KORSLIMMADE TRÄBJÄLKLAG I
ANSLUTNING TILL STÅLSTOMME
INVERKAN AV MINSKAD EGENTYNGD HOS BJÄLKLAG SAMT UTFORMNING AV FÖRBAND FÖR ENKLARE MONTAGE
CROSS LAMINATED WOOD SLABS IN CONNECTION WITH STEEL FRAME
IMPACT OF REDUCED SELF-WEIGHT IN SLABS AND DESIGN OF CONNECTION DETAILS FOR SIMPLER INSTALLATION
Sammanfattning
Detta arbete undersöker KL-träbjälklag mot stålbalkar. Fokus i undersökningen riktar sig mot byggbarhet av KL-träbjälklag i förhållande till prefabricerade betongbjälklag där infästningsdetaljer samt inverkan av minskad egentyngd hos bjälklagen är huvudområdena. KL-trä är en relativt ny produkt och i takt med strängare miljökrav ett allt mer självklart val hos många beställare. Mycket erfarenhet finns otillgänglig för konstruktörer utanför de stora träbyggnadsbolagen, syftet till undersökningen är därför att ge en vägledning kring några av de problem/frågor som finns med att använda KL-trä mot stålbalkar.
Monteringen av KL-träbjälklag mot stålbalkar har visat sig främst ske via underkant av bjälklaget, vilket är något som vid höga takhöjder blir problematiskt rent arbetsmiljömässigt.
Infästningslösningar som underlättar monteringen är därför en av delarna som undersökts i detta arbete. Lösningarna har tillämpats på ett referensprojekt med betongbjälklag för att få en
uppfattning om dess utformning är tillräcklig för kraftöverföringen vid ersättning mot betongbjälklag. Resultatet blev tre olika utformningar där monteringen sker från ovankant av bjälklaget.
Vid utbyte av betongbjälklag till KL-träbjälklag har egenvikten en stor inverkan, vilket är en
motivation till att använda KL-träbjälklag då det kan vara avgörande vid dåliga markförhållanden. Hur stor inverkan egenvikten har är därför också något som undersöks i detta projekt. Samma
referensprojekt som ovan har tillämpas för att kunna utforma ett KL-träbjälklag som klarar de krav som ställs på betongbjälklagen i referensprojektet. Resultatet gav att den minskade egenvikten av bjälklagen kan ha en betydande inverkan då minskning av upplagskrafterna i referensprojektet kunde uppnå 42 %. Dock innebar utformningen av KL-träbjälklaget en ökad tvärsnittshöjd av 213 mm per våningsplan. KL-träbjälklag kan alltså vara en bra ersättning mot betongbjälklag om tvärsnittshöjden på bjälklaget tillåts att öka.
Abstract
This project investigates CLT against steel beams. The focus of the survey is on
constructionability of cross laminated timber CLT in relation to prefabricated concrete
floorings where joint details as well as the impact of reduced self-weight in the flooring are
the main areas. CLT is a relatively new product and in line with stricter environmental
requirements, an increasingly obvious choice for many customers. Much experience is
unavailable to designers outside the major wood construction companies. The purpose of
the survey is therefore to provide guidance on some of the problems involved in using CLT
on steel beams.
The installation of CLT to steel beams has been shown to be mainly via the lower edge of the
floor, which at high ceilings becomes a problem in the sense of working environment. Joint
solutions that facilitate assembly are therefore one of the components investigated in this
project. The solutions have been applied to a concrete-floor reference project to get an idea
that its design is sufficient for the loads when compensating for concrete floors. The result
was three different designs where the assembly takes place from the top of the floor.
When replacing concrete floors with CLT self-weight has a major impact, which is a
motivation to use CLT as it may be crucial in poor soil conditions. Therefore, the impact of
self-weight is also something that is being investigated in this project. The same reference
project as above has been applied to design a CLT floor that meets the requirements of the
concrete flooring in the reference project. As a result, the reduced self-weight of the floor
coatings could have a significant impact as the reduction of the forces in the reference
project could reach 42%. However, the design of the CLT meant an increased cross sectional
height of 213 mm per floor. CLT can thus be a good replacement for concrete flooring if the
cross-sectional height of the flooring is allowed to increase on each floor.
Förord
Detta examensarbete är det avslutande arbetet för högskoleingenjörsexamen inom
byggteknik vid Umeå universitet. Arbetet har utförts under handledning från Umeå
universitet samt Sweco Structures i Stockholm och omfattar 15 högskolepoäng.
Jag vill tacka mina handledare Victor Reinerstam från Sweco samt Annika Moström från
Umeå universitet som under projektets gång har varit till stor hjälp vid de problem som
uppkommit. Jag vill även passa på att tacka alla de andra på Sweco som jag varit i kontakt
med under mitt projekt samt de personer från Martinsons som tagit sig tid och svarat på
mina funderingar.
Umeå, juni 2018
Rasmus Bask
Innehållsförteckning
1 Inledning ... 1 Bakgrund ... 1 Syfte ... 3 Mål ... 3 Avgränsningar ... 3 Rapportstruktur ... 3 2 Materialegenskaper ... 43 Krav och teoretiska förutsättningar ... 5
Brandtekniska krav ... 5
Krav på bjälklag... 5
Teoretiska beräkningar (numrera ekvationer) ... 6
KL-träbjälklag ... 6 3.4.1 Brand bjälklag ... 6 3.4.2 Momentkapacitet resttvärsnitt ... 6 3.4.3 Nedböjning KL-träskiva ... 7 3.4.4 Skivverkan i bjälklag ... 7 4 Byte av HD/F mot KL-trä ... 9 Dimensionering av KL-träbjälklag ... 9 4.1.1 Akustik ... 9 4.1.2 Brandkrav ... 9 4.1.3 Deformationskrav ... 9
Byte av KL-träbjälklag i Autodesk robot modell ... 9
Resultat ... 10
4.3.1 Beräkningar av KL-träbjälklag ... 10
4.3.2 Byte av bjälklag i Autodesk Robot ... 10
5 Utformning av infästningsdetalj ... 12 Process för utformning ... 12 Resultat Infästningsdetalj ... 12 5.2.1 Detalj 1 ... 12 5.2.2 Detalj 2 ... 13 5.2.3 Detalj 3 ... 14
6 Diskussion (kolla Annikas anteckningar) ... 15
Utvärdering och val av fördjupning ... 15
Val av bjälklagsskiva ... 15 Byte av HD/F mot KL-trä ... 15 Infästningsdetalj ... 16 6.4.1 Dimensionering ... 16 7 Slutsats ... 17 8 Referenser ... 18 9 Bilagor ... 19
1
1 Inledning
Nedan presenteras problemutformningen för arbetet med dess syfte och bakgrund.
Bakgrund
I takt med ett ökat miljöfokus och nya regler i byggbranschen har trä som byggnadsmaterial etablerat sig allt mer på marknaden. Att använda trä som byggnadsmaterial gynnar miljöaspekterna inom byggsektorn, vilka utgör en stor andel av de totala koldioxidutsläppen i samhället.
Koldioxidekvivalenter CO2ek från produktionsfasen av fyravåningsbostadshus ökar med dryga 66 % om betongstomme med utfackningsväggar av trä används istället för planelement av KL-trä (Svenskt Trä, 2017
).
