Vi använder oss av kakor för bättre upplevelse. Läs mer här.stäng

Spikad skarv med spikningsplåtar

Publicerad 2014-09-21

Golvbjälkarna i träbjälklaget i exempel Bjälklag av konstruktionsvirke ska skarvas över innerstödet.

Bild 1.

Bild 2.

Skarven utföres med hålplattor och ankarspik (typ kamspik).
Hålplattor av olika fabrikat förekommer på marknaden.
Skarven ska dimensioneras för såväl tvärkraft som moment, för att fungera även om skarven hamnar fel.

1. Förutsättningar

Hålplattor: övre normerad sträckgräns fyk = 270 MPa

Hållfasthetsklass: C24

Klimatklass: 1

Säkerhetsklass: 2 (γd=0,91)

Dimensionerande stödmoment Msd = 2,66 kNm

Dimensionerande tvärkraft Vsd = 3,76 kN

Lastvarighetsklass: Medellång (M) 

Densitet: ρk = 350 kg/m3 (C24)

2. Preliminära dimensioner

Hålplattor 1,5x160x340 varmförzinkade Z275 (275 g zink/m2 uppfyller krav för klimatklass 1 och 2). De är försedda med förborrade hål i särskilt mönster avpassat för kamspik med diameter 4,0 mm.

Kamspik 35 x 4,0 med fuk= 600 N/m2.

Stålplåtens tjocklek 1,5 mm är mindre än 0,5d = 0,5 · 4 = 2 mm, det vill säga plåten klassas som tunn.

Spikarna möts inne i virket varför spiklängden måste begränsas så att avståndet från spikspetsen till motsatta virkeskanten (t-t2) blir minst 4d.

Förankringslängd: t1 = 35-1,5 = 33,5 mm > 6d = 24 mm (minsta förankringslängd) och > 8d = 32 mm (ingen reduktion av utdragshållfastheten).

Tillåten spiklängd: L = 45 + 1,5 - 4 x 4 = 30,5 mm < 40 mm
Beslagen bör monteras förskjutna i förhållande till varandra eller kortare spikar användas. Här antas att plåtarna är förskjutna och spik 35 x 4,0 används.

Minsta avstånd till kant och ände är samma som för förband trä mot trä. Men för spikade förband stål mot trä kan inbördes avstånd mellan spikar multipliceras med faktorn 0,7. Avstånd vid ρk ≤ 420 kg/m3:

Avstånd från ej belastad kant 5d = 5 · 4 = 20 mm

Avstånd till belastad kant 7d = 7 · 4 = 28 mm

Avstånd till ej belastad virkesände 10d = 10 · 4 = 40 mm

Avstånd till belastad virkesände 15d = 15 · 4 = 60 mm

Eftersom förbandet påverkas av moment och tvärkraft, som båda ger krafter tvärs fiberriktningen, bör kantavståndet inte underskrida 28 mm.

Bärförmåga kamspik

För tunn plåt är karakteristisk bärförmåga per skjuvningsplan och förbindare:

\(F_{v,Rk}=min \begin{cases}0,4 \cdot f_{h,k} \cdot t_1 \cdot d \\1,15 \cdot \sqrt{2 \cdot M_{y,Rk} \cdot f_{h,k} \cdot d}+\frac{F_{ax,Rk}}{4} \end{cases}\)

För spik med \(\text{d}\leq 8\) mm gäller \( f_{h,k}=0,082 \cdot \rho_k \cdot d^{-0,3} = 0,082 \cdot 350 \cdot 4,0^{-0,3}=18,93 \: \text{N/mm}^2\)

För rund spik gäller \( M_{y,Rk}=0,3 \cdot f_{u,k} \cdot d^{2,6} = 0,3 \cdot 600 \cdot 4,0^{2,6}=6616 \: \text{Nmm}\)

\(F_{ax,Rk} = f_{ax,k} \cdot d \cdot t_{pen}  = 7,6 \cdot 4,0 \cdot 19 = 578 \:\text{N}\)

där fax,k (utdragshållfasthet för spetsen) = 7,6 N/mm2 och tpen (inträngningsdjupet) = 19 mm väljs enligt tillverkarens anvisningar

\(F_{v,Rk} = min \begin{cases} 0,4 \cdot 18,93 \cdot 33,5 \cdot 4,0 =1015 \\ 1,15 \cdot \sqrt{2 \cdot 6616 \cdot 18,93 \cdot 4,0} + \frac{578}{4} =1296 \end{cases} \)

Fv,Rk =1015 N

Dimensionerande värde blir med

kmod = 0,80 (lastvaraktighetsklass medellång, klimatklass 1)

γm = 1,3 (förband)

\(F_{v,Rd}=\frac{k_{mod} \cdot F_{v,Rk}}{\gamma_m} = \frac{0,80 \cdot 1015}{1,3}=625\:\text{N}\)

För att överföra tvärkraften erfordras

\(n= \frac{V_{Sd}}{F_{v,Rd}}= \frac{3,76}{0,625} =6,0\:\text{st spikskär}\)

Med hålplattor B=160 mm blir vertikalt avstånd mellan spikgrupperna 130 mm

Dimensionerande momentkapacitet blir

MRd = Fv,Rd · hävarm = 0,625 · 0,130 = 0,081 kNm

För att uppta moment erfordras

\(n= \frac{M_{Sd}}{M_{Rd}}= \frac{2,66}{0,081} =32,8\:\text{st spikskär}\)

Totalt 39 spikskär. Pröva 11 + 11 på var sida.

Spikad skarv med spikningsplåtar
Bild 3.

3. Kontroll av brottgränstillståndet

Lasteffekter (Spikkrafter)

Kraften på enskild spik beräknad i elastiskt stadium ger

\(F_{xi}=-\frac{M_0 \cdot y_i}{I_p} \: \text{och} \: F_{yi}=\frac{V}{n} + \frac{M_0 \cdot x_i}{I_p}\)

n = antalet spikar i spikgruppen

Ip = spikgruppens polära tröghetsmoment

\(I_p = \sum({x_i}^2 + {y_i}^2)\)

M0 = momentet i spikgruppens tyngdpunkt

\(\text{Resultantens storlek:}\: F_i=\sqrt{(F_{xi})^2 + (F_{yi})^2}\)

Ip = 8·702 + 6·602 + 8·502 + 8·602 + 4·402 + 8·202 = 119200 mm2   

Moment i spikgruppens tyngdpunkt   

M0 = 3,76 · 0,1 - 2,66 = -2,284 kNm

Maximal spikkraft blir då

\(F_x=-\frac{-2,284 \cdot 10^6 \cdot 70}{2 \cdot 119200}=671\:\text{N}\)

\(F_y= \frac{3,76 \cdot 10^3}{2 \cdot 11 \cdot 2}  + -\frac{(-2,284 \cdot 10^6) \cdot (-60)}{2 \cdot 119200}=660\:\text{N}\)

\(F= \sqrt{671^2 + 660^2} =941\:\text{N} > 625\:\text{N} \qquad \text{Ej OK!}\)

Öka antalet spikar till 23 + 23 på var sida 

Spikad skarv med spikningsplåtar 
Bild 4.

Spikgruppens polära tröghetsmoment

Ip = 119200 + 6·402 + 8·302 + 6·202 + 4·102 + 8·602 + 8·402 + 4·202 = 182000 mm2   

Moment i spikgruppens tyngdpunkt   

M0 = 3,76 · 0,1 - 2,66 = -2,284 kNm

Maximal spikkraft blir då

\(F_x=-\frac{-2,284 \cdot 10^6 \cdot 70}{2 \cdot 182000}=439\:\text{N}\)

\(F_y= \frac{3,76 \cdot 10^3}{2 \cdot 23 \cdot 2}  + -\frac{(-2,284 \cdot 10^6) \cdot (-60)}{2 \cdot 182000}=417\:\text{N}\)

\(F= \sqrt{439^2 + 417^2} =605\:\text{N} < 625\:\text{N}\)         

Dimensioneringsvillkoret Fv,Rd > F är således uppfyllt.

För att minska antalet spikar kan man öka plåtens tjocklek eller storlek.

Kontroll av momentkapacitet för stålplåtarna

Antal: 2 st plåtar, fy,k = 250 N/mm2

Dimensionerande momentkapacitet för stålplåtarna:

\(M_d=\frac{2 \cdot M_k}{\gamma_m}=\frac{2 \cdot W_{pl} \cdot f_{y,k}}{\gamma_m} = \frac{2 \cdot 1,5 \cdot 160^2 \cdot 250}{1,0 \cdot 4}=4,8\:\text{kNm}\)

Reduktion med 25% med hänsyn till hålen.

Mred = 0,75 ∙ 4,8 = 3,6 kNm > 2,66 kNm

Plåten är OK!

Om TräGuiden

TräGuiden tillhandahåller information om trä och träbyggande. Webbsidan drivs av Svenskt Trä, en del av Skogsindustrierna, och utgör med sina nära en miljon besökare per år ett viktigt informationsnav för byggande i Sverige.

TräGuiden beskriver tekniska lösningar för träbyggande samt innehåller information om trämaterialets egenskaper. TräGuidens innehåll av illustrationer och konstruktionslösningar kan fritt skrivas ut eller delas med andra.

Det finns också nedladdningsbara ritningar i CAD-format på TräGuiden.

Klicka här för sajtkarta

Stäng sajtkarta

Prenumerera på TräGuidens
populära nyhetsbrev

Se tidigare nyhetsbrev
På din mobil fungerar TräGuiden bäst i stående läge.Ok

Hantera dina pins

Hantera pins fungerar bäst om du inte är i privat/inkognitoläge. OBS! Dina pins sparas i datorns lokala minne.
Åtgärder som innebär raderande av kakor på datorn kan ofta även medföra att det lokala minnet rensas med följden att dina sparade pins försvinner.

Du har inga sparade pins

Hantera pins fungerar bäst om du inte är i privat/inkognitoläge. OBS! Dina pins sparas i datorns lokala minne.
Åtgärder som innebär raderande av kakor på datorn kan ofta även medföra att det lokala minnet rensas med följden att dina sparade pins försvinner.

pin

Du vet väl att du kan spara sidor till senare. Samla här pins för de sidor du besöker ofta och enkelt vill kunna återkomma till.

  • Lägg till
  • Du har redan lagt till den här sidan.

Skicka pins

Ett enkelt sätt att spara dina pins är att maila dem

Du har nu skickat dina pins!

Något gick fel. Kontrollera e-postadressen och prova igen.

Dela sidan