongbjälklag.

• Båda bjälklagstyperna uppnår BBR:s brandkrav utan större åtgärder.

• Tyngre material har bättre ljudisoleringsegenskaper.

• KL-träbjälklag är en lättare konstruktion vilket ger mindre reaktionskrafter.

• Efter kontroll av nedböjning, brand och ljud med installationer dolda i taket är tvärstnittshöjderna relativt lika.