Miljöaspekter tillsammans med träets låga egenvikt är en stor motivation till attanvändandet ökar. Att använda trä som konstruktionsmaterial är dock något som kan uppfattas som skrämmande för många entreprenörer, vilket leder till att detta konstruktionsmaterial ofta väljs bort. Korslimmade träelement består av plankor eller brädor korslimmade (KL) 90 grader i förhållande till varandra. Det finns en mängd olika beteckningar på marknaden bl.a. cross laminated timber (CLT) eller X-lam vilket båda är vanliga engelska beteckningar. I Sverige är korslimmat trä (KL-trä) den mest använda beteckningen vilket Svenskt Trä har valt att utgå från i deras utgivning av trähandbok. KL-trä ger med dess relativt låga vikt och formstabilitet ett lättare arbete vad gäller både transport- och montering. Tillverkningen av de prefabricerade KL-träskivorna sker under kontrollerande
förhållanden på fabrik och med så kallad Computer Numerical Control (CNC) kan håltagningar och urskärningar göras kontrollerat på fabrik. Tillverkningen ska i huvudsak följa de krav som ställs enligt SS-EN 16351 samt produktegenskaper enligt European Technical Approval, ETA (Svenskt Trä, 2017). Tillverkningen av KL-trä tog fart i Centraleuropa för att sedan i slutet på 1990-talet togs konceptet upp av den Svenska tillverkaren Martinsons. Bland de första större projekten med KL-trä i Sverige finns exempelvis Inre Hamnen i Sundsvall som färdigställdes 2006. I Sverige är i dagsläget Martinsons den enda tillverkaren av KL-trä. De kan liksom många andra tillverkare i Europa leverera spännvidder upp till 16 meter med en standardbredd på 3 meter.
En vanlig konstruktionsutformning idag är prefabricerade betongbjälklag, vanligtvis HD/F, i kombination med stålstomme. Håldäcksplattor (HD/F) som är en förspänd prefabricerad
betongplatta placeras vanligtvis på hattbalkar alternativt UPE-profiler. Hattbalken tillverkas av ett antal olika tillverkare. Utformningen av profilen är anpassad för enkelt montage av prefabricerade betongplattor som HD/F. Förankringen för skjuvningsförbindelsen sker vanligtvis via en
kopplingskrok svetsad på balken som löper in i HD/F-bjälklagets kanaler vilken sedan förankras via ingjutning, se figur 1. Nivåskillnader mellan balk och bjälklag avjämnas via pågjutning. Även foggjutning mellan bjälklagsskivorna är nödvändigt för samverkan mellan dem.
Figur 1 HD/F i anslutning till HSQ
En utveckling av denna konstruktionsutformning är att gå ifrån betong som byggnadsmaterial och ersätta HD/F-bjälklagen mot KL-träbjälklag, vilket detta projekt arbetar kring. Då infästningsdetalj mellan KL-trä och HSQ är något som inte har standardiserade lösningar och som tidigare nämnt finns problematik kring montering. Därför valdes att utföra en teknisk undersökning av detta. Ta fram förslag på hur infästningsdetalj lämpligen kan se ut m.h.t till att på underlätta montering och förkorta monteringstid på byggarbetsplatsen.
2
Egentyngden är som tidigare nämnt en motivationsfaktor till att välja trä som byggnadsmaterial. Vid dåliga grundläggningsförhållanden kan detta vara avgörande. Därför valdes att undersöka
egentyngdens inverkan om KL-trä används istället för HD/F-bjälklag. Undersökningen utgick från ett befintligt projekt som vid tidigt skede stod vid valet mellan KL-trä och HD/F. Då underlag till detta referensprojekt finns att tillgå kommer en mer komplex beräkning vara möjlig. Ett alternativ hade varit att konstruera ett typprojekt som ska illustrera en verklig byggnad och vara så relevant som möjligt. Att använda en verklig byggnad blev i detta arbete det alternativ som kändes mest effektivt. Byggnaden som används som referensprojekt för detta arbete är en tillbyggnad av det så kallade Wargentinhuset som tillhör Karolinska institutet i Solna, se plavy i figur 2 nedan. Tillbyggnaden är av stålstomme med 5 våningsplan som utgörs av HD/F-bjälklag på samtliga plan. Stabilitet av byggnaden kommer ske via vindkryss och skivverkan i samtliga bjälklag. Tillbyggnaden kommer att anslutas mot befintlig stomme vilket utnyttjas vid stabilitet.
De olika våningsplanen består av dels kontorsytor men också ytor för labbutrustning samt fläktrum. Labbutrustningen kommer att vara placerad på plan 1 (markplan), vilken inte uppbyggs av HD/F-bjälklag. Bjälklagsuppbyggnaden för samtliga plan utöver markplan består av HD/F samt combideck, se figur 2. Combideck är placerade intill den befintliga byggnaden, vilket också skulle vara det aktuella alternativet om KL-trä används som bjälklag, med andra ord kommer combidecken inte bytas ut mot KL-trä.
Balkarna som uppbygger stålstommen är av typen hattbalkar och UPE-profiler. Pelarna består genomgående av KCKR-profiler samt VKRK-profiler och antas vara ledade i båda ändar. Längsta spännvidden för balk och bjälklag är cirka 7 m.
3
Syfte
Att utifrån litteraturstudie och kontakt med entreprenör skapa en förståelse vilka problem m.h.t byggbarhet av KL-träbjälklag i kombination med stålstomme som finns. Med hjälp av tidigare projekt där HD/F i kombination med stålstomme används byta ut de prefabricerade betongbjälklaget mot KL-träbjälklag och implementera en infästningslösning till denna. Detta ska ge en vägledning inom eventuell problematik samt positiva aspekter vad gäller KL-träbjälklag i utbyte mot HD/F, detta med fokus på infästningsdetaljer samt egentyngdens inverkan.
Mål
Att implementera KL-träbjälklag med infästningsdetalj i ett typprojekt för att sedan få en bild över vilken inverkan en förändring av egentyngd hos bjälklag har på byggnader liknande
referensprojektet. Samt att utifrån de svårigheter som finns på arbetsplatsen ge förslag till en infästningslösning som underlättar byggandet av KL-träbjälklag i kombination med en stålstomme.
Avgränsningar
Detta arbete utgår från ett befintligt projekt. Projektet kommer att vara begränsad till utformningen av de krav som ställs på konstruktionen i referensprojektet. Kraven som ställs på bjälklagen
innefattar brand, deformationer, vibration och ljudkrav. Detta gäller likaså för utformningen av infästningsdetaljer. De dimensionerande krafter som verkar på infästningen kommer att vara utifrån referensprojektet utformning.
Miljö- och ekonomiska aspekter kommer inte att undersökas i detta arbete på en detaljerad nivå.
Rapportstruktur
Rapporten som följer är uppbyggd av två delar som presenteras var för sig med metod och resultat respektive. Första delen av arbetet består av en jämförelse av laster i pålar i referensprojektet för HD/F-bjälklag respektive KL-träbjälklag. Andra delen presenterar utformning av infästningsdetaljer mellan KL-träbjälklag och HSQ balk i syfte att underlätta monteringsarbetet samt överföra de krafter som uppkommer utifrån referensprojektet.
4
2 Materialegenskaper
Nedan presenteras de materialegenskaper för KL-trä som är relevanta i denna rapport.
2.1.1.1 Fuktbetingade rörelser
Trä är ett organiskt material som kommer krympa vid uttorkning. Krympningen i KL-träskivans riktning tvärs fiberriktningen är kring 0,24 % per 1 % ändring i fuktkvot. KL-träskivan levereras alltid med en viss målfuktkvot, därefter sker en förändring av fuktkvoten parallellt med omgivande miljö. I uppvärmda lokaler kan fuktkvoten förväntas ändras mellan 7 % - 12 % beroende på årstid (Svenskt Trä, 2017)
2.1.1.2 Hållfasthetsklasser
De hållfasthetsklasser som används för de enskilda bräder och plankor som bygger upp KL-träskivan är generellt C14, C18, C24 och C30. Då skivan är uppbyggd i flera olika skikt kan hållfasthetsklasserna och ibland tjockleken variera. För att ta fram hållfasthet för hela KL-träskivan räknas ett ekvivalent snitt fram m.h.t de olika elasticitetsmodulerna, vanligtvis kan dock de tvärsgående skikten
5
3 Krav och teoretiska förutsättningar
Nedan presenteras de krav samt teoretiska förutsättningarna som förekommit under genomförandet av de beräkningar som gjorts inom dimensionering av KL-träbjälklag enligt balkteori, brandtekniska beräkningar samt horisontalstabilisering via skivverkan.
Brandtekniska krav
De brandtekniska kraven på en byggnad bestäms utifrån byggnadsklass. Byggnadsklassen delas in i Br1 – Br2 och omfattar antal våningar, byggnadsarea och typ av verksamhet. Br1 klassar byggnader med tre eller flera våningar alternativt byggnad i två våningsplan som inrymmer samlingslokal på andra våningsplanet, hotell, vårdanläggning eller särskilt boende för personer med vårdbehov. Br2 klassar byggnader med två våningsplan varav boytan överstiger 200 kvadratmeter, fler än 2 lägenheter med rum på vindsplan samt en samlingslokal på markplan, alternativt en byggnad med ett våningsplan varav en samlingslokal i eller under markplan, vårdanläggning eller särskilt boende för personer med vårdbehov. Br3 omfattar de byggnader som inte kräver Br1 eller Br2, dessa kan vara enplansbyggnader och småhus (Boverket, 2017).
De brandtekniska krav som ställs på stomme och byggnadsdelar kan delas in i följande R – Bärförmåga
E – Integritet (täthet) I – Isolering
W – Begränsad strålning
Dessa kan kombineras med följande beteckningar
M – Särskild hänsyn måste tas till mekanisk påverkan C – för dörrar med dörrstängare
B – brandgastäthet för dörrar
Beteckningarna används tillsammans med ett tidskrav, tidskravet innebär den tid i minuter som byggnadsdelen skall motstå brandpåverkan under en standardbrand. Detta utan att förlora någon av de bärande eller avskiljande funktionerna som ställs på byggnadsdelen. Tidskraven delas in i 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240 eller 360 minuter (RISE Research Institutes of Sweden, 2017).
Krav på bjälklag
Nedan presenteras de krav som ställs på det aktuella HD/F-bjälklagen som utgör referensprojektet. Dessa krav antas gälla för det teoretiska KL-träbjälklaget som ersätter HD/F-bjälklagen. Kraven presenteras i tabell 1 nedan. Kontorsutrymmen kommer vara belägna bjälklag över plan 1-3 medan bjälklag över plan 4 utgörs av fläktrumsutrymme.
Tabell 1 Krav på bjälklag i referensprojekt
Beskrivning Krav
Akustik (stegljud, vibrationer) Klass A
Brand REI-60
Spännvidd 6.7m
Nyttig last, plan 1-4 Kontorslast 2,5kN/m2 + innerväggar 0,8kN/m2 Nyttig last, plan 5 Flätrumsutrymme 4,0 kN/m2 + innerväggar 0,8kN/m2 Permanent last Undertak + installationer = 0,8kN/m2
6
Teoretiska beräkningar
Nedan förklaras beräkningsgången för det tekniska beräkningarna som används i projektet för att ta fram de aktuella resultaten.
KL-träbjälklag
Nedan presenteras de beräkningsmetoder som används vid dimensionering av det aktuella KL-träbjälklaget mot de krav som formuleras i referensprojektet.
3.4.1
Brand bjälklag
För att kontrollera det aktuella KL-trätvärsnittet mot brand användes dimensioneringsmetod enligt SS-EN 1995-1-2. En 15 mm gipsskiva av typ F används för att klara brandkrav REI-60.
Tidsgränsen ta för gipsskivan beräknas enligt
𝑡𝑎= 25 − (𝑡𝑓− 𝑡𝑐ℎ)𝑘2𝛽0
𝑘3𝛽 + 𝑡𝑓
Där 𝑘2 och 𝑘3 är skyddsfaktorer som ges av:
𝑘2= 1 − 0,018ℎ𝑝 𝑘3= 2
Och 𝑡𝑐ℎ ges av:
𝑡𝑐ℎ= 2,8ℎ𝑝− 14
Värdet 𝛽0 är en endimensionell förkolningshastighet under en standardbrand enligt SS-EN 1995-1-2,
tabell 3.1.
Inbränningsdjupet efter 60 minuter 𝑑𝑐ℎ𝑎𝑟 ges av:
𝑑𝑐ℎ𝑎𝑟= 25 + (𝑡𝑟𝑒𝑞− 𝑡𝑎)𝛽0
Icke lastupptagande skikt 𝑑0 för brand på den dragna sidan ges enligt Svenskt Trä, KL-trähandbok,
tabell 7.3–7.5, sidan 139 av följande:
𝑑0= ℎ𝐾𝐿𝑇 6 + 2,5
Det återstående resttvärsnittet efter standardbrand och 60 minuter ges av följande: ℎ𝑒𝑓= ℎ𝐾𝐿𝑇− 𝑑𝑐ℎ𝑎𝑟− 𝑑0
3.4.2
Momentkapacitet resttvärsnitt
Nedan presenteras kontroll av momentkapacitet av KL-träskiva enligt SS-EN 1995 1-1, Bilaga B, Kapitel B.2.
3.4.2.1 3-skiktsskiva av KL-trä
7
Genom att ta fram gamma-faktorer (𝛾1 och 𝛾3) tar man hänsyn till skjuvdeformationer på ett
förenklat sätt. Gamma-faktorerna ges enligt:
𝛾1= 1
𝛾3= 1
1 +𝜋2𝐸𝑥,3𝑡3 𝑙𝑟𝑒𝑓2 𝐺9090,2𝑡2
Avstånd från tyngdpunkten av skikt 𝑖 till tyngdpunkten av totala tvärsnittet ges enligt: 𝑎1= 𝑡1 2 + 𝑡2 2 𝑎3=𝑡2 2 + 𝑡3 2 Där 𝑡1, 𝑡2 samt 𝑡3 är tjocklek av KL-träskivans olika skikt.
Det effektiva tröghetsmomentet ges enligt: 𝐼𝑥,𝑒𝑓= ∑𝐸𝑥,𝑖 𝐸𝑟𝑒𝑓 𝐸𝑥𝑡𝑖3 12 + 𝛾𝑖 𝐸𝑥,𝑖 𝐸𝑟𝑒𝑓𝑏𝑥𝑡𝑖𝑎𝑖 2
KL-träskivan kontrolleras för böjmoment kring sin y-axel enligt följande:
𝜎𝑚,𝑦,𝑑 = 𝑀𝑥,𝑑
𝑊𝑦,𝑛𝑒𝑡 ≤ 𝑓𝑚,𝑥𝑙𝑎𝑦,𝑑
3.4.3
Nedböjning KL-träskiva
Enligt balkteori med gamma-metoden ges nedböjningen enligt följande: 𝑤𝑚𝑖𝑡𝑡= 5𝑞𝐿4
384𝐸𝐼𝑥,𝑒𝑓
3.4.4
Skivverkan i bjälklag
Referensensprojektet utnyttjar skivverkan i bjälklagen i sitt stabiliserande system. Fästdon mellan bjälklag och balk dimensioneras därför mot den resulterande kraft som uppstår via skivverkan. Skivan kan då tillsammans med kantbalkar betraktas som en I-balk där skivan fungerar som livet och tar hand om all tvärkraft (Isaksson, Mårtensson och Thelandersson, 2016). Kantbalkarna dimensioneras för att ta upp de normalkrafterna som uppstår, se figur 3.
8
Figur 3 SkivverkanTvärkraft och moment tas fram via elasticitetsteorin där den maximala tvärkraften som uppstår längs gaveln ges av:
𝑉𝑚𝑎𝑥 =
𝑞𝐿 2
Där 𝐿 är längden på skivans långsida. Denna kraft måste kunna överföras mellan bjälklag och balk. Fästdonen dimensioneras efter skjuvflöde enligt:
𝑣 =𝑉𝑚𝑎𝑥 𝑏
9
4 Byte av HD/F mot KL-trä
Nedan presenteras den metod som används vid utbyte av HD/F mot KL-trä i referensprojektet samt de resultat den valda metoden gav.
Dimensionering av KL-träbjälklag
KL-träbjälklaget valdes utifrån Martinsons standardiserade dimensioner. Antal skikt och höjd på bjälklaget valdes och kontrollerades via beräkningar enligt SS-EN 1995 samt Svenskt Trä, KL-trähandbok. Nedan presenteras metoden som användes för att klara de krav beskrivna i tabell 1 ovan.
4.1.1
Akustik
För de akustiska kraven stegljud och vibrationer utfördes inga tekniska beräkningar vid val av bjälklagsutformning. KL-trähandbok har presenterat flera olika typer av bjälklagsuppbyggnad för att klara olika akustiska krav, vilket användes i detta projekt. Valet av bjälklagstyp utgick dels utifrån att klara de akustiska kraven men också att utgå från en egenvikt som är så låg som möjligt.
4.1.2
Brandkrav
Kontroll av KL-träbjälklaget mot det brandkrav som ställs sker enligt SS-EN 1995-1-2. Utformningen av bjälklaget kompletterades med en gipsskiva för att motstå brand med så liten egentyngd och bjälklagshöjd som möjligt.
4.1.3
Deformationskrav
De aktuella deformationskraven som ställdes på bjälklaget kontrollerades via beräkning av nedböjning. Beräkningen utgick från balkteori där hänsyn till deformationer från tvärkraft togs via Gamma-metoden som finns presenterad i Eurokod 5, annex B. Gamma-metoden tar hänsyn till skjuvdeformationer via reduceringsfaktorer för tröghetsmomentet i det aktuella tvärsnittet. Gamma-metoden är ett bra komplement mot balkteori enligt Timoshenko där skjuvdeformationerna
beräknas via en skjuvkorrektionsfaktor, vilket ofta leder till väldigt komplicerade beräkningar. Gamma-metoden lämpar sig för snitt upp till 5 skikt, utöver det blir avvikelserna allt för stora (Svenskt Trä, 2017).
Byte av KL-träbjälklag i Autodesk robot modell
För att jämföra skillnaden i krafter och kraftfördelning då egentyngden på bjälklagen är lägre med KL-träbjälklag än HD/F används en 3D-modell av referensprojektet i datorprogrammet Autodesk Robot, se figur 4. Autodesk Robot som används i detta arbete är ett datorprogram som utför beräkningar och analyser av enligt Eurokod. Programmet kan hantera 3-dimensionella ramar, vilket är det verktyg som används i detta arbete. Underlag i form av en 3D-rammodell av referensprojektet i Autodesk Robot har tillhandahållits. Modellen består av tillbyggnaden samt den befintliga byggnaden som används vid stabilisering. Bjälklagen mot den befintliga byggnaden består av combideck, dessa byttes inte ut då de skulle vara det mest lämpliga alternativet även om KL-träbjälklag användes. Då samtliga aktuella laster samt lastkombinationer togs med i modellen kommer programmet välja den mest ogynnsamma för byggnaden. De lastkombinationer som används i modellen är lastkombination för brottgränstillstånd samt bruksgränstillstånd. För lastkombination i bruksgränstillstånd räknas både karakteristisk och frekvent last. Samtliga lastkombinationer är utförda med huvudlaster i form av vindlaster i alla riktningar, snölaster eller nyttiga laster för kontor- och fläktrumsutrymmen. För utförlig beskrivning av de lastkombinationer som används, se bilaga C.
10
Figur 4 3D-modell referensprojektet Autodesk RobotResultat
Här presenteras de resultat som svarar på den metod som används kapitel ovan.
4.3.1
Beräkningar av KL-träbjälklag
Nedan i tabell 2-3 presenteras resultat från de beräkningar som gjort vid utformning av
KL-träbjälklaget. Utformningen av KL-träskivan som klarar samtliga krav är en 5-skiktsskiva med 46 mm höjd samt hållfasthetsklass C24 i varje skikt av skivan. Det dimensionerande kravet är nedböjningen som vid max belastning blev 17.7 mm av det max tillåtna 20 mm, vilket presenteras som
nyttjandegrad i tabell 2 nedan. De dimensionerande laster som bjälklaget dimensioneras efter, se tabell 2-3, är enligt lastkombination för brottgränstillstånd samt bruksgränstillstånd i nu gällande EKS med nyttig last enligt de krav som presenteras i tabell 1 i kapitel 3.2.
Tabell 2 Resultat kontroll bärförmåga
Dimensionerande last [kN/m] 4,71
Tvärsnitt [mm] 46+46+46+46+46
Hållfasthetsklass C24-C24-C24-C24-C24
Tröghetsmoment enligt Gamma-metoden [m4] 0,00227
Momentkapacitet [kNm] 303,25
Nedböjning [mm] 17,7
Nyttjandegrad nedböjning [%] 28,54
Tabell 3 Resultat kontroll bärförmåga brandtvärsnitt
Dimensionerande last [kN/m] 3,14
Resttvärsnitt [mm] 46+46+46
Hållfasthetsklass C24-C24-C24
Tröghetsmoment enligt Gamma-metoden [m4] 0,000353206
Momentkapacitet [kNm] 78,63
Nyttjandegrad momentkapacitet [%] 64,25
4.3.2
Byte av bjälklag i Autodesk Robot
Nedan presenteras resultatet från utbytet av bjälklag i 3D-modellen i Autodesk Robot. Resultatet utgör skillnaden i de största respektive lägsta krafter på byggnaden samt skillnaden i stödreaktioner på samtliga pålar.
11
Tabell 4 nedan presenterar det stödreaktionerna på byggnaden samt en jämförelse mellan dessa. Största förändringen är markerad med röd färg. Lastkombinationen som anges i tabellen (131 (C)) är den mest ogynnsamma vilket är framtaget av Autodesk Robot som brottgränstillstånd med vind från väster som huvudlast. För att få en bild om vilken nod i tabell 2 som tillhör vilken påle i
referensprojektet, se bilaga A.
Tabell 4 Stödreaktioner referensprojekt
Node/Case FZ (kN) KL-träbjälklag FZ (kN) HD/F-bjälklag ΔFZ[%]
6/131 (C) 370,33 530,21 69,84591011 7/131 (C) 155,38 217,23 71,52787368 8/131 (C) 177,64 259,74 68,39146839 9/131 (C) 53,06 75,32 70,44609665 10/131 (C) 199,64 260,06 76,76689995 17/131 (C) 623,78 834,61 74,7390997 80/131 (C) 248,43 354,31 70,11656459 81/131 (C) 204,27 290,29 70,36756347 84/131 (C) 406,25 621 65,41867955 87/131 (C) 149,34 194,89 76,62784135 93/131 (C) 84,41 138,97 60,739728 98/131 (C) 303,96 479,44 63,39896546 104/131 (C) 297,96 407,66 73,09032037 105/131 (C) 365,98 530,73 68,95785051 107/131 (C) 892,35 1061,04 84,10144764 139/131 (C) 26,7 45,93 58,13193991 146/131 (C) 25,58 41,75 61,26946108 181/131 (C) 45,81 70,73 64,76742542 182/131 (C) 292,98 457,8 63,99737877 185/131 (C) 43,18 58,79 73,44786528 328/131 (C) 115,52 119,38 96,76662758 352/131 (C) -10,31 -0,94 1096,808511 353/131 (C) 210,66 230,58 91,36091595 359/131 (C) 64,07 80,58 79,51104492 2066/131 (C) 50,3 63,77 78,87721499 2068/131 (C) 6,37 8,03 79,32752179
12
5 Utformning av infästningsdetalj
Nedan presenteras den metod som används vid utformning av infästningsdetaljer samt resultatet av utformningen.
Process för utformning
Utformning av infästningsdetaljer utfördes via dialog med konstruktör på Sweco samt projektledare på Martinsons. Den första utformningen, se figur 5, är framtagen som utgångsdetalj med mål att montering sker från ovankant. De senare två detaljerna är framtagna som en utveckling på den första. Målet var då att utifrån montering från ovankant av bjälklaget utveckla den första detaljen sådan att montering och förarbeten hos leverantörer minimeras.
Den kraft som infästningsdetaljerna dimensionerades för och som presenteras i tabell 8-11 nedan är framtagna via skivverkan i byggnaden. Med andra ord det skjuvflöde som presenterat i kap. 3.4.4 fördelat på antal fästdon som överför kraften.
Resultat Infästningsdetalj
Nedan presenteras de infästningsdetaljer som utformats under projektet via dialog med projektledare och konstruktörer.
5.2.1
Detalj 1
Den första infästningsdetalj utformades som tidigare nämnt som utgångsdetalj, se figur 5. HSQ balken förbereds med en fastsvetsad gängstång. För de krafter som ska överföras vid skivverkan i referensprojektet kan en gängstång med diameter 20mm samt hållfasthetsklass 5.8 användas för att överföra krafter med ett centrumavstånd av 1000 mmmellan fästdonen. Gängstången levereras fastsvetsad på HSQ-balkens fläns. En genomgående håltagning som matchar gängstångens diameter förbereds i KL-träskivan. Ursparning som möjliggör åtdragning av mutter förbereds i KL-träskivan. Placering av gängstång utgår från att minimera momentets hävarm för att infästningen ska hanteras som ledad, det vill säga placera så nära flänsens kant som möjligt.
Figur 5 Infästningsdetalj 1 fastsvetsad gängstång
Tabell 5 nedan visar de resultat från dimensionering av fästdon.
Tabell 5 Detalj 1 resultat från dimensionering
Detalj 1
Typ av förbindare Gängstång 20 mm s400
Dimensionerande last [kN] 0,7875
Antal förbindare 10
Kapacitet per förbindare [kN] 1,428
13
5.2.2
Detalj 2
Efter dialog med projektledare på Martinsons utformades en infästningsdetalj enligt nedan, se figur 6. HSQ balken förbereds med en vinkelstång som anpassas utifrån den självborrande skruvens genomborrningskapacitet i stålet. Denna dimensioneras dessutom för att ta tvärkraften som KL-träskiva ska överföra till balken. L-profilen kan antingen gå kontinuerligt längs hela balken alternativt delvis, beroende på bjälklagsbredd och bjälklagstyngd. En självborrande sandwichpanelskruv
används som förankring mellan KL-träskiva och HSQ balk. I dimensioneringen i detta projekt har sortiment från Hilti används. En sandwichpanelskruv med 5.5 mm diameter klarar de horisontella krafter som uppstår utan problem, se tabell 11. Dessa finns att tillgå i varierande längder upp till 315 mm vilket gör montage för höga bjälklagsskivor möjligt. Monteringen sker från ovan enbart via de självborrande skruvarna som monteras via borrställning. För att infästningen ska antas fungera ledat placeras skruven nära L-profilens kant, vilket minimerar momentets hävarm.
Figur 6 Infästningsdetalj 2, självborrande sandwichpanelskruv
Tabell 6 nedan visar de resultat från dimensionering av fästdon.
Tabell 6 Detalj 2 resultat från dimensionering
Detalj 2
Typ av förbindare HILTI S-CD 65 C, 5.5x256, s1000
Dimensionerande last [kN] 0,7875
Antal förbindare 10
Kapacitet förbindare [kN] 1,723
Nyttjandegrad [%] 45,70516541
14
5.2.3
Detalj 3
Efter kontakt med konstruktör från Sweco kunde ytterligare ett förslag på infästningsdetalj utformas, se figur 7.
Ingen förberedning av stålbalk krävs. En plywoodskiva förankras ovan balk och bjälklag för att ta skivverkan. Förankring mellan plywood och KL-träbjälklag sker med trallskruv som går genom första skiktet i bjälklagsskivan. Förankring mellan plywood och övre fläns av HSQ-balk sker via självborrande skruv. Vid överföring av horisontella krafter tvärs balken krävs att bjälklagsskivan är kilad mot HSQ-balkens liv för att undvika kraftöverföring via plywoodskivan. Sådan kraftöverföring kan resultera i instabilitetsbrott av plywoodskivan.
Figur 7 Infästningsdetalj 3, skivverkan via plywood
Tabell 7-8 nedan visar de resultat från dimensionering av fästdon.
Tabell 7 Detalj 3 resultat från dimensionering av fästdon mellan plywood och balkfläns
Detalj 3
Typ av förbindare HILTI S-MP 52 Z 6.3×38
Dimensionerande last [kN] 0,7875
Antal förbindare 10
Kapacitet förbindare [kN] 1,011
Nyttjandegrad [%] 77,89317507
Tabell 8 Detalj 3 resultat från dimensionering av fästdon mellan plywood och KL-träskiva
Detalj 3
Typ av förbindare Trallskruv 4,2x60
Dimensionerande last [kN] 0,39375
Antal förbindare 20
Kapacitet förbindare [kN] 0,53
15
6 Diskussion
Nedan presenteras tankar och reflektioner över de resultat som framtagits i projektet. Här diskuteras bland annat antaganden och olika val som gjort under projektet. Resultatet från de olika delarna i projektet diskuteras för att sedan formulera en slutsats av arbetet.
Utvärdering och val av fördjupning
Redan vid projektstart fanns en tanke om att göra en undersökning kring infästningsdetaljer för KL-trä mot HSQ balkar. Samtal med handledare, projektledare från Martinsons och konstruktör från Sweco gav uppfattningen om att infästning är något som kan undersökas för att minimera det svårigheter som finns vid montering. Eftersom att KL-trä är relativt nytt finns enligt Sweco en viss osäkerhet kring detta, underlag för infästningsdetaljer för KL-trä mot stålstomme är något som skulle kunna visa hur pass enkla lösning som kan utföras, både dimensionering- och monteringsmässigt. Valet av att undersöka egenviktens inverkan i en konstruktion kom utifrån att egenvikten är en av motivationerna till varför trä som byggnadsmaterial går före betong. I projektet som varit
referensprojekt var den ursprungliga tanken att använda sig av KL-träbjälklag. Men en osäkerhet hos entreprenörer ledde till att HD/F-bjälklag användes istället. Att titta på hur egenvikten hade påverkad lasterna i konstruktionen blev därför en av de huvudpunkter projektet arbetar kring.
Val av bjälklagsskiva
Vid utformningen av bjälklagsskiva av KL-trä var utgångspunkten en låg egenvikt. Problematiken med en låg egenvikt är akustik och vibrationer. För att klara de krav som ställs samtidigt med en låg egenvikt krävs stora höjder på bjälklaget med andra skikt som tar upp vibrationer och ljudmässiga komplikationer. En uppbyggnad med lägsta möjliga egentyngden valdes, vilket resulterade i en väldigt hög tvärsnittshöjd i förhållande till HD/F bjälklaget. Detta ger en bra bild över den negativa inverkan låg egenvikt kan skapa.
Tvärsnittshöjden påverkas också av brand. Här valdes att använda en gipsskiva som brandskyddbeläggning för att undvika ett brandskyddande skikt av trä.
Byte av HD/F mot KL-trä
Resultatet från Autodesk Robot modellen av referensprojektet gav varierande minskning av laster på de olika bärverken. Det svåra vid framtagandet av ett sådant resultat är tolkningen och hur det påverkar konstruktionen. I många projekt är förutsättningarna i grunden en stor faktor till hur konstruktionen kan utformas. Platsgjutna betongfundament och pålar som kan minskas i dimension kan vara en stor positiv effekt rent kostnadsmässigt. Resultatet utgår från den KL-träskiva som valdes och detta gjordes med vissa antaganden. Som nämnt ovan kommer en bjälklagsuppbyggnad med så låg egenvikt som möjligt väljas. För att klara krav kring vibrationer och akustik kommer bjälklaget att vara uppbyggd med en högre tvärsnittshöjd om vikten skall vara så låg som möjligt, detta i
förhållande till vad som annars är möjligt om en låg egenvikt inte är något som eftersträvas. Som presenterat i resultatet valdes en KL-träskiva med höjden 513 mm och vikten 165 kg/m2 Detta jämfört med ett HD/F-bjälklag som har höjden 300 mm inklusive pågjutning för att klara samma krav. Det är en skillnad på 213 mm som i detta fall skulle innebära en förhöjd bjälklagshöjd med 213 per våning, vilket efter 5 våningar skulle innebära 1065 mm. Våningshöjd är ofta ett känsligt ämne då efter ett visst antal våningar skulle kunna innebära ett extra våningsplan för samma byggnadshöjd om en annan bjälklagsuppbyggnad användes. Alternativt som i referensprojektet vilket är en
tillbyggnad som måste anpassa sin bjälklagshöjd mot intill liggande byggnad. Vilket skulle innebära en mycket lägre takhöjd i varje våningsplan om KL-träbjälklaget användes istället.
Laster i pålar minskar med genomsnitt av ungefär 30 %. Vilket i sådana fall också skulle sänka
nyttjandegraden med samma procentuella värde. Detta innebär att i en stor del av byggnaden kan en lägre dimension av byggnadselementet användas. Vilket i sin tur skulle påverkar egenvikten av totala byggnaden. På grund av tidsbrist gjordes ingen vidare undersökning över vilka dimensioner som kan
16
tänkas bytas ut. Men som slutsats är resultatet sådant att en lägre dimension kan användas vilket sänker egentyngden samt ur ekonomiska aspekter kommer mindre materialanvändning vara positivt. De negativa aspekterna är framförallt en ökad bjälklagshöjd, som i detta fall skulle ha en stor
påverkan över konstruktionsutformningen.
Infästningsdetalj
Som tidigare redovisat utgick framtagandet av infästningsdetaljen kring de svårigheter som uppfattades på byggarbetsplatsen vid montering. Lösningarna som framtagits är principer som är anpassade för referensprojekt som används under arbetets gång. Utgångspunkten för
infästningsdetaljen var alltid att undvika montering underifrån bjälklag. Den första
infästningsdetaljen, se figur 5, togs fram som ett första förslag på infästningsdetalj där montering sker från överkant bjälklag. Det positiva med denna utformning är att monteringen på plats blir minimal då det enbart kräver montering av mutter kring gängstången. Dock eftersom det kräver en del förberedning från de olika leverantörerna finns inte utrymme för felmarginaler. Håltagning ska göras i KL-träskivan av KL-trätillverkaren som ska matcha den fastsvetsade gängstången från smeden. Detta leder till att väldigt små felmarginaler kan tillåtas och gör därför en sådan infästning svår i praktiken. För att hitta en bättre lösning till detta utformades en ny infästningsdetalj, se figur 6. Förberedelser för denna utformning är endast stålbalken som förbereds med ett vinkelstål på överkant fläns. Förankring sker sedan via självborrande skruvar som har en borrkapacitet i stål större än godstjockleken på vinkelstålet. Då skivverkan för byggnader likt referensprojektet skapar relativt små horisontella krafter kan en självborrande sandwichpanelskruv från standardsortiment användas, utan allt för korta centrumavstånd.
Efter samtal med konstruktör från Martinsons kom idén om att utnyttja plywoodskiva på överkant som överföring av skivverkan, då en formplywood ändå används som avjämning mellan balk och bjälklag, se figur 7. Här krävs ingen förberedning av varken stål eller KL-trä. Då plywoodskivan kommer att vara förankrad i både bjälklag och balk kommer fuktbetingade rörelser i KL-träskivan skapa deformationer i plywoodskivan. Som nämnt i kapitel 3.2.1.1 kommer dessa rörelser vara 0,24 % per 1 % ändring i fuktkvot. Detta tillsammans med vinkeländring vid största belastningsfall ger en nedböjning av 7 mm för plywoodskivan. Detta är något plywoodskivan med sin låga styvhet kommer att klara utan att brott uppstår. Dock måste fästdon mellan plywood och bjälklag dimensioneras för denna extra dragkraft som kan inträffa. Om vinden kommer från en annan vinkel och kraft ska överföras från bjälklag via balk till nästa bjälklag kommer det att vara viktigt att kraften in går via plywoodskivan, om denna inte dimensioneras för detta. Att kila fast KL-träbjälklaget mot HSQ-balken är därför viktigt för att undvika instabilitetsbrott i plywoodskivan.
6.4.1
Dimensionering
Vid framtagandet av de dimensionerande lasterna som infästningen skall överföra togs en del antaganden. De referensprojekt som användes har en planuppbyggnad där ena sidan varierar linjärt i bredd. Vid skivverkan måste denna geometri beaktas vilket gjorde via en förenkling. Byggnaden beaktades som rektangulär för att förenkla beräkningsarbetet. En KL-träskiva med bredden 3 m är också ett antagande som gjorts. Vilket skulle passa relativt bra i referensprojektet då längden av byggnaden är drygt 14 m. Att använda 7 stycken skivor med bredden 2 m hade varit ett rimligt alternativ också.
17
7 Slutsats
A
tt använda KL-träbjälklag istället för HD/F-bjälklag i en byggnad lik referensprojektet som används i detta arbete kan som nämnt ovan ha varierande effekter. Vad gäller montering visar resultatet att arbetet och monteringstider kan tydligt underlättas om KL-träbjälklag används. Generellt vad gäller byggbarhet mellan de två bjälklagstyperna är det främst monteringen av infästning som skiljer sig. En byggnad lik referensprojektet kommer påverkas av den skillnad hos egenvikt som blir om träbjälklag används istället för HD/F. Dock som resultatet visar kommer bjälklagshöjden av KL-träbjälklaget öka om en låg egenvikt eftersträvas. Det finns alltså en möjlighet att minskaupplagskrafter hos en byggnad lik referensprojektet om KL-träbjälklag används, dock kommer det, beroende på vilka krav som ställs på byggnaden, att innebära en kraftigt ökad bjälklagshöjd.
18
8 Referenser
Boverket. 2017. Indelning i byggnadsklass och verksamhetsklasser.
Boverket. https://www.boverket.se/sv/PBL-kunskapsbanken/regler-om-byggande/boverkets-byggregler/brandskydd/byggnadsklass-och-verksamhetsklasser/ (Hämtad 2018-04-19)
Isaksson, Mårtensson och Thelandersson. 2016. Byggkonstruktion. 2. uppl. Lund: Studentlitteratur AB.
Koski, Sam. 2018. E-mail 17 april
RISE Research Institutes of Sweden. 2017. Brandtekniska klasser.
Rise. https://www.sp.se/sv/index/services/fire_classes/Sidor/default.aspx (Hämtad 2018-05-09). Stora Enso. 2016. Lifting points for CLT, a practical guide. Stora Enso. http://www.clt.info/wp-content/uploads/2015/10/Lifting-points-for-Stora-Enso-CLT-EN1.pdf (Hämtad 2018-04-25)
Strängbetong. 2014. Vridningsförhindrade kopplingar av integrerade upplagsbalkar pga excentriskt
placerad last. Strängbetong.
http://www.strangbetong.se/wp-content/uploads/2016/04/Vridningsf%C3%B6rhindring-version-1.0.pdf (Hämtad 2018-05-15) Svenskt Trä. 2017. KL-trähandbok. Stockholm: Föreningen Sveriges Skogsindustrier
Svenskt Trä. 2017. KL-trä och fuktbetingade rörelser. Svenskt
trä. https://www.traguiden.se/konstruktion/kl-trakonstruktioner/kl-tra-och-varme-och-fukt/9.2-kl-tra-och-fuktbetingade-rorelser/kl-tra-och-fuktbetingade-rorelser/ (Hämtad 2018-04-20)
19
9 Bilagor
20
Bilaga B – Resultat från Autodesk Robot modell
Nedan i tabell 5-7 presenteras resultatet från det maximala respektive minimala krafterna totalt för alla noder och stänger i modellen. Största förändringen är markerad med röd färg. För utförlig beskrivning av den lastkombination som används eller ”Case” som används i tabell 5-7, se bilaga C.
Tabell 5 Max/min krafter referensprojekt, modell med KL-träbjälklag
FX (kN) FY (kN) FZ (kN) MX (kNm) MY (kNm) MZ (kNm) MAX 720,36 40,12 70,21 24,31 27,14 25,22 Bar 23 931 615 167 352 120 Node 17 350 412 187 245 79 Case 154 (C) 136 (C) 109 (C) 129 (C) 129 (C) 134 (C) MIN -309,09 -45,49 -108,56 -20,33 -65,73 -26,42 Bar 601 942 208 130 615 120 Node 538 186 234 229 436 159 Case 143 (C) 135 (C) 116 (C) 121 (C) 104 (C) 134 (C)
Tabell 6 Max/min krafter referensprojekt, modell med HD/F-bjälklag
FX (kN) FY (kN) FZ (kN) MX (kNm) MY (kNm) MZ (kNm) MAX 931,19 43,82 78,85 35,9 35,9 27,96 Bar 23 931 225 167 175 120 Node 17 350 243 187 187 79 Case 154 (C) 136 (C) 116 (C) 129 (C) 129 (C) 134 (C) MIN -309,54 -45,13 -150,02 -28,68 -65,67 -29,73 Bar 601 942 208 130 615 120 Node 538 186 234 229 436 159 Case 143 (C) 135 (C) 116 (C) 121 (C) 104 (C) 134 (C)
Tabell 7 Jämförelse krafter i referensprojekt
ΔFX[%] ΔFY[%] ΔFZ[%] ΔMX[%] ΔMY[%] ΔMZ[%] Förändring MAX 0,773591 0,915564 0,890425 0,677159 0,755988858 0,902003 Bar 23 931 225 167 175 120 Node 17 350 243 187 187 79 Case 154 (C) 136 (C) 116 (C) 129 (C) 129 (C) 134 (C) Förändring MIN -0,99855 -1,00798 -0,72364 -0,70886 1,000913659 0,888665 Bar 601 942 208 130 615 120 Node 538 186 234 229 436 159 Case 143 (C) 135 (C) 116 (C) 121 (C) 104 (C) 134 (C)
21
Bilaga C – Tabell över de lastkombinationer som används i Autodesk Robot
Modellen i detta arbete
Ekvationerna 6.10a, 6.10b, 6.14b och 6.15b som ges under kolumn Name är kombinationer
enligt nu gällande EKS.
Combinations Name Analysis Type
Combination Type
Case Nature
100 (C) 6.10a E.T., Vind +x Linear Combination ULS live
101 (C) 6.10a E.T., Vind -x Linear Combination ULS live
102 (C) 6.10a E.T., Vind +y Linear Combination ULS live
103 (C) 6.10a E.T., Vind -y Linear Combination ULS live
104 (C) 6.10a E.T., Vind +x,(inre sug) Linear Combination ULS live 105 (C) 6.10a E.T., Vind -x,(inre sug) Linear Combination ULS live 106 (C) 6.10a E.T., Vind +y,(inre sug) Linear Combination ULS live 107 (C) 6.10a E.T., Vind -y,(inre sug) Linear Combination ULS live 108 (C) 6.10a E.T., Vind +x,(inre tryck) Linear Combination ULS live 109 (C) 6.10a E.T., Vind -x,(inre tryck) Linear Combination ULS live 110 (C) 6.10a E.T., Vind +y,(inre tryck) Linear Combination ULS live 111 (C) 6.10a E.T., Vind -y,(inre tryck) Linear Combination ULS live
112 (C) 6.10b Snö, Vind +x Linear Combination ULS live
113 (C) 6.10b Snö, Vind -x Linear Combination ULS live
114 (C) 6.10b Snö, Vind +y Linear Combination ULS live
115 (C) 6.10b Snö, Vind -y Linear Combination ULS live
116 (C) 6.10b Snö, Vind +x,(inre sug) Linear Combination ULS live 117 (C) 6.10b Snö, Vind -x,(inre sug) Linear Combination ULS live 118 (C) 6.10b Snö, Vind +y,(inre sug) Linear Combination ULS live 119 (C) 6.10b Snö, Vind -y,(inre sug) Linear Combination ULS live 120 (C) 6.10b Snö, Vind +x,(inre tryck) Linear Combination ULS live 121 (C) 6.10b Snö, Vind -x,(inre tryck) Linear Combination ULS live 122 (C) 6.10b Snö, Vind +y,(inre tryck) Linear Combination ULS live 123 (C) 6.10b Snö, Vind -y,(inre tryck) Linear Combination ULS live
124 (C) 6.10b Vind +x Linear Combination ULS live
125 (C) 6.10b Vind -x Linear Combination ULS live
126 (C) 6.10b Vind +y Linear Combination ULS live
127 (C) 6.10b Vind -y Linear Combination ULS live
129 (C) 6.10b Vind +x,(inre sug) Linear Combination ULS live
130 (C) 6.10b Vind -x,(inre sug) Linear Combination ULS live
131 (C) 6.10b Vind +y,(inre sug) Linear Combination ULS live
132 (C) 6.10b Vind -y,(inre sug) Linear Combination ULS live
133 (C) 6.10b Vind +x,(inre tryck) Linear Combination ULS live 134 (C) 6.10b Vind -x,(inre tryck) Linear Combination ULS live 135 (C) 6.10b Vind +y,(inre tryck) Linear Combination ULS live 136 (C) 6.10b Vind -y,(inre tryck) Linear Combination ULS live
137 (C) EQU 6.10 Vind +x Linear Combination ULS live
22
139 (C) EQU 6.10 Vind +y Linear Combination ULS live
140 (C) EQU 6.10 Vind -x Linear Combination ULS live
141 (C) EQU 6.10 Vind +x,(inre sug) Linear Combination ULS live 142 (C) EQU 6.10 Vind -x,(inre sug) Linear Combination ULS live 143 (C) EQU 6.10 Vind +y,(inre sug) Linear Combination ULS live 144 (C) EQU 6.10 Vind -y,(inre sug) Linear Combination ULS live 145 (C) EQU 6.10 Vind +x,(inre tryck) Linear Combination ULS live 146 (C) EQU 6.10 Vind -x,(inre tryck) Linear Combination ULS live 147 (C) EQU 6.10 Vind +y,(inre tryck) Linear Combination ULS live 148 (C) EQU 6.10 Vind -y,(inre tryck) Linear Combination ULS live
149 (C) 6.10b N.L. Vind +x Linear Combination ULS live
150 (C) 6.10b N.L. Vind -x Linear Combination ULS live
151 (C) 6.10b N.L. Vind +y Linear Combination ULS live
152 (C) 6.10b N.L. Vind +y Linear Combination ULS live
153 (C) 6.10b N.L. Vind+x (inre sug) Linear Combination ULS live 154 (C) 6.10b N.L. Vind-x (inre sug) Linear Combination ULS live 155 (C) 6.10b N.L. Vind+y (inre sug) Linear Combination ULS live 156 (C) 6.10b N.L. Vind-y (inre sug) Linear Combination ULS live 157 (C) 6.10b N.L. Vind+x (inre tryck) Linear Combination ULS live 158 (C) 6.10b N.L. Vind-x (inre tryck) Linear Combination ULS live 159 (C) 6.10b N.L. Vind+y (inre tryck) Linear Combination ULS live 160 (C) 6.10b N.L. Vind-y (inre tryck) Linear Combination ULS live
200 (C) 6.14b Karakteristisk +x Linear Combination SLS live
201 (C) 6.14b Karakteristisk -x Linear Combination SLS live
202 (C) 6.14b Karakteristisk +y Linear Combination SLS live
203 (C) 6.14b Karakteristisk -y Linear Combination SLS live
204 (C) 6.14b Karakteristisk +x,(inre sug) Linear Combination SLS live 205 (C) 6.14b Karakteristisk -x,(inre sug) Linear Combination SLS live 206 (C) 6.14b Karakteristisk +y,(inre sug) Linear Combination SLS live 207 (C) 6.14b Karakteristisk -y,(inre sug) Linear Combination SLS live 208 (C) 6.14b Karakteristisk +x,(inre tryck) Linear Combination SLS live 209 (C) 6.14b Karakteristisk -x,(inre tryck) Linear Combination SLS live 210 (C) 6.14b Karakteristisk +y,(inre tryck) Linear Combination SLS live 211 (C) 6.14b Karakteristisk -y,(inre tryck) Linear Combination SLS live
212 (C) 6.15b Frekvent +x Linear Combination SLS live
213 (C) 6.15b Frekvent -x Linear Combination SLS live
214 (C) 6.15b Frekvent +y Linear Combination SLS live
215 (C) 6.15b Frekvent -y Linear Combination SLS live
216 (C) 6.15b Frekvent +x,(inre sug) Linear Combination SLS live 217 (C) 6.15b Frekvent -x,(inre sug) Linear Combination SLS live 218 (C) 6.15b Frekvent +y,(inre sug) Linear Combination SLS live 219 (C) 6.15b Frekvent -y,(inre sug) Linear Combination SLS live 220 (C) 6.15b Frekvent +x,(inre tryck) Linear Combination SLS live 221 (C) 6.15b Frekvent -x,(inre tryck) Linear Combination SLS live 222 (C) 6.15b Frekvent +y,(inre tryck) Linear Combination SLS live 223 (C) 6.15b Frekvent -y,(inre tryck) Linear Combination SLS live
23
Bilaga D Dimensionering av fästdon
Dimensionering av de skruvar som förbinder de olika infästningsdetaljerna sker enligt SS-EN 1995-1-1 kapitel 8. Dimensioneringen av skruv sker dels via förband stål mot trä samt trä mot trä. Vid
dimensionering av förband av stål mot trä ges de olika brottmodellerna av följande: - För tunn plåt i ett skjuvningsplan:
𝐹𝑣,𝑅𝑘= 𝑚𝑖𝑛 {
0,4𝑓ℎ,𝑘𝑡1𝑑 1,15√2𝑀𝑦,𝑅𝑘𝑓ℎ,𝑘𝑑
- För tjock plåt i ett skjuvningsplan:
𝐹𝑣,𝑅𝑘= 𝑚𝑖𝑛 { 𝑓ℎ,𝑘𝑡1𝑑 𝑓ℎ,𝑘𝑡1𝑑 [√2 +4𝑀𝑦,𝑅𝑘 𝑓ℎ,𝑘𝑑𝑡12− 1] 2,3√𝑀𝑦,𝑅𝑘𝑓ℎ,𝑘𝑑
Vid dimensionering av förband av trä mot trä ges de olika brottmodellerna av följande:
𝐹𝑣,𝑅𝑘 = 𝑚𝑖𝑛 { 𝑓ℎ,1,𝑘𝑡1𝑑 𝑓ℎ,2,𝑘𝑡2𝑑 𝑓ℎ,1,𝑘𝑡1𝑑 1 + 𝛽 [√𝛽 + 2𝛽2[1 +𝑡𝑡21+ (𝑡𝑡21) 2 ] + 𝛽3(𝑡2 𝑡1) 2 − 𝛽 (1 +𝑡2 𝑡1)] 1,05𝑓ℎ,1,𝑘2 + 𝛽 [√2𝛽(1 + 𝛽) +𝑡1𝑑 4𝛽(2 + 𝛽)𝑀𝑓 𝑦,𝑅𝑘 ℎ,1,𝑘𝑑𝑡12 − 𝛽] 1,05𝑓1 + 2𝛽 [√2𝛽ℎ,1,𝑘𝑡2𝑑 2(1 + 𝛽) +4𝛽(2 + 𝛽)𝑀𝑦,𝑅𝑘 𝑓ℎ,1,𝑘𝑑𝑡22 − 𝛽] 1,15√1 + 𝛽 √2𝑀2𝛽 𝑦,𝑅𝑘𝑓ℎ,1,𝑘𝑑 med 𝛽 =𝑓ℎ,2,𝑘 𝑓ℎ,1,𝑘 Där 𝑓ℎ,1,𝑘 = 0,082𝜌𝑘𝑑−0,3
Det karakteristiska flytmomentet ges av:
