Massivträ. Handboken 2006. Byggsystem Stomsystem Byggnadsfysik

Massivträ. Handboken 2006 Byggsystem Stomsystem Byggnadsfysik

Massivträ. Byggsystem 1

Massivträ. Handboken 2006 Massivträ. Byggsystem 1För en projektör är det av stort värde att få god vägledning vid utformningen ett byggsystem. För att bidra till det ger vi här en ingående guidning inför de krav som ställs på en byggnad. Du får veta hur behoven kan tillgodoses när det gäller ljudisolering, brandskydd, spännvidder och byggtid vid olika förutsättningar och användningsområden. Innehåll 1.1 Stomsystem 3 1.2 Installationer 5 1.2.1 Allmänt 5 1.2.2 Ventilationsinstallationer 7 1.2.2.1 Plattbjälklag 7 1.2.2.2 Kassettbjälklag 7 1.2.3 Avloppsinstallationer 8 1.2.3.1 Plattbjälklag 8 1.2.3.2 Kassettbjälklag 8 1.2.4 Elinstallationer 8 1.2.4.1 Plattbjälklag 8 1.2.4.2 Kassettbjälklag 8 1.2.4.3 Massivträväggar 9 1.2.5 Vatten- och värmerörsinstallationer 9 1.3 Byggsystem för bostadshus 10 1.3.1 Undertak 10 1.3.2 Ljudspärrar 11 1.3.2.1 Vertikalt 11 1.3.2.2 Horisontellt 12 1.3.3 Installationer 12 1.3.4 Flexibilitet i planlösning 13 1.3.5 Exempel på stomsystem 13 1.4 Byggsystem för kontor och skolor 14 1.4.1 Undertak 14 1.4.1.1 Undertak för plattbjälklag 14 1.4.1.2 Undertak vid kassettbjälklag 15 1.4.2 Ljudspärrar 16 1.4.2.1 Vertikalt 16 1.4.2.2 Horisontellt 16 1.4.3 Installationer 17 1.4.4 Flexibilitet i planlösning 18 1.4.5 Exempel på stomsystem 19 1.5 Övrig användning i byggnader 20 1.5.1 Påbyggnader 20 1.5.2 Balkonger, loftgångar och entresolbjälklag 21 1.5.3 Tak 23 1.5.4 Fasadskiva 23 1.5.5 Forskningslaboratorier 24 1.5.6 Parkeringshus 25

3 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.1 Stomsystem Vid valet av byggsystem är stomsystemvalet en av de viktigaste faktorerna. Stomsystem kan översiktligt indelas i tre olika typer: bärande väggsystem, pelar-balk-system och en kombination av de båda. Valet av stomsystem beror på flera faktorer: funktionskrav, utbyggnadsmöjligheter, miljöpåverkan, estetiska krav, grundförhållanden, byggtid samt givetvis ekonomi. Vi vill understryka att alla produktbenämningar avser produkter tillverkade av Martinsons Byggsystem (MB). Bild 1.1-1 Bärande väggsystem av massivträ. Bärande väggar kan utföras som träregelväggar eller massivträväggar. Bärande väggsystem av massivträ kan vara lämpligt vid såväl kortare som längre spännvidder, där våningshöga väggelement kan utnyttjas som bärande och stabiliserande bärverk. Bjälklagen utförs lämpligen upplagda på väggarna, se bild 1.1-1, eftersom inhängning av bjälklagen mellan väggarna leder till onödigt komplicerade lösningar.

4 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 Bild 1.1-2 Bärande väggsystem av regelstomme. Bild 1.1-3 Pelarbalkstomme. Bild 1.1-4 Kombination av pelarbalkstomme och massiva träväggar. Pelarbalksystem utnyttjas i byggnader där stora fria ytor önskas, se bild 1.1-3. Ofta kan en större flexibilitet avseende planlösningar fås genom att utföra de inre bärande delarna med pelarbalksystem i stället för väggar. Om spännviddsförhållandena tillåter är det många gånger önskvärt att till och med slopa de inre bärande delarna helt, för att på bästa sätt kunna anpassa lokalerna till hyresgästernas behov. Detta leder också till enklare ombyggnad i det framtida lokalutnyttjandet då hyresgästanpassningar blir betydligt enklare och billigare att genomföra; ingrepp behöver ju inte utföras i några bärande delar. Eftersom produktionskostnaden oftast ökar vid längre spännvidder avgör dock vinsterna i bruksskedet om detta är det totalekonomiskt bästa alternativet. När man använder bärande yttervägg monteras klimatskärmen redan i stomskedet, så att stommen skyddas tidigt mot väder och vind, se bild 1.1-4. Stabiliserande skivor eller strävor krävs för att ta upp horisontalkrafter orsakade av exempelvis vind, jord eller snedställning. Stabilisering av massivträbyggnader sker vanligtvis via skivverkan i väggar, bjälklag eller schakter. Stabilisering via skivverkan måste ägnas särskild uppmärksamhet vid flervåningsbyggnader, se kapitel 2.5 Stomstabilitet. Detta gäller speciellt stommar med träregelväggar, eftersom det inte är självklart att den skivbeklädnad som normalt används för rumsavskiljning och väderskydd klarar de horisontella belastningar som uppstår i flervåningsbyggnader. Då måste tåligare skivmaterial och bättre infästningar väljas. Massivträväggar har bättre förutsättningar i detta avseende.

5 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.2 Installationer Här görs en översiktlig genomgång av installationer ur installatörens synvinkel. En allmän genomgång av faktorer som påverkar valet av byggsystem görs i avsnittet 2.3 Val av byggsystem, Handboken 2003, där ventilations- och avloppsinstallationer framhålls som en viktig faktor. I avsnitten 1.3 Byggsystem för bostadshus och 1.4 Byggsystem för kontor och skolor behandlas installationernas påverkan ytterligare för dessa byggnadstyper. 1.2.1 Allmänt Installationernas utförande påverkas av många faktorer. Inverkan av ljudoch brandkrav, arbetsmiljö, rationellt utförande och påverkan av dolt eller synligt montage har betydelse. Det är väsentligt med samverkan mellan arkitekt, konstruktör och installationsprojektörer i ett tidigt skede för att bästa resultat ska upnås. En annan viktig sak att tänka på är hur genomföringar i brand- och ljudavskiljande konstruktioner utförs. Huvudprincipen är att installationerna placeras i vertikala schakt som dimensioneras för aktuella brandoch ljudkrav. I allmänhet behövs ingen särskild anpassning av installationernas utförande vid massivträsystem. Vid plattbjälklag, som alltid kräver undertak när det finns mer än måttliga ljudkrav i vertikalled, förläggs installationerna vanligtvis i undertaksutrymmet. Vid kassettbjälklag kan installationerna under gynnsamma förutsättningar placeras inuti bjälklaget, vilket sparar byggnadshöjd. Genom god planering av planlösningen kan mindre horisontella ventilationskanaler placeras mellan liven i kassettbjälklag. Många gånger kan ventilationskanalerna dessutom i sin helhet förläggas i vertikala schakt. Genom god planering av våtutrymmen kan även avloppsrören placeras i kassettbjälklag, utan att de korsar bjälklagsliven. När övergolv används kan ledningar läggas i detta. Massivträsystem skiljer sig således inte från alternativa byggsystem, bortsett i viss mån från platsgjuten betong där rör oftast gjuts in i betongkonstruktionen.

6 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 Det finns dock ett antal fördelar med massivträsystem med tanke på installationerna: Infästning av installationer och undertak är betydligt lättare att göra i massivträ än i betong, vilket innebär kostnadsbesparingar och förbättrad arbetsmiljö. Håltagningar och slitsar är enkla att utföra med borrning eller sågning med motorsåg. Håltagningar utförs med lätthet på plats vilket ger större handlingsfrihet i projekteringen. Det kan vara till stor fördel vid korta byggtider. På grund av tidsbrist kan bristande samordning av projekteringen uppstå och kan leda till felaktiga håltagningar. Då högre ljudkrav ställs, krävs större omsorg vid projektering och montering av installationerna vid massivträsystem än vid betongsystem, så att ljudbryggor inte oavsiktligt byggs in. Den kanske viktigaste faktorn vid byggande med massivträ är hur ljudisoleringen utförs. Detta gäller inte minst installationernas utförande. Det förekommer att väsentliga detaljutföranden av installationernas utförande (även beträffande brandisolering) saknas på installationsritningarna i en i övrigt väl projekterad och utförd byggnad. När detaljutförandet överlämnas till byggaren och installatören att lösa på plats, uppstår ofta problem. Problem avseende ljudisoleringen avslöjas först när byggnaden är färdigställd och ljudmätning har utförts, eller då inflyttning har skett och brukaren klagar på ljudklimatet i byggnaden. För att rätta till felen kan kostnaderna bli höga, för att inte tala om den olägenhet som uppstår för brukaren. Problem avseende brandisoleringen avslöjas ibland först vid besiktning eller i värsta fall då brand uppstår, vilket kan leda till förlust av liv och stora egendomsskador.

7 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.2.2 Ventilationsinstallationer Bild 1.2-1 Ventilationsrör i undertaksutrymme i plattbjälklag. Bild 1.2-2 Ventilationsrör förlagda mellan liven eller i undertaksutrymme i kassettbjälklag. 1.2.2.1 Plattbjälklag När man använder plattbjälklag får man stor frihet i horisontella kanaldragningar. Vid krav på att installationerna ska döljas görs detta med ett nedpendlat eller fribärande undertak. Om ljudisolerande undertak används, sker placeringen i undertaksutrymmet på bekostnad av arbetsmiljön och snabbheten i utförandet. De ventilationskanaler som tillhör rummet under bjälklaget, får av ljudisoleringsskäl inte ha kontakt med bjälklagselementets undersida. I stället måste de enbart vila på undertakets bärreglar, varför monteringen försvåras. Behovet av brandisolering avgörs av brandcellsgränsens placering. I de fall där ventilationskanalerna kan placeras synligt blir monteringen av kanalerna betydligt enklare (även vid förekomst av undertak) eftersom de inte behöver träs in mellan konstruktion och undertak, utan kan hängas upp i undertaket. Det är naturligtvis också möjligt att dölja kanalerna genom att montera ett nedpendlat extra undertak lokalt i ventilationsstråken. Detta undertak bör enbart vara ljudabsorberande. Om det extra undertaket även utförs ljudisolerande erhålls nämligen en treskiktskonstruktion där det kan uppstå resonans, som avsevärt sänker konstruktionens ljudisolering. 1.2.2.2 Kassettbjälklag Vid kassettbjälklag kan ventilationskanalerna, liksom vid plattbjälklag, döljas med extra undertak varvid man får stor frihet i horisontella kanaldragningar. Det extra undertaket bör enbart vara ljudabsorberande av samma skäl som vid plattbjälklag. Kanalerna hängs då upp i glespanelen i bjälklaget, innan det nedpendlade undertaket monteras, vilket underlättar monteringen. Andra nedpendlade undertakslösningar är också möjliga på grund av höga krav på ljudisolering och/eller ljudabsorption (jfr avsnittet 1.4.1 Undertak). Kanalerna hängs då upp på samma sätt som det nedpendlade undertaket. Mindre ventilationskanaler kan även placeras i bjälklaget. Om detta utförs på fabrik får man ett snabbt byggsystem där arbetet på arbetsplatsen inskränks till ihopkoppling av de horisontella och vertikala stammarna. Man får även god arbetsmiljö i detta fall, då arbetet underifrån minimeras. Det förutsätter att bjälklaget och kanalerna kan orienteras i samma riktning, då förutsättningarna för att ta hål i liven i de flesta fall är begränsade. Av konstruktiva skäl eller med hänsyn till ljudkrav är en sådan orientering inte alltid möjlig. Om ljudkrav i vertikalled finns får ventilationskanalerna inte ha kontakt med den bärande delen av bjälklaget, utan måste läggas på glespanelen i bjälklagets undertak. I de fall där ventilationskanalerna kan placeras synligt får man också stor frihet i de horisontella kanaldragningarna. Avslutningsvis är det naturligtvis alltid möjligt att dölja kanalerna, genom att montera ett nedpendlat extra undertak lokalt i ventilationsstråken. Detta undertak bör enbart vara ljudabsorberande enligt vad som tidigare påpekats.

8 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.2.3 Avloppsinstallationer 1.2.3.1 Plattbjälklag Avloppsrören placeras företrädesvis dolda i undertaksutrymme. Om ljudisolerande undertak används på grund av ljudkrav, får avloppsrören som tillhör rummet ovanför bjälklaget, inte ha kontakt med undertaket. I stället måste de hängas upp i bjälklagselementets undersida. På samma sätt som vid ventilationsinstallationer avgörs behovet av brandisolering av var brandcellsgränsen placeras, men även av rörmaterialet. Avloppsrör av gjutjärn behöver inte brandisoleras och är dessutom bättre från ljudisoleringssynpunkt. 1.2.3.2 Kassettbjälklag Avloppsrören placeras lämpligen i bjälklaget mellan liven i de fall de inte behöver korsa dessa. Genom god planering av våtutrymmen kan i de flesta fall det här åstadkommas. Om ljudkrav i vertikalled finns, får avloppsrören inte ha någon kontakt med bjälklagets undertak, utan måste hängas upp i den bärande delen av bjälklaget. Bild 1.2-3 Avlopp mellan liven i kassettbjälklag. 1.2.4 Elinstallationer 1.2.4.1 Plattbjälklag Om undertaksutrymme finns är det enkelt att dra tomrör för elledningar. Vid ljud- och brandkrav gäller på samma sätt som för ventilationsinstallationer; att elrören inte får ha kontakt med bjälklagselementets undersida samt att behovet av brandisolering avgörs av var brandcellsgränsen placeras. Om undertak inte behövs av andra skäl, kan tomrören förläggas mellan ströläkt och täckas av beklädnadsskivor. Om undersidans träyta ska exponeras läggs elinstallationen utanpåliggande. 1.2.4.2 Kassettbjälklag Tomrör för elledningar kan enkelt monteras på glespanelen i bjälklagets undertak.

9 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.2.4.3 Massivträväggar Tomrör för elledningar kan fräsas in i väggarna som i så fall förses med beklädnadsskivor. Om väggens träyta ska exponeras läggs elledningarna synligt eller på skivans baksida. 1.2.5 Vatten- och värmerörsinstallationer Vatten- och värmerörsinstallationer placeras lämpligen utanpåliggande. Vid inklädnad av ledningarna måste man se till att dolt läckagevatten kan ledas ut. Vertikala rörstammar placeras dock i schakt om de passerar brand- och ljudavskiljande konstruktioner. Bild 1.2-4 Massivträvägg som är spårad för elinstallation.

10 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.3 Byggsystem för bostadshus I det här avsnittet görs en fördjupad genomgång av några av de faktorer som är viktiga att tänka på vid valet av byggsystem för bostadshus, samt ges exempel på stomsystem. I kapitel 2.3 Val av byggsystem, Handboken 2003, görs en allmän genomgång av faktorer som påverkar valet av byggsystem och i avsnittet 1.2 Installationer behandlas dessa mera utförligt. 1.3.1 Undertak Bild 1.3-1 Anslutning plattbjälklag med fribärande undertak och regelvägg med ljudspärr. Solida massivträbjälklag i flerbostadshus måste förses med ljudisolerande undertak och/eller övergolv. Vid ljudklass C och B enligt SS 02 52 67 behöver enbart undertak monteras. På så sätt kan man ta tillvara massivträets estetiska egenskaper genom att golvets träyta exponeras. Vid ljudklass C krävs en fjädrande upphängning (till exempel med ADARMAprofiler), medan undertaket måste utföras fribärande i ljudklass B. Kassettbjälklag med fjädrande upphängt undertak uppfyller fodringarna för ljudklass C. Beklädnadsskivor eller träpanel monteras på undertakets bärprofiler, som består av glespanel vekt infäst till den bärande stommen i bjälklaget. Synlig träpanel kan användas enbart om vattensprinkleranläggning installeras (jfr 2.3.2 Faktorer som påverkar val av byggsystem brandskydd, Handboken 2003). Med anledning av de höga ljudisoleringskraven måste undertaken utföras med beklädnadsskivor eller träpanel. I trapphusen kompletteras undertaken med ljudabsorbenter, erforderlig täckningsgrad beror på krävd ljudklass samt aktuella förutsättningar. I småhus finns det inga ljudkrav i vertikalled och därmed behövs normalt inget undertak vid massivträbjälklag. Bild 1.3-2 Anslutning mellan kassettbjälklag med undertak och trävägg med ljudspärr.

