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

4.1.4 Tryck vinkelrätt mot fiberriktningen

Publicerad 2017-01-17

I många konstruktioner är konstruktionsdelar av trä belastade med tryck vinkelrätt mot fiberriktningen, så som vid balkupplag och i träregelstommar. Trä har liten elasticitetsmodul vinkelrätt mot fiberriktningen och krymper och sväller mycket i denna riktning vid fuktförändringar, vilket leder till stora deformationer. Dessa är kritiska i flervåningshus, där deformationer från flera våningar adderas till varandra. Olika brottmoder kan identifieras för olika fall av belastning och upplagsförhållanden, se figur 4.7. Figuren indikerar att lasten inte enbart överförs via den verkliga kontaktytan utan via en effektiv kontaktyta, som är större än den verkliga på grund av att det finns ”obelastade” trädelar intill.

Deformationer som förorsakas av tryck vinkelrätt mot fiberriktningen leder inte till brott, utan är snarare ett problem relaterat till bruksgränstillståndet. I bestämmelserna betraktas detta ändå som ett problem som ska behandlas i brottgränstillståndet. Vid dimensionering kontrolleras därför den uppkomna spänningen med brotthållfastheten vinkelrätt mot fiberriktningen i stället för att kontrollera deformationerna. Dessutom reduceras hållfastheten kraftigt med modifikationsfaktorn kmod som beaktar klimatklass (fuktens inverkan) och belastningens varaktighet, se avsnitt 2.3.1 och 2.3.2, ekvation 2.9 och 4.12. Spänningen vinkelrätt mot fiberriktningen har ingen storlekseffekt, det vill säga faktorn kh = 1. Vidare är elasticitetsmodulen vinkelrätt mot fiberriktningen mer eller mindre konstant i de fuktförhållanden som i praktiken gäller i byggnader (fuktkvot mellan 10 och 20 %) och tryckhållfastheten varierar endast i liten mån inom detta fuktområde. Detta beaktas ändå inte vid dimensionering, vilket leder till mycket stora kontaktytor för att dimensioneringsvillkoren ska uppfyllas. Stora kontaktytor kan då på grund av ojämn deformation medföra excentrisk belastning, vilket inte beaktas i standarden, se figur 4.8. Ett sätt att lösa detta problem är att i dimensioneringsekvation 4.11 använda det karakteristiska värdet för tryckhållfasthet vinkelrätt mot fiberriktningen i stället för det motsvarande dimensioneringsvärdet. Detta innebär med andra ord att faktorn kmod och partialkoefficienten γM väljs till 1,0. Detta förfaringssätt bör ändå begränsas till sådana träkonstruktioner där förhållandet mellan egentyngd och variabel last är förhållandevis litet, säg gk qk ≤ 0,4. Om det till exempel gäller en vanlig träkonstruktion med gk qk ≤ 0,4, medellång lastvaraktighet och klimatklass 1 eller 2, leder den här metoden till en reduktion av den erforderliga kontaktytan med 36 procent (kmod γM = 0,8 ⁄1,25 = 0,64) jämfört med den kontaktyta som erfordras om dimensioneringsvärdet för hållfasthet används. Denna nivå motsvarar också bättre tidigare svensk praxis. För träkonstruktioner med större egentyngd (gk qk > 0,4) bör man ändå använda dimensioneringsvärdet för tryckhållfasthet vinkelrätt mot fiberriktningen.

I många fall förstärks förbandet mellan balk och pelare numera. Förstärkningen kan till exempel utföras med hjälp av inlimmade stänger av stål eller trä, självborrande träskruvar eller utanpåliggande spikplåtar, se figur 4.9. Förstärkningen minskar deformationen och ökar på detta sätt bärförmågan jämfört med ett oförstärkt förband. För självborrande skruvar är brottmoderna följande: skruvarna trycks in i träet, skruvarna knäcks eller att tryckhållfastheten vinkelrätt mot fiberriktningen överskrids i det plan som definieras av skruvspetsarna. Eurokod 5 ger inga dimensioneringsekvationer för förstärkta konstruktionsdelar belastade vinkelrätt mot fiberriktningen. Det finns ändå beräkningsmetoder att tillämpa, som beskriver bärförmågan som summan av träets bärförmåga och förstärkningens bärförmåga, sök exempelvis hos träskruvstillverkare.

Förstärkningens bärförmåga ska beräknas så att alla möjliga brottmoder beaktas. De olika brottmoderna beror på balkens geometri och antalet förstärkande komponenter. Om förstärkningen görs med några få korta skruvar inverkar skruvarnas intryckning i träet mest på bärförmågan. Samtidigt uppnås tryckhållfastheten vinkelrätt mot fiberriktningen vid kontaktytan. Skruvarnas bärförmåga vid intryckning anses vara lika med den vid utdragning. Om balkens kontaktyta förstärks med slanka skruvar knäcks de. Samtidigt, som i det första fallet, uppnås tryckhållfastheten vinkelrätt mot fiberriktningen vid kontaktytan. Om balkens kontaktyta förstärks med många korta skruvar inverkar tryckhållfastheten vinkelrätt mot fiberriktningen i det plan som definieras av skruvspetsarna mest på bärförmågan.


