Tekniska Högskoan i Lund Avdeningen för Bärande Konstruktioner Lund Institute of Technoogy Department of Structura Engineering r o 1- -L{?.. o L! 'L t t 6 b Att imma gipsskivor på ståregar Staffan Svensson
Att imma gipsskivor på ståregar EXAMENSARBETE TVBK-5053 Handedare: Sven Theandersson LUND JANUARI 1992 Staffan Svensson
SAMMANF A TINING Uppsatsen beskriver imforbands beteende i icke bärande väggar uppbyggda av gipsskivor som immas på ståregar. Provning i iten skaa beskriver tiverkning av en provkropp med två imfogar. Redovisningen innehåer utförande av provning i universaprovningsmaskin samt resutat från provningen i form av spänning-fdrskjutningsdiagram. Teorin behandar en enke matematisk mode for en imfog. Här ges även en beskrivning av dimensioneringsmode som kan användas på icke bärande immad innervägg utifrån resutaten från provkroppsfdrsök. Fuskaeprov utfors på enka immade väggeement. På så sätt kan teorin knytas ti en modifierad verkighet. Väggeementen böjprovas for att samverkan mean rege och gipsskiva ska studeras. Väggeementets deformationskapacitet i sided undersöks med skjuvprov där asten vid provning verkar i skivans pan. Sekundära egenskaper som vidhäftning och avrinning betraktas vid montering av väggeementet. Efter provningen görs en kontro av hur stor de av immet som vätt gipsskivan så att en imfog uppstått mean gipsskiva och ståregel Rapport från byggarbetspatsen är en kort beskrivning av erfarenheter som kommit fram när ett forsök med immade gipsskivor på ståregar utförts på byggarbetspats. Resutat och erfarenheter presenteras i form av text, beräkning eer diagram.
FÖRORD Rapporten är skriven på uppdrag av GYPROC. Den var ämnad att besvara frågan: Går det att imma gipsskivor på ståregar? Rapporten har vuxit tack vare entusiasm visad av CASCO-NOBEL. Två godbitar har vats att behanda i rapporten, teorin bakom imforbandet och praktiken att imma på arbetspatsen. Med utgångspunkt från dessa har jag besvarat frågan. Eftersom ämnet som rapporten behandar är intressant ur fera synvinkar bör forskningen fortsätta. Ett tack ska ges ti aa som har gett karhet i någon av många knutar, speciet vi jag tacka: Christina Foey Sven Theandersson Per-Oof Rosenqvist LeifRemse Inger Augustinsson KBS-MEDIA ab. Avdeningen for Bärande Konstruktioner A v deningen for Byggnadsmekanik Lund 19/11 1991 Staffan Svensson
INNEHÅLL. INLEDNING... S 2. PROVER I LITEN SKALA... 6 3. TEORI... 14 4. FULLSKALEPROvER... 20 5. RAPPORT FRÅN BYGGARBETSPLATSEN... 29 6. SLUTSA TER... 32 LITTERA TURFÖRTECKNING... 33 BILAGOR... 34
. INLEDNING Genom att utvecka en metod att använda imförband vid montering av gipsskivor på ståregar kan man vänta sig besparingar. Besparingarna kommer att visas i kortare monteringstid pus att arbetet efter montering kommer att minska eftersom antaet skruv i varje gipsskiva minskas. Den största vinsten gör man troigen genom att minska försitnings- och buerskador hos snickaren som monterar gipsskivorna. Idag används utesutande skruvförband på icke bärande innerväggar av gips på ståregar. Detta medför att man utnyttjar samverkan av de ingående materiaen hos väggen på ett reativt dåigt sätt. Denna uppsats ska försöka visa hur man kan öka samverkan hos väggens dear när man byter ut skruvförbandet mot ett imförband. Tanken har varit att man ska kunna testa immet med enka skjuvprover på små provkroppar. Med provresutaten ska en teori om hur imfogen fungerar i väggen tas fram. Denna teori ska sedan kunna användas vid framtagning av nya im eer ti att få fram ett max easticitet/styrkeförhåande för en viss tjockek på imfogen. Vidare handar uppsatsen om hur dessa små imfogsprover kan igga ti grund för enkare dimensionering av icke bärande meanväggar. Man vi atså ha en metod som är biig för provning på vaniga aboratorium. Dessa provningar ska sedan kunna användas för dimensioneringen av väggeement. Dock måste understrykas att fuskaeprov bör utföras. Ett stort arbetsmijöprobem med skruvade innerväggar är att montering orsakar försitningsskador hos snickarna. Uppsatsen kommer även att behanda detta. Uppsatsen behandar inte egenskaper hos imfogen vid brand. Några acceerarade ådringsprover har inte utförts. Vad som händer vid uppfuktning och uttorkning av fog har inte studerats. Beträffande immets skadighet, används uppgifter direkt från everantör. För dessa områden behövs mera forskning. Förhoppningsvis kommer ett acceerat ådringsprov att utföras i aboratoriet på Lunds Tekniska Högskoa inom kort. 5
2. PROVER I LITEN SKALA För att på ett enket sätt förstå hur oika im fungerar som fog mean gipsskivor och ståregar utveckades en provkropp, enigt figur, av B Larsson på Gyproc. Provkroppen beastades i en universaprovningsmaskin, varvid fogens deformation och beastningen registrerades. För att provkroppen ska kunna användas i provningsmaskinen har den föjande utformning; två ståregebitar med ängden 250mm immades mot en gipsskiva med måtten 400mm x 120mm. ståregarnas ändar kipptes så att provkroppen passar i provningsmaskinens gripkäftar. Provkroppens uppstäning i provningsmaskinen visas i figur 3. Figur a. Provkroppen sedd från sidan utan deformationsmätare. I III~ Figur b. Provkroppen sedd ~ - '------,r-----.-'---'- 1 uppifrån med deformationsmätare. '------'--r------..----' Tiverkningen av provkroppen har gått ti på föjande sätt: ståregebitar med en ängd av 500 mm kapades från Gyprocs 70 rege. Regebiten sågades sedan på mitten igenom ena fänsen och hea ivet. Den återstående fänsen sågades av först efter imningen. Detta gör det ättare att få regedearna att hamna i inje med varandra för att eiminera det moment som annars uppstår i fogen, enigt figur 2. Figur 2. Provkropp med snedstäd rege ~ - som vid beastning ger vridmoment i imfogen. L-~------n---...J'-----rr--::==::-----,-JL-J 6
Gipsskivor med dimensionerna 400mm x 200mm, medför att gipsskivan ej brister vid excentrisk beastning upp ti 2 kn. Ti de prover där man kan förutse mindre krafter pga sämre fogar (im med ägre håfasthet eer kortare fogängd) användes istäet gipsbitar, med måtten 400mm x 120mm. Limfogen fick härda utan presstryck Den återstående fänsen kipptes upp efter det att immet härdat. På detta sätt har provkroppen förbättrats jämfört med sitt urutförande, som innebar att imfogen utsattes för en svårdefinerad spänningsfördening pga vridmoment, enigt figur 2. Vid provning käms ståregefänsen närmast gipsskivan fast i provningsmaskinens gripkäftar och provkroppen utsätts för dragkraft. Under provningen mäts förskjutningar mean ståregarna och gipspattan över imfogen med potentiometrar. I utvada prover mättes förutom förskjutningar över imfog också materiatöjningar för ståregebiten och gipsskivan. Dessa prover visade att materiatöjningar i stået kan försummas eftersom de är tiopotenser ägre än töjningarna över fogen. Figur 3. Provkropp i provningsmaskin Materiatöjningar i gipset kan däremot inte försummas. För att eiminera dessa har provkroppens patentiometrar pacerats på gipsskivan vid imfogens ände. Där verkar ingen kraft på gipsskivan och inga deformationer av denna kan uppstå. Mätningarna kommer såedes att beskriva röresen över imfogen. Resutaten av materiatöjningar visas i biaga A. Två oika ängder på imfogar provades för att se hur förhåandet imfogs ängd och bärförmåga fungerar för små imfogar. Limfogens bredd har i aa prover varit ungefär den samma som ståregens dvs ca 36mm. Resutaten från provningar presenteras nedan. Dessutom finns aa diagram redovisade i större format i biaga A. Bioherbs (vattenbaserade) monteringsim 252 är ett im som inte karar stora spänningar. Detta im ämpar sig bättre för imning av tunna skivor med åg egenvikt. För detta im presenteras inga försöksresutat eftersom provkropparna brast i imfogen innan monteringen i provningsmaskinen var utförd. Att imfogen gick sönder vid montering beror dock inte bara på att immet är svagt utan också att imfogen hade för iten tjockek. 7
Bioherbs (fytandeskruv) konstruktionsim 540 visar efter provning goda egenskaper vad gäer styrka. Anedningen ti att jag inte använder detta im i senare forsök är att det är häsofarigt att inandas. Under tiden jag immade provkroppen kunde jag känna yrse och iamående. Diagrammen i figur 4a och 4b visar spänning- och forskjutningssamband for konstruktionsimmet. Spänningen visas i MPa på den vertikaa axen och forskjutningarna i mm över fogen visas på den horisontea axen. I figur 4a. visar diagrammet två arbetskurvor for imfogar med en ängd på 20mm. De två arbetskurvorna visar samma instabia beteende upp ti max spänning. Detta beteende kan bero på två saker: Förskjutningarna som mäts är så små att uppösningen hos potentiometrarna inte är tiräckig for att mäta dessa. Den andra tänkbara forkaringen ti fenomenet att forskjutningarna över fogen minskar vid ökad beastning är att gipsskivan böjs av det moment som uppstår, enigt figur 9, då provkroppen beastas och imfogen är så styv att endast vädigt små deformationer av denna uppstår. Brotten i de två proverna sker i gipsskivans papper. I figur 4b visar diagrammet tre arbetskurvor for imfogar med ängder på OOmm. För dessa arbetskurvor har den eastiska deen ett stabit foropp ti skinad från diagrammen i figur 4a. Detta kan forkaras med att den bredare gipsskivan har använts och forskjutningarna är något större än vid föregående prover. Brotten i de tre proverna sker i gränsskiktet papper och im. Brottspänningen är något ägre i de ängre imfogarna men skinaden är obetydig. Resutatet av provningarna visar att som nämnts att konstruktionsimmet ger en stark imfog men också att det är ett styvt im dvs forskjutningarna över fogen är små, mindre än en hav miimeter vid brott. Figur4a. Arbetskurvor för Bioherbs konstruktionsim 540 medfogänd ca20mm 1..., '".~00,320.a.co "'.000 ( / / / / ( 04tft... fdc t:jik.cf......, =- ',... Figur4b. Arbetskurvor för Bioherbs konstruktionsim 540 med fogänd ca 100 mm......... '".no.ooo.150.oo.<~50.100.750.too 1.0!1 1.20 t.5 1.50 FyUnc SIU"U'f' C 20M /,...\_ r ~ ' ' "' j '-... \... \. " '.160 fj "~' ' '-:::::,.080 --:--,n.e,._t..! ~! "'-1!:1"&.101 j.000 +--,.-~~~~~,--...----,-~~.000,200..COO.600.1100 1.00 1.20 I..CO 1.&0 LBO 2.00 Fytnd sk.i"uv ea too 8
Cascos fogim S40 är ett im som efter provning visar de egenskaper som kan önskas av ett im som ska användas vid imning av gipsskivor på ståregar, dvs starkt, eastiskt och med bra imningsegenskaper som gör att 840 "greppar" materiaen direkt. 840 är kassificerat som ett icke häsofarigt im. Redan efter några prover besöts att 840 skue användas i fuskaeproverna. Diagrammen i figur 5a och 5b visar spänning/deformations samband för fogimmet. Spänningen visas i MPa på den vertikaa axen och förskjutningarna i mm över fogen visas på den horisontaa axen. I figur 5a. visas en arbetskurva för en imfog med ängden 20mm. I figur 5b. visas tre arbetskurvor för imfogar med ängder på 150mm. Brotten hos de fyra proverna uppstod i papper, imfog och gränsskiktet papper och im. Resutatet av provningarna visar att fogimmet ger en stark och eastisk imfog. Fogimmets fog är ika stark som konstruktionsimmets men de eastiska egenskaperna gör att imfogen inte går ti brott förän förskjutningarna uppnått ca 5mm. Figur Sa. Arbetskurva för Cascos fogim s40 med fogänd ca20mm "''.000 1.54 3.00 <1,~ 5,00 7.50 ILOO O,!! 12,0!3.!! 1!!.0 FOGI..tM t PI..H<TER Figur Sb. Arbetskurvor för Cascos fogim s40 medfogänd ca 150mm.560 ~.. ~ '.. ' --~ :~:._r '11..2:141.11: i ~~.000 jp! UTA.000 1.!0 3,00 4,!!0 fi.oo 7.50 1.00 10.!1 12.0 U.!! 1'5.0 FOG..IIo. I F1LT 9
Cascos poyuretanim K är ett im som måste härda under presstryck viket gör att det inte är ämpigt att använda på en byggarbetspats. Anedningen ti att detta im provades i provningsmaskinen var des att jämföra dess styrka mot de andra immen men också för att få mer information om hur oika im fungerar. Diagrammen i figur 6a och 6b visar deformationsegenskaperna för poyuretanimmet. Figur 6a visar tre arbetskurvor för imfogar med ängder på ca 40mm och figur 6b visar tre arbetskurvor för imfogar med ängder på ca 120mm. Brottspänningarna för detta im är signifikant ägre för den ängre imfogen, viket indikerar att imfogen har ett sprött beteende. För fem av sex prover är arbetskurvan upp ti max spänning instabi iktsom för proverna i diagram figur 4a. Förkaringen ti detta beteende är de samma som nämnts för kurvorna i figur 4a. Att kasten hos arbetskurvan för poyuretanimmet är häftigare än hos konstruktionsim 540 beror på att förskjutningarna hos prover med poyuretanimmet är mindre än för konstruktionsim 540. Brotten hos de tre proverna i figur 6a uppstod i gipsskivans papp. För proverna i figur 6b uppstod brotten i gipsskivans papper för den hedragna arbetskurvan och i gränsskiktet papper och im för de andra arbetskurvorna. Proverna visar att immet är starkt och sprött. Figur 6a. Arbetskurvor för Cascos poyuretanim K med fogänd ca 20 mm MPI i.700 1"'-; ~~ -'- ".!00 i J,"!;\ );.400 1 / -,\ /.300 1/ i.600 ~..;..,... "' 1/! o.t.tt IJ'fi ~U i tut!: ICfY';... =!.:...!...! Figur 6b. Arbetskurvor för Cascos poyuretanimk med fogänd ca 120mm 191.~0 J '".\\ J\ \ I \ Pohurttan c.co.. t PROVIQIOPP '"f\\ \ \ "' \\ \..._, "' ~ \\ \\ 111 \\ \ '"~.\ \ '-- 1\ \. -------.---- "' 1 \. \ ~J --- '--- e.trttnt- -u tm! IC.bt ~IU104 ~!.:...!...!1 ~!...":....1_1 Foyureun et 12.0- Ut O
Gyprocs skivim G används redan idag för imning av iggande gipsskivor på gov. Skivimmet är vattenbaserat och kassificerat inte häsofarigt viket är ett pus. Tiverkaren av skivimmet visar stort intresse att utveckaskivimmet ti ett im med egenskaper som ska passa imning av gipsskivor på ståregar. Av detta skä har immet vats ut vid senare prover i fuskaa. Detta trots att proverna i provningsmaskinen ger en imfog med begränsad styrka. De dåiga provningsresutaten är inte representativa för den imfog som användes vid fuskaeprovning eftersom tjockeken hos imfogen i de små provkropparna är mycket mindre än den som används senare i fuskaeproven. Figur 7 visar d eforrnationsegenskaperna för skivimmet, hos två provkroppar med fogängden OOmm. Fuktuationerna hos den streckade arbetskurvan kan bero på att potentiometerns uppösning inte är tiräckig vid de små förskjutningarna. Figur?. Arbetskurvor för Gyprocs skivim G medfogänd ca OOmm....070.0150,0!50 IIUt Mt ~211 fdo:!ti.i:u 'U!:U..JOI '! ~.020 y "-...,.010 "-,.._.000.fL.-,..~~~~~~,...,...--,---,---~-----...,...:::;:=-;:.-,...-,.- -.m.m " ~.m.m.m.~.~ Sr.iY C too~r~~~ tt 11
Perfecta chemies (vattenbaserade) bison montagekit visar efter provning goda egenskaper vad gäer styrka samtidigt som immet ger en styv fog. En sådan imfog ger god samverkan mean materia som ska fogas samman. Eement som monteras med en sådan fog bir dock känsiga för tvångsdeformationer. Limmet är kassificerat av tiverkaren som vattenbaserat och eftersom detta har visat goda resutat vad gäer töjning och styrka bedömdes detta im ha goda förutsättningar. Limmet har tyvärr inte de egenskaper i vidhäftning som man kan önska men styrke/töjnings egenskaperna var imponerande nog för att immet skue provas i senare försök. Diagrammen i figur 8a och 8b visar deformationsegenskaperna för immet. Figur 8a visar två arbetskurvor för imfogar med en ängd på 20mm. Brotten hos dessa två prover har skett i gipsskivans papp för den hedragna arbetskurvan och i gränsskiktet papper och im för den punkt streckade arbetskurvan. I figur 8b visar diagrammet tre arbetskurvor för imfog med en ängd på 150mm. Brotten hos de tre proverna har skett i gränsskiktet papper och im för den streckade arbetskurvan och i immet för de två andra proverna. Både i figur 8a och 8b finns det två arbetskurvor där spänningsmax är signifikant ägre än för övriga arbetskurvor. Detta berqr på att immet inte vätt ståregen och gipsskivan tiräckigt. Limmet är opåitigt pga dess dåiga vidhäftningsegenskaper och här bör immet förändras så att det bir mer ämpat för imning av gipsskivor på ståregar Figur 8a. Arbetskurvor för Perfecta chemies bison montagekit med fogänd ca20mm Figur 8b. Arbetskurvor för Perfecta chemies bison montagekit med fogänd ca 150mm....280.240,200.080 i '" \... -- --------.000.000 1.00 2.00 3.00 4.00!1.00 6.00 7,00 1,00 i.oo 10.0 r.~ ~rn... """""""' ~n.......ooo 1.00 2.00.oo A.oo s.oo e.oo 7.oo 1.00 11.00 to.o 8101\t'b 1 (ät 12
Provningsmetoden innebär att två fogar provas samtidigt. Den uppmätta bärformågan svarar mot minimivärdet av de två fogarna. För att undvika detta kan man tänka sig att som aternativ utnyttja en provkropp med bara en ståregesbit, dvs en provkropp med endast en imfog. Gipsbiten måste då sättas fast i den ena av provningsmaskinens gripkäftar. Gipsens sprödhet och puvriseringsbenägenhet gör emeertid detta näst inti omöjigt. En annan nackde med båda provningsmetoderna är att moment uppträder i fogen, figur 9. Detta moment beastar fogen med drag och tryckspänningar. Momentet ökar om avståndet mean kraftens angreppspunkt och fogpanet ökar. Om man åter kraften angripa i gipsskivan,viket sker om man har en imfog, bir avståndet mean kraft och fog större än om kraften angriper i regefänsen. Detta beror på att gipset har större godstjockek än regen. Genom att använda provkropp med två imfogar minskar man ett icke önskvärt moment. Momentet forsvinner dock inte fastän det är forhåandevis itet och man ska inte het bortse från spänningarna som uppkommer. För de som vi studera detta djupare hänvisas ti (3) och (6). kraft kraft imfo i sskiva Figur 9. Provkropp utsatt för böjande moment Med hjäp av resutaten från forsöken på provkroppar med oika sorters im har de ämpigaste imtyperna vats. Hur ska då egenskaperna for ett im som ska användas i byggarbetspatsmijön se ut? Naturigtvis ska man använda ett starkt im som ger väggeementen en samverkande förmåga. För att göra väggen okänsig for tvångsdeformationer ska immet ha goda eastiska egenskaper. Dessutom bör man eftersträva minskad arbetsinsats for att montera väggen och en bättre arbetsmijö. Figur 10. Provkropp efter provning. 13
3. TEORI Detta avsnittet ska visa hur man med resutat från små provkroppar kan få en uppfattning om hur styvt ett väggeement kan bi vid imning med motsvarande im och imningsutfdrande. Som grund för föjande matematiska resonemang har jag använt Vokersen teori (7). Denna teori forutsätter en endimensione anays av imfogen där endast forskjutningar i fogens ängdriktning beaktas. Limstyckena antas vara stänger som endast beastas enaxiet. Fogen ses som ett skjuvmedium. Eventuet böjmoment som uppstår enigt figur 9 försummas. Figur 10 visar provkroppens geometri och figur 11 visar jämvikten for en utsnittad de av prov kroppen. p + fdx f-+ x 1-+ p Figur 10. Odeformerad provkropp. -;IL---x +u 1 ---7"1' PI +-[b]-+ -+ '"C,._ ~y -+ Figur 11. De av deformerad fog. 14
