För en balk med fiberriktningen i balkens längdriktning förorsakar ett urtag på den dragna sidan en koncentration av dragspänningar vinkelrätt mot fiberriktningen och skjuvspänningar, vilka enligt elasticitetsteorin blir oändligt stora i hörnet av ett rektangulärt urtag. Brottet är typiskt mycket sprött och sprickan utgår från urtagets hörn och fortplantar sig i fiberriktningen. Ett urtag på den tryckta sidan minskar bärförmågan mindre än ett urtag på den dragna sidan.
Om urtag inte kan undvikas bör de, åtminstone om de befinner sig på den dragna sidan, vara snedsågade eller utföras med minst 25 mm hörnradie. Urtag större än 0,5h eller 500 mm bör inte tillåtas utan förstärkning. Särskild försiktighet bör iakttas med konstruktioner som kan befaras bli utsatta för stora fuktvariationer. Urtagens alla sidor bör ytbehandlas för att minska inverkan av fuktvariationer och därmed risken för sprickbildning.
Bärförmågan för urtag utan förstärkning kan kontrolleras med följande metod som finns i Eurokod 5, med de beteckningar som visas i figur 5.1. Metoden är baserad på brottmekanisk analys av rätvinkliga urtag presenterad av Per Johan Gustafsson (1988). Även om villkoret är formulerat som en jämförelse av nominell skjuvspänning τ med reducerad skjuvhållfasthet, betraktas indirekt inverkan av både dragspänning vinkelrätt mot fiberriktningen och skjuvspänning. De avgörande materialegenskaperna i den brottmekaniska betraktelsen är brottenergin vid dragbelastning vinkelrätt mot fiberriktningen, balkens styvhet i längdriktningen och skjuvstyvheten. Dessa parametrar beaktas i dimensioneringsekvationen genom faktorn kn som anger deras förhållande till skjuvhållfastheten fv. Modifikationstermen som beaktar urtagets lutning i är ett tillägg till den ursprungliga brottmekaniska ekvationen, och den baserar sig på experiment utförda av Hilmer Riberholt och andra (1992). För en balk med rektangulärt tvärsnitt och fiberriktning längs med balkens längdriktning bör följande kriterium uppfyllas:
5.1 \(\tau = \frac{{1,5V}}{{{b_{\rm ef}}{h_{\rm ef}}}} \le {k_\rm v}{f_\rm v}\)
där kv = 1,0 för balkar med urtaget på den tryckta sidan. För balkar med urtaget på den dragna sidan gäller:
5.2 \({k_\rm v} = \min \left\{ \begin{array}{c} 1\\ \frac{{{k_\rm n}\left( {1 + \frac{{1,1{i^{1,5}}}}{{\sqrt h }}} \right)}}{{\sqrt h \left( {\sqrt {\alpha \left( {1 - \alpha } \right)} + 0,8\frac{x}{h}\sqrt {\frac{1}{\alpha } - {\alpha ^2}} } \right)}} \end{array} \right.\)
där:
| V | är tvärkraften. |
| bef | är balkens effektiva bredd, se avsnitt 4.1.1. |
| h, hef | är balkens hela höjd respektive effektiva höjd, i millimeter. |
| x | är avståndet från stödreaktionens resultant till urtagets inre hörn, i millimeter. |
| i | är urtagets lutning, se figur 5.1. |
| α = hef ∕h | är förhållandet mellan balkens effektiva höjd och hela höjd. |
| kn = 6,5 | för limträ (4,5 för fanerträ och 5,0 för konstruktionsvirke). |
Fårstall, Söderköping.
Figur 5.1 Urtag i balkände. Beteckningar enligt Eurokod 5.