ICA, Hemavan.

Dimensioneringsmetod
Tryckspänningen vinkelrätt mot fiberriktningen ska uppfylla följande dimensioneringsvillkor:

4.11    \({\sigma _{\rm c,90,d}} = \frac{{{F_{\rm c,90,d}}}}{{{A_{\rm ef}}}} \le {k_{\rm c,90}} \cdot {k_1} \cdot {f_{\rm c,90,d}}\)

där:

σc,90,d          är dimensioneringsvärdet för tryckspänningen vinkelrätt mot fiberriktningen i den effektiva kontaktytan.
Fc,90,d är dimensioneringsvärdet för tryckkraften vinkelrätt mot fiberriktningen.
Aef är den effektiva kontaktytan vid tryck vinkelrätt mot fiberriktningen.
kc,90 är en faktor som beaktar hur lasten angriper och deformationsgraden vid tryck.
k1

är en faktor som beaktar förhållandet mellan den permanenta och variabla lasten g⁄ qk.

Observera att EKS 10 antar k1 = 1, oberoende av förhållandet.

Värden för k1:
g⁄ qk ≤ 0,4: k=
g⁄ qk > 0,4: k= 1

fc,90,d är dimensioneringsvärdet för tryckhållfastheten vinkelrätt mot fiberriktningen.



 

4.12    \({f_{\rm c,90,d}} = \frac{{{k_{\rm mod}} \cdot {f_{\rm c,90,k}}}}{{{\gamma _\rm M}}}\)

För fall där intryckning av limträet kan bedömas påverka bärförmågan (exempelvis lokalt tryck i fackverk) eller där deformationer har väsentlig effekt för funktionen (exempelvis i hus med mer än två våningar), bör γM = 1,25 användas. För limträkonstruktioner i klimatklass 3 rekommenderas att kmod väljs enligt tabell 2.4. Den effektiva kontaktytan Aef som behövs vid beräkning av spänningen bör beräknas med hjälp av den effektiva längden lef:

4.13    \({l_{{\mathop{\rm ef}\nolimits} }} = l + {l^*}\;\;\;\;\;{\rm{där}}\;\;\;\;\;{l^*} = \min \left\{ \begin{array}{l} 30{\rm{ mm}}\\ a\\ l\\ {l_1}/2 \end{array} \right.\)

med beteckningar som i figur 4.10.

Ekvation 4.13 gäller för ändupplag där utsida upplag är i liv med upplagd konstruktionsdel. För övriga upplag där den upplagda konstruktionsdelen har längden minst l* på ömse sidor om upplaget får l* multipliceras med faktorn 2 i ekvation 4.13. Det förutsätts att upplagets bredd är minst lika med den upplagda konstruktionsdelens bredd.

Värden på kc,90 för olika lastfall ges i tabell 4.4.

Tabell 4.4 Värdena på faktorn kc,90 som funktion av upplagstyp och avstånd l1 mellan de belastade områdena. Värdena i parentes gäller för konstruktionsvirke, de andra värdena gäller för limträ. Beteckningarna som i figur 4.10.

Upplagstyp l1 < 2 · h l1 ≥ 2 · h
Konstruktionsdel på kontinuerligt stöd 1,0 1,5 (1,25)
Konstruktionsdel på upplag med begränsad längd 1,0 1,75 (1,5) när l ≤ 400 mm1)

1) Om l > 400 mm, kan den effektiva längden antas vara lef  = 400 mm + l*, och förstoringsfaktorn kan antas vara kc,90 = 1,75. Upplagslängder l > 600 mm rekommenderas ej.
Observera att Eurokod 5 rekommenderar kc,90 = 1,75 endast om l ≤ 400 mm. Om l > 400 mm, rekommenderar Eurokod 5 lef = l och kc,90 = 1,0.

 



Figur 4.7 "Brott" vid stöd förorsakade av belastning vinkelrätt mot fiberriktningen.
a) och b) Konstruktionsdel på upplag med begränsad längd,
c) och d) konstruktionsdel på kontinuerliga stöd.

 


Figur 4.8 Stor kontaktyta som leder till ojämn deformation och excentrisk belastning vid upplag.

 


Figur 4.9 Exempel på en balk vars kontaktyta är förstärkt för tryck vinkelrätt mot fiberriktningen med självborrande träskruvar (vänster) och inlimmade trätappar (höger).

 


Figur 4.10 Konstruktionsdel tryckbelastad vinkelrätt mot fiberriktningen, a) på kontinuerligt stöd eller b) på upplag med begränsad längd.

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