11 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.3.2 Ljudspärrar 1.3.2.1 Vertikalt Det är viktigt att tänka på att stegljudets överföring mellan våningarna via anslutningen mellan bjälklag och vägg är avsevärt större vid massivträbjälklag än vid exempelvis betongbjälklag. Denna så kallade flanktransmission är större i bjälklagets längdriktning (bärriktning) än i tvärriktningen. Vid bärande träregelstomme i flerbostadshus måste denna frikopplas från en stomme som bär skivbeklädnaden. Vid ytterväggarna kan denna frikoppling utföras genom påsalning av en extra fristående regelstomme på insidan. Frikopplingen behöver dock inte utföras på väggar i bjälklagens längdriktning, eftersom dessa väggar inte bär bjälklagen. I detta fall räcker det att bjälklagen läggs upp på elastiskt mellanlägg av Stepisol eller likvärdigt. Måttsättningen av lägenheterna påverkas därmed om man av praktiska skäl inte utför alla ytterväggarna lika. Med undertaksutförande enligt 1.3.1 får den bärande och påsalade regelstommen i ytterväggen inte ha någon skivbeklädnad på sidan mot spalten mellan regelstommarna. I stället måste den utföras som en traditionell lägenhetsskiljande vägg. Om undertaket i plattbjälklagen utförs fribärande kan dock den bärande regelstommen vid ljudklass C förses med skivbeklädnad även mot spalten. Detta ökar ytterväggens horisontalkraftskapacitet, vilket ofta är nödvändigt för att klara stabiliteten i flervåningsbyggnader. Vid de bärande inner- och lägenhetsskiljande väggarna kan frikopplingen av den bärande regelstommen från den sekundära regelstommen som bär skivbeklädnaden, utföras enligt detaljer i avsnitt 2.4. Detta utförande innebär dock en kraftig reducering av väggarnas horisontalkraftskapacitet, eftersom skivbeklädnaden inte får skruvas till hammarbandet i de regelfack som innehåller de bärande stolparna. Alternativt kan flanktransmissionen minskas med en ljudspärr mellan de bärande väggarna och bjälklaget. I de flesta fall är det en enklare och mer ekonomisk lösning. Samtliga bärande regelväggar som används för stabilisering av byggnaden kan då utnyttjas till sin fulla lastkapacitet med avseende på horisontella laster, oavsett hur undertaken utförs. Massivträväggar måste också förses med flanktransmissionsspärr. Denna utförs enklast med en ljudspärr mellan väggen och bjälklaget. Pelar-balk-stommar påverkas i liten utsträckning av flanktransmissionen då de i huvudsak är frikopplade från skivbeklädnaderna på väggarna.

12 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.3.2.2 Horisontellt Oavsett ljudklass måste bjälklag och undertak alltid brytas vid lägenhetsskiljande väggar. Detta är normalt inget problem, eftersom väggarna, oavsett om de utförs med regelstomme eller av massivträ, måste utföras som dubbelkonstruktion där vägghalvorna inte får ha kontakt med varandra. Vid pelar-balk-system måste ändå uppmärksamhet ägnas åt de lägenhetsskiljande väggarna om dessa är bärande. Stommen kan då behöva dubbleras så att varje bjälklagsdel får sin egen bärning. Om detta inte är möjligt räcker det antagligen inte med att lägga upp bjälklagen på elastiskt mellanlägg, utan bjälklagen behöver kompletteras med övergolv, åtminstone i ljudklass B. 1.3.3 Installationer Bild 1.3-3 Ventilation i undertaksutrymme i plattbjälklag. Bild 1.3-4 Avlopp i undertaksutrymme i plattbjälklag. Med massivträbjälklag och undertak får man stor frihet i horisontella kanaldragningar. Detta sker dock på bekostnad av arbetsmiljön och snabbheten i utförandet. Ventilationskanalerna, som tillhör lägenheten under bjälklaget, får av ljudisoleringsskäl inte ha kontakt med bjälklagselementets undersida. De måste vila enbart på undertakets bärreglar, varför monteringen försvåras. Av samma skäl får avloppsrören, som tillhör lägenheten ovanför bjälklaget, inte ha kontakt med undertaket utan måste hängas upp i bjälklagselementets undersida. Behovet av brandisolering avgörs av brandcellsgränsens placering. Vid kassettbjälklag kan horisontella kanaler placeras mellan liven i bjälklaget endast om de kan orienteras i kanalernas riktning, eftersom förutsättningarna för att ta hål i bjälklagsliven i de flesta fall är dåliga. Om detta utförs på fabrik får man ett byggsystem där arbetet på arbetsplatsen inskränks till ihopkoppling av de horisontella och vertikala stammarna. Detta ger också en bra arbetsmiljö då arbetet underifrån minimeras. Om de horisontella kanalerna inte kan förläggas i bjälklaget måste dess undertak sänkas. Det leder till en avsevärt tjockare bjälklagskonstruktion, men med stor frihet i kanaldragningarna. Kanalerna kan hängas upp i bärreglarna till bjälklagets undertak innan skivbeklädnaden monteras, vilket underlättar monteringen. Avloppsrören placeras under alla förhållanden lämpligen i bjälklaget mellan liven i de fall de inte behöver korsa dessa. Genom samverkan i tidigt skede mellan arkitekt, konstruktör och installationsprojektörer kan bästa resultat uppnås. Så kan avloppsrören genom god planering av våtutrymmen förläggas i kassettbjälklag utan att de korsar bjälklagsliven. Vid god planering av planlösningen och ett ventilationssystem med enbart mekanisk frånluft kan dessutom ventilationskanalerna i sin helhet förläggas i vertikala schakt.

13 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.3.4 Flexibilitet i planlösning Vid ombyggnad av befintliga lägenheter måste ofta kostsamma ingrepp ske i bärande innerväggar. Det har därför blivit allt vanligare att enbart utföra de lägenhetsskiljande väggarna samt ytterväggarna bärande. Detta ger stor frihet i planlösningen, men kräver också bjälklag som klarar större spännvidder. De kassettbjälklag av massivträ som i dag finns på marknaden kan användas vid spännvidder upp till 12 m. 1.3.5 Exempel på stomsystem Massivträväggar kan vara lämpliga där våningshöga element kan utnyttjas som bärande och stabiliserande bärverk. Av ljudisoleringsskäl utförs bjälklagen lämpligen upplagda på väggarna, eftersom inhängning av bjälklagen mellan väggarna leder till onödigt komplicerade lösningar. Med kassettbjälklag som klarar större spännvidder behöver inte innerväggarna utföras bärande, vilket ger stor frihet i planlösningen. Bärande väggsystem kan också utföras med träregelstomme. Detta förutsätter måttliga laster varför spännvidderna bör vara måttliga och antalet våningar inte alltför stort. Träregelstomme är särskilt lämplig i småhus. Byggnadens stabilisering måste ägnas särskild uppmärksamhet vid flervåningsbyggnader som stabiliseras med skivverkan, vilket normalt är fallet vid stommar med massivträbjälklag och massivträ- eller träregelväggar, se 2.5 Stomstabilitet.

14 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.4 Byggsystem för kontor och skolor I det här avsnittet görs en fördjupad genomgång av några av de faktorer som är viktiga att tänka på vid valet av byggsystem för kontor och skolor, samt ges exempel på stomsystem. I avsnittet 2.3 Val av byggsystem, Handboken 2003, görs en allmän genomgång av faktorer som påverkar valet av byggsystem. Installationer behandlas mer utförligt i avsnittet 1.2 Installationer. 1.4.1 Undertak Bild 1.4-1 Plattbjälklag med undertak. 1.4.1.1 Undertak för plattbjälklag Solida massivträbjälklag måste förses med ljudisolerande undertak (s.k. plattbjälklag) alternativt övergolv, om det finns mer än måttliga krav på ljudisolering i vertikalled. Massivträets estetiska egenskaper kan tillvaratas genom att antingen träytan i golv eller tak exponeras. Nedpendlingen av undertaket kan oftast utföras med de standardlösningar som används vid betongbjälklag. Undantag är undervisningsrum i skolor vid ljudklass A samt musiksal och dramarum oavsett ljudklass, där fribärande undertak erfordras. Detta innebär att lösning för ljudklass B för bostäder kan användas. I övriga rum i skolor vid ljudklass A kan nedpendlingen av undertaket göras fjädrande. Detta innebär att lösning för ljudklass C för bostäder kan tillämpas. I kontorshus och skolor krävs ofta att takytorna helt eller delvis förses med ljudabsorbenter för att uppnå tillfredsställande rumsakustik. Om bjälklaget förses med undertak kan detta utföras antingen som ett tätt gipsundertak kompletterat med absorbenter med behövlig täckningsgrad eller med ett tyngre undertak som är både ljudisolerande och ljudabsorberande. Gipsundertak ger dock en säkrare lösning vid ljudklass A/B för kontor och ljudklass B/C för skolor enligt SS 02 52 68. I musiksalar och dramarum i skolor krävs dock alltid gipsundertak. Detta gäller även övriga rum i skolor vid ljudklass A.

15 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.4.1.2 Undertak vid kassettbjälklag Vid kassettbjälklag på undertakets bärprofiler som består av glespanel vekt infäst till den bärande stommen i bjälklaget. Kassetbjälklag med vekt infäst undertak kan användas. Träpanel kan enbart användas om sprinkleranläggning installeras, såvida byggnaden inte utförs i klass Br3 (jfr 2.3.2 Faktorer som påverkar val av byggsystem brandskydd, Handboken 2003). I undervisningsrum i skolor erfordras dock alltid fribärande undertak vid ljudklass A. Om ljudabsorbenter erfordras finns ett antal alternativa lösningar: Absorbenter med erforderlig täckningsgrad monteras på undertakets undersida om installationerna får vara synliga eller kan förläggas i bjälklaget (jfr 1.4.3 Installationer). Ett nedpendlat extra undertak används, som endast får vara ljudabsorberande (jfr 1.3.1 Undertak). Det hängs enklast upp i glespanelen i bjälklagets undertak, vilket också ger den bästa ljudisoleringen. I kontor vid ljudklass C kan gipsen i bjälklagets undertak slopas. Ljudisolerande och ljudabsorberande nedpendlat undertak används. Det nedpendlade undertaket hänges enklast upp i glespanelen i bjälklagets undertak, vilket också ger den bästa ljudisoleringen. Detta alternativ begränsar dock urvalet av undertak kraftigt och förutsätter att den bärande delen av bjälklaget dimensioneras för aktuell brandklass; undertaket är nämligen enbart klassat som tändskyddande beklädnad vilket inte ger mer än 10 minuters brandmotstånd. Alternativt slopas även glespanelen varvid det nedpendlade undertaket hängs upp direkt i den veka infästningen, som normalt utgör glespanelens bärverk. Ljudklass C. Ljudisolerande och ljudabsorberande undertak hängs upp i bjälklagsliven med fjädrande nedpendling. Även detta alternativ begränsar urvalet av undertak kraftigt och kräver samma utförande med hänsyn till brandskydd som ovanstående alternativ. Denna lösning måste med hänsyn till ljudisolering konfirmeras med bjälklagsleverantören då det i skrivande stund inte är helt klarlagt hur den fjädrande nedpendlingen ska utföras, varken av undertaket eller av installationerna.

16 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.4.2 Ljudspärrar Bild 1.4-2 Regelvägg med ljudspärr vid plattbjälklag. Bild 1.4-3 Massivträvägg med ljudspärr vid kassettbjälklag. 1.4.2.1 Vertikalt En viktig faktor att uppmärksamma är stegljudets överföring mellan våningarna via anslutningen mellan bjälklag och vägg, som är avsevärt större vid massivträbjälklag än vid exempelvis betongbjälklag. Vid ljudkrav för skolor i ljudklass A enligt SS 02 52 68 och bärande träregelstomme behöver åtgärder vidtas mot flanktransmissionen. Detta gäller också vid musiksal och dramarum oavsett ljudklass. Massivträväggar behöver också förses med flanktransmissionsspärr, förutom i kontor vid ljudklass C, under förutsättning att de inte är alltför tunna. Pelar-balk-stommar påverkas i liten utsträckning av flanktransmission då de i huvudsak är frikopplade från skivbeklädnaden på väggarna. 1.4.2.2 Horisontellt I kontor med krav på ljudisolering horisontellt över skiljeväggar (som även behövs inom samma kontorslägenhet om ljudstandarden SS 02 52 68 tillämpas) kan bjälklagen i de flesta fall utföras utan att brytas vid de ljudavskiljande väggarna, även om bjälklaget inte förses med övergolv. Observera att för enskilda rum med speciellt höga ljudkrav, exempelvis rum mellan olika hyresgäster och rum mot korridor i ljudklass A/B, kan extra åtgärder krävas för att minska flanktransmissionen. Detta gäller också vid icke bärande mellanväggar med avseende på stegljudsisolering. Extra åtgärder kan vara att övergolv läggs in i bredvidliggande rum. Lokal förtjockning av bjälklaget vid skiljeväggen kan också vara en lösning. Övergolv används företrädesvis när extra åtgärder krävs enbart på grund av stegljudskrav. Inverkan av olika typer av övergolv framgår av 5.2 Byggnadsakustik. Alternativt kan bjälklaget brytas mitt över skiljeväggen och läggas upp på ljuddämpande gummilist, typ Stepisol eller likvärdigt. Det krävs en förhållandevis tjock skiljevägg om den är bärande, alternativt tillräckligt bred balk vid pelar-balk-system, så att varje bjälklagsdel får tillräcklig upplagslängd. Massivträbjälklagen har lägre flanktransmission tvärs elementen än längs. Därför bör man alltid undersöka den konstruktiva möjligheten att orientera bjälklagen optimalt med hänsyn till ljudkraven. Speciellt gynnsamt blir det om skiljeväggen placeras direkt ovanför och längs med en bjälklagselementskarv. Då minskas flanktransmissionen avsevärt. I skolor är kraven på luftljudsisolering och stegljudsnivå, oavsett ljudklass, så höga att brytning av bjälklaget över skiljeväggarna med ljudspärr i praktiken krävs i många fall. Vid andra rum med mycket höga ljudkrav, exempelvis musiksal och kuratorrum, måste skiljeväggarna utföras som dubbelkonstruktion där bjälklaget bryts. Detta medför att väggen måste göras bärande om den ligger vinkelrätt mot bjälklagets bärriktning. Denna lösning måste också tillgripas mellan olika kontorslägenheter i ljudklass A/B.

17 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 Vid brutna bjälklag måste man vara uppmärksam på hur detta påverkar byggnadens stabilitet, även om skiljeväggen inte är bärande. Denna måste kanske utnyttjas som stabiliserande vägg och därmed dimensioneras för horisontella laster. Bjälklagsdelarna kan kopplas ihop med ljudveka, punktvisa infästningar, exempelvis spikningsplåtar. 1.4.3 Installationer Vid plattbjälklag får man stor frihet i horisontella kanaldragningar. Vid krav på att installationerna ska döljas placeras dessa i allmänhet i undertaksutrymmet. Detta sker dock på bekostnad av arbetsmiljön och snabbheten i utförandet. Ventilationskanalerna (som tillhör rummet under bjälklaget) får av ljudisoleringsskäl inte ha kontakt med bjälklagselementets undersida, utan måste vila enbart på undertakets bärreglar varför monteringen försvåras. Av samma skäl får avloppsrören, som tillhör rummet över bjälklaget, inte ha kontakt med undertaket utan måste hängas upp i bjälklagselementets undersida. Behovet av brandisolering avgörs av brandcellsgränsens placering. Även vid kassettbjälklag kan ventilationskanalerna döljas i undertaksutrymmet, varvid man får stor frihet i horisontella kanaldragningar. Kanalerna hängs upp i glespanelen i bjälklagets undertak innan skivbeklädnaden monteras, vilket underlättar monteringen. Andra nedpendlade undertakslösningar är också möjliga på grund av höga krav på ljudisolering och/eller ljudabsorption (jfr 1.4.1 Undertak) och kanalerna hängs då upp på samma sätt som det nedpendlade undertaket. Avloppsrören placeras under alla förhållanden lämpligen i bjälklaget mellan liven i de fall de inte behöver korsa dessa. Mindre ventilationskanaler kan även placeras i bjälklagskassetterna, vilket medför mindre bjälklagstjocklek. Om detta utförs på fabrik får man ett byggsystem där arbetet på arbetsplatsen inskränks till ihopkoppling av de horisontella och vertikala stammarna. Detta resulterar även i god arbetsmiljö eftersom arbetet underifrån minimeras. Detta förutsätter dock att bjälklaget och kanalerna har samma riktning då förutsättningarna för att ta hål i liven i de flesta fall är begränsade. En sådan orientering är inte alltid möjlig på grund av konstruktiva skäl eller med hänsyn till ljudkrav (jfr 1.4.2 Ljudspärrar). Av ljudisoleringsskäl får ventilationskanalerna inte ha kontakt med den bärande delen av bjälklaget, utan måste läggas på glespanelen i bjälklagets undertak. På samma sätt får avloppsrören inte ha någon kontakt med bjälklagets undertak, utan måste hängas upp i den bärande delen av bjälklaget.

