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

7.1 Balkar med varierande tvärsnittshöjd

Publicerad 2017-01-19

Konstruktionsdelar av trä, i synnerhet av limträ, utformas ofta med varierande tvärsnittshöjd, så som pulpetbalkar, sadelbalkar och kontinuerliga balkar med voter. I regel uppnås den varierande tvärsnittshöjden så att lamellerna sågas snett längs med ena kanten. Dimensioneringsmetoden för pulpetbalkar och sadelbalkar är likadan. Därför behandlas endast sadelbalkar i det följande. Materialet utnyttjas väl i en sadelbalk eftersom balkhöjden följer momentdiagrammets form.

Böjspänningsfördelningen i balkar med varierande tvärsnittshöjd är icke-linjär. Dessutom är läget för den största skjuvspänningen vanligtvis inte vid neutralaxeln. I själva verket förekommer den största skjuvspänningen närmare den sneda kanten, se figur 7.2. Endast vid stöden för en fritt upplagd balk eller vid den fria änden av en konsolbalk är skjuvspänningen störst vid neutralaxeln.

Observera att skjuv- och böjspänningarna som visas i figur 7.2 verkar i lamellernas riktning och inte parallellt med den sneda kanten.

Eftersom både böjmomentet och höjden varierar längs med balkens axel, uppstår den största böjspänningen i regel inte där böjmomentet är störst, utan i ett tvärsnitt närmare stöden, se figur 7.2.

Om den sneda kantens lutning är liten, det vill säga för α ≤ 10°, vilket den oftast är, är inverkan på böjspänningsfördelningen liten. Vid dimensionering kan den största böjspänningen därför beräknas som för en balk med konstant tvärsnittshöjd (alltså σm = M ⁄ W), både vid den sneda och vid den raka kanten. Värdet för böjhållfastheten, fm, ska emellertid reduceras vid den sneda kanten för att beakta effekten av skjuvspänningen och spänningen vinkelrätt mot fiberriktningen, vilka verkar samtidigt med böjspänningen, se figur 7.3. Eurokod 5 rekommenderar att böjhållfastheten vid den sneda kanten reduceras med faktorn km,α, se avsnitt 7.3.1.

Det är möjligt att påvisa att spänningarna vinkelrätt mot fiberriktningen, σ90, ökar när den snedsågade kantens lutning ökar. Om den sneda kanten är på den tryckta sidan av balken, uppstår tryckspänningar vinkelrätt mot fiberriktningen, σc,90, när balken böjs. Om balken däremot har den sneda kanten på den dragna sidan (upp- och nervänd sadelbalk), se figur 7.4, uppstår dragspänningar vinkelrätt mot fiberriktningen, σt,90.

Av dessa orsaker bör den sneda kantens lutning begränsas. Lutningsvinkeln α bör inte överskrida 10° på den tryckta sidan och 2 – 3° på den dragna sidan. Man ska komma ihåg att dragkrafter vinkelrätt mot fiberriktningen kan förorsaka spröda brott vid mycket låg spänningsnivå och de bör därför hållas så små som möjligt.

Om taket ska vara rakt (alltså endast luta åt ett håll) är ett alternativ till upp- och nervända sadelbalkar balkar med krökt underkant, så kallad häng- eller fiskbuk, där de kontinuerliga lamellerna är på den dragna kanten och de snedsågade lamellerna är på den tryckta kanten, se figur 7.5. I detta fall elimineras den farliga dragspänningen vinkelrätt mot fiberriktningen.


Brikettförråd, Tunadal.


Figur 7.2
Böjspänningar (σm), skjuvspänningar (τ) och dragspänningar vinkelrätt mot fiberriktningen (σt,90) i en sadelbalk (vänster) och i en pulpetbalk (höger).

 


Figur 7.3
Spänningarna vid den sneda kanten av en balk.
Vänster: Böjspänningen parallellt med den sneda kanten σm,α (huvudspänning).
Höger: Böjspänningen σ0 parallellt med fiberriktningen.

 


Figur 7.4
Vänster: Tryckspänningar vinkelrätt mot fiberriktningen uppstår vid den snedsågade kanten.
Höger: Dragspänningar vinkelrätt mot fiberriktningen uppstår vid den snedsågade kanten (upp- och nervänd sadelbalk. Avrådes!).

 


Figur 7.5
a) Limning av lameller, b) färdig balk med krökt underkant, så kallad häng- eller fiskbuk.

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