Föjande beteckningar införs, se figur 11 Ma teriakonstanter: E 1, E 2 = Easticitetsmodu för gips resp. stå G = skjuvmodu hos fogen Tvärsnittskonstanter: A 1, A 2 = tvärsnittsareor för gips resp. stå b = imfogens bredd t = imfogens tjockek Kinematiska samband: Töjningen q i gips resp stå ges av Ei = dujjdx () Där ui är förskjutningen. Index och 2 står för gips resp stå. Skjuvtöjningen y i imfogen ges av (2) Jämvikt: Konstitutiva samband: Hookes ag: q = P i Ai Ei (4) (5) Derivering av ekv (5) ger: dt G du 2 du 1 dx = t (d x - dx ) (6) 15
Kombination av sambanden (1), (2), (3), (4) och (6) ger differentiaekvationen: (7) Om origo får koordinaten x äggs där t har sitt minimum bir ösningen ti ekvation (7): t= B coshkx (8) (9) Principie skjuvspänningsfårdening visas i figur 12. r o 'A L--------L------------------------------~-----------------------------------~~--- -L/7.. O LIZ. Figur 12. Graf över skjuvspänning hos fogen. Den beskrivna teorin fårutsätter injäreastiskt beteende hos såväimfogen som materiaen i imstyckena. För imfogen gäer detta bara upp ti ett visst värde på skjuvspänningen t. Enigt resutaten från provning med små provkroppar är imfogens principiea beteende av den karaktär som visas i figur 13a. t '[ Figur 13a. Arbetskurvan får imfog. Figur 13b. Förenkad arbetskurva, imfog. 16
Arbetskurvans uppåtgående de visar imfogens skjuvstyvhet innan maxima skjuvspänning uppstår i fogens ändar. Den uppåtgående deen är i viss utsträckning icke injär. Vid beräkningar av styvheten hos ett väggeement kan man approximativt använda sekantstyvhet G* som får representera skjuvstyvheten hos imfogen. För att bestämma G* erfordras efter beräkningarna en kontro att den skjuvspänning som vats att representera sekantens ändpunkt är ika stor som maximaa skjuvspänningen i imfogen. Om man ökar beastningen av imfogen (se figur 12) kommer skjuvspänningen vid imfogens ändar så småningom att uppnå sitt maximaa värde 'tmax- Vid ytterigare astökning kommer imfogens ändar att få ett sk mjuknande pastiskt beteende. Vid större ast kommer en brottspricka att bidas och växa in mot fogens mitt och när brottsprickorna från imfogens båda ändar möts har fogen gått ti brott. o -tid1 t ---id. -L! 'L /'\... / \... / \ o \ Figur 14. Spänningsfördening for fog som uppnår mjuknande pasticitet. Principen iustreras i figur 14. Bestämmande for imfogens bärformåga är dess brottenergi, dvs den energi per ytenhet som går åt for att skapa en brottyta. Brottenergin kan fås ur integraen av arbetskurvan for imfogen eer ytan under arbetskurvan Gf se figur 13a. Ett approximativt sätt att bestämma imfogens bärighet är att använda en forenkad arbetskurva som tar hänsyn ti imfogens brottenergi. Den forenkade arbetskurvan får man om man bidar en rätvinkig triange som i diagrammet omsuter samma area som den riktiga arbetskurvan och har sin topp i 'tmax' se figur 13b. Den förenkade arbetskurvan genererar en skjuvstyvhet ~rott som vid beräkningar indirekt tar hänsyn ti.imfogens brottmekaniska egenskaper. 17
För att beräkna väggeementets styvhet och imfogens bärförmåga hos väggeementet betraktas väggeementet som en sammansatt bak vars ingående materia devis samverkar. Baken är fritt uppagd och en injeast angriper på bakens mitt, se figur 15. F F + +! i ( (==$ h. t p { b Figur 15. Fritt uppagt väggeement och tvärsnitt. )\ ' Materia och tvärsnittskonstanter: A 2, E 2 och I 2 : ståregarnas tvärsnittsarea, easticitetsmodu och tröghetsmoment. E, b1 och h 2 : gipsskivans easticitetsmodu, bredd och tjockek. htp= avståndet mean gipsskivornas tyngdpunkter i tvärsnittet. bfog = imfogens bredd. 2_ G bfog D- EA Skjuvstyvheten G väjs ti Gbrott vid brottdimensionering av imfog och G* vid utböjningskontro av väggeementet. Teori får bak med devis samverkan redovisas exempevis i (3). 18
Utböjningen for en bak med tota samverkan som beastas mitt på baken av en injeast fås som: (O) För faet devis samverkan fås enigt (3): (11) och w'" D { -=+(--1)/cosh-... B2 2 B wo (12) Den största skjuvspänningen hos imfogen finner man vid uppagen. V 2 w"' 'tmax bfog = rh 1- B -) tp wo '" (13) Där V är tvärkraft. Med den vada approximationen enigt figur 13b bir brottkriteriet for väggens imfog att skjuvspänningen uppnår värdet 'tmax' när beräkningen utfors med den modifierade skjuvmoduen Gbrott 19
4. FULLSKALEPROVER För att undersöka en immad väggs funktion och kontroera att resutaten från små provkroppar kan igga ti grund får dimensioneringen av immade väggar, byggdes i skoans aboratorium en de av en vägg. Väggeementet hade föjande utformning: tre Gyproc 70ståregar i U-profi med 70mm iv och 34mm fänsar monterades i skenor, också dessa U- profi med 70mm iv och 30mm fänsar. Skenorna som fungerar som sy och hammarband fixerades i träpankor med Gyprocs träskruv T41. Träpankorna var i sin tur infåsta i en provningsram av stå. Gipsskivor immades på regar och skenor så att väggeementet bev kompett, se figur 16. Två typer av fårsök utfördes, des rent böjprov och des skjuvprov i väggens pan. I byggnormen finns inga krav på bärighet eer styvhet får icke bärande innerväggar. Proverna som gjorts visar väggeementens utböjningar och sidoförskjutning vid beastning. För böjproverna har ett skruvat väggeement använts som referens. Tio väggeement byggdes totat varav nio immades och ett skruvades. Av dessa tio väggeement böjprovades åtta och två skjuvprovades. Tre sorters im användes, des får att järnfåra immens styrka och easticitet men också får att studera immets egenskaper vad gäer vidhäftnings-, påstryknings-, utfynadsegenskaper och avrinningsbenägenhet. Eftersom provningar på små provkroppar redan utförts fanns det god kännedom om hur immen styrkemässigt och eastiskt fungerade. Limmen som vades, Cascos fogim 840, Gyprocs skivim G och Perfecta chemies bison montagekit, har god styrka men oika eastiska egenskaper. Styrka och easticitet är två viktiga egenskaper hos fogen, men andra egenskaper kan också ha stort infytande vid va av im. God easticitet hos immet är ti fårde i vissa avseenden men detta innebär också att samverkan mean dearna i eementen försämras. Ett styvt im innebär å andra sidan god samverkan mean dearna i eementet, men väggen bir också stum viket medfår att den kan vara känsig får tvångsdeformationer. 20