18 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 Bild 1.4-4 Placering av ventilations- och avloppsrör mellan liven i ett kasettbjälklag. I de fall ventilationskanalerna kan förläggas synligt får man stor frihet i de horisontella kanaldragningarna oavsett bjälklagstyp. Monteringen av kanalerna blir dessutom betydligt enklare eftersom de inte behöver träs in i undertaksutrymmet, utan kan hängas upp i undertaket. Det är naturligtvis alltid möjligt att dölja kanalerna genom att montera ett extra undertak lokalt i ventilationsstråken. Detta undertak får, som tidigare påpekats, enbart vara ljudabsorberande. Genom samverkan i ett tidigt skede mellan arkitekt, konstruktör och installationsprojektörer kan bästa resultat uppnås. Så kan exempelvis avloppsrören genom god planering av våtutrymmen förläggas i kassettbjälklag utan att de korsar bjälklagsliven. Vid god planering av planlösningen gäller detta även vid mindre ventilationskanaler. 1.4.4 Flexibilitet i planlösning I kontorshus är det vanligt med krav på stora fria ytor för största möjliga handlingsfrihet i utformningen av lokalerna. Detta gör man för att möta hyresgästernas behov, då dessa ofta inte är kontrakterade när byggandet påbörjas. Det leder också till stor flexibilitet i det framtida lokalutnyttjandet, då framtida hyresgästanpassningar blir betydligt enklare och billigare att genomföra. Det kassettbjälklag som i dag finns på marknaden kan användas vid spännvidder upp till 12 m. Även i skolor kan det vara en fördel med större spännvidder, då det i många fall är önskvärt att kunna disponera om lokalerna, framför allt i undervisningsrummen.

19 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.4.5 Exempel på stomsystem För kontor och skolor kan en kombination av pelar-balk-system och bärande väggsystem ofta vara lämplig. Våningshöga massivträelement kan utnyttjas som bärande och stabiliserande bärverk i ytterväggar, medan pelar-balk-systemet används till de inre bärlinorna. Detta ger stor frihet vid utformningen av lokalerna (jfr 1.4.4 Flexibilitet i planlösning). Av ljudisoleringsskäl utförs bjälklagen lämpligen upplagda på väggarna, eftersom inhängning av bjälklagen mellan väggarna leder till onödigt komplicerade lösningar. Med kassettbjälklag som klarar större spännvidder behövs ofta inte några inre bärlinor, vilket ger maximal frihet i lokalernas utformning. Bärande väggar kan också utföras med träregelstomme. Detta förutsätter inte alltför stora laster varför spännvidderna bör vara måttliga och antalet våningar inte alltför stort. Detta är företrädesvis aktuellt vid mindre kontors- och skolbyggnader i två eller tre plan. Byggnadens stabilisering måste ägnas särskild uppmärksamhet vid flervåningsbyggnader som stabiliseras med skivverkan, vilket normalt är fallet vid stommar med massivträbjälklag och massivträ- eller träregelväggar.

20 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.5 Övrig användning i byggnader Tidigare avsnitt beskriver byggsystem av massivträ för bostäder, kontor och skolor. I följande avsnitt ges några förslag på andra tillämpningsområden där massivträ med fördel kan användas. 1.5.1 Påbyggnader Vid påbyggnad av ytterligare våningar på en befintlig byggnad är massivträ ett fullgott och ofta bättre alternativ än övriga vanligt förekommande byggsystem med stål och betong. En viktig anledning är att tyngden från massivträbjälklagen är betydligt lägre än från ett konventionellt betongbjälklag. Därför kan man många gånger undvika förstärkningar av underliggande stomme och grundkonstruktioner, eller bygga på fler våningar med samma förstärkningsinsats. Vid jämförelse med träregelbjälklag kan massivträbjälklag användas vid mycket större spännvidder. På så vis blir det lättare att använda husets naturliga bärningar, utan mellanstöd som belastar underliggande bjälklag samtidigt som det stör planlösningen. Bild 1.5-1 Påbyggnad av befintliga trevåningshus.

21 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 Ytterligare faktorer som talar för massivträsystem vid på- och ombyggnader är att det rör sig om ett torrt byggande, håltagningar och infästningar för installationer är enkla att utföra på plats samt inte minst det rationella uppförandet vilket minimerar störningar på omgivningen. 1.5.2 Balkonger, loftgångar, entresolbjälklag Balkonger, loftgångar och entresolbjälklag är områden där massivträ används med framgång. Plattor av massivträ till balkonger, loftgångar och entresolbjälklag ger en rad fördelar gentemot byggande med såväl betongplattor som vanliga träregelverk. Den låga egenvikten gör dessa plattor betydligt lättare att hantera än betongplattor. Det medför dessutom lägre krav på infästningar och grundläggning, vilket är speciellt fördelaktigt vid ombyggnad av befintliga byggnader. Då äldre industrilokaler med högt i tak ska delas upp i flera våningar är ofta entresolbjälklag av massivträ ett bra alternativ. På grund av den låga vikten kan ombyggnaden ofta genomföras utan grundförstärkningar. En annan fördel med den låga vikten är transport- och lyftmöjligheterna under byggnadstiden inne i det befintliga huset. Tunga betongelement kan här vara omöjliga att hantera. Skydd mot nederbörd för balkonger och loftgångar utförs med ett tätskikt som medger rörelser i underlaget utan risk för sprickbildningar. Vid applicering av diffusionstäta ytskikt bör ytbehandling ske på båda sidor av elementet för att minimera risken att elementet deformeras på grund av skillnader i uttorkning mellan elementets över- och undersida. Undersidan av elementet kan exempelvis bestrykas med täckfärg. Massivträplattans tätskikt kan utföras med gummiduk eller bandtäckt plåt. Ytan kompletteras lämpligen med en trätrall, se bild 1.5.4. Bild 1.5-2 Entresolbjälklag av massivträ.

22 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 Bild 1.5-3 Balkong av massivträ. Bild 1.5-4 Snitt genom mindre balkong.

23 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 Bild 1.5-5 Uppstolpat tak med massivträbjälklag i kvarteret Prefekten, Skellefteå. 1.5.3 Tak Bjälklagsplattor av massivträ går även att använda som takbjälklag. Isoleringen läggs då direkt på ovansidan av bjälklaget. Yttertaket är sedan uppstolpat från bjälklaget så att en luftspalt mellan isoleringen och det kalla taket erhålls. En fördel med denna takkonstruktion är att bjälklagsskivan kan användas som stabiliserande element. Detta medför att inga ytterligare stabiliserande skivor behövs. Bjälklagsplattor av massivträ går naturligtvis utmärkt att använda också för sadeltak och kyrktak. Då det medges av brandskäl kan plattans undersida exponeras och ytterligare skivbeklädnad sparas. Isoleringen läggs då på ovansidan av massivträplattan. 1.5.4 Fasadskiva Fasadelement i massivträ. De breda panelerna med hög precision och finish skapar en helt ny potential vad gäller träfasader genom dess bärande funktion. Skivorna kan genom god formstabilitet utföras i mått upp till 2400 x 12000 (b x l) med tjocklek 60mm 153 mm. Panelens yta kombineras med olika ytbehandlingar vilket ger en mängd uttrycksmöjligheter. Bild 1.5-6 Fasadskiva i tre skikt.

24 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.5.5 Forskningslaboratorier I många forskningslaboratorier används utrustning som är mycket känslig mot magnetiska fält, exempelvis elektronkameror. Eftersom massivträ inte innehåller metaller i någon större omfattning, uppstår inte magnetiska fält på samma sätt som i exempelvis stålkonstruktioner eller armerade betongkonstruktioner. Om eventuella dragstag som ingår i massivträväggar och massivträbjälklag anordnas så att de ligger i randfälten på konstruktionen, får man en närmast stålfri konstruktion. Alternativt kan alla dragstänger jordas för att eliminera magnetiska fält. På så sätt fås en minimal störning av den känsliga utrustningen. Detta har med framgång utnyttjats vid byggandet av forskningslaboratorium åt Amersham Pharmacia Biotech i Uppsala. Bild 1.5-7 Forskningslaboratorium med bjälklag av massivträ.

25 kapitel 1: Byggsystem massivträ. handboken 2006 1.5.6 Parkeringshus Parkeringshus av massivträ utformas lämpligen med en bärande stomme bestående av pelare och balkar av limträ eller stål, och med bjälklagsplatta och ramper uppbyggda med massivträelement. Takkonstruktionen kan exempelvis bestå av treledstakstolar av limträ, åsar av sågat virke och takskiva av trapetsprofilerad stålplåt med kondensskydd. Fasaderna byggs upp av bröstningselement eller rumshöga väggelement. Fasaden måste dimensioneras för att klara de påkörningskrafter som föreskrivs. Grundläggningen görs normalt på betongplintar, platsgjutna eller förtillverkade. Pelarskaften från platta till marknivå görs av betong. Ett 17 meter brett parkeringsfält, bestående av två rader parkeringsplatser med mellanliggande körväg, kan utformas med solida massivträbjälklag i tre spann. Massivträbjälklagen förses lämpligen med en beläggning av Elko-Strong Pro-Mastic eller likvärdig elastisk beläggning. Elko-Strong Pro-Mastic är en polymerbetong som är vattentät och mycket seg och slitstark. Beläggningen appliceras på bjälklagselementen redan på fabriken. Elementen skyddas därigenom även under lagring och transport till byggplatsen. Efter monteringen tätas fogarna mellan elementen med samma typ av material. Avvattning kan exempelvis säkerställas genom lutning mot ytterväggen. Vatten samlas upp i en hängränna och leds via stuprör till dagvattenledning eller infiltration. För att hindra flamspridning längs taket kan träytan skyddas exempelvis med brandskyddsfärg. Alternativt kan träullsplatta läggas i vissa stråk i stället för brandskyddsfärg. Nedstickande balkar eller skärmar kan också fördröja brand- och rökspridning längs taket. Flammor som kan slå ut vid öppningar bedöms inte kunna leda till att en bil i våningen ovanför antänds. Bild 1.5-8 Parkeringshus av massivträbjälklag.

Massivträ. 2Stomsystem

Massivträ. Handboken 2006 Massivträ. Stomsystem 2I den här delen berättar vi om olika komponenter som finns att tillgå, deras bärförmåga, dimensioner och deras akustiska och brandtekniska egenskaper. Exempel ges också på hur komponenterna sammanfogas och hur byggnadens stabilitet tillgodoses. Innehåll 2.1 Bjälklag 3 2.1.1 Plattbjälklag 4 2.1.1.1 Fogar mellan plattbjälklag 4 2.1.1.2 Dimensionering av plattbjälklag 5 2.1.1.3 Maximala spännvidder för limmade bjälklagsplattor 7 2.1.1.4 Skivverkan 8 2.1.2 Kassettbjälklag 12 2.1.2.1 Fogar 13 2.1.2.2 Dimensionering 13 2.1.2.3 Skivverkan 15 2.1.2.4 Ljud och brand 16 2.1.3 Undertak 19 2.1.4 Övergolv och golvbeläggningar 21 2.1.5 Referenser 21 2.2 Massivväggar 22 2.2.1 Limmade väggelement 23 2.2.1.1 Fogar mellan limmade väggar 23 2.2.1.2 Ljudisolering limmade väggar 25 2.2.2 Dimensionering av väggar 25 2.2.2.1 Dimensionering 26 2.3 Pelar-balkstommar 34 2.3.1 Systemuppbyggnad 35 2.3.2 Balkar 35 2.3.3 Pelare 36 2.4 Knutpunkter (anslutningar) 37 2.4.1 Vägg mot grund 37 2.4.2 Vägg mot vägg 38 2.4.3 Plattbjälklag bostäder 39 2.4.4 Kassettbjälklag bostäder 40 2.4.5 Plattbjälklag och kassettbjälklag i kontor och skolor 42 2.4.6 Takstol på massivträvägg 43 2.4.7 Detaljlösningar 44 2.5 Stomstabilitet 47 2.5.1 Stjälpning och glidning 48 2.5.2 Skivverkan 49 2.5.3 Horisontella förankringar 52 2.5.4 Vertikala förankringar 54 2.5.5 Vertikala tryckkrafter 58 2.5.6 Fortskridande ras 60 2.5.7 Horisontella deformationer 62 2.5.8 Exempel 62 2.5.8.1 Beräkningsförutsättningar 63 2.5.8.2 Stomsystem 63 2.5.8.3 Beräkning av laster 64 2.5.8.4 Kontroll av horisontalstabilitet i brottgränstillståndet 69 2.5.8.5 Kontroll av fortskridande ras 81 2.5.8.6 Kontroll av horisontella deformationer i bruksgränstillståndet 83 2.5.9 Referenser 85

3 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.1 Bjälklag Med massiva träbjälklag menas bjälklag som till övervägande delen är uppbyggda av solitt trä. De tillverkas av sågat virke eller limträ till plattor genom hoplimning eller mekanisk sammanfogning. Vi vill understryka att alla produktbenämningar avser produkter tillverkade av Martinsons Byggsystem (MB). Bild 2.1-1 Massivträbjälklag och väggar. Bjälklagen kan vid behov förses med undertak och/eller övergolv. Det går att använda både över- och undersidan som synligt golv respektive tak. Virkets kvalitet har inte samma betydelse för elementets egenskaper och funktion som i traditionella regelkonstruktioner med bjälkar av sågat virke, lättbalkar eller fackverk. Det massiva träbjälklaget innehåller stora volymer trä i förhållande till den omgivande exponerade ytan. Det är gynnsamt från fuktsynpunkt då bjälklaget kommer att uppvisa små och långsamma fuktvariationer kring den fuktnivå som motsvarar byggnadens årsmedelvärde. Så långt som möjligt bör fuktkvoten i virket vara anpassad till det fuktklimat som råder i den kommande användningen. Ett massivt träbjälklag kan konstrueras på olika sätt. Man kan urskilja tre huvudtyper: Plattor Kassettbjälklag Samverkansbjälklag Alla typerna är lämpliga att förtillverka som element. Plattor tillverkas som limmade prefabricerade element. Plattor kan även platsbyggas genom mekanisk sammanfogning av plankor på högkant. Kassettbjälklag består av en skiva av massivträ som styvas upp av ett antal liv. Samverkansbjälklagen består av massiva plattor som samverkar med en pågjutning av betong. Bjälklagen levereras till byggplatsen så att de kan lyftas direkt från bil till rätt läge i byggnaden enligt montageanvisningar. Vid bjälklagsleveranser är bjälklagen förberedda med infästningspunkter och lyftstroppar för snabbt och enkelt montage. Nedan redogörs mer ingående för två typer av massiva plattor och en typ av kassettbjälklag.

4 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.1.1 Plattbjälklag Bild 2.1-2 Limmad bjälklagsplatta. Plattelementen är uppbyggt till en platta av sammanlimmade brädskikt. Antalet skikt är udda och vartannat skikt är korslagt. Detta ger ett element med hög tvärstyvhet och små fuktbetingade rörelser. Vanligtvis har de olika brädskikten samma tjocklek men det förekommer också att det inre skiktet har större tjocklek. Denna bjälklagstyp med korslagda brädor i vartannat skikt kallas hädanefter endast flerskiktslimmade plattor, MB95 MB150. Tabell 2.1-1 Data för flerskiktslimmade plattor Bjälklagstyp Tjocklek (mm) Egenvikt (kg/m2) MB 95 (5 skikt) 95 43 MB 130 (5 skikt) 130 60 MB 150 (5 skikt) 150 68 Tabell 2.1-2 Mått och toleranser limmade plattbjälklag (typ MB). Mått (m) Toleranser (mm) Längd 0 12 ±2 Bredd 0,3 1,2 ±2 Tjocklek 0,095 0,154 ±0,5 Bild 2.1-3 Utförande bjälklagsfog med tre skruvpar. 2.1.1.1 Fogar mellan plattbjälklag Bjälklagsfogar belastas såväl i längdriktningen som i tvärriktningen. För att överföra lasterna används skruvade och limmade förband. Sammanfogningen av bjälklagen görs på byggplatsen och det material som behövs ingår normalt i bjälklagsleveransen. De båda fogtyper som redovisas nedan kan även användas där bjälklagets översida ska vara synlig. För fogar mellan limmade bjälklagsplattor kan den metod som visas i bild 2.1-2 användas. Skruvförbandet överför last både längs och tvärs fogens längdriktning. Karakteristiska värden för beräkning av bärförmåga i fogens längdriktning framgår av tabell 2.1-3. Skarven består av skruv motsvarande Spax 5 x 40 och plywoodremsa 12 x 60 av hållfasthetsklass P30. Värdena gäller under förutsättning att centrumavståndet mellan skruvparen är större än 40 mm. Arbetet ska utföras enligt leverantörens anvisningar. Vid synliga ytor efterfräses spårets kanter och en list med god passning limmas mot plywoodremsan. Tabell 2.1-3 Karakteristiska värden för dimensionering av bärförmåga i fogens längdriktning (horisontella skjuvkrafter) för ett limmat plattbjälklag. Brottgränstillstånd R k (kn/skruvpar) Bruksgränstillstånd k k (kn/mm och skruvpar) 1,5 1) 0,5 2) 1 ) Maxlast vid deformationen 9 mm. 2 ) Styvhetsvärdet gäller för deformationer upp till 2 mm.

5 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Vid limmade förband uppnås mycket starka fogar och små deformationer. Limning skall ske under väl dokumenterade former och skall utföras av utbildad personal. Vid limning på byggarbetsplatser kan epoxilimmer användas. Risk för låga temperaturer skall beaktas. Limförband överför last både längs och tvärs fogens längdriktning. Karakteristiska värden för beräkning av fogens bärförmåga framgår av tabell 2.1-4. Värden baseras på provningar av en fog i en treskiktsskiva (19+34+19 mm) och enligt bild 2.1-4. Fogen är utförd med epoxilim. Deformationer för beräkning i bruksgräns kan försummas. Fogar i alternativa utföranden och limmer bör provas för användande. För andra dimensioner kontakta tillverkare. Tabell 2.1-4 Karakteristiska värden för dimensionering av limmad fog utförd enligt bild 2.1-4. Tillåten last vinkelrätt fog R k kn/m Brottgräns Tillåten skjuvkraft i fog G k kn/m Brottgräns 35 140 2.1.1.2 Dimensionering av plattbjälklag Bild 2.1-4 Sektion genom limmad fog. Dimensionering av plattbjälklag i massivträ omfattar normalt endast beräkningar i bruksgränstillståndet. Brottgränstillståndet behöver för normalt förekommande laster i bostäder och kontor inte kontrolleras. Utnyttjandegraden på hållfastheten i massivträ är normalt mindre än 50%. Eventuell beräkning i brottgränstillstånd enligt BKR. För produktdata till beräkning hänvisas till tillverkare av bjälklag. Vid dimensionering i bruksgränstillståndet bör deformationer, svikt och vibrationer beaktas. Normalt godtagen nedböjning hos träkonstruktioner vid dimensionering mot tillfällig olägenhet (lastkombination 9) och mot permanent skada (lastkombination 8) är L/300 eller max 20 mm. I enklare lokaler som industri, förråd och andra lokaler utan tillträde för allmänheten förekommer också L/150. I BKR ges en förenklad metod för att bedöma bjälklags svängningsbenägenhet. Metoden säger att nedböjningen för en enskild bjälke i ett träbjälklag inte bör överstiga 1,5 mm under inverkan av en kortvarig punktlast vars dimensioneringsvärde är 1,0 kn. Används denna metod på aktuella plattbjälklag där nedböjningen beräknas enligt balkteori erhålls nedböjningar mellan 0,8 1,1 mm för bjälklag som dimensionerats för nedböjningskravet >L/300 och f 1 >8 Hz. Således uppfyller plattbjälklagen dessa råd.

6 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Människor är känsliga för vibrationer under 8 Hz och för att undvika störande vibrationer bör bjälklagens egenfrekvens ej understiga detta värde. Men även vibrationer över 8 Hz kan vara störande och impulsresponshastighet är en faktor som säger något om hur störande de är. Vilken impulsresponshastighet som kan tillåtas beror på bjälklagets egenfrekvens och dämpning, den ska dock vara så låg som möjligt. För plattbjälklag i massivträ som dimensioneras för kraven >L/300 och egenfrekvens >8 Hz kommer impulsresponshastigheten vara inom det område som upplevs som bra från svikt- och vibrationssynpunkt. För beräkning av impulsresponshastigheten hänvisas till Svikt, svängningar & styvhet hos bjälklag, [1] eller dimensionering av träkonstruktioner, [2] eller Eurocode 5 avsnitt 7.3.3 Handboken 2003, Residential floors [3]. Men även om ovanstående krav uppfylls kan problem med vibrationer förekomma, för bjälklag med spännvidder >4 m och/eller lokaler med stora öppna ytor och många människor i rörelse, t.ex. kontorslandskap och varuhus. Med förhållanden enligt kan vibrationer erhållas med lång varaktighet som kan upplevas som störande. För att beakta detta bör beräkningar av respons på kontinuerlig last göras enligt [1]. På grund av avsaknad av gränsvärden för respons på kontinuerlig last kan jämförelser göras med likvärdiga konstruktioners värde på nämnd parameter. Generellt kan sägas att för vanliga bostäder med normala spännvidder (ca 4 m) och med uppstyvande och avgränsande innerväggar är dimensionering mot kraven L/300 och f >8 Hz oftast tillräcklig. Med större ytor och längre spännvidder och med stor persontrafik som i t.ex. kontorslandskap bör dimensioneringskraven närma sig L/600 och f >8 Hz. Nedan presenteras böjstyvheter för de olika plattbjälklagen. Tabellerna baseras på ett medelvärde för elasticitetsmodulen, (E-modul) på 12 200 MPa. För andra värden på egenskaper hänvisas till tillverkare av massivträelement. För limmade bjälklagsplattor med korslagda brädskikt inverkare skjuvdeformationen på den totala nedböjningen. Det medför att den angivna böjstyvheten för limmade plattor blir beroende av plattans uppbyggnad och spännvidd. De i tabell 2.1.-5 angivna värdena är beräknade för ett förhållande mellan spännvidd och tjocklek på L/t = 30. Styvheten hos skivorna ökar med spännvidden varför man är på säkra sidan om kvoten är större än 30. Vid användande av lägre kvoter kan uppgifter på böjstyvheter erhållas från tillverkaren. Tabell 2.1-5 Böjstyvhet hos korslimmade flerskiktsskivor. Bjälklagstyp E k I (Nm 2 /m) MB95 (5 skikt) 0,58. 10 6 MB130 (5 skikt) 1,09. 10 6 MB150 (5 skikt) 1,47. 10 6

7 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.1.1.3 Maximala spännvidder för limmade bjälklagsplattor I nedanstående tabeller redovisas maximalt tillåtna spännvidder i bruksgränstillstånd för ett antal limmade bjälklagsplattor. Angivna spännvidder uppfyller nedböjningskravet L/300 och nedböjning <20 mm samt egenfrekvens >8 Hz. I nedan angivna tabeller ingår egenvikt för undertak och övergolv med totalt 26 kg/m 2. Respektive tabell gäller för fritt upplagt bjälklag respektive kontinuerligt bjälklag över två fack i klimatklass 0,1. Tabell 2.1-6 Störst rekommenderade spännvidder för limmade plattbjälklag. L Spännvidder (m) Bostäder Kontor Bjälklagstyp L/300 L/600 L/300 L/600 MB95 3,3 2,5 3,1 2,4 MB130 4,2 3,5 4,0 3,0 MB150 4,6 3,7 4,4 3,4 Tabell 2.1-7 Störst rekommenderade spännvidder för limmade plattbjälklag i två lika stora fack. L L Spännvidder (m) Bostäder Kontor Bjälklagstyp L/300 L/600 L/300 L/600 MB95 4,4 3,5 4,2 3,3 MB130 4,8 4,5 4,6 4,2 MB150 5,2 5,0 4,9 4,4

8 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.1.1.4 Skivverkan Genom att foga samman flera bjälklagsplattor verkar de tillsammans som en stor skiva och kan fördela ut horisontella laster till stabiliserande väggar. För att uppfylla krav på bärförmåga i brottgränstillstånd och bruksgränstillstånd krävs att element och fogar är tillräckligt hållfasta och styva. Nedan presenteras formler och data som har betydelse för beräkning av spänningar och deformationer inom ett bjälklagselement. Data för olika fogtyper framgår av tabeller 4.1-3 och 4.1-4. Beräkning av bärförmåga och deformation för en hel byggnad redovisas i kapitel 2.5. Horisontell last verkande i bjälklagens plan ger skjuvspänningar och skjuvdeformationer samt böjspänningar och böjdeformationer. I ett stort bjälklag uppbyggt av flera element erhålls den största skjuvpåkänningen ut mot de stabiliserande väggarna. Från de horisontella skjuvkrafter F som verkar på ett bjälklagselement kan skjuvspänning τ (N/mm 2 ) beräknas som F τ = l. t (1) F skjuvdeformation δ (mm) beräknas som F. b δ skjuv = l. t. G (2) 1 h δ b Symbol Beskrivning Enhet F Kraft (N) l Längd bjälklagselement (mm) t Tjocklek bjälklagselement (mm) b Bredd bjälklagselement (mm) G Skjuvmodul för stabilitetsberäkning (N/mm 2 )

9 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Från de horisontella laster Q (Q = ql) som verkar på en bjälklagsplatta kan böjspänningar σ (N/mm 2 ) beräknas enligt σ (L/2) = M (L/2) W Q. = L. τ 8 t. B 2 6 (3) Böjdeformationer δ (mm) beräknas enligt 5. Q. L δ böj, (L/2) = 384. E. I (4) De största böjspänningarna och böjdeformationerna uppträder mitt på spännvidden av den lastbärande bjälklagsplattan. Q E x, σ x δ böj E y, σ y δ böj B L Symbol Beskrivning Enhet Q Utbredd last (N) M Moment (Nmm) E Elasticitetsmodul (N/mm 2 ) L Längd bjälklag (mm) t Tjocklek bjälklag (mm) B Bredd bjälklag (mm)

10 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 δ fog Q B Utifrån den horisontella vindlasten som verkar på bjälklagsskivan beräknas krafter och förskjutningar i fogar. De största krafterna och deformationerna uppträder vid bjälklagets ändar. x L Längsgående skjuvkrafter F fog i fogar mellan bjälklagselement kan beräknas som Q F fog = 2 Q. x L 0<x<L/2 (5) Förskjutningar i fogarnas längdriktning kan beräknas som F fog y = kk (6) Där k k är fogförbandets styvhet. Fogförbands styvhetsvärden framgår av tabell 2.1-5. Bjälklagets utböjning på grund av förskjutningar i fogar kan beräknas som summan av förskjutningen i respektive fog mellan bjälklagets ände och dess mitt, L/2. δ fog = Δy 1 + Δy 2 +... + Δy L/2 (7) För att uppskatta bjälklagets totala utböjning summeras deformationer från skjuvning, böjning och fogar. I tabell 2.1-8 och 2.1-9 anges de materialparametrar som behövs för beräkning av spänningar och deformationer inom massivträelement utan fogar.

11 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Limmade bjälklagsplattor Tabell 2.1-8 Störst rekommenderade spännvidder för limmade plattbjälklag. Element som balk Bjälklag Skjuvspänning Böjspänning Böjspänning f vk f mkx f mky (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) MB95 2 5 7 MB130 2 6 6 MB150 2 7 5 Tabell 2.1-9 Karakteristiska värden för limmade bjälklagsplattor för beräkning av skivverkan i bruksgränstillståndet. Bjälklag Skjuvmodul Elasticitetsmodul Elasticitetsmodul G kxy E kx E ky (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) MB95 500 5 200 7 800 MB130 500 6 700 7 400 MB150 500 5 500 7 400

12 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Bild 2.1-5 Kassettbjälklag under montering. Bild 2.1-6 Kassettbjälklag i fabrik. 1200 2.1.2 Kassettbjälklag 45 56 H 75 145 150 150 295 300 300 295 Bild 2.1-7 Uppbyggnad kassettbjälklag MBK5. Bild 2.1-8 Uppbyggnad kassettbjälklag MBK3. Bjälklagselementen tillverkas i längder upp till 12 m och i bredder upp till 2,4 m. Den maximala spännvidden är 12 m. Konstruktionshöjden på den bärande kassetten är mellan 0,3 0,65 m. Kassetten är uppbyggd av en limmad flerskiktsskiva, med liv- och underflänsar av limträ. Flerskiktsskivan består av korslagda brädskikt. Elementets bredd påverkas därför endast obetydligt av fuktbetingade rörelser i träet. Hålrummet i bjälklaget fylls i fabrik med mineralull. Kassettbjälklagets undersida utgörs normalt av ett fjädrande eller fribärande upphängt undertak av gipsskivor på en glespanel. I bjälklagets hålrum kan ventilationsrör och avloppsrör förläggas redan på fabriken. Vid elementskarvarna kopplas rören samman på byggplatsen. Elinstallationer i tak görs normalt även på byggplatsen. I bostäder förläggs de i undertakets glespanel medan det i kontorsmiljö vanligtvis används kabelrännor som placeras i det vanligtvis nedpendlade undertaket. Med olika undertak och/eller med övergolv kan olika ljudklasser uppnås. Vilka brandkrav som uppfylls bestäms främst av hur bjälklagets undersida är uppbyggd. Av tabell 2.1-14 2.1-20 framgår vilka krav som olika lösningar uppfyller. Elementen kan levereras från fabrik med justerad överyta då bjälklagsytan efter montering ska slipas och ytbehandlas. Ritningarna visar basutföranden på kassettbjälklagen. Två olika skivtyper används och med varierande livhöjder kan kassettbjälklagens styvhet anpassas till olika spännvidder. Kassettbjälklagen kan även tillverkas med överhöjning och med andra mått än de angivna.

13 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Tabell 2.1-10 Tjocklek och egenvikter för kassettbjälklag. Bjälklagstyp Höjd H Egenvikt inkl. isolering exkl. undertak (m) (kg/m 2 ) MBK3 0,30 0,65 55 80 MBK5 0,30 0,65 60 90 Tabell 2.1-11 Mått och toleranser för kassettbjälklag. Mått (m) Toleranser (mm) Längd 2 12 ±2 Bredd 0,3 2,4 ±2 Höjd 0,3 0,65 ±2 2.1.2.1 Fogar Längsgående fogning mellan kassettbjälklagen görs på samma sätt som för limmade plattbjälklag, se tabell 2.1-4 och bild 2.1-4. 2.1.2.2 Dimensionering Dimensionering av kassettbjälklag omfattar normalt endast beräkningar i bruksgränstillståndet. Brottgränstillståndet behöver för normalt förekommande laster i bostäder och kontor inte kontrolleras. Utnyttjandegraden på hållfastheten för kassettbjälklag är normalt lägre än 0,5. Eventuell beräkning i brottgränstillstånd utförs enligt BKR 03. För produktdata till beräkning hänvisas till tillverkare av bjälklag. Vid dimensionering i bruksgränstillståndet bör deformationer, svikt och vibrationer beaktas. Normalt godtagen nedböjning hos träkonstruktioner vid dimensionering mot tillfällig olägenhet (lastkombination 9) och mot permanent skada (lastkombination 8) är L/300 eller max 20 mm. I enklare lokaler som industri, förråd och andra lokaler utan tillträde för allmänheten förekommer också L/150. I BKR 99 ges en förenklad metod för att bedöma bjälklags svängningsbenägenhet. Metoden säger att nedböjningen för en enskild bjälke i ett träbjälklag inte bör överstiga 1,5 mm under inverkan av en kortvarig punktlast vars dimensioneringsvärde är 1,0 kn. Används denna metod på aktuella kassettbjälklag där nedböjningen beräknas enligt balkteori erhålls nedböjningar under 1 mm för bjälklag som dimensionerats för nedböjningskravet >L/300 och f 1 >8 Hz. Således uppfyller kassettbjälklagen dessa råd. Människor är känsliga för vibrationer under 8 Hz och för att undvika störande vibrationer bör bjälklagens egenfrekvens ej understiga detta värde. Men även vibrationer över 8 Hz kan vara störande och impulsresponshastighet är en faktor som säger något om hur störande de är. Vilken impulsresponshastighet som kan tillåtas beror på bjälklagets egenfrekvens och dämpning, den ska dock vara så låg som möjligt. För kassettbjälklag som dimensioneras för kraven >L/300 och egenfrekvens >8 Hz är impulsresponshastigheten inom det område som upplevs som bra från svikt- och vibrationssynpunkt.

14 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 För beräkning av impulsresponshastigheten hänvisas till Svikt, svängningar & styvhet hos bjälklag, [1], eller Dimensionering av träkonstruktioner, [2], eller Eurocode 5 avsnitt 7.3.3, Handboken 2003, Residential floors [3]. Men även om ovanstående krav uppfylls kan problem med vibrationer förekomma, för bjälklag med stora öppna ytor och många människor i rörelse, t.ex. kontorslandskap och varuhus. Med förhållanden enligt ovan så kan vibrationer med längre varaktighet förekomma som kan upplevas som störande. För att beakta detta kan beräkningar av respons på kontinuerlig last göras enligt [1]. På grund av avsaknad av gränsvärden för respons på kontinuerlig last kan jämförelsen göras med likvärdiga konstruktioners värde på nämnd parameter. Generellt kan sägas att för lokaler med lite persontrafik och med uppstyvande innerväggar kan lägre krav som ner mot L/300 och f >8 Hz användas medan för stora fria ytor med stor andel persontrafik bör kraven höjas mot L/600 och f >8 Hz. Av nedanstående bild framgår det vilken konstruktionshöjd som krävs för olika spännvidder vid några vanligt förekommande lastnivåer och nedböjningskrav. Av diagrammet framgår också gränsen för egenfrekvenserna, 6, 8 och 10 Hz. 0,70 Konstruktionshöjd bärande del (m) 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 Diagrammet gäller för: Enfältspännare Bruksgränstillstånd Klimatklass 0,1 Egenfrekvens 10 Hz Kontor L/600 Bostäder L/600 Egenfrekvens 8 Hz Kontor L/300 Bostäder L/300 Egenfrekvens 6 Hz 0,20 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0, 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 Spännvidd (m) Bild 2.1-9 Erforderlig konstruktionshöjd beroende på spännvidd för två lastfall med två olika nedböjningskrav, L/300 och L/600 för kassettbjälklaget av modell MBK5. Lastkombination 8 enligt BKR 99. Egenvikt undertak/övergolv 31 kg/m bjälklag.

15 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Konstruktionshöjd bärande del (m) 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 Diagrammet gäller för: Enfältspännare Bruksgränstillstånd Klimatklass 0,1 Egenfrekvens 10 Hz Kontor L/600 Bostäder L/600 Egenfrekvens 8 Hz Kontor L/300 Bostäder L/300 Egenfrekvens 6 Hz 0,20 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 Spännvidd (m) Bild 2.1-10 Erforderlig konstruktionshöjd hos kassettbjälklag modell MBK3 beroende på spännvidd för två lastfall med två olika nedböjningskrav. Lastkombination 8 enligt BKR 99. Egenvikt undertak/övergolv ca 30 kg/m bjälklag. 2.1.2.3 Skivverkan För beräkning av spänningar och deformationer när kassettbjälklagen används för skivverkan kan formlerna som finns i avsnitt 2.1.1 Plattbjälklag användas. Värden på egenskaper för kassettbjälklagens basutföranden, MB73 och MB65, anges i tabell 2.1-12 och 2.1-13. Tabell 2.1-12 Karakteristiska värden för limmade bjälklagsplattor för beräkning av skivverkan i brottgränstillståndet. Element som balk Bjälklag Skjuvspänning Böjspänning Böjspänning f vk f mkx f mky (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) MB73 (19 + 35 + 19) >2 5 6 Tabell 2.1-13 Karakteristiska värden för limmade bjälklagsplattor för beräkning av skivverkan i bruksgränstillståndet. Bjälklag Skjuvmodul Elasticitetsmodul Elasticitetsmodul G E kx E ky (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) MB73 500 6 200 6 700

16 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Kassetbjälklag 2.1.2.4 Ljud och brand Nedan redovisas brand- och ljudegenskaper för olika utföranden. För att ljudegenskaper och brandklassningsvärden ska gälla är det viktigt att materialval och montage är utförda på rätt sätt. Normalt görs isolering av bjälklagens hålrum och infästningar för undertak på fabrik hos tillverkare. Kompletteringar på byggplatsen ska utföras enligt tillverkarens anvisningar. Angiven brandklass avser bjälklagslaster enligt BKR för bostäder, kontor och skolor. Tabell 2.1-14 Ljud- och brandegenskaper för kassettbjälklag typ MBK5 utan undertak. Utförande Ljudisolering (db) Brandklass Total Antal Isoleringshöjd gipsskivor tjocklek (mm) (mm) 300 650 Beträffande ljudisolering 300 650 200 hänvisas till tillverkaren REI60 Ovanstående tabell avser endast de bärande delarna av kassettbjälklaget av typ MBK5 samt när det är fyllt med 200 mm stenull i hålrummet. Tabell 2.1-15 Ljud- och brandegenskaper för kassettbjälklag MBK5 med undertak. Utförande Vertikal ljudisolering Brandklass Total höjd Antal Isolerings- (mm) gipsskivor tjocklek (mm) Glespanel + 2x13 gips 400 1 200 Beträffande ljudisolering REI60 400 2 200 hänvisas till tillverkaren REI60 450 1 200 REI60 450 2 200 REI60 500 1 200 REI60 500 2 200 REI60 Kassettbjälklag av typ MBK5 är fyllt med minst 200 mm stenull, samt ett fribärande undertak av reglar på högkant som vilar på upplagsväggar och eventuellt innerväggar. Undertaket är en glespanel med enkel eller dubbel 13 mm gips. Tabell 2.1-16 Ljud- och brandegenskaper hos kassettbjälklag MBK5 med lätt undertak. Nedpendlt undertak Combison Utförande Vertikal ljudisolering Brandklass Total höjd Under- Isolerings- (mm) takstyp tjocklek (mm) 800 Combison* 200 Beträffande ljudisolering REI60 1000 Combison* 200 hänvisas till tillverkaren REI60 * Combison är ett isolerande och absorberande undertak med vikten 9 kg/m 2.

17 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Ovanstående tabell avser kassettbjälklag av typ MBK5 fyllt med minst 200 mm stenull och ett undertak av typ Combison med total konstruktionshöjd på 800 respektive 1 000 mm. Med nedpendlat undertak avses en traditionell infästning av denna typ av undertak. Med veka infästningar kan sannolikt bättre ljudegenskaper erhållas. Angivna ljudvärden är i db och värden inom parentes avser anpassningstermerna C i50-2500 respektive C 50-3150. Tabell 2.1-17 Ljud- och brandegenskaper hos rent kassettbjälklag MBK3. Utförande Ljudisolering (db) Brandklass Total Antal Isolerings- Vertikalt Horisontellt höjd (mm) gipsskivor tjocklek (mm) i bärriktning L R L R 300 650 94 ( 5) 32 ( 1) 88 ( 5) 37 ( 2) 300 650 200 78 ( 3) 46 ( 1) 88 ( 5) 37 ( 2) REI60 Ovanstående tabell avser dels endast de bärande delarna av kassettbjälklag typ MBK3 samt när det är fyllt med 200 mm stenull i hålrummet. Tabell 2.1-18 Ljud- och brandegenskaper hos kassettbjälklag MBK3 med undertak. Utförande Vertikal judisolering (db) Brandklass Total Antal Isoleringshöjd gipsskivor tjocklek (mm) (mm) 400 1 200 Beträffande ljudisolering REI60 400 2 200 hänvisas till tillverkaren REI60 450 1 200 REI60 450 2 200 REI60 500 1 200 REI60 500 2 200 REI60 Ovanstående tabell avser kassettbjälklag av typ MBK3 med fribärande respektive fjädrande upphängt undertak. Undertaket är uppbyggt av glespanel med enkel eller dubbel 13 mm gips. Hålrummet är fyllt med minst 200 mm stenull.

18 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Varje enskild komponent, bjälklag, väggar och infästningar måste anpassas till varandra för att uppnå ett bra resultat. Det innebär att mätningar av ljudisoleringen i färdiga hus visar på ett bättre sätt konstruktionens ljudisolerande förmåga än enbart mätningar i laboratorier. Nedan redovisas en sammanställning från mätningar i ett objekt. Byggnaden är uppförd med kasettbjälklag (tj=510 mm), bärande väggar av massivträ och beslag anpassade för minimalt ljudöverförande. Tabell 2.1-19 Mätvärden från färdigställt bygge, steg- och luftljud. Myndighetskrav Uppmätta värden* Stegljud, L n,w 58 db 55-58 db Ljudklass C L nw+c50-3150 58 db 55-57 db Ljudklass C Luftljud, R w > 53 db 59-61 db Ljudklass A R nw+c50-3150 52 db 58-60 db Ljudklass A * Mätningar gjorda i Inre Hamnen, Sundsvall Hus 1 Tabell 2.1-20 Ljud- och brandegenskaper hos kassettbjälklag MBK3 med lätt undertak. Utförande Vertikal ljudisolering Brandklass Total höjd Under- Isolerings- Lätt nedpendlat undertak (mm) takstyp tjocklek (mm) 800 Combison* 200 Beträffande ljudisolering 1000 Combison* 200 hänvisas till tillverkaren REI60 * Combison är ett isolerande och absorberande undertak med vikten 9 kg/m 2. Ovanstående tabell avser kassettbjälklag av typ MBK3 med nedpendlat lätt undertak av typ Combison. Angivna egenskaper gäller för en traditionell nedpendling av undertaket. Med fjädrande infästningar kan sannolikt ljudegenskaperna förbättras. Hålrummet i kassettbjälklaget ska vara fyllt med minst 200 mm stenull. Några provningar är dock inte utförda.

19 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.1.3 Undertak Genom att komplettera bjälklagsplattan med gipsskivor, undertak och/eller övergolv kan olika brand- och ljudkrav uppfyllas. Undertak används för att förbättra ljudisoleringen mellan olika delar i en byggnad men även för att dölja installationer för el, ventilation, vatten och sanitetsledningar. Det finns många olika typer av undertak; exempelvis tunga, lätta, isolerande och/eller absorberande. Dessa kan vara stelt infästa, fjädrande upphängda eller fribärande. Fribärande undertak ger bäst ljudisolering. Med fjädrande upphängt undertak blir ljudisoleringen sämre än för det fribärande undertaket. För bland annat kontorsmiljöer är upphängt undertak att föredra på grund av långa spännvidder. I bostäder används vanligtvis tyngre, fasta, ej öppningsbara undertak. De består oftast av en eller två gipsskivor på glespanel och mineralull. De kan antingen platsbyggas eller levereras prefabricerade som undertakskassetter. De har en bärande stomme fylld med mineralull och delar av installationerna kan fås monterade. Leveransen till byggplatsen bör ske samtidigt som bjälklagen. I bostadshus görs undertakskassetterna normalt fribärande eftersom spännvidderna är mindre och innerväggarna kan användas som upplag för kassetterna. Under montagetiden fram till dess innerväggarna monteras vilar kassetterna på provisoriska upplag, stämp. Kassetterna är vanligtvis utan beklädnad på undersidan vid leverans så att de sista installationsmomenten kan utföras underifrån. Tunga undertak kan också platsbyggas, antingen som fribärande eller fjädrande upphängda. Detta medför dock mer arbete på byggplatsen. I kontorsmiljöer används vanligtvis lätta öppningsbara undertak som platsbyggs sedan all ledningsdragning ovan undertak är utförd. Dessa undertak är vanligtvis endast absorberande men även absorberande och isolerande typer förekommer. Nedan presenteras ljudvärden och brandklasser för olika utföranden på undertak tillsammans med plattbjälklag. L anger stegljudsnivå och R luftljudsisolering. Angivna ljudvärden är i db och värden inom parentes avser anpassningstermen C i50-2500 respektive C 50-3150. Angiven brandklass gäller vid bjälklagslaster enligt BKR för bostäder, kontor och skolor. Montage och materialval ska vara enligt leverantörens anvisningar för att värdena ska gälla.

20 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Tabell 2.1-21 Ljud- och brandegenskaper hos plattbjälklag tjocklek 110 mm med undertak. Utförande Vertikal ljudisolering (db) Brandklass Höjd Antal Fribärande Nedpendlat (mm) gipsskivor undertak undertak L R L R 437 1 49 (+4) 67 ( 1) 62 (+7) 56 ( 6) REI60 450 2 45 (+4) 69 ( 1) 60 (+7) 58 ( 6) REI60 395 1 53 (+4) 66 ( 2) 63 (+7) 56 ( 6) REI60 408 2 49 (+3) 68 ( 2) 61 (+7) 58 ( 6) REI60 110 mm flerskiktsskiva 2 x 95 mm mineralull Glespanel 1 eller 2, 13 mm gipsskiva I tabell 2.1-25 redovisas värden för plattbjälklag med gipsundertak. Med nedpendlat undertak avses i tabellerna en stum pendling. Med en fjädrande infästning förbättras ljudvärdena. I kontorsmiljöer är det vanligare med lättare öppningsbara undertak av till exempel modell Combison. I följande tabeller redovisas vilka ljudisoleringsvärden och brandkrav som uppfylls med dessa. Med nedpendlat undertak avses i tabellerna en stum nedpendling, med en fjädrande infästning förbättras ljudvärdena. Tabell 2.1-22 Ljud- och brandegenskaper hos plattbjörklag med tjocklek 110 mm med lätt undertak. Utförande Vertikal ljudisolering Brandklass Höjd Under- Tjocklek Nedpendlat undertak (mm) takstyp undertaksskiva (mm) L R 500 Combison* 20 73 ( 3) 48 ( 2) REI60 700 Combison* 20 73 ( 3) 48 ( 2) REI60 500 Combison* 40 69 ( 3) 52 ( 2) REI60 700 Combison* 40 69 ( 3) 52 ( 2) REI60 * Combison är ett isolerande och absorberande undertak med vikten 9 kg/m2.

21 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.1.4 Övergolv och golvbeläggningar Med massivträbjälklaget kan man utan beläggning till låg kostnad erhålla en färdig golvyta endast genom att slipa och ytbehandla bjälklagens översida. Anvisningar för behandling av golvytan finns i Bygganvisningarna kapitel 6.8, Handboken 2003. Furu och gran är förhållandevis mjuka träslag och är därför lämpade för golvytor med normalt slitage. Exempel på utseendet hos den färdiga golvytan visas i ovanstående bilder. Om man inte vill ha synlig träyta kan golven beläggas på traditionellt sätt med matta eller parkett. Med beläggning förbättras också ljudisoleringen. Om man väljer att lägga plastmatta på bjälklagsytan bör den först förses med en golvskiva av gips eller likvärdigt. Lägger man in parkett måste en grålumpapp eller likvärdigt anbringas mellan bjälklagsytan och parketten. I badrum kan bjälklagen levereras med sänkt golvyta som spacklas upp till rätt golvlutning. En tunnare gipsskiva, typ 6 mm rotskiva eller likvärdigt bör placeras mot träytan innan spackling. Bild 2.1-11 Överytor hos massivträbjälklag. 2.1.5 Referenser [1] Ohlsson, S: Svikt, svängningar & styvhet hos bjälklag, Statens råd för byggnadsforskning, Stockholm 1984 [2] Carling, O: Dimensionering av träkonstruktioner, AB Svensk Byggtjänst Stockholm 1992, ISBN 91-7332-608-9 [3] Euro Code 5 avsnitt 7.3.3, Handboken 2003, Residential floors

22 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.2 Massivväggar En vägg i massivträ kan vara allt ifrån ett enda stort, rent massivträelement till sammansatta enheter av flera mindre massivträelement. Elementen kan bestå enbart av massivträ eller vara kompletterade med isolering, fasadmaterial och dörrar. Bild 2.2-1 Limmat väggelement. Väggelementens storlek begränsas av hanterbarhet samt tillgänglig transport- och lyftkapacitet. Massivträväggar utförs som skivor med tjocklekar från 60 mm till 120 mm, vilket medför att långa våningshöga väggelement blir mjuka i sidled. Stora element kan styvas upp med utanpåliggande reglar. Från transportsynpunkt bör elementens höjd understiga 3,6 meter, undantagsvis kan också element upp till 4 meters höjd transporteras. Deras längd bör inte överstiga 12 meter. Våningshöga element väger normalt från 300 till 2 000 kg beroende på utförande. Väggar levereras normalt med lyftstroppar monterade eller infästningspunkter för stroppar förberedda. Väggar med synligt ytskikt kan fås i gran eller furu. Bild 2.2-2 Massivträväggar i montagestadiet.

23 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.2.1 Limmade väggelement Denna väggtyp är uppbyggd av skikt av brädor där vartannat skikt ligger med fiberriktningen vriden 90 (korslagt). Skivorna är helt solida och byggs upp av ett udda antal lager och brädtjocklekarna är normalt lika i de olika skikten. Skivorna förekommer också med större tjocklek på de inre skikten. Tabell 2.2-1 Limmade väggelement. Väggtyp Tjocklek Vikt (mm) (kg/m 2 ) MB57 (3 skikt) 57 26 MB75 (3 skikt) 75 33 MB85 (3 skikt) 85 39 MB95 (5 skikt) 95 43 Bild 2.2-3 Limmade väggelement. Elementen tillverkas med bredden 1,2 meter. Elementen kan i fabrik sammanfogas upp till 9 meter långa våningshöga väggar. Alternativt kan två eller tre våningsväggar tillverkas med en största bredd av 3 meter. Tabell 2.2-2 Mått och toleranser väggelement. Mått Toleranser (mm) Längd <9 m ±2 Höjd <9 m ±2 Tjocklek 57 110 mm ±0,5 2.2.1.1 Fogar mellan limmade väggar Till fogar mellan limmade väggelement kan den metod som visas i bild 2.2-4 användas för montering på byggarbetsplatsen. Skruvförbandet överför last både längs och tvärs fogens längdriktning. Karakteristiska värden för beräkning av bärförmåga i fogens längdriktning framgår av tabell 2.2-3. Förbandet består av skruv Spax 5 x 40 eller likvärdigt och plywoodremsa 12 x 60 av kvalitet P30. Värdena gäller under förutsättning att centrumavståndet mellan skruvparen är större än 40 mm. Arbetet ska utföras enligt leverantörens anvisningar. Bild 2.2-4 Fog med tre skruvpar mellan limmade väggelement.

24 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Tabell 2.2-3 Karakteristiska värden för dimensionering av bärförmåga i fogens längdriktning (horisontella skjuvkrafter) för limmade väggelement. Brottgränstillstånd R k (kn/skruvpar) Bruksgränstillstånd k k (kn/mm och skruvpar) 1,5 1) 0,5 2) 1) Maxlast är avläst vid deformationen 9 mm 2) Styvhetsvärdet gäller för deformationer upp till 2 mm Bild 2.2-5 Fogförband med spikplåt mellan limmade väggelement. Som fogförband mellan limmade väggelement på fabrik kan även spikplåtar användas, se bild 2.2-5. Med spikplåt avses här plåt med utstansade tänder som pressas fast och detta kan alltså inte göras på bygget. Spikplåtar överför främst last i fogens längdriktning. Tvärkrafter upptas med hjälp av en lös fjäder. Karakteristiska värden för beräkning av bärförmåga i fogens längdriktning (vertikalt) framgår av tabell 2.2.4. Värdena gäller för plåttyp Kartro M med storleken 102 x 152 mm. Plåtens huvudriktning ska vara parallell med väggens fiberriktning i ytterskiktet. Tabell 2.2-4 Egenskaper för förband med spikplåt. Brottgränstillstånd Bärförmåga R k (kn/spikplåt) Bruksgränstillstånd Styvhet k k (kn/mm och spikplåt) 19 16 1) 1) Styvhetsvärdet gäller upp till deformationen 1 mm. Väggelement där skarven mellan två delar utförs som limmade fog fås en mycket starka fog med små deformationer. Limning skall ske under väl dokumenterade former och skall utföras av utbildad personal. Vid limning på byggarbetsplatser kan epoxilimmer användas. Risk för låga temperaturer skall beaktas. Limförband överför last både längs och tvärs fogens längdriktning. Karakteristiska värden för beräkning av fogens bärförmåga framgår av tabell 2.1-4. Värden baseras på provningar för en fog i en treskiktsskiva (19+34+19 mm) och enligt bild 2.1-4. Fogen är utförd med epoxilim. Deformationer för beräkning i bruksgräns kan försummas. För andra dimensioner kontakta tillverkare.

25 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.2.1.2 Ljudisolering limmade väggar I nedanstående tabell redovisas värden på luftljudsisolering för enkla respektive dubbla limmade väggar. Värden inom parentes avser anpassningstermen C 50-3150. Tabell 2.2-5 Luftljudsisolering limmade väggar. Bild 2.2-6 Lägenhetsskiljande vägg med bärande massivträ. Väggtyp Tjocklek Luftspalt Tjocklek Rw (db) massivträ mellan väggar mineralull (mm) (mm) (mm) Enkel 65 31 ( 1) Enkel 105 34 ( 1) Dubbel 2 x 65 100 95 55 ( 3) Dubbel 2 x 105 100 95 58 ( 2) 2.2.2 Dimensionering av väggar Bärande väggar utsätts för vertikala laster i form av egenvikter, snölaster och nyttiga laster från ovanliggande bjälklag samt horisontella vindlaster. Vid utformningen av bärande vertikala trästommar måste man ta hänsyn till olika slags krav. Förutom att väggarna ska ta upp förekommande laster ska byggnadsdelarna anpassas till varandra. Monteringen ska vara enkel och rördragningar samt andra installationer ska kunna göras på ett smidigt sätt. Väggskivor och pelare påverkas av vertikallaster och moment från till exempel excentrisk last från bjälklag eller vindlast. Därför ska de dimensioneras som böjd och tryckt konstruktion. I de flesta fall sker deformationen i konstruktionens veka riktning och därmed kan reglerna för böjd och tryckt stång tillämpas. Dimensionering av tryckta massivträkonstruktioner kan göras enligt Boverkets konstruktionsregler, BKR eller Eurocode 5 såvida inte andra antaganden i särskilda fall kan visas vara riktigare. För de slanka väggskivorna är stabilitetsfallet ofta dimensionerande. Även upplagstryck i väggars ändar och mot syll och bjälklag måste kontrolleras. För att säkerställa att väggen belastas centriskt är många gånger en fräsning av väggändar gjord så att endast en andel, till exempel 1/3 eller 25 mm av fulla väggbredden nyttjas i upplaget, vilket ger förhöjda tryck. I väggen är belastning ofta mot ändträ som kan ta relativt stora tryck medan i syllar och bjälklag belastas trä vinkelrätt mot fibrerna. Vilket blir mer kritiskt. För exakta uppgifter om utförande av väggändar kontaktas tillverkare. Vid vindbelastning kan relativt stora lokala upplagstryck förekomma, mer om detta framgår av avsnitt 2.5.

26 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.2.2.1 Dimensionering Dimensionering av väggelement enligt denna handbok kan göras enligt två alternativ: 1. Dimensionering med hjälp av diagram 2. Dimensionering genom beräkning, som omfattar de vanligast förekommande lastfallen. Dimensionering med hjälp av diagram a) Bestäm dimensionerande laster i brottgränstillståndet Karakteristiska laster q k, Q k anges i BKR för olika lokaltyper och lastkombinationer. Dimensionerande vertikal last, F cd och horisontell last, q d beräknas inklusive formfaktorer och lastreduktionsvärden för det aktuella lastfallet. Vanligtvis erfordras ingen dimensionering i bruksgränstillståndet. b) Bestäm väggens knäcklängd, L k Vanligtvis kan rums- eller våningshöjden användas som knäcklängd med ett tillägg för undertakets tjocklek. c) Bestäm bärförmågan med hjälp av diagram Diagrammen är beräknade för mest kortvariga lasttyp B, klimatklass 0 och 1 och säkerhetsklass 3, samt att väggen belastas centriskt. För excentriskt belastade väggar görs ett tillägg till den horisontella lasten motsvarande det tillkommande momentet på grund av lastens excentricitet. Bärförmågan jämförs med dimensionerande vertikal last F cd. Dimensionering genom beräkning a) Bestäm dimensionerande laster Beräkning görs för alla dimensionerande lastfall Vertikal last: F cd = 1,0 G k + 1,3Q k + 1,0ψQk (exempel: lastfall 1, BKR och vertikal last huvudlast) Tranversallast: q d = 1,0ψW k (exempel: vindlast W k = μ q k A) b) Beräkna dimensionerande lasteffekter Dimensionerande normalkraft S cd = F cd Dimensionerande moment, q S md = d L 2 k 8 c) Beräkna dimensionerande bärförmåga för normalkraft, R cd Beräkna dimensionerande tryckhållfasthet, f cd där: f ck f ck κ f r cd = γ m γ n karakteristiskt värde för tryck parallellt fiberriktningen, se tabell 2.2-6.

27 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 κ r γ m γ n omräkningsfaktor enligt BKR partialkoefficient för materialvärden, enligt BKR partialkoefficient för säkerhetsklass, enligt BKR Bestämning av reduktionsfaktor κ c κ c = 1 k + k 2 λ 2 r k = 0,5 (1 + β (λ r 0,5) + λ r 2 ) β = 0,2 för spikade väggar, 0,1 för limmade väggar där: E RK λ r = λ π f ck E RK karakteristiskt värde för bärförmåga enligt tabell 4.2-10 samt 4.2-12 λ väggens slankhetstal = L k /i = 12 L k /t t väggens tjocklek Väggens dimensionerande bärförmåga för normalkraft R cd = f cd κ c A där: A f cd κ c väggens tvärsnittsarea dimensionerande tryckhållfasthet för tryck parallellt fiberriktningen reduktionsfaktor enligt ovan d) Beräkna dimensionerande bärförmåga för moment, R cmd Beräkna dimensionerande hållfasthet, f md f mk κ r fmd = γm κ n där: f ck κ r γ m γ n karakteristiskt värde för böjhållfasthet, se nedanstående tabell 2.2-6. omräkningsfaktor enligt BKR partialkoefficient för materialvärden, enligt BKR partialkoefficient för säkerhetsklass, enligt BKR Väggens dimensionerande bärförmåga för moment R md = f md Wκ c där: W böjmotstånd, W = bt 2 /6 f md dimensionerande böjhållfasthet reduktionsfaktor enligt ovan κ c

28 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 e) Kontroll av bärförmåga normalkraft och samtidig böjning För kontroll av bärförmågan vid samtidigt verkande horisontell och vertikal last tillämpas interaktionsformeln enligt nedan när λ > 27. R md S cd R cd 0,7 S md + 1,0 Limmade väggar Nedan presenteras data och diagram ur vilka väggars bärförmåga kan bestämmas. Tabellvärden och diagram gäller för belastning av väggen parallellt med ytskiktens fiberriktning. Värdena är framtagna med antagande om att medelvärde på elasticitetsmodul hos brädorna är 13 000 MPa vilket genom provningar visat sig rimligt för traditionella sidobrädor. Tabell 2.2-6 Hållfasthet och styvhet för limmade väggelement för beräkning i brottgränstillstånd. Väggtyp Brottgränstillstånd (MPa) E RK 1) f ck f mk MB57 8 750 9 8 MB75 7 600 7 6 MB85 6 060 7 6 MB95 7 980 8 7 1) E RK gäller för knäcklängder >2 m. Bild 2.2-7 Dimensionerande bärförmåga för vägg MB57 (3 x 19 mm) vid olika vägghöjder och utbredd horisontell last. Dimensionerande bärförmåga Rd (kn/m) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2,4 2,5 o kn/m 2 1,5 kn/m 2 3 kn/m 2 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 Vägghöjd, L k (m) Horisontell last, q d (kn/m 2 ) Säkerhetsklass 3 Kortvarigast last typ B Klimatklass 0,1 L k F cd q d

29 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Bild 2.2-8 Dimensionerande bärförmåga för vägg MB73 vid olika vägghöjder och utbredd horisontell last. Dimensionerande bärförmåga Rd (kn/m) 300 250 200 150 100 50 0 2,4 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 Vägghöjd, L k (m) Horisontell last, q d (kn/m 2 ) Säkerhetsklass 3 Kortvarigast last typ B Klimatklass 0,1 o kn/m 2 1,5 kn/m 2 3 kn/m 2 L k F cd q d Bild 2.2-9 Dimensionerande bärförmåga för vägg MB85 (19 x 47 x 19 mm) vid olika vägghöjder och utbredd horisontell last. Dimensionerande bärförmåga Rd (kn/m) 300 250 200 150 100 50 0 2,4 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 Vägghöjd, L k (m) Horisontell last, q d (kn/m 2 ) Säkerhetsklass 3 Kortvarigast last typ B Klimatklass 0,1 o kn/m 2 1,5 kn/m 2 3 kn/m 2 L k F cd q d Bild 2.2-10 Dimensionerande bärförmåga för vägg MB95 vid olika vägghöjder och utbredd horisontell last. Dimensionerande bärförmåga Rd (kn/m) 400 350 300 250 200 150 100 2,4 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 Vägghöjd, L k (m) Horisontell last, q d (kn/m 2 ) Säkerhetsklass 3 Kortvarigast last typ B Klimatklass 0,1 o kn/m 2 1,5 kn/m 2 3 kn/m 2 L k F cd q d

30 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Skivverkan Väggelement av massivträ lämpar sig väl för stabilisering av byggnader då de har hög styvhet och bärförmåga. I en byggnad överförs normalt laster från bjälklag till stabiliserande väggar. En hel vägg består av flera väggelement som är sammankopplade med vertikala och horisontala fogar. Normalt är fogar dimensionerade i en vägg, men i vissa fall är det också nödvändigt att räkna på spänningar och deformationer inom elementen. Väggelementen utsätts för en horisontell last i sitt plan som ger skjuvspänningar och skjuvdeformationer samt böjspänningar och böjdeformationer. Nedan redovisas formler och data för beräkningar hos väggpartier. Data för beräkning av bärförmåga och deformationer hos vertikala fogar hos spikade och limmade väggelement framgår av tabell 2.2-3 och 2.2-4. I kapitel 2.5 framgår också hur värdena används vid stabilitetsberäkning av en hel byggnad. Från den horisontella kraft som verkar på ett väggelement utan fogar kan skjuvspänning τ (N/mm 2 ) beräknas som τ = F b. t (1) skjuvdeformation δ skjuv (mm) beräknas som F h δ skjuv = F. h b. t. G (2) b δ skjuv Symbol Beskrivning Enhet F Kraft (N) δ skuv Horisontell förskjutning p.g.a skjuvning (mm) h Höjd väggelement (mm) t Tjocklek vägg (mm) B Bredd väggelement (mm) G Skjuvmodul för stabilitetsberäkning (N/mm 2 )

31 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Från den horisontella lasten F som verkar på ett väggelement utan fogar kan max böjspänning σ (N/mm 2 ) som uppträder vid väggens nedre inspänning beräknas enligt σ = M W = F. (3) h 1. 1 t. b 2 6 böjdeformationen δ böj (mm) beräknas enligt F h δ böj = F. h 3 3. E. I (4) b δ böj Symbol Beskrivning Enhet F Horisontell last (N) δ böj Horisontell förskjutning från böjning (mm) E Elasticitetsmodul (N/mm 2 ) h Höjd vägg (mm) t Tjocklek vägg (mm) b Bredd vägg (mm)

- 32 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Från den horisontella lasten F som verkar på ett väggparti med vertikala fogar kan de i fogen vertikala krafterna F v och deformationerna δ fog beräknas enligt nedan. F h v = F. b (5) F δ fog = γ. h = y. h b (6) h b δ fog där Δy är förskjutningen i fogens längdriktning vilken kan beräknas som F v y = k k (7) där k k är fogförbandets styvhet. Fogförbands styvhet framgår av tabell 2.1-3 och 2.2-3 och 2.2-4. Symbol Beskrivning Enhet F Horisontell last (N) F v Vertikal kraft i fog (N/mm 2 ) δ fog Horisontell förskjutning p.g.a deform i fogar (mm) Δy Vertikal förskjutning i fog (mm 2 ) h Höjd vägg (mm) b Bredd vägg (mm) k k Styvhet fogförband (mm) γ Snedställningsvinkel (rad) Den totala horisontella förskjutningen för ett väggparti kan beräknas som summan av de olika deldeformationerna enligt formel (8). δ total = δ skjuv + δ böj + δ fog (8) - I ovanstående uppskattning av horisontella förskjutningen tas ingen hänsyn till de förskjutningar som finns i de horisontella förbanden. Detta behandlas i kapitel 2.5.7, Horisontella deformationer. Nedan anges de materialparametrar som behövs för beräkning av spänningar och deformationer. Angivna värden är företagsspecifik.

33 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Limmade väggar Tabell 2.2-7 Karakteristiska värden för limmade element vid kontroll av skivverkan i brottgräns. Element som balk Skivtyp Skjuvspänning Böjspänning f vk f mk (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) MB57 2 8 MB73 2 5,6 MB89 2 5,9 MB95 2 7,2 Tabell 2.2-8 Karakteristiska värden för limmade element vid kontroll av skivverkan i bruksgräns. Skivtyp Skjuvmodul Elasticitetsmodul G k E k (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) - MB57 500 8 700 MB73 500 6 700 MB89 500 6 400 MB95 500 7 800

34 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.3 Pelar-balkstommar Det vertikala bärverket i en byggnad kan utgöras av bärande väggar eller av pelare och balkar. Att utnyttja väggarna som lastbärande byggnadsdelar ger ofta den billigaste lösningen. Pelar-balksystem utnyttjas främst när man eftersträvar stora öppna golvytor inne i en byggnad eller då fasaderna har stora öppningar. I byggnader med bjälklag av massivträ kan pelare och balkar vara utförda av stål eller trä och även av betong. Pelar-balkstommar är gynnsamma ur ljudsynpunkt. Med bärande pelare i stället för bärande väggar minskas flanktransmissionen av ljud mellan våningarna avsevärt. Ljudöverföring via icke bärande väggar eller installationer måste dock uppmärksammas. Bild 2.3-1 Stomme med bärande pelare av trä och stålbalkar.

35 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.3.1 Systemuppbyggnad Horisontella laster på pelar-balkstommen överförs i de flesta fall till grunden via fackverk eller väggskivor. De bör placeras så att de inte stör planlösningen, exempelvis vid trapphus eller i fasad. I horisontalled kan massivträbjälklaget i regel utnyttjas som styv skiva. Svikten blir ofta dimensionerande för bjälklag på balkar. För att undvika besvärande svikt bör balkar och bjälklagsplattor dimensioneras så att egenfrekvensen för bjälklaget inte understiger 8 Hz. Vid små spännvidder kan balkarna hängas upp mellan pelarna som utförs genomgående i flera våningar. Med momentstyva knutpunkter och tillräckligt styva pelare och balkar kan man även utnyttja ramverkan för stabilisering av byggnaden. Vid utformning av det vertikala bärverket ska man se till att de olika delarnas deformationsegenskaper blir så lika som möjligt. När vissa delar av stommen exempelvis trapphus av betong eller stabiliserande fackverk av stål kombineras med en bärande trästomme, ska man vara uppmärksam på de olika egenskaperna hos de ingående komponenterna. Viktigt är att man inte bygger in element som vid belastning eller vid ändring av fuktinnehållet kan krympa i vertikalled. Vinkelrätt mot fiberriktningen är träets bärförmåga låg och krympningen stor när fuktkvoten sjunker. Därför ska man, när man bygger in bärande komponenter som belastas vinkelrätt mot fibrerna, se till att träets fuktkvot svarar mot det slutliga tillståndet i byggnaden. 2.3.2 Balkar Bild 2.3-2 Plattbjälklag upplagt på stålbalk och limträpelare. I regel vill man utnyttja kontinuerliga bjälklag och då är man hänvisad till att placera balkarna under bjälklaget. För att bjälklagets konstruktionshöjd inte ska bli för stor, är bredflänsbalkar av stål det närmast liggande alternativet. Pelare av trä tillsammans med balkar av stål har visat sig vara en användbar kombination. Hattbalkar ger mindre konstruktionshöjd, men bjälklagsplattan kan då inte utföras kontinuerlig. Fackverksbalkar kostar mer, men de har fördelen att de utan extra åtgärder medger dragning av installationer genom balklivet. Limträbalkar kan användas när konstruktionshöjden så medger. De kan tillverkas med stor bredd och motsvarande mindre höjd, dock till en högre kostnad än för balkar med vanliga dimensioner. När träbalkarna utförs kontinuerliga med rumshöga pelare, kan bärförmågan vinkelrätt mot fibrerna ofta bli dimensionerande för storleken på kontaktytan mellan pelare och balk. Om balken skulle krympa i höjdled måste leveransfuktkvoten svara mot sluttillståndet i byggnaden. Detta för att undvika sättningar i stommen. Sättningar vid genomgående balkar kan undvikas med tvärarmering eller genom att pelarlasterna förs mellan våningarna via inlimmade bultar eller armeringsstänger. De förs då genom hål i balkarna eller bjälklaget. Vid monteringen injiceras epoxi kring bultarna.

36 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.3.3 Pelare Bild 2.3.3 Limträpelare skarvas ovanför bjälklaget med dymingsförband. Pelare av limträ har hög bärförmåga vid förhållandevis små tvärsnitt, eftersom de av brandtekniska skäl oftast inte behöver kläs in. Trä belastat i fiberriktningen deformeras inte märkbart mer under last än motsvarande pelare av stål eller betong. Dålig anliggning vid anslutningar kan dock orsaka deformationer. För att undvika torksprickor i grova tvärsnitt av trä i torra lokaler är det viktigt att fuktkvoten vid leverans inte är för hög. Dessutom att man undviker alltför snabb uttorkning. Till följd av träets låga värmeledningsförmåga kan träpelare enkelt gömmas i en yttervägg. Pelare och balkar av stål ges nödvändigt brandmotstånd genom att kläs in med exempelvis gipsskivor eller trä eller byggas in i väggar och bjälklag.

37 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.4 Knutpunkter (anslutningar) Med knutpunkter avses anslutningar mellan komponenter som vägg mot grund, vägg, bjälklag och takstol. Knutpunkter ska uppfylla krav på ljudisolering, brandmotstånd, lufttäthet, bärförmåga, monterbarhet med mera. Kraven varierar bland annat beroende på byggnadstyp och byggnadens storlek. Det finns ett antal olika komponenter, till exempel bjälklagstyper såsom kassettbjälklag och plattbjälklag samt olika väggtyper som regelvägg eller massivträvägg. Detta gör att vi har en mängd kombinationer av knutpunktsutföranden. I det här avsnittet redovisas olika principiella utföranden och olika leverantörer kan ha något skilda lösningar. I avsnitt 2.4.7 redovisas även detaljlösningar. 2.4.1 Vägg mot grund Bild 2.4-1 Prefabricerad yttervägg i massivträ mot betongplatta. Bild 2.4-1 visar anslutning mellan betongplatta och yttervägg i massivträ. Väggen kan vara platsbyggd eller prefabricerad. När väggen platsbyggs levereras ett rent massivträelement som förses med isolering, tätskikt, fasad, fönster och dörrar på byggplatsen. När väggen är prefabricerad kan dessa delar ingå i ementet i varierande omfattning. Mot betongplattan monteras en styrlist och i massivträväggens nedre del har urfräsning gjorts för styrlisten. Väggen kan efter placering över styrlisten fästas i listen med träskruv. Princip för styrlist och infästning framgår av bild 2.4-19. Samtliga ytor mot betong skall förses med tätningar. I anslutningen mellan vägg och grund råder normalt de högsta tväroch lyftkrafterna. För att uppfylla kraven på bärförmåga och täthet i anslutningen, är det viktigt att grunden görs med små måttoleranser. Med små måttoleranser på grunden blir montagearbetet med massivträkomponenter också effektivare.

38 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 4.4.1.2.eps I bild 2.4-2 visas anslutning för lägenhetsskiljande vägg i massivträ. Anslutningen görs motsvarande som för ytterväggen. Detaljlösning på utförandet framgår av bild 2.4-19. Den lägenhetsskiljande väggen kan levereras med både massivträelementen och isolering som ett komplett paket. Massivträelementen är då förbundna med transportsäkringar som måste avlägsnas vid montage. 2.4.2 Vägg mot vägg Bild 2.4-2 Lägenhetsskiljande massivträvägg mot betongplatta. 4.4.2.2.eps Bild 2.4-4 Utåtgående hörn yttervägg. Bild 2.4-3 Rak väggfog hos ren massivträvägg. 4.4.2.3.eps Bild 2.4-5 Inåtgående hörn yttervägg. Väggar kommer i block vid leverans till byggplatsen. Elementen fogas samman till sammanhängande enheter med raka elementfogar eller i hörnförband. I nedanstående bilder visas exempel på hur väggar kan anslutas till varandra. Bild 2.4-3 visar två olika typer av raka elementfogar. Den vänstra har en plywoodremsa lagd i frästa spår. Plywoodremsan skruvas inifrån och täcks sedan med ytterligare en trälist som limmas. För att uppnå lufttäthet i fogen placeras tätremsa på ena väggens kantsida innanför plywoodremsan. Den högra figuren visar en fog med en träfjäder av plywood som placeras i spår i massivträväggens kanter. Träfjädern placeras i spåret innan väggarna skjuts ihop eller slås ned uppifrån, sedan väggarna ställts i rätt läge. Skruvning kan göras från insidan. Lufttäthet får man genom tejpning, gummilist eller fogmassa. Ytterligare beskrivning av raka elementfogars utförande finns i kapitel 2.2 Massivväggar. För utåtgående hörn kan en lösning enligt 2.4-4 användas. Väggarna kan vara kompletta med värmeisolering och fasadpanel vid montage. Infästning av hörn görs från insida med skruvning genom en trälist som är infäst i den andra väggen. Skruvar med borrspets eller förborrning rekommenderas för att undvika sprickbildning vid infästning. För inåtgående hörn kan anslutningen utformas enligt bild 2.4-5. Tätningslist placeras där massivträväggarna möter varandra och skruvning görs från insidan. Skruvning i ändträ ska undvikas varför skruvar monteras snett i förhållande till fiberriktningen.

39 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.4.3 Plattbjälklag bostäder Bild 2.4-6 Yttervägg i massivträ, fribärande undertakskassetter. I bostadshus är ljudisoleringskraven höga. Detta gör att utformningen av anslutningen mellan bjälklag och vägg i underliggande våning är en viktig del. Med en bra utformning av denna anslutning kan ljudöverföring från bjälklag via anslutningen till vägg i underliggande lägenhet (flanktransmission) minskas till acceptabla nivåer. Vertikal ljudisolering genom bjälklaget kan klaras med fribärande undertak, se bilder 2.4-6 2.4-10. Bild 2.4-6 visar ett bjälklag upplagt på en bärande yttervägg i massivträ. Ytterväggen består inifrån räknat av en flerskiktsskiva av massivträ, värmeisolering av exempelvis mineralull och en fasadpanel av trä. Vid massivträväggens överkant är en spärr mot flanktransmission anbringad. Det fribärande undertaket är förtillverkat med bärande lättbalkar och ljudabsorberande mineralull. Undertaket läggs upp på en list vid massivträväggens övre del. Undertaket monteras med fördel före bjälklagsplattan. Bjälklagsplattan skruvas till ljudspärrens övre del genom förborrade hål. Skruvarna får inte tränga fram genom den elastiska listen till ljudspärrens nedre del. Väggen på övervåningen monteras på styrlist som säkrar väggens placering samt att väggen belastas centriskt. Det visade utförandet kan tillämpas vid krav på ljudklass B. På väggens insida kan exempelvis en gipsskiva monteras för att öka brandsäkerheten eller när man inte vill visa träytan. Utförandet för en knutpunkt med en massivträvägg som är parallell med bjälklagets bärriktning ser ut på motsvarande sätt. Följande bilder 2.4-7 och 2.4-8 visar plattbjälklag på bärande lägenhetsskiljande massivträvägg respektive bärande innervägg i massivträ. Utförandet är i övrigt detsamma som för bild 2.4-6. Bild 2.4-7 Lägenhetsskiljande massivträvägg, fribärande undertakskassetter. Bild 2.4-8 Bärande innervägg i massivträ, fribärande undertakskassetter.

40 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Bild 2.4-9 Regelyttervägg, fribärande undertakskassetter. Bild 2.4-10 Lägenhetsskiljande regelvägg, fribärande undertakskassetter. I bilderna 2.4-9 och 2.4-10 visas knutpunkt med bjälklag mot bärande regelyttervägg och lägenhetsskiljande regelvägg. Det som skiljer dessa knutpunkter med regelvägg mot massivträväggar, är endast själva väggens uppbyggnad och dess montage. Regelväggarna kan med fördel vara prefabricerade. I väggens överkant sitter en ljudspärr som också kan fungera som hammarband. Bjälklaget skruvas fast uppifrån via förborrade hål. Skruvarna dras ner i ljudspärrens övre del och får inte tränga igenom den elastiska listen till ljudspärrens nedre del. Regelväggens nedre del placeras över en byggplatsmonterad syll och fästs till bjälklaget. 2.4.4 Kassettbjälklag bostäder I bostadshus är ljudisoleringskraven höga. Detta gör att utformningen av anslutningen mellan bjälklag och vägg i underliggande våning är en viktig del. Med en bra utformning av denna anslutning kan ljudöverföring från bjälklag via anslutningen till vägg i underliggande lägenhet (flanktransmission) minskas till acceptabla nivåer. Vertikal ljudisolering genom bjälklaget kan klaras med fribärande undertak. Nedanstående bilder visar ett antal olika lösningar med kassettbjälklag, massivträväggar och regelväggar som är lämpliga för bostäder.

41 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 I bild 2.4-11 visas ett kassettbjälklag av modell MBK3 upplagt på en bärande yttervägg i massivträ. Massivträväggen har i överkant en ljudspärr som minskar ljudöverföringen i knutpunkten. Undertaket är fribärande och utgörs av reglar på högkant som ligger inne i kassettbjälklaget. Till reglarna monteras en glespanel vilket normalt görs på byggplatsen. Kassettbjälklagen klarar spännvidder upp till 12 meter. Genom att nyttja innerväggarna och därmed minska spännvidder för undertaket, kan reglarnas dimensioner minimeras. Infästning av bjälklaget görs genom skruvning uppifrån ner i ljudspärrens övre del. Massivträväggens nedre del ansluts till bjälklaget via en styrlist som monterats på byggplatsen. Bild 2.4-11 Bärande yttervägg i massivträ vinkelrätt mot bärriktning, fribärande undertak. Bild 2.4-12 Yttervägg i massivträ parallellt bärriktningen, fribärande undertak. Väggar i massivträ kan också förekomma som bärande och stabiliserande innerväggar. Bild 2.4-13 visar lämpligt utförande på anslutning mellan bärande innervägg av massivträ och kassettbjälklag MBK3. I bild 2.4-14 visas lämpligt utförande på anslutning mellan bärande innervägg i massivträ som löper parallellt med bjälklagets bärriktning. Bjälklag bör anpassas så att dess ena balkliv är mitt för den bärande väggen. Bild 2.4-13 Bärande innervägg vinkelrätt mot bärriktning, fribärande undertak.

42 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.4.5 Plattbjälklag och kassettbjälklag i kontor och skolor I kontor och skolor är ljudkraven lägre än i bostäder, varför de lösningar som redovisats för bostäder från ljudsynpunkt också kan användas i kontor och skolor. Kontor och skolor karakteriseras dock av långa spännvidder, stora fria ytor och utrymmeskrävande installationer. Det gör att bostadslösningarna med fribärande undertak ofta inte kan tillämpas. I stället lämpar sig vekt infästa gipsundertak eller nedpendlade lätta öppningsbara undertak. Dessa undertakstyper ger generellt något sämre ljudisolering, dock kan kraven för kontor och skolor uppnås. Ljudisolering för olika kombinationer av bjälklag och undertak framgår av kapitel 2.1 Bjälklag. Typer av undertak beskrivs också i kapitel 1 Byggsystem. Med de lägre ljudkraven i kontor och skolor kan också ett enklare utförande väljas för anslutningen mellan bjälklag och underliggande vägg. För kontor och skolor kan det vara tillräckligt med en trälist i stället för en ljudspärr med gummilist. För regelväggar kan alternativet med fristående regelvägg användas för att förbättra ljudisolering i knutpunkten. Bild 2.4-15 visar en generell uppbyggnad av plattbjälklag med lätt undertak upplagt på regelvägg med träfasad. Ljudisoleringen påverkas av plattjocklek, väggens styvhet, undertakstyp, upplagets utförande med mera. Infästning av bjälklag kan göras genom skruvning uppifrån ner i hammarbandet på underliggande vägg. Väggens nedre del fästs till bjälklaget genom skruvning. Mellan bjälklag och väggars överände respektive nedre ände monteras tätningsremsor. Lätta undertak monteras vanligtvis på plats efter att installationer monterats. Bild 2.4-16 visar principiell lösning för kassettbjälklag modell MBK3 med lätt undertak upplagt på regelvägg. Ingen ljudspärr med gummilist är här inritad. I de flesta fall kan det räcka med en trälist som ger centrisk belastning på väggen för att ljudisoleringen i knutpunkten ska vara tillräcklig i kontor och skolor. Bild 2.4-15 Plattbjälklag med lätt undertak upplagt på regelvägg.

