EXAMENSARBETE INOM BYGGTEKNIK OCH DESIGN GRUNDNIVÅ 15 HP
STOCKHOLM, SVERIGE 2020
Byggtekniska, arbetsmiljö, och ekonomiska konsekvenser
med hänsyn till
plywoodskivans utformning
Simon Danielsson
-TRITA-ABE-MBT-219
Sammanfattning
Den svenska byggbranschen strävar efter ständig förbättring och utveckling genom nya byggtekniska lösningar och material.
Det finns olika varianter av konstruktionsplywood där bredd och tjocklek varierar. De vanligaste måtten är 12x900x2500 mm och 12x1200x2500 mm, det finns också en nyare utformning av plywood som heter Ergo-plywood, med måtten 12x618x2400 där långsidorna är falsade för en enklare och effektivare montering likt den som sker vid klickgolv.
För att besvara frågor om hur plywoodskivornas utformning påverkar arbetsmiljön och hur hanteringen av materialet skiljer sig åt planerades en undersökning där enkäter besvaras av personer i tre olika yrkesgrupper: träarbetare, arbetsledare och projektörer/konstruktörer. Denna del av examensarbetet har tyvärr inget resultat. Trots påtryckningar har inte en enda enkät besvarats.
I en undersökning av plywood visar examensarbetet hur lönsamheten och arbetsmiljön varierar för tre olika utformningar av plywoodskivor. Rapporten beskriver skillnader och likheter för de olika utformningarna, med målet att hitta den lönsammaste utformningen.
I en ekonomisk effektivitetsstudie beräknas de olika fördelarna som tydligt redovisas i tabell- och diagramform. Beräkningen som är utförd i Excel är bifogad i examensarbetet och är tillgänglig för användning vid egna beräkningar.
Examensarbetet visar hur kostnaden för ett regelverk i en bärande konstruktion är beroende av centrumavståndet där ett mindre avstånd mellan reglar ger en större materialåtgång, ett mindre centrumavstånd ger möjligheten att använda sig av en mindre dimension på reglar, samt hur detta påverkar slutpriset på konstruktionen.
Resultatet visar att vid höga indirekta arbetsplatskostnader är Ergo-plywood den lönsammaste, på grund av dess effektivitet, Ergo-plywood är också den skiva som medför den bästa arbetsmiljön. 1200 mm bred plywood är vid materialinköp den billigaste skivan, dock är den långsammast att montera. 900 mm bred plywood har ett relativt högt kvadratmeterpris, dess utformning innebär att regelverket måste vara uppbyggd med centrumavståndet 450 mm som leder till högre totala kostnader när regelverket beaktas som en del i beräkningen.
Abstract
The Swedish construction industry strives for continuous improvement and development through new construction technology, solutions and materials.
There are different types of construction plywood where width and thickness vary, the most common dimensions are 12x900x2500 mm and 12x1200x2500 mm. There is also a newer design of plywood called Ergo-plywood, with the dimensions 12x618x2400. The long sides of Ergo-plywood are grooved for a simpler and more efficient installation similar to click floors.
To answer questions about how the design of plywood boards affects the working environment and how the handling of the material differs, a survey was planned where questionnaires were to be answered by professionals in three different occupational groups: woodworkers, supervisors and designers. This part of the thesis unfortunately has no result, despite several reminders, none of the questionnaires was answered.
In a study of plywood, the thesis shows how profitability and the working environment vary for three different designs of plywood boards. The report describes differences and similarities for the different designs, with the goal of finding the most profitable design.
In an economic efficiency study, the various benefits that are clearly reported in tabular and diagrammatic form are calculated. The calculation performed in Excel is attached to the thesis and is available for use in own calculations.
The thesis shows how the cost of a set of joists in a load-bearing structure depends on the center distance where a smaller distance between load bearing joists gives a greater material consumption. A smaller center distance also gives the opportunity to use a smaller dimension of joists. The thesis also shows how this affects the final price of the structure.
The results show that at high indirect workplace costs, Ergo-plywood is the most profitable, due to its efficiency, Ergo-plywood is also the board that brings the best working environment. 1200 mm wide plywood is the cheapest board when buying materials, but it is the slowest one to assemble. 900 mm wide plywood has a relatively high price per square meter, its design means that the regulations must be built with a center distance of 450 mm, which leads to higher total costs when the set of joists are considered as part of the calculation.
Förord
Valet av ämne kommer från tidigare erfarenheter i lagerhantering av materialet och en djupare fundering till varför det finns flera olika utformningar av plywood, vilka olika fördelar de har och vilken som är dyrast i slutändan.
Examensarbetet har utförts inom högskoleingenjörsprogrammet Byggteknik och Design, KTH, med Reza Forouzesh-Asl som handledare och Johan Silfwerbrand som examinator.
Examensarbete på 15 HP har jag skrivit under en rådande världspandemi och utan samarbete med ett företag.
Jag vill tacka Bo Andrén AB för tillgång till lager där jag har fått fria händer att fotografera och använda material samt utföra experiment.
Stockholm, februari 2021.
Simon Danielsson.
Innehållsförteckning
Sammanfattning ... iii
Abstract... iv
Förord ... v
1 Introduktion ... 1
1.1 Bakgrund ... 2
1.2 Syfte och mål ... 2
1.3 Avgränsningar ... 3
2 Litteraturstudie och teoretisk bakgrund ... 4
2.1 Litteraturstudie ... 4
2.2 Teoretisk bakgrund ... 4
2.2.1 Plywood ... 4
2.2.2 900 mm bred plywood. ... 5
2.2.3 1200 mm bred plywood ... 6
2.2.4 Ergo-plywood ... 7
3 Metod ... 8
3.1 Undersökning i enkätform ... 8
3.1.1 Frågor riktade till träarbetare... 8
3.1.2 Frågor riktade till arbetsledare /platschefer ... 8
3.1.3 Frågor riktade till projektörer /konstruktörer ... 8
3.2 Egenstudier av material ... 8
3.3 Kostnadsanalys av skillnad i plywoodskivans utformning ... 9
4 Resultat ... 10
4.1 Resultat från enkätundersökning ... 10
4.1.1 Hantering av plywoodskivor på byggarbetsplats ... 10
4.1.2 Arbetsmomentet plywoodskivor ur en arbetsledares perspektiv ... 10
4.1.3 Hur materialvalet går till och varför en specifik utformning väljs av konstruktörer /inköpare ... 10
4.2 Beräkningsgång och hållfasthetsegenskaper regelvägg ... 11
4.2.1 Beräkning av variabler ... 11
4.2.2 Lastfall 1, snölast (huvudlast) + vindlast ... 12
4.2.3 Lastfall 2, vindlast (huvudlast) + snölast ... 12
4.2.4 Lastfall 3, horisontallast (huvudlast) + vindlast + snölast ... 13
4.3 Numerisk lösning vid kontroll av regelvägg ... 14
4.3.1 Regelvägg centrumavstånd 600 mm 45x145 ... 14
4.3.2 Regelvägg centrumavstånd 450 mm 45x120 ... 16
4.4 Resultat vid egenstudie av plywoodskivor ... 18
4.4.1 1200 mm bred plywood ... 18
4.4.2 900 mm bred plywood ... 18
4.4.3 Ergo-plywood ... 18
4.5 Ekonomisk effektivitetsberäkning av plywood ... 18
4.5.1 Materialkostnad ... 19
4.5.2 Montagekostnad ... 20
4.5.3 Direkta kostnader ... 21
4.5.4 Indirekta kostnader... 22
4.5.5 Totala kostnader ... 23
4.5.6 Monteringstid ... 24
5 Diskussion och slutsatser ... 25
5.1 Diskussion ... 25
5.2 Slutsatser ... 25
5.3 Fortsatta studier ... 26
Bilagor... 27
Litteratur ... 28
1 Introduktion
Den svenska byggbranschen strävar efter ständig förbättring och utveckling genom nya byggtekniska lösningar och material.
Det finns olika varianter av konstruktionsplywood där bredd och tjocklek varierar. De vanligaste måtten är 12x900x2500 mm och 12x1200x2500 mm. Ett val mellan dessa plywoodskivor medför byggtekniska konsekvenser där reglarnas centrumavstånd påverkas.
Ett material som kallas för Ergo-plywood har en annan utformning där långsidorna av skivan är falsade. Skivorna har en mindre area med måtten 618x2400 mm, de kan monteras stående med ett centrumavstånd på 600 mm eller liggande där de blir oberoende av centrumavståndet på reglarna (Ergo-plywood, datablad).
Examensarbetet jämför de tre skivorna med målet att lyfta fram den lönsammaste skivan, men även undersöka vilka konsekvenser valet medför på arbetsmiljön och arbetet kring arbetsmomentet med plywoodskivor.
Figur 1. Liggande montering av ergo-plywood.
1.1 Bakgrund
I en undersökning av plywoodens utformning ämnar examensarbetet visa hur kostnader varierar för olika format av plywood och om det finns något samband mellan utformningen och hur arbetsmiljön för de träarbetare som hanterar materialet påverkas.
Projektet ska undersöka kostnaden för ett regelverk i en bärande vägg är beroende av centrumavståndet där ett mindre avstånd mellan reglar ger en större materialåtgång, ett mindre centrumavstånd bör ge möjligheten att använda sig av en mindre dimension på regelverket.
Kommer denna förminskning av dimensionen påverka slutpriset?
Träarbetare i den svenska byggbranschen har ett påfrestande arbete och deras arbetsmiljö är viktig för ett hållbart byggande. Hur mycket kan man rimligen låta arbetsmiljön påverka slutpriset.
Boken Byggnadsmaterial av Per Gunnar Burström används som grund för beskrivning av plywood, då den är saklig och beskrivande. Boken förklarar uppbyggnaden av plywoodskivor.
Träguiden är en hemsida med mycket information som behandlar och beskriver hur trä används i den svenska byggbranschen och återkommer under hela projektet.
1.2 Syfte och mål
Syftet med examensarbetet är att visa den utformning av plywoodskivor som resulterar i det lönsammaste resultatet. Arbetsmiljön vid hantering och montering av skivorna har en betydande roll för yrkesarbetare och bör beaktas vid projektering, detta behandlas i examensarbetet.
Examensarbetet lyfter fram de kriterier som ligger till grund för valet av utformning, visar när i byggprocessen valet av material görs och vilka konsekvenser eller fördelar som plywoodskivornas utformning medför.
Arbetet har följande mål:
• Beskriva för och nackdelar beroende på utformningen av plywoodskivor.
• Erhålla kunskap kring val av skivor samt visa vilka kriterier som ligger till grund för detta val.
• Redogöra om Ergo-plywood är bättre ur ett ergonomiskt perspektiv, och om den påverkar arbetsmiljön.
• Visa hur lönsamheten för arbetsmomentet förändras i förhållande till utformningen av plywoodskivorna.
• Visa den lönsammaste utformningen med hänsyn till o Byggnadstekniska konsekvenser
o Pris
o Logistikhantering o Montering
1.3 Avgränsningar
Examensarbetets undersökning begränsas till tre bredder av plywood.
• 1200 mm.
• 900 mm.
• 618 mm (Ergo-plywood).
Examensarbetet utförs med förutsättningen att plywoodskivorna monteras på en träregelvägg, där reglarnas centrumavstånd är 450 mm eller 600 mm.
Där reglar monteras med centrumavståndet 450 mm kommer det uppstå fler köldbryggor i byggnaden upp till 28 % mer och ett tunnare skikt med isolering måste användas när regeltjockleken minskas, detta får byggnadsfysiska konsekvenser som inte behandlas i examensarbetet.
Examensarbetet är begränsat till att hantera plywoodskivor som förstärkningsmaterial i väggar, det är inget krav för en väggs uppbyggnad att montera plywood mot reglar som förstärkning.
Ett alternativ till plywood är Oriented stranded board, även kallad OSB. Skivorna har sämre hållfasthetsegenskaper men skivor av detta material är billigare. OSB kommer inte att hanteras i examensarbetet.
Det mest utbredda ursprungs materialet för plywood i Sverige är gran och furu (Burström, 2007).
Undersökningen kommer inte lägga någon vikt på materialtyp, och kommer istället att fokusera på dess skillnader i bredd och vilka byggnadstekniska och ekonomiska konsekvenser det medför.
Examensarbetet tar ingen hänsyn till extra åtgång av material vid avväxlingar och förstärkningsreglar vid fönster och dörrar.
2 Litteraturstudie och teoretisk bakgrund
2.1 Litteraturstudie
Effektiviteten med plywood är inte ett väldokumenterat ämne, den information som finns i litteratur och på internet är saklig och beskriver hur plywood är framtaget och uppbyggt. Den största andelen av information om plywood baseras på försäljningsunderlag. I denna information kan man finna vilka mått som företagen säljer, samt dess hållfastighetsegenskaper och monteringsanvisningar.
2.2 Teoretisk bakgrund
2.2.1 Plywood
Plywood är ett material som är uppbyggt av limmande fanérskikt, fanéren i en plywoodskiva är grunden för dess tjocklek, en 12 mm tjock plywoodskiva består oftast av 7 fanérskikt som har en tjocklek på ca 1,7 mm (Burström, 2007).
Plywood av furu och gran har en densitet på ca 500 kg/m3 (Träguiden).
Fanér framställs genom svarvning av stockar, de kan också framställas via sågning, detta är dock inte lika vanligt. Eftersom trämaterialet inte malts ner till spån eller flis innan de formas till skivor är det material mest likt massivträ och behåller sin seghet och hållfastegenskaper (Ceos).
Fanérskikten limmas ihop korsvis med fibrerna åt olika håll för att skapa en högre böj styvhet i materialet. För att förhindra att skivan blir böjd som en konsekvens av fuktrörelser i skivan placeras alltid den yttre fanéren i samma fiberorientering, därför är antalet fanér i en plywoodskiva udda (Burström, 2007).
Bild 1: staplade plywoodskivor, där de olika fanérskikten syns. (Eget fotografi)
2.2.2 900 mm bred plywood.
Plywoodskivor med måtten 12x900x2500 mm monteras som förstärkningsmaterial i väggar där reglarna har centrumavståndet 450 mm. Skivans vikt beräknas från densiteten på materialet.
Skivan väger ca 13,5 kg.
Figur 2 reglar som stommaterial i en vägg med centrumavståndet 450 mm.
När regelverket har ett centrumavstånd på 450 mm leder det till att materialåtgången för regelvirket ökar med cirka 28,5 %, 9 reglar på 3600 mm i jämförelse med 7 reglar, (se figur 2 och figur 4).
Figur 3 monteringsanvisning 12x900x2500 mm plywoodskiva.
12x900x2500 mm plywoodskivor monteras med 42 mm träskruv. Skruv fästs med centrumavståndet 300 mm i varje regel, som innebär att 30 skruv används per skiva.
Detta leder till att 30𝑠𝑡
2,25𝑚2~14skruv /m2 förbrukas.
2.2.3 1200 mm bred plywood
Plywoodskivor med måtten 1200x2500 mm monteras som förstärkningsmaterial i väggar där reglarna har centrumavståndet 600 mm. Skivans vikt beräknas från densiteten på materialet.
Skivan väger ca 18 kg.
Figur 4 reglar som stommaterial i en vägg med centrumavståndet 600 mm.
Figur 5 monteringsanvisning 1200 mm plywood.
12x1200x2500 mm plywoodskivor monteras med 42 mm träskruv. Skruv fästs med centrumavståndet 300 mm i varje regel, som innebär att 30 skruv används per skiva.
Detta leder till att30𝑠𝑡3𝑚2= 10 skruv /m2 förbrukas.
2.2.4 Ergo-plywood
Ergo-plywood är skivor utformade i mindre storlek där långsidorna är falsade för enklare hantering och montering. Skivans utformning gynnar arbetsmiljön för de träarbetare som hanterar materialet. Materialet har måtten 618x2400 mm och väger ca 9 kg.
Figur 6 Monteringsanvisning ergo plywood 618x2400mm.
Ergo-plywoodskivor med tjockleken 12 mm monteras med 42 mm träskruv. Skruv fästs med det maximala centrumavståndet 300 mm i samtliga reglar. Mellan skivorna lämnas ett expansionsutrymme på 1-2 mm och första radens skruv fästs i falsen. 15 skruv används per skiva. Detta leder till att 15
1,5= 10 skruv /m2 förbrukas.
3 Metod
3.1 Undersökning i enkätform
För att besvara frågor om hur plywoodskivornas utformning påverkar arbetsmiljön och hur hanteringen av materialet skiljer sig utförs en undersökning där enkäter besvaras av personer i tre olika arbetsgrupper.
Frågorna riktas till olika yrkesgrupper inom byggbranschen för att på bästa möjliga sätt redogöra erfarenheter med materialet.
3.1.1 Frågor riktade till träarbetare
1. Vilket av de tre bredderna är lättast att hantera och varför?
2. Uppleves det en stor skillnad i monteringstid per kvadratmeter mellan de olika skivorna?
3. Sker arbetet i lag eller utförs det lättast ensam?
4. Upplevs det skillnad i resultat på väggen beroende på vilken bredd som monterats?
3.1.2 Frågor riktade till arbetsledare /platschefer
1. Är det skillnad på logistikhanteringen när det kommer till de olika bredderna av plywood?
2. Skiljer sig tidsplaneringen åt för lagstorlek och enhetstid?
3. Är det skillnad i spill och åtgångstal mellan de olika bredderna?
3.1.3 Frågor riktade till projektörer /konstruktörer
1. Vilka kriterier ligger till grund för valet av centrumavstånd i regelväggar?
2. När tar man beslut i frågor gällande förstärkningsmaterial i en vägg, vilka kriterier ligger till grund?
3. Är arbetsmiljö något som tas hänsyn till vid projektering och/eller kalkylering? Och i så fall hur?
3.2 Egenstudier av material
I en effektivitetsstudie utförs montage av de tre olika utformningarna som hanteras i examensarbetet. Skivornas storlek och vikt jämförs vid hantering och montering av en person, på grund av rådande omständigheter med Covid-19 pandemin kommer dessa studier utföras av mig. Jag är ingen yrkesarbetare, men besitter tillräcklig kunskap för att utföra detta arbetsmoment själv.
Monteringen kommer att filmas och dokumenteras, med hjälp av monteringstiden kan en enhetstid beräknas, enhetstiden är en viktig faktor som används frekvent vid en ekonomisk effektivitetsberäkning.
3.3 Kostnadsanalys av skillnad i plywoodskivans utformning
För att visa, analysera och förklara de konsekvenser utformningen av plywood har på slutpriset för arbetsmomentet i förstärkta väggar redovisas ekvationer där en jämförelse i materialåtgång och hur regelverkets hållfasthet förändras vid olika centrummått.
För att visa den byggnadstekniska skillnaden där olika skrivmaterial används, utförs en beräkning av ett träregelverk där centrumavståndet bestäms till 600 mm med dimensionen 45x145 mm på reglarna
Denna beräkning jämförs sedan med en träregelvägg med samma förutsättningar där regeluppbyggnaden ändras och har ett centrumavstånd på 450 mm och dimensionen 45x120 mm på reglarna.
Beräkningen utförs för att räkna fram ett kvadratmeterpris på plywoodskivorna där man tar hänsyn till kostnaden för regelvirket, enhetstid och kvadratmeterpris på skivorna.
4 Resultat
4.1 Resultat från enkätundersökning
På grund av rådande omständigheter med den pågående pandemin har jag stött på stora problem med min enkätundersökning, där platsbesök och fysiska intervjuer inte är möjligt och extremt dålig respons på de online-enkäter som skapats till examensarbetet. Jag har därför svarat på frågorna själv efter egna studier vid Kungliga Tekniska Högskolan och med hjälp av flera års erfarenhet från logistikhantering av dessa material. Resultatet i detta examensarbete kan därför komma att skilja sig från verkligheten då den skriftliga informationen som finns att tillgå är sparsam och mestadels utformad för försäljning av skivmaterialet.
4.1.1 Hantering av plywoodskivor på byggarbetsplats
Arbetsmiljön gällande hantering av plywood är beroende av dess storlek och vikt. De tre olika skivorna som hanteras i examensarbetet har olika egenskaper och alla tre är användbara i olika situationer.
Den skivan som är mest lätthanterad när det gäller att flytta den på arbetsplatsen och sedan för montering är Ergo-plywoodskivan. Eftersom den har en smalare bredd på 618 mm och endast väger ca 9 kg är den enkel att bära samt dess falsade sidor gör den enkel att montera.
Slutresultatet på väggen där plywoodskivor monterats som förstärkningsmaterial är oberoende av plywoodskivornas utformning.
4.1.2 Arbetsmomentet plywoodskivor ur en arbetsledares perspektiv
Logistikhanteringen är oberoende av utformningen på plywoodskivor när det gäller förvaring och hantering. Det som skiljer dem åt är Ergo-plywoodens falsade sidor som lätt kan bli kantstötta och skadas om hanteringen av skivan är ovarsam.
Åtgångstalet och spill antags vara oberoende av plywoodskivornas utformning.
4.1.3 Hur materialvalet går till och varför en specifik utformning väljs av konstruktörer /inköpare
Utformningen på regelverkets uppbyggnad bestäms efter den bredd på gipsskivor och förstärkningsmaterial som ska användas i konstruktionen samt de byggfysiska egenskaper som konstruktören och beställaren vill uppnå.
Detta innebär att arbetsmiljön för en träarbetare är ingenting som tas till hänsyn vid projektering av detta arbetsmoment.
4.2 Beräkningsgång och hållfasthetsegenskaper regelvägg
I ett beräkningsexempel där en jämförelse av tjocklek på reglar beräknas används ett exempel från (Träguiden). I detta exempel beräknas lasterna från ett flerfamiljshus på fyra våningar med träregelvägg som bärande konstruktion.
Figur 7: Beräkningsexempel för lastnedräkning träregelvägg (Träguiden).
4.2.1 Beräkning av variabler
Värde för dimensionerande böjhållfasthet beräknas enligt (ekvation 4.2.11).
Fm,d= kmod∗fm,k
γm (4.2.11)
Värdet för dimensionerande tryckhållfasthet i fiberriktningen beräknas enligt (ekvation 4.2.12).
Fc,0,d = kmod∗fc,0,k
γm (4.2.12)
Eftersom regelverket är förstärkt med plywood kan reglar antas som stadgade i den veka riktningen och risk för instabilitet tas endast hänsyn till i den styva riktningen. Där knäckfaktor beräknas enligt (ekvation 4.2.13).
Kc,y= 1
Ky+ √Ky2− λrel,y 2
(4.2.13)
λy = Lc
i (4.2.14)
λrel,y = λy
π √Efc,0,k
0,05 (4.2.15)
Ky = 0,5 ∗ (1 + βc∗ (λrel− 0,3) + λrel2 ) (4.2.16)
4.2.2 Lastfall 1, snölast (huvudlast) + vindlast
Dimensioneringsvärden via ekvation 6.10 uppsättning B, för laster i brottgränstillstånd där snölast är huvudlast, (ekvation 4.2.21).
qd = γd∗ 1,5 ∗ Ψ0∗ cp∗ qp∗ s (4.2.21)
Värdet för det dimensionerande böjmomentet i regelns mitt beräknas enligt (ekvation 4.2.22).
Md =qd∗L2
8 (4.2.22)
Värdet för den dimensionerande böjspänningen beräknas enligt (ekvation 4.2.23).
σm,y,d= Md
Wy
(4.2.23)
Värdet för den dimensionerande tryckspänningen beräknas enligt (ekvation 4.2.24) σc,0,d = Fc,0,d
A (4.2.24)
Regelns bärförmåga och stabilitet, där reglar är utsatta för enbart tryck eller för tryck och böjning samtidigt beräknas via kontroll av interaktionsformeln enligt (ekvation 4.2.25)
σc,0,d
Kc,y∗ Fc,0,d + σm,y,d
Fm,y,d < 1 för att vara godkänd. (4.2.25)
4.2.3 Lastfall 2, vindlast (huvudlast) + snölast
Dimensioneringsvärden via ekvation 6.10 uppsättning B, för laster i brottgränstillstånd där vindlast är huvudlast, (ekvation 4.2.31).
qd = γd∗ 1,5 ∗ cp∗ qp∗ s (4.2.31)
Värdet för det dimensionerande böjmomentet i regelns mitt beräknas enligt (ekvation 4.2.32).
Md =qd∗L2
8 (4.2.32)
Värdet för den dimensionerande böjspänningen beräknas enligt (ekvation 4.2.33).
σm,y,d = Md
Wy (4.2.33)
Värdet för den dimensionerande tryckspänningen beräknas enligt (ekvation 4.2.34) σc,0,d= Fc,0,d
A (4.2.34)
Regelns bärförmåga och stabilitet, där reglar är utsatta för enbart tryck eller för tryck och böjning samtidigt beräknas via kontroll av interaktionsformeln enligt (ekvation 4.2.25)
σc,0,d
Kc,y∗ Fc,y,d + σm,y,d
Fm,y,d < 1 för att vara godkänd. (4.2.35)
4.2.4 Lastfall 3, horisontallast (huvudlast) + vindlast + snölast
Dimensioneringsvärden via ekvation 6.10 uppsättning B, för laster i brottgränstillstånd där horisontallast är huvudlast, (ekvation 4.3.41).
qd = γd∗ 1,5 ∗ Ψ0∗ cp∗ qp∗ s (4.2.41)
Värdet för det dimensionerande böjmomentet i regelns mitt beräknas enligt (ekvation 4.2.42).
Md =qd∗L2
8 + Hd∗L
4 (4.2.42)
Värdet för den dimensionerande böjspänningen beräknas enligt (ekvation 4.2.43).
σm,y,d = Md
Wy (4.2.43)
Värdet för den dimensionerande tryckspänningen beräknas enligt (ekvation 4.3.44) σc,0,d= Fc,0,d
A (4.2.44)
Regelns bärförmåga och stabilitet, där reglar är utsatta för enbart tryck eller för tryck och böjning samtidigt beräknas via kontroll av interaktionsformeln enligt (ekvation 4.3.25)
σc,0,d
Kc,y∗ Fc,y,d + σm,y,d
Fm,y,d < 1 för att vara godkänd. (4.2.45)
4.3 Numerisk lösning vid kontroll av regelvägg
4.3.1 Regelvägg centrumavstånd 600 mm 45x145
Förutsättningar Beteckning siffra enhet
längd L 2,4 m
centrumavstånd S 0,6 m
hållfasthetsklass c18
hållfasthet Fmk 18 MPa
fc,0, k 18 MPa
Klimatklass 1
Säkerhetsklass Yd 1
taklutning <20 U1 1,1
vindlast Cp 1,1
Kombfaktor ᵠ0 0,3
Lastnedräkning fc,0, d 18 kN
Lastnedräkning fc,0, d 22 kN
1,5
Referensvindlast Vb 25 m/s
Qp 0,89 kN/m2
elastiska böj motståndet Wy=bredd*längd^2 946125
Kmod (c18) 0,9
Fm, k (c18) 18 MPa
Ym 1,3
Utformning på reglar
Bredd 45 mm
längd 145 mm
längd 0,145 m
Pi 3,141593
Hd 1,5
Tabell 1: förutsättningar vid beräkning av hållfastheten för reglar med dimensionen 145x45 mm
Tabell 2: Hållfasthetsberäkning av väggreglar med dimensionen 145x45 mm.
Vid beräkning av en regelvägg uppnåddes ett tillfredsställande resultat där konstruktionen håller enligt dimensioneringsvillkoren i Eurokoderna. Med en regeluppbyggnad på 600 mm centrumavstånd och där reglarna håller dimensionen 45x145 (C18)
4.3.2 Regelvägg centrumavstånd 450 mm 45x120
Förutsättningar Beteckning siffra enhet
längd L 2,4 m
centrumavstånd S 0,45 m
hållfasthetsklass c18
hållfasthet Fmk 18 MPa
fc,0,k 18 MPa
Klimatklass 1
Säkerhetsklass Yd 1
taklutning < 20 U1 1,1
vindlast Cp 1,1
Kombfaktor ᵠ0 0,3
Lastnedräkning fc,0,d 18 kN
Lastnedräkning fc,0,d 22 kN
1,5
refferensvindlast Vb 25 m/s
Qp 0,89 kN/m2
elastiska böjmotståndet Wy 648000
Kmod (c24) 0,9
Fm,k (c24) 24 MPa
Ym 1,3
Utformning på reglar
Bredd 45 mm
längd 120 mm
längd 0,120 m
Pi 3,141593
Hd 1,5
Tabell 3: förutsättningar vid beräkning av hållfastheten för reglar med dimensionen 120x45 mm
Tabell 4: Hållfasthetsberäkning av väggreglar med dimensionen 120x45 mm
Vid samma dimensioneringsberäkning av en regelvägg där reglarna har måtten 45x120 (C24) beräknas konstruktionen med samma förutsättningar uppfylla dimensioneringskraven enligt Eurokoder. Detta innebär att en konstruktion med det mindre centrumavståndet 450 mm kräver en mindre dimension på reglarna som i sin tur leder till en minskad materialkostnad per inköpt löpmeter.
Vid utförande av arbetsmomentet uppbyggnad av regelverk antags enhetstiden vara den samma för varje regel, däremot finns behovet att montera 28 % fler reglar.
Priset för en regel med dimensionen 120x45 (C24) är 33,71 kr/m, jämfört med priset på reglar med dimensionen 145x45 (C18) 40,46 kr/m (bygghandeln Beijer Huddinge).
Eftersom den smalare regeln endast är 20 % billigare kommer detta alternativ alltid vara dyrare.
4.4 Resultat vid egenstudie av plywoodskivor
4.4.1 1200 mm bred plywood
Denna modell av plywood är svår att hantera ensam då den väger cirka 20 kg och är såpass bred att de är omständliga att lyfta på plats och få den i lod med regelverket som den ska fästas i. Vid en undersökning där jag monterade skivan på bakomliggande regelverk blev enhetstiden 2 min/kvm.
4.4.2 900 mm bred plywood
Modellen med bredden 900 mm är lättare att hantera ensam, monteringen var effektivare och enhetstiden vid undersökningen blev 1,8 min/kvm. Skivan som väger cirka 13,5 kg är lättare att lyfta på plats och fästa i lod när arbetsmomentet utförs ensam.
4.4.3 Ergo-plywood
Montering av Ergo-plywood är effektiv och den minst tidskrävande vid montering. Eftersom skivan monteras liggande är den lätt att få i lod och nästa skiva läggs i falsen och hänger då kvar vilket leder till att båda händerna är fria och rekommenderat expansionsdistans är lätt att uppnå.
Det syns tydligt var skruv ska fästas i regeln då den inte döljs av skivan. Enhetstiden för Ergo- plywood blev efter utfört test 1,5 min/kvm.
4.5 Ekonomisk effektivitetsberäkning av plywood
Vid dessa beräkningar används materialpriser från bygghandeln Beijer Huddinge. Enhetstiderna för respektive material har hämtats från egenstudien.
Förutsättningar
Aktivitet Pris Enhet
Träarbetare 450 kr/h
Arbetsplatsomkostnader 4518,000 kr/h
1200mm bred plywood
Enhetstid 0,033 h/m2
Kapacitet 30 m2/h
Pris 113 kr/m2
900mm bred plywood
Enhetstid 0,030 h/m2
Kapacitet 34 m2/h
Pris 155 kr/m2
Ergo-plywood
Enhetstid 0,024 h/m2
Kapacitet 42 m2/h
pris 159 kr/m2
Tabell 5: Förutsättningar för Ekonomisk effektivitetsberäkning.
4.5.1 Materialkostnad
Kvadratmeterpriset multipliceras med förbrukat materielmängd. Detta visar att Ergo-plywood är den dyraste skivan med ett kvadratmeterpris på 159 kr, och 1200 mm bred plywood är den billigaste med kvadratmeterpriset 113 kr. Priset stiger linjärt med arean.
Materialkostnad vs Area
area 1200 bredd 900 bredd Ergo
10 1130 1550 1590
20 2260 3100 3180
30 3390 4650 4770
40 4520 6200 6360
50 5650 7750 7950
60 6780 9300 9540
70 7910 10850 11130
80 9040 12400 12720
90 10170 13950 14310
100 11300 15500 15900
110 12430 17050 17490
120 13560 18600 19080
130 14690 20150 20670
140 15820 21700 22260
Tabell 6: linjärt samband för materialkostnad och area.
Diagram 1: Linjärt diagram över materialkostnad och area.
0 5000 10000 15000 20000 25000
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Materialkostnad
Area
Materialkostad vs Area
4.5.2 Montagekostnad
Montagekostnaden beräknas fram via multiplikation av area, enhetstid och arbetskostnad. 1200 mm bred plywood är det dyraste alternativet med ett kvadratmeterpris på 15 kr, och där Ergo- plywood är det billigaste alternativet med ett kvadratmeterpris på 10,8 kr. Priset stiger linjärt med arean.
Montagekostnad vs Area
Area [m2] 1200mm bred plywood [Kr] 900mm bred plywood [Kr] Ergo- plywood [Kr]
10 150 133 108
20 300 267 217
30 450 400 325
40 600 533 433
50 750 667 542
60 900 800 650
70 1050 933 758
80 1200 1067 867
90 1350 1200 975
100 1500 1333 1083
110 1650 1467 1192
120 1800 1600 1300
130 1950 1733 1408
140 2100 1867 1517
Tabell 7: Linjärt samband för montagekostnad och area.
Diagram 2: Linjärt diagram över monteringskostnad och area.
0 500 1000 1500 2000 2500
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Monteringskostnad
Area
Monteringskostand vs Area
4.5.3 Direkta kostnader
Direkt anslutna utgifter knuta till arbetsmomentet av monteringen. Denna kostnad beräknas via addition av materialkostnaden och monteringskostnaden. Det billigaste alternativet är 1200 mm bred plywood som har ett kvadratmeterpris på 128 kr. Det dyraste materialet är Ergo-plywood som har en kvadratmeterkostnad på 169,8 kr. Det är arean som är den avgörande faktorn i ekvationen därför förblir skillnaden i priset linjär.
Direkta kostnader vs Area
Area [m2] 1200mm bred plywood [Kr] 900mm bred plywood [Kr] Ergo- plywood [Kr]
10 1280 1683 1698
20 2560 3367 3397
30 3840 5050 5095
40 5120 6733 6793
50 6400 8417 8492
60 7680 10100 10190
70 8960 11783 11888
80 10240 13467 13587
90 11520 15150 15285
100 12800 16833 16983
110 14080 18517 18682
120 15360 20200 20380
130 16640 21883 22078
140 17920 23567 23777
Tabell 8: Linjärt samband för direkta kostnader och area.
Diagram 3: Linjärt diagram över direkta kostnader och area.
0 5000 10000 15000 20000 25000
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Direkta kostnader
Area
Direkta kostnader vs Area
4.5.4 Indirekta kostnader
Detta är arbetsplatsens omkostnader och inkluderar bland annat kostnader för etablering, arbetsledning, hyra av bodar, container med mera. För att beräkna de indirekta kostnaderna för arbetsmomentet med plywoodskivor och vad det har för kvadratmeterpris multipliceras arean, enhetstiden och arbetsplatsomkostnaderna. Detta visar att Ergo-plywood är det billigaste alternativet, detta eftersom den har en lägre enhetstid som leder till snabbare montering av materialet.
För att visa ett scenario där den totala kostnaden för både 1200 mm bred och Ergo-plywood är samma, har arbetsplatsomkostnaden beräknats via sambandet i (ekvation 4.5.41).
𝐴(𝐷𝑖𝑟𝑘𝑒𝑘𝑡𝑎 𝑘𝑜𝑠𝑡𝑎𝑑𝑒𝑟𝐸𝑟𝑔𝑜−𝑝𝑙𝑦𝑤𝑜𝑜𝑑) + 𝑥(𝐸𝑛ℎ𝑒𝑡𝑠𝑡𝑖𝑑𝐸𝑟𝑔𝑜−𝑝𝑙𝑦𝑤𝑜𝑜𝑑)𝐴 = (4.5.41)
= 𝐴(𝐷𝑖𝑟𝑘𝑒𝑘𝑡𝑎 𝑘𝑜𝑠𝑡𝑎𝑑𝑒𝑟1200𝑚𝑚 𝑏𝑟𝑒𝑑) + 𝑥(𝐸𝑛ℎ𝑒𝑡𝑠𝑡𝑖𝑑1200𝑚𝑚 𝑏𝑟𝑒𝑑)𝐴
=> 𝑥 = 4518𝑘𝑟/ℎ.
Indirekta kostnader vs Area
Area [m2] 1200mm bred plywood [Kr] 900mm bred plywood [Kr] Ergo- plywood [Kr]
10 1506 1339 1088
20 3012 2677 2175
30 4518 4016 3263
40 6024 5355 4351
50 7530 6693 5438
60 9036 8032 6526
70 10542 9371 7614
80 12048 10709 8701
90 13554 12048 9789
100 15060 13387 10877
110 16566 14725 11964
120 18072 16064 13052
130 19578 17403 14140
140 21084 18741 15227
Tabell 9: Linjärt samband för indirekta kostnader och area.
Diagram 4: Linjärt diagram över indirekta kostnader och area.
0 5000 10000 15000 20000 25000
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Indirekta kostnader
Area
Indirekta kostnader vs Area
4.5.5 Totala kostnader
De totala kostnaderna för arbetsmomentet beräknas fram via addition av de direkta och indirekta kostnaderna. Den totala kostnaden för arbetet och materialet tillsammans med arbetsplatsomkostnaderna kommer alltid att förändras linjärt i förhållande till arean enligt diagram 5.
Priset för 1200 mm bred plywood kommer alltid att vara samma som för Ergo-plywood vid dessa förutsättningar där arbetsplatsomkostnaderna beräknats via sambandet i (ekvation 4.5.41).
Totala kostnader vs Area
Area [m2] 1200mm bred plywood [Kr] 900mm bred plywood [Kr] Ergo- plywood [Kr]
10 2786 3022 2786
20 5572 6044 5572
30 8358 9066 8358
40 11144 12088 11144
50 13930 15110 13930
60 16716 18132 16716
70 19502 21154 19502
80 22288 24176 22288
90 25074 27198 25074
100 27860 30220 27860
110 30646 33242 30646
120 33432 36264 33432
130 36218 39286 36218
140 39004 42308 39004
Tabell 10: Linjärt samband för totala kostnader och area.
Diagram 5: Linjärt diagram över totala kostnader och area.
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Totala kostnader
Area
Totala kostnader vs Area
4.5.6 Monteringstid
Monteringstiden för respektive utformning av plywood beräknas genom multiplikation av enhetstid och area. Detta resulterar i en linjär kurva enligt diagram 6. Detta visar att Ergo- plywood är den skiva som har den snabbaste monteringstiden och 1200 mm bred plywood är den som tar längst tid att montera.
I denna tabell och diagram har Ergo-plywood och 1200 mm bred plywood samma totala kostnader men Ergo-plywooden monteringstid är 28 % snabbare och blir då på så vis mer lönsam att montera.
Monteringstid vs Area (dagar)
Area [m2] 1200mm bred plywood [Kr] 900mm bred plywood [Kr] Ergo- plywood [Kr]
200 0,83 0,74 0,60
400 1,67 1,48 1,20
600 2,50 2,22 1,81
800 3,33 2,96 2,41
1000 4,17 3,70 3,01
1200 5,00 4,44 3,61
1400 5,83 5,19 4,21
1600 6,67 5,93 4,81
1800 7,50 6,67 5,42
2000 8,33 7,41 6,02
2200 9,17 8,15 6,62
2400 10,00 8,89 7,22
2600 10,83 9,63 7,82
2800 11,67 10,37 8,43
Tabell 11: Linjärt samband för monteringstid och area.
Diagram 6: Linjärt diagram över monteringstid och area.
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Monteringstid
Area
Monteringstid vs Area
5 Diskussion och slutsatser
5.1 Diskussion
De tre skivorna som jämförs i examensarbetet har olika egenskaper och är lämpande för användning i olika situationer.
Valet av skivans utformning är helt beroende på regelverkets uppbyggnad, består konstruktionen av en regeluppsättning med centrumavståndet 450 mm är det enda valet av förstärkningsmaterial en 900 mm bred plywoodskiva. Denna konstruktion är den enligt mina beräkningar den dyraste lösningen, där uppbyggnad av regelverket blir mer kostsamt även om en billigare och tunnare regel kan användas. Skivan monteras 11 % snabbare än 1200 mm bred plywood och 19 % långsammare än Ergo-plywood. En konstruktionslösning av detta slag innebär att antalet köldbryggor ökar med ca 30 % samt att fyra extra skruvar måste monteras per kvadratmeter.
När det gäller ett regelverk där centrumavståndet är 600 mm, landar valet mellan 1200 mm bred och Ergo-plywood. Kostnader för uppbyggnad av reglar och åtgången av skruv är desamma för båda dessa. Inköpspris och monteringstid är linjära kostnader och 1200 mm bred plywood kommer alltid att ge en lägre direkt kostnad, oberoende av monterad mängd. Det som blir avgörande vid ett materialval blir således den tid som finns för materialet och hur stora arbetsplatsomkostnaderna för byggarbetsplatsen är.
Det som är osäkert i arbetet är otillräcklig kunskap angående hur projektering görs i detalj och vilka kriterier som ligger till grund för valet av skivorna. Det är mina erfarenheter och upplevelser som ligger till grund vid hanteringen av materialet, möjligheten finns att vissa träarbetare föredrar montering av större skivor, då ett mindre antal behöver bäras fram och monteras.
5.2 Slutsatser
• Ergo-plywood är skivan med minst mått och minsta vikt och är därför den skiva som är bäst med hänsyn till arbetsmiljön för träarbetare.
• Lönsamheten vid montering är helt beroende av materialets inköpspris och monteringstid.
• Den billigaste skivan är 1200 mm bred plywood.
o Ergo-plywood är den skiva som medför den bästa arbetsmiljön och är effektivast vid montering.
5.3 Fortsatta studier
Under andra omständigheter rekommenderas intervjuer med respektive yrkesgrupper för ett mer precist resultat, där frågor som tagits fram för denna rapport kan användas som en grund till vidare studier.
En jämförelse av OSB och plywood kan utföras där hållfastighetsegenskaper, ekonomiska och arbetsmiljöaspekter ställs mot varandra.
Vid fortsatta studier kan ämnet utökas och hantera de byggnadsfysiska skillnader där bland annat de köldbryggor som uppstår beräknas och en kostnad läggs på för att åtgärda detta.
Vidare studier i skillnader samt för- och nackdelar för regelverk med centrumavstånd 450 mm respektive 600 mm.
Bilagor
effektivitetsberäkning.
xlsx
Litteratur
Bo Andren AB, produktdatablad (https://www.boandren.se/wp-content/uploads/2014/08/BOA- produktblad-Konstruktionsplywood-ERGO.pdf)
Ceos (https://ceos.se/materialkunskap/plywood-kunskap.html/)
Träguiden (https://www.traguiden.se/om-tra/materialet-tra/traets-egenskaper-och-kvalitet/dens itet1/densitet-traprodukter/)
Burström, Per Gunnar, 2007, Byggnadsmaterial, upplaga 2:15, studentlitteratur AB, Lund.
Träguiden (https://www.traguiden.se/konstruktion/dimensionering/berakningsexempel/bostads hus/traregel-i-yttervagg.-flerbostadshus-4-vaningar/?previousState=1000)