Vid montering av väggeementen användes ett mekaniskt förband tisammans med imförbandet. I försöken användes fyra skruvar, Gyprocs ståskruv 838, i varje gipsskiva. Att använda skruv har två syften, för det första vi man förvissa sig om att immet väter ingående eement i väggen så att en imfog bidas där så är avsett. För det andra vi man yfta upp gipsskivan så att denna igger koss mot taket, viket medför att en eventue gipa hamnar mot govet. Denna kan därmed döjas med govfoder. Skruven hjäper ti att håa gipsskivan i det uppyfta äget ti dess att immet härdat. Av de im som provades finns det inget som "hugger" direkt, om man menar att den immade gipsskivan ska fixeras i uppyft äge i det ögonbick den yfts på pats. Cascos fogim 840 är det im som har de bästa egenskaperna ur utförandesynpkt. Fogimmet håer gipsskivan på pats mot regen från början men gipsskivans egentyngd är för stor för fogimmet. Därför är skruv nödvändig under härdningen även i detta fa. Gyprocs skivim och Perfecta chemies im visar vid provning att skruvar behövs under immets härdning för att en imfog ska erhåas. Det är viktigt att inse att hos en immad konstruktion existerar inget förband förän immet har härdat. Därför bör den immade gipsskivan skruvas ute på byggarbetspatsen. skruvarbetet måste utföras så att det bästa tänkbara imförbandet erhåes. Man ska atid skruva i det stammateria som igger underst. I ett enket väggeement, som visas i figur 16, betyder detta att man ska sätta skruvarna endast i (ytter )regarna, rimigtvis i regarnas övre och undre dear och om det behövs även på regens mitt. Före provningen av väggeementet avägsnades skruvarna så att dessa ej skue inverka på resutatet vid försöken. Om man skruvar ängst upp i gipsskivans hörn där skruven ska skruvas igenom gipsskiva, skena och rege kan skruvandetorsaka stor skada på den immade konstruktionen. Detta beror på att det är svårt att få skruven att greppa tag i regefänsen och därför bockas fänsen inåt. Tyvärr upptäcktes inte att regens fäns bockats i den ena väggen förrän efter provningen, varför detta försök kan räknas som ett havt missyckande. Försöken med väggeement skue förutom att ge värden på håfasthet och samverkan hos dearna i eementet också visa om det var praktiskt möjigt att imma gipsskivor på ståregar. Att få imningen att fungera praktiskt är kanske den största utmaningen. För att prestera detta får man studera egenskaper hos immet som jag i förbigående kaat vidh~ftning och avrinningsbenägenhet. Dessa egenskaper har stor betydese om arbetet på byggarbetspatsen ska gå smidigt. Ett annat probem som upptäcktes i aboratoriet vid sjäva imningen var påstrykningsförfarandet. På detta område pågår för närvarande en utvecking av ämpiga påstykningsverktyg aternativt metoder där immet äggs på regen innan den kommer ut på bygget. Denna utvecking är nödvändig eftersom sättet som im appiceras idag är oämpigt för storskaig imning på byggarbetspatsen. 21
Icke bärande innerväggar kan deas in i två grupper. standardväggar som byggs i hus där våningshöjden är 2.40m och speciaväggar i okaer med takhöjd större än 2.40m. För standardväggar är man inte intresserad av hög håfasthet utan ett snabbt monteringssätt eftersträvas. Detta betyder att för nästan aa icke bärande väggar ska man använda ett im med hög kvaitet vad gäer vidhäftningsegenskaper samt att immet inte har avrinningsbenägenhet. För de icke bärande väggar som ska monteras i industriokaer eer habygnader där rums/takhöjden kan väntas vara större än 2,40m eer där man önskar en ättvägg med speciea håfasthetsegenskaper bör man studera immets styrke- och easticitetsegenska per. Böjprov på väggeement Uppstäningen av väggeementet inför provning av samverkan mean regar och skiva vid böjning var föjande: Väggeementet beastades med en injeast som anbringades vinkerät mot väggeementet och på hava dess höjd. En hydrauisk domkraft med astce monterades i rätt höjd. Mean domkraften och väggeementet hängdes en RHS-profi med större ängd än gipsskivans bredd. RHS-profien fick praktiskt representera den teoretiska injeasten, se figur 16. Väggeementets förskjutningar mättes i sju oika punkter med potentiometrar. Tre potentiometrar var pacerade på väggeementets mitt, två uppti och två nedti på väggeementet, se figur 17. Mätdata från förskjutningspotentiometrar och astce agrades med en sekunds intervaer i datafi med hjäp av ett dataprogram skrivet av persona från skoans aboratorium. Dessa datafier omvandades sedan ti grafer. I bearbetningen tas hänsyn ti de förskjutningar av ram och stöd som ej kunde eimineras i uppstäningen. Gyproc har i sin handbok specificerat krav på att en icke bärande innervägg ska ge utböjning som är högst 1/250 höjd av väggens ängd vid beastning av en injeast med intensiteten 500 N/m. Figur 17. Väggeement sedd från baksidan med uppmonterade patentiometrar 22
Väggeementet uppfyer detta krav utan samverkan mean ingående eement. Därfor byggdes ett skruvat väggeement, där skruvarna hade ett centrumavstånd på 200mm, som jämforese i de praktiska proverna. Man kan också frestas att järnfora resutaten från dessa prover med prover som gjorts på motsvarande iggande väggeement. Men då måste man ta hänsyn ti egenvikten hos väggen. Resutaten, se figur 18a och 18b, visar att im ger bättre samverkan än den skruvade väggen i aa fa utom två. I det prov som utfordes med 840 var samverkan något sämre än for den skruvade väggen. 840 är ett eastiskt im och bör ge dåig eer ingen samverkan. Men 840 ger också en av de starkaste fogarna av de im som provats. En intressant fråga är vad som händer om man minskar imfogens tjockek? Här har inga prover gjorts, men med tunnare imfog bör fogens easticitet minska och på så sätt kan samverkan ökas. 840 visar så goda vidhäftningsegenskaper att detta borde provas. Det andra forsöket som visade sämre samverkan än det skruvade väggeementet var den vägg där regen bockats vid skruvningsmomentet som beskrivits ovan. Detta visar att det är viktigt att immet väter gipsskivan där man vi att en fog ska finnas. Annars har man ingen fog. Provresutatet for detta väggeementet visas som kurva 4 i figur 18a och 18b. -Q)- SKRUV -@- SaVLIM.. Q}- SaVLIM ~ SaVLIM -- FOGLIM -@- KONSTRUKTIONSLIM FÖRSOUTNINGAR HOS V ÄGGELEMENtET UNDER ELASTISKT 1U.LST ÅND KRAFT {knj 1.6 1.2 0,8 0.4 -(!)- aauv -Q)- akivim.. (d}... akivim -@r skivim "(!)- - fogim - - konstruktionsim o.o JO 20 30 40 50 DEFORM (mm) o.o 12 16 DEFOR.\1 (mm Figur 18a Kraft förskjutnings kurvor för väggeementen Figur 18b Kraft förskjutnings kurvor för väggeementen upp ti två.kn 23
Av de övriga proverna som gjorts har två inte givit något resutat as sedan datorprobem uppstått och mätfierna ti datorn försvunnit. Återstående tre prover med immade väggeement visar att imning ger en styvare vägg än vad som uppnås när man skruvar väggen. Med Perfecta chemies montagekit, som har beteckningen konstruktionsim i figur 18a och 18b, och som var det minst eastiska im som provades, visade den immade väggen fuständig samverkan uppti 300 N på arbetskurvan. Vid 2.0 kn var den immade väggens styvhet 50% bättre än för den skruvade väggen. Skivimmet gav också en bättre samverkan hos väggeementet vid 2.0 kn. Man får i detta fa en 20% styvare konstruktion än den skruvade. Bid 19. Brott pga bucking hos rege Om man studerar hur brottet sker och vid vika aster brott uppstår finner man att samtiga väggeement går ti brott på samma vis. Brottet uppstår när en eer fera regar buckar okat där injeasten angriper, se figur 19. De immade väggarna ger högre brottastsvärde än den skruvade. Det syns också tydigt att de väggeement där samverkan är god är brottasten hög, se bid 18a. Detta är ett väntat resutat och det är atid positivt när teori stämmer med verkighet. Under och efter rivning kontroerades hur stor de av den önskade imfogen som immet faktiskt vätt gipsskivan. Dessa studier visar att med fyra skruvar genom varje gipsskiva uppnås ett resutat av 70% ti 80% vätning. Resutaten från böjprovningar kan möjigen förbättras ganska enket genom att öka vätningsgraden. Detta kan ske genom att man skruvar skivan på några strategiska patser. Ökat anta skruvar ger tyvärr mer spackingsarbete på byggarbetspatsen så här får ett övervägande göras styvhet kontra mer efterarbete. Detta kommer att diskuteras i ett senare kapite i uppsatsen som beskriver vad som kom fram vid försök på byggarbetspatsen. 24
Skjuvprover på väggeement Om man ska använda immade gipsväggar som icke bärande innerväggar eer ägenhetsavskijande väggar inser man snart att väggen måste kunna föja röreserna som uppkommer i ett hus då huset beastas med yttre aster. Detta medfor att väggen måste ha goda eastiska egenskaper som gör att fogen inte går ti brott när at for stora tvångsdeformationer uppträder. Om immet inte är eastiskt och tvångsdeformationerna bir stora kan detta medfora att gipsskivan säpper från ståregen och väggen går itu. För att mäta om väggeementet har de eastiska egenskaper som krävs for att kara en stor rörese innan den går ti brott gjordes två oika försök. Ett där endast rörese var intressant och därfor togs "taket" bort och väggen fick stå fritt utan stöd ovanifrån, se princip skiss figur 20. I det andra forsöket simuerades taket av två U-bakar. Försöket skue visa om brottet skue ske i imfog eer i någon annan de av väggeementet. M"T"'""------r-..--------,... F ' ~... F { { b ~ III b Figur 20. Ideaiserad ritning på väggeement som beastas i övre högra hörnet. Ti vänster utan tak ti höger med fiktivt tak. 25
Figur 21. Hörnyftning vidsidobeastning av väggeement Resutaten från provningar visar att Cascos fogim 840 karar deformationer upp ti 20mm innan man med botta ögat kan urskija ett så kaat hörnyft, se figur 21 och figur 22. I provningar med simuerat tak konstaterades att brottet skett i imfogen. I båda faen bedöms deformationsförmågan vara acceptabe med hänsyn ti röreser som kan förekomma. 4.00 KRAFI' (kn) 3.20 2.40 1. 60.800 @ SKJUVPROV PA STAENOE VAGGSEK TI ON DATE 1991-11-15 x TIME 19: o: o -,'-1~ =-n-- -E- KRAFT POTENTIO- I \III III METER I 1111 III FILE:SLSV I 1111 III III \III III \I \III I x 3 y 1 I \III I \I \III I \I \III III I 1111 III I \I III FE: 540VS3 I \I I I 1111 III III I x 3 y 1 III I -- --- III I I III I III I Ini 11 (D\...,--... ---...-- /' ---~"'/' \ _.--./' / ~ / / o /./ /' /./'./ / A Prov med simuerat tak I I H B Prov utan simuerat tak.000!bh RITA.000 6.00 12.0 18.0 24.0 30.0 36.0 42.0 48.0 54.0 60.0 DEFORMATION MED OCH UTAN SIMULERAT TAK mm Figur 22. 26
Beräkningsresutat Om man med hjäp av teorin avsnitt 3 beräknar väggeementets utböjningarna får man resutat enigt tabe och 2. Vid räkningarna har imfogsbredden bfog satts ti tre gånger ståregefänsens bredd. Tabe visar de verkiga och teoretiska utböjningarna hos ett väggeement immat med Perfecta chemies bison montagekit, vid tre oika beastningsintensiteter. KRAFT (N) Verkig deformation (mm) Teoretisk deformation (mm) 1200 3.8 2.0 1600 5.2 2.8 2000 7.0 3.5 Tabe. Tabe 2 visar verkig och teoretisk utböjning hos ett väggeement immat med Cascos fogim 840. KRAFT (N) Verkig deformation (mm) Teoretisk deformation (mm) 1200 9.0 5.6 1600 12.0 7.4 2000 14.5 9.3 Tabe2 Det visar sig att beräkningarna ger ett mycket styvare väggeement än vad de praktiska forsöken visar. Detta kan devis bero på att skjuvstyvheten i beräkningarna inte varit representativ. Den teoretiska skjuvstyvheten har vats utifrån proverna på den ia provkroppen. Dessa forsök har varit begränsade och sannoikheten att rätt skjuvstyvhet har vats är såedes iten. Eftersom forsöken med den ia provkroppen utfordes innan vetskap om hur tjock imfog som krävdes ti forsöken med väggeementen finns. det också risk for att dessa tjockekar inte är ika. Limfogens tjockek har stor betydese for dess skjuvstyvhet. Vid rivningen av väggeementen kontroerades vätningsgrad, enigt föregående stycke. Beräkningarna tar inte heer hänsyn ti att vätningen inte var 100%. En annan orsak av stor betydese for att resutaten inte stämmer är att bakteorin inte gäer for tvärsnitt som under beastning ändrar sin form. De beräkningar som utforts for sammansatta konstruktioner är grundade på bakteorin. Väggeementet som använts i forsöken är uppbyggt av gipsskivor och ståregar med mycket iten godstjockek. Figur 23 visar ett tvärsnitt av den stårege som använts vid försöken. Redan vid åg transverse beastning kommer ståregen okat att deformeras, buckas, pga dess tunna gods. ståregeens tvärsnitt har såedes ändrats. 27
Rege snitt 0.48 L 70 1 Figur 23. Tvärsnitt av Gyprocs stårege 70. Vad som kan vara av intresse for sammansatta konstruktioner är fogens brotthåfasthet. I faet med immade gipsskivor på ståregar med iten godstjockek visar forsöken att brottet for konstruktionen sker genom att ståregarna viks se figur19. Teoretiskt kan man dock beräkna imfogens brottkapacitet. Vid brottberäkningar används brottskjuvstyvheten ~rott som tas fram med hjäp av imfogens brottenergi enigt avsnitt 3 speciet figur 13a och 13b. Från ekvation (13) avsnitt 3 kan man ösa ut brottkraften enigt: 2 w'" F brott= 2[tmax bfog htp/ (- B -)] w ö' Tabe 3 visar brottspänning tbrow -skjuvstyvhet ~rott' -energin Gr och -ast F brott for väggeement immade med Perfekta chemies bison montagekit och Cascos fogim 840. tbrott (MPa) ~rott (N/mm 3 ) Gr (J/mm 2 ) Fbrott (N) MONTAGEKIT 0.52 0.178 0.76 18700 FOGLIM 0.49 0.034 3.58 50300 Tabe3 28
5. RAPPORT FRÅN BYGGARBETSPLATSEN Eftersom Casco-Nobe, Europrofi och NCC visat stort intresse för att imma gips på ståregar genomfördes ett försök på byggarbetspats. Utifrån detta försök kan man få erfarenhet om hur man ska göra för att imning ska kunna användas på byggen. Då försöket på byggarbetspatsen utfördes ska man komma ihåg att arbetspatsen inte var panerad för montering av innerväggar med im. Därför fanns det detajer som gjorde att imningen inte kunde göras under de förutsättningar som önskas. Vid försöket ute på byggarbetspatsen användes en impåstrykningsmaskin framtagen av Casco-Nobe,se figur 24. Detta var nödvändigt för att imning skue vara möjigt. Limmaskinen kan enket beskrivas som en kompressordriven impisto som kan användas när im är förpackad i tub eer i spann. Limningen på byggarbetspatsen gick tiväga på föjande sätt. Tre regar stryktes med skivim. Limmet hade svårighet att fastna på regen. Två faktorer är grunden ti detta probem: Limmaskinen fungerade inte riktigt i nuvarande utförande, viket berodde på att munstycket hos påstrykningsanordningen var feaktigt utformat. Ti detta kommer att skivimmet som användes, i sitt nuvarande utförande har Figur 24. Limpåstrykningsmaskin uppstäd inför imning medskivim i spann. adees för dåiga vidhäftningsegenskaper för att kunna användas på ståregar. Efter påstrykningen yftes den första skivan på pats. Gipsskivan fixerades i önskat äge med sju skruvar. Att använda sju skruvar i varje gipsskiva istäet för fyra är ett resutat av detta försök. Efter diskussion band detagarna i försöket besutades att sju skruvar gav det bästa förbandet ti ett enket väggeement då en he 2.40x.20 gipsskivan används. Skruvarna ska paceras enigt föjande mönster; tre skruvar i varje ytterrege, en skruv under hammarband, en över syen och en mitt på regen. Den sjunde skruven skruvades mitt på mittregen. Ytterigare två gipsskivor monterades med skivimmet. Dessa skue monteras i ansutning ti en dörrpost. Monteringsarbetet föjde samma mönster som den första skivan. Även dessa gipsskivor fixerades med sju skruvar: Tre skruvar i ytteroch mittregen, dörrposten, samt en skruv mitt på avväxingsregen ovan dörrposten. Efter fixeringen av gipsskivorna skars dessa ti för att passa dörrposten. 29
Eftersom skivimmet inte vie fastna på regen som förväntat byttes skivimmet mot 840 fogim. Direkt märktes skinad, fogimmet fastnade utan probem på ståregen. Resterande skivor ti väggen monterades med fogimmet med godkänt resutat. Om munstycket på påstrykningsmaskinen justerats ti en fat profi istäet för den runda så att immet påstryks som en fim hade ett ideat resutat nåtts. Detta beror på att fogimmet inte har egenskapen att fyta ut på regen. Metoden som användes vid monteringen i försöket är samma metod som används när man skruvar och det är ganska kart att här bör en ändring ske för att öka monteringshastighet. Hur monteringen ska ändras beskrivs senare i avsnittet. Vid montering av gipsskivor i ansutning ti dörrposter visa det sig att imning fungerar utmärkt och det behövs få skruvar för att fixera skivan. Efter att imningen avsutats, skruvades en gipsskiva upp som jämförese. Det är utan tvekan intressant att vidareutvecka metoder för att imma istäet för att skruva gipsskivor på ståregel Limningstekniken har förutsättningar att ge såvä tidsbesparingar som förbättrad ergonomi. Att skruva sju skruvar istäet för att skruva 40 är ett enket sätt att få bort de fariga arbetsstäningarna. När imningstekniken utveckats kan man också vänta sig en kortare monteringstid av gipsskivor. Vid montering av gipsskivor på ståregar med im är det viktigt att byggpatsen ska stäas i ordning för imning. Idag är arbetspatsen panerad för att väggen ska monteras med skruvar. Paneringen bör vara sådan att aa gipsskivor som ska monteras i ett utrymme är tiskurna och ansade för sin monteringspats. Monteringen, dvs imningen, kan utföras genom att man stryker im på regar ti fem-tio gipsskivor sedan trycker man upp gipsskivorna och fixerar dessa med skruvar i ytterregarna under hammarband och ovanför sy samt om så erfordras på regarnas mitt. Idag utförs några detajer som är direkt skadiga för imfogen. Som exempe kan nämnas att regarna inte ska fixeras i sy och hammarband med skruv, se figur 25, utan om fixering ska utföras bör detta ske med en Figur 25. Fixering av rege i sy utförd med fixerings skruvar. fixeringstång. Detta beror på att skruvhuvudet hindrar gipsskivan att få kontakt med immet och då bidas ingen imfog mean rege och gipsskiva. Limning innebär att aa berörda på och utanför byggarbetspatsen måste tänka i nya banor vad gäer montering av innerväggar. Konstruktören ska väja rätt im ti väggen istäet för att ange cc avstånd på skruven. Arbetsedaren ska panera arbetet utifrån imning och snickaren som utför monteringen bör få en inbick i hur den bästa imfogen åstadkoms vid uppsättning av gipsskivan. 30
Rutiner i arbetsmomenten bör också ändras. Dessa ändringar kan medföra jämnare arbetstakt och snickaren sipper många arbetskrävande och enformiga moment vid imning. Limning har många fördear i jämförese med skruvning. Att imma medfår att snickaren inte behöver beastas ika mycket med fariga arbetsmoment. Limning går fortare än att skruva. Snickaren sipper också den höga judbeastningen som skruvdragaren ger. Spackingsarbetet som är steget efter uppmontering minskas betydigt som resutat av mindre skruvarbete. 31
6. SLUTSATSER Genom att imma innerväggar får man: * En vägg vars styvhet beror på imfogens skjuvstyvhet. För en imfog med god styrka och iten easticitet konstrueras visar försöksresutat med immad vägg bättre samverkan än om samma vägg skruvas. *Bättre arbetsmijö# för snickare som monterar innerväggar. Vid imningsmontering av innerväggar minskar tungt och enformigt arbete med skruvdragare. * Tidsbesparingar vid montering av gipsskivor. Genom minskat skruvarbete minskas monteringstiden. * Mindre efterarbete på väggen. När skruvantaet i gipsskivorna minskas behöver inte spacking och sipning utföras i ika stor utsträckning som idag. Beräkningar visar att teorin för sammansatta konstruktioner inte gäer för väggeement uppbyggda med ståregar som har iten godstjockek. Dessa visar också att det är viktigt att de prover på imfogar som igger ti grund för skjuvstyvhetsbestämning är representativa för imfogen i väggen Forskning om montering med imfog bör fortsätta. Speciea områden som är intressanta: Brandkassificering och ådersbeständighet. #Om immet som används inte avger giftiga gaser eer på annat sätt är skadigt för omgivningen. 32
REFERENSER () Adams, R. D. and Wake, W. C. Structura Adhesive Joints in Engineering. Esevier Appied Science Pubisher Ltd, Barking UK (1984). (2) Gustavsson, P-J. och Wernersson, H. Two papers on the mechanica behavior of adhesivejoints. Report TVSM- 7039 Lund Institute oftechnoogy, Division of Structura Mechanics 1987 (3) Hart-Smith, L. J. Designing to Minimize Pee Stresses in Adhesive- bonded Joints, Dougas paper 7389 (1983). (4) Larsen, H. J. og Riberhot, H. Sammansatte bjreker och s~jer med devis samvirkning. SB-anvisning 135 Danska Statens Byggforskningsinstitut 1983. (5) Saabye Ottosen, N. och Osson K-G. Bardening Softening pastic anaysis of adhesivejoints. Journa ofengineering Mechanics, Vo. 114, No. January 1988. (6) Wernersson, H. Wood adhesive bands. Report TVSM- 3012, Lund University, Division or Structura Mechanics 1990. (7) Vökersen von O. Die Nietkraftverteiung in Zugbeanspruchten Niet-verbindungen mit Konstanten Laschenquerschnitten. Luftfahrtforschung, vo5, pp 41-47 (1938) (8) Yuceogu, U. and Updike, D. P. (1980). Stress anaysis of bondedpates andjoints. Journa of the Engineering Mechanics Division, Vo. 106, No. EM, February 1979 33
BILAGA A. PROVER I LITEN SKALA. Sida. Diagrammen visar materiatöjningar i gipsbit och ståregebit Sida 2-6. Diagrammen visar fogens deformation for: Perfecta chemies montagekit (sida 2) Casco fogim 840 (sida 3) Bioherb konstruktionsim (sida 4) Poyuretanim (sida 5) Gyprocs skivim (sida 6)
k N PROVKROPPENs stålreglar DATE 1991-11-15 TIME 17: 17: 2 1.40 FILE:FSL05 1.20 x 21 y - 2 FILE:FSL05 1.00 x 22 y - 2 - - - -.800.600.400.200.000 IBM RITA.000.040.080.120.160.200.240 TÖJNINGAR I STÅLREGEL.280.320.360.400 Promie o/oo k N PROVKROPPENs GIPSSKIVA DATE 1991-11-15 TIME 17: 4: 42 1.40 FILE:FSL05 1.20 x 23 y 2 1.00.800.600.400.200 IBM RITA.000.ooo.400.800 1.20 1.60 2.00 2.40 TÖJNINGAR I GIPSSKIVA 2,80 3.20 3.60 4.00 Promie o/oo
MPa.280 PROVKROPP DATE 1991-8-2 TIME 13: 58: :1~ FILE:BiOPA.240.200 FILE:B10PB.160.120.080.040.000 {\ '\ ----....000 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0 Bioherb i punkter mm IBM RIT~------------------------------------------------------------------------------------------ MPa PROVKROPP.560.480 FD.E:BS015& x... y. 2 - - - FILE: 810158.400.!120 FILE: BSOS5C.240 IBI4 RITA.160. 080 -.000 --.ooo 1.00 2.00 s.oo Bioherb 1 fät ''-............._ '-..._ - - - --- ---- - -- --- - - -- ----- - - 4.00 5.00 6.00 --- - -- -- -- - - -, 7.00 8.00 9.00 10.0 mm
MPa.560 PROVKROPP DATE 1991-11-15 TIME 111: 411: 111 FILE: u40pb.480.400.320.240.160.080.000 IBM RITA.000 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10,5 12.0 FOGLIM I PUNKTER 13.5 15.0 mm MPa,560 PROVKROPP DATE 1991-11-15 TIME 16! 45: 14 FILE:a4020a. IBM RITA.480.400 320.240.160.080.ooo.000 V ~ ~ / r""'- / '\ / \ / \ / /...r --\ ~ /./'. /./ \.,/ /., /' \ /./' \ // \ \ ~ \ ~ y \ '\ \ \ '\ \ '\ \ ~ \.._,_ 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 9.00 10.5 12.0 FOGLIM I FÅLT 13.5 15.0 mm x - 3 y - 2 F ILE: S40 158 x - 3 y - 2 ---- FILE:S4015C x- 4 y - 2 - - - -
MPa.560 PROVKROPP DATE 1991- B-2E TIME 15: :98: 42 FILE:FSL2C.480.400 FILE:FSL2A.320.240.160.080.000 \ IBM RITA.000.150.300.450.600 Fytande skruv ca 20mm.750.900 1.05 1.20 1.35 1.50 mm MPa.560.480.400 PROVKROPP DATE 1991- B-2f TIME 15:45:44 FILE:FSL10A x - 6 y - 2 FILE:FSLiOB x - 6 y - 2.320.240.160 I!.080 f r. / /// FILE:FSL10C.000 IBM RITA.000.200.400.600.800 Fytande skruv ca 100mm 1. 00 1. 20 1. 40 1.60 1. BO 2.00 mm
MPa.700 PROVKROPP DATE 1991- B-28 TIME 14:!G: 3i FILE:K12A.600.500 FILE: K12B.400 FILE:K12C.300.200.100.000 IBM RITA.000.020.040.060.080 Poyuretan ca 40mm fat.100.120.140.160.180 mm.200 MPa IBM RITA.560.480.400.320.240.160.080.000 PROVKROPP <"' \ \ \ ~\ \\. \\ \ \ '\. \ \ \ \f.a \ \ \ '\ \ \ \... '\ --- '\ \.. _ - - - - - --------,000. 040. 080. 120. 160.200. 240.280.320.360 Poyuretan ca 120mm fat mm.400 DATE 1991- B-2E TIME 14: 29: 21 FILE: K110A FILE: k110b x - 5 y - 2 - - - - FILE: k110c x- 5 Y- 2 ----
MPa.070 PROVKROPP DATE 1991- B-2E TIME 15: 16: 17 FILE:GSL108.060,050 x - 6 y - 2 FILE:13SL10C.040.030 r (,.,..-,020.010.000 IBM RITA,000.060.120.180 Skivim ca 100mm fat,240.. 300.360.420.480.540.600 mm
BILAGA B. FULLSKALEPROVER. Sida. Diagrammet visar en sammanstäning av aa böjprover gjorda i aboratoriet. Sida 2. Diagrammet visar en sammanstäning av den eastiska deen från sida Sida 3. Diagrammetvisar skjuvprover på väggeementet där den hedragna arbetskurvan har simuerat tak.
KRAFT (kn) -Q)- SKRUV -Q)..- SKIVLIM (})'... SKIVLIM -@- SKIVLIM ~... @.,. FOGLIM -@- KONSTRUKTIONSLIM 3,0 2,0 1,0 (, ;.J... ' 0,0 10 20 30 40 50 DEFORM (mm)
: FÖRSKJUTNINGAR HOS V ÄGGELEMENTET UNDER ELASTISKT TILLST ÅND KRAFT (kn) 1,6 1,2 0,8 0,4 skruv skivim skivim skivim fogim konstruktionsim 0,0 4 8 12 16 DEFORM (mm)
4.00 KRAFT (kn) 3.20 2.40 1.60.800 / / SKJUVPROV PA STAENOE VAGGSEKTION / /./ /...- / / A Prov med simuerat tak n x POTENT! O~ METER I I I I I I ' I I.I I I I I I I I I I I I I I I I \III \III \III 1111 \III \III y III III III m \III \IV I III I I III III III III \\f; 1111 \III III III Ii I I I I I v ----1 A E- KRAFT -- A,.,.,. -,---...--""L-- \ //./ ~ / DATE 1991-11-15 TIME 19: O: FILE:SLSV O x = 3 y = 1 FILE:S40VS3 x.. 3 y = 1 B Prov utan simuerat tak.000 IBM RITA.000 6.00 12.0 18.0 24.0 30.0 36.0 42.0 48.0 54;0 60.0 DEFORMATION MED OCH UTAN SIMULERAT TAK mm