43 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Bild 2.4-16 Kassettbjälklag MBK3 mot regelyttervägg och med lätt undertak. 2.4.6 Takstol på massivträvägg Takstolen fästs till massivträväggen med vinkelbeslag, gaffelankare eller skråskruvning direkt ner i massivträväggen. Dimensionering av förbandet kan göras enligt BKR eller motsvarande. Upplagstrycket mellan takstol och massivträväggen kan bli ganska stort då massivträväggen har relativt liten tjocklek och takstolens underram normalt endast är 45 mm reglar. För att begränsa upplagstrycket kan takstolen byggas på med reglar enligt bild 2.4-17. Påbyggnadsklossar bör skruvas eller spiklimmas med konstruktionsgodkänt lim. 4.4.6.1.eps Bild 2.4-17 Takstol mot massivvägg.

44 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.4.7 Detaljlösningar Här beskrivs hur knutpunkter ansluts till varandra på en mer detaljerad nivå. Till exempel hur infästningar mellan bjälklag och vägg kan göras och vilken last förbandet tål. Nödvändig bärförmåga hos knutpunkter mellan massivträkomponenter är cirka 10 kn/m vilket krävs för att uppfylla krav på fortskridande ras. Bärförmågan gäller både för skjuv- och normalkrafter. Även större lokala tryck och dragkrafter kan förekomma orsakad av till exempel vindlast. Anslutning av massivträvägg mot grund kan göras via en syllregel som fästs till betongplattan med expanderbult eller skruv och plugg. Två viktiga krav på anslutningen är lufttäthet och bärförmåga. För att klara krav på lufttäthet samt att förhindra fuktupptagning från betongplatta till trä, placeras en kapillärbrytande tätning mellan betongplatta och syllregel samt 4.4.7.2 mellan betongplatta alt 1.epsoch massivträvägg. I bild 2.4-18 visas anslutning mellan betongplatta och lägenhetsskiljande massivträvägg. Syllreglarna fixeras med vertikala fästdon av typ expanderbult eller likvärdigt. För att klara lyftkrafter krävs tillräcklig förankring i betongplatta samt tillräcklig gänglängd i syllregel, eller tillräckligt stor kontaktyta mellan syllregel och skruvskalle. Genom att använda kraftiga brickor mellan skruvskalle och syllregel kan stora lyftkrafter tas om hand. Dimensionering av syllregelns infästning kan göras enligt gängse metoder. Massivträväggen fästs till syllreglar via horisontellt monterade skruvar av typ SFS WT-T 6,5 x 130 mm. Skruvarna ska överföra lyftkrafter som då tvärbelastar skruven och skjuvkrafter som tvärbelastar och dragbelastar skruven. I nedanstående tabell 2.4-1 redovisas vilka krafter som skruven kan överföra. Gängse krav enligt BKR eller motsvarande normer gällande avstånd mellan skruv och virkeskant tillämpas. Skjutspik, expanderbult eller likvärdigt SFS WT-T 6,5 x 130 mm. Syllregel, t.ex. 60 x 60 eller 45 x 70 mm på högkant Sylltätning under syllregel och massivträvägg Bild 2.4-18 Principfigur för anslutning av lägenhetsskiljande massivträvägg mot betongplatta.

45 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Tabell 2.4-1 Karakteristiska värden på bärförmåga hos skruvförband med skruvtyp SFS WT-T 6,5 x 130. Skruven är dubbelgängad. Det förutsätts att hela längden av vardera gängan är i ingrepp. Tvärbelastad skruv (kn) Dragbelastad skruv (kn) 2,4 3,25 1) 1) Värde erhållet från producenten SFS intec AB. Anslutning av massivträvägg mot plattbjälklag respektive mot kassettbjälklag görs principiellt på samma sätt. De båda lösningarna presenteras i bild 2.4-19 respektive 2.4-20. Den underliggande väggen monteras först och i de fall som ljudspärr behövs ingår den normalt som en del i väggen vid leverans. Bjälklaget fästs till den underliggande väggen genom skruvning rakt uppifrån med SFS skruv WT-T 6,5 x 130 mm. Den övre väggens nederdel fästs till bjälklaget genom skråskruvning i cirka 35 graders vinkel med skruvtyp SFS WT-T 6,5 x 130 mm. Innan den övre väggen monteras ska dock en 45 x 45 mm stödlist monteras. Stödlisten har två funktioner, dels fungera som en styrning och stöd vid montering och dels att ta upp den tvärkraft som uppstår när skruven vill böja sig p.g.a. lyftkraften. Skruven ska monteras 65 mm ovanför väggens nederkant och i cirka 35 graders vinkel ner i bjälklaget. Skruven ska dras så att skallen just är innanför väggens yta. Vid synlig träyta kan skruvhålet sedan spacklas igen om inte golvsocklar högre än 65 mm används. För att anslutningen ska bli tät bör en tätremsa av till exempel cellplast eller likvärdigt monteras på väggens undersida. Tätremsan bör vara cirka 30 mm bred och placeras mitt över väggens tjocklekscentrum för att väggen ska belastas centriskt. Det är bra för både ljud- och bärförmåga. I de fall diffusionsspärr i form av exempelvis plastfolie används bör den förläggas på massivträväggens baksida. Vid montage viks den folie som Skruv SFS WT-T 6,5 x 130 mm, monterad 65 mm ovanför väggens nederkant i ca 35 graders vinkel i förhållande till vertikallinjen Skruv SFS WT-T 6,5 x 130 mm, monterad 65 mm ovanför väggens nederkant i ca 35 graders vinkel i förhållande till vertikallinjen Tätremsa Tätremsa Bild 2.4-19 Anslutning mellan massivträväggar och plattbjälklag. Bild 2.4-20 Massivträväggar mot kassettbjälklag.

46 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 hör till underliggande vägg inåt på bjälklagets översida. Folien som hör till den övre väggen bör från fabrik vara invikt och fasthäftad på den väggens undersida. Den övre väggen ställs sedan på bjälklaget och tätningsremsan på väggens undersida ger lufttäthet. För dimensionering av anslutning mellan massivträväggens nedre del mot bjälklag kan värden i tabell 2.4-1 användas eftersom skruven belastas med rent drag eller ren tvärbelastning. För dimensionering av anslutningar av massivträväggens övre del mot bjälklag och ingen ljudlist kan dimensioneringsvärden för SFS WT-T 6,5 x 130 mm enligt tabell 2.4.-2 användas. Tabell 2.4-2 Karakteristiska värden på bärförmåga för anslutning av en massivträväggs nedre del mot massivträbjälklag med skruvtyp SFS WT-T 6,5 x 130 mm. Skruven är dubbelgängad. Det förutsätts att hela längden av vardera gängan är i ingrepp. Tvärbelastad skruv (kn) Dragbelastad skruv (kn) 2,4 3,2 1) 1) Värde baserat på provningar. Bild 2.4-21 Regelväggar mot plattbjälklag. Bild 2.4-22 Exempel på beslag mellan bjälklag. När det gäller regelväggar är anslutningen principiellt lika för både plattbjälklag och kassettbjälklag. Anslutningen av regelväggars övre del med ljudspärr kan göras på samma sätt som för massivträväggar med ljudspärr. Anslutningen av regelväggs nedre del mot bjälklag skiljer sig dock något och kan göras enligt bild 2.4-21. Regelväggarna på bilden ska betraktas som prefabricerade. Först reses, strävas och fästs underliggande vägg. Därefter monteras och fästs bjälklaget till den underliggande väggen, vilket kan göras på samma sätt som för anslutning mot massivträvägg beskrivet ovan. Vid montage av övre väggens nedre del inleds arbetet med att skruva en syllplanka med sylltätning mot bjälklaget. Infästningen av syllplankan dimensioneras enligt gängse metoder. För att klara lyftkrafter kan helgängade skruvar användas eller rejäla brickor. När syllplankan är på plats kan väggen ställas på plats och strävas upp och fästas i den nedre änden. Infästningen görs genom horisontell skruvning genom vägg till syllplanka från insida. Infästningen ska klara lyftkrafter och skjuvkrafter. Dimensionering av infästningen görs enligt BKR eller motsvarande dimensioneringshjälpmedel. Den plastfolie som finns mellan gips och isolering i regelväggen ska från fabrik vara invikt och fasthäftad. En tätremsa ska finnas på väggens undersida som kläms mot syllplankans översida. Till bostäder med stora tvär och dragkrafter i anslutningen mellan övre del av bärande vägg och bjälklag krävs specialbeslag enligt bild 4.4-22. Vid beräkning av mothållande tvärkrafter i anslutning mellan bjälklag och vägg i bruksgränsskedet kan förutom det mekaniska beslagets kapacitet även ljudlistens kapacitet tillgodoräknas om ej deformationen överstiger 2 3 mm. Det ger för ljudlist av typen Sylodyn NF ett extra tillskott på ca 2 kn per meter vägg/m. Detta gäller även vid belastning tvärs ljudlisten. Vid beräkning i brottlastskedet bör inte ljudlistens kapacitet tillgodoräknas på grund av stora deformationer och listens friktion mot träytan ej kan säkerställas. I princip används två typer av beslag, beslag som tar både tvär- och draglast och beslag för enbart draglast. För kapaciteter kontakta leverantör.

47 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5 Stomstabilitet Med stomstabilitet avses stommens förmåga att motstå horisontella laster. För lätta byggsystem, som massivträstommar eller träregelstommar, påverkas denna förmåga i stor utsträckning också av de vertikala laster som verkar på byggnaden. Det stabiliserande systemet i massivträbyggnader är oftast en integrerad del av det vertikalt bärande systemet och byggsystemet i sin helhet. Det är därför viktigt att på ett tidigt stadium identifiera hur de horisontella lasterna ska föras ned till grunden via bjälklag och väggar eftersom detta kommer att påverka utformningen av hela byggsystemet. Vid en dimensionering av stomstabilitet behandlas såväl enskilda byggdelar, exempelvis väggar och bjälklag, som samverkan mellan dessa byggdelar då de kopplas samman med hjälp av olika förband. I detta kapitel behandlas stabilisering genom skivverkan i väggar och bjälklag, det vill säga stabiliserande system som utgörs av horisontella och vertikala skivor sammankopplade till ett tredimensionellt system genom olika former av infästningar och förankringar. Detta förfaringssätt lämpar sig för stomsystem med bjälklag och väggar av massivträ, eller för stommar med massivträbjälklag och konventionella träregelväggar. Övriga lösningar med massivträelement, till exempel massivträbjälklag i kombination med balk-pelarstomme i stål eller trä stabiliseras oftast som konventionella balk-pelarstommar med kryssförband. Dimensioneringsprinciperna i följande avsnitt behandlar huvudsakligen bärförmågan i brottgränstillståndet. Det kan dock förekomma lastfall som beräkningsprinciperna i detta kapitel ej redovisar, till exempel brandlastfall. Deformationer i bruksgränstillståndet behandlas översiktligt för väggar och sammansatta stomsystem. Deformationer i bjälklag behandlas ej i detta kapitel. Beräkningsprinciper för deformationer i bjälklags- och väggelement redovisas i kapitel 2.1 respektive kapitel 2.2.

48 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 F vind B/6 G Kärngräns e B Bild 2.5-1 Kontroll mot stjälpning. 2.5.1 Stjälpning och glidning Den horisontella lasten på en byggnad kommer att ge upphov till såväl horisontella som vertikala grundreaktioner eftersom resultanten av den horisontella lasten angriper en bit upp i byggnaden. Byggnaden i sin helhet måste således kontrolleras både för ett stjälpande moment och för en horisontell grundreaktion. Vid kontroll av stjälpning och glidning betraktas vanligtvis byggnaden inklusive bottenplattan som en sammanhängande enhet. Avseende stjälpning kontrolleras om byggnadens egentyngd är tillräcklig för att motverka det stjälpande moment som den horisontella lasten ger upphov till, eller om det finns behov av förankringar ner i undergrunden. En överslagsmässig kontroll för att bedöma om säkerheten mot stjälpning kan anses vara betryggande är att undersöka om lastresultanten av den vertikala grundreaktionen hamnar inom byggnadens kärngräns eller ej. Byggnadens kärna anses i detta fall ligga inom en sjättedel av byggnadens bredd från centrumlinjen räknat, se bild 2.5-1. Utöver denna kontroll måste givetvis även grundens bärförmåga kontrolleras enligt gängse dimensioneringsprinciper. Om egentyngden av byggnad och bottenplatta inte ger ett tillräckligt mothåll mot stjälpning måste byggnadens utformning ändras genom att öka egentyngden och/eller ändra dess fördelning. Det är i detta avseende enklast att ändra enbart bottenplattans utformning. En sista utväg kan vara att förankra bottenplattan ner i undergrunden. Enligt Boverkets Konstruktionsregler (BKR) får högst 85 procent av egentyngden tillgodoräknas i det fall att tyngden av byggnadsdelar är gynnsam för konstruktionens säkerhet, t.ex. vid glidning och stjälpning (lastkombination 2 enligt BKR). Kriteriet för att säkerheten mot glidning ska anses vara betryggande är att den skjuvspänning som behöver överföras mellan undergrund och grundplattan inte överstiger den skjuvhållfasthet som bestäms av jordens odränerade skjuvhållfasthet vid grundläggning på kohesionsjord eller materialets inre friktionsvinkel vid grundläggning på friktionsjord. För kohesionsjordar bestäms tillåten skjuvspänning av sambandet: H τ = A eff c ud γ Rd H = horisontell lastkomposant A eff = b eff l eff = plattans effektiva yta c ud = jordens odränerade dimensionerande skjuvhållfasthet γ Rd = partialkoefficient som beaktar osäkerheten i beräkningsmodellen För friktionsjordar bestäms tillåten skjuvspänning av sambandet: τ = σ tan φ a σ = kontakttryck av vertikal last φ a = mobiliserbar inre friktionsvinkel φ a φ d φ 2 d =. φ k = materialets dimensionerande inre friktionsvinkel 3

49 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5.2 Skivverkan För att säkerställa att de horisontella lasterna kan tas ned till grunden måste samtliga stabiliserande väggar, bjälklag och förband i det stabiliserande systemet dimensioneras för denna last. I detta avsnitt redovisas hur påkänningen på komponentnivån beräknas med utgångspunkt från belastningen på en hel byggnad. Bärförmågan för respektive komponent redovisas i kapitel 2.1.1 Plattbjälklag, 2.1.2 Kassettbjälklag, 2.2.3 Dimensionering av väggar och 2.4.7 Detaljlösningar. Normalt beräknas stomstabiliteten i byggnadens två huvudriktningar var för sig. De horisontella laster som bör beaktas är vindlaster och horisontalkrafter på grund av snedställning av vertikalt bärande väggar. Vindlasterna överförs till bjälklagen via väggarna på lovart- och läsidan av byggnaden. Horisontallasten överförs därefter via bjälklagsskivorna till de stabiliserande väggskivorna, se bild 2.5-2. Bild 2.5-2 Principskiss på lastöverföring i en byggnad som stabiliseras med skivverkan. I de flesta fall krävs även några stabiliserande väggskivor i byggnadens inre. Hur fördelningen av laster mellan väggarna ska beräknas i detta fall beror på relationen mellan bjälklagets och väggarnas styvhet. Bjälklagsskivan kan normalt betraktas som helt styv jämfört med väggarna, varvid fördelningen av laster mellan väggarna beror på läge och styvhet hos respektive väggskiva. Bjälklag som är sammanfogade med enbart spikning bör dock i vissa fall betraktas som veka. Exempelvis kan stomsystem med limmade massivträväggar och spikade bjälklag utan spännstag vara ett fall då bjälklagen bör betraktas som veka. I ett stabiliserande system av detta slag fördelas lasten mellan väggarna utifrån enbart deras läge i byggnaden. Om byggnaden är osymmetrisk med avseende på de stabiliserande väggarnas läge och styvhet, kan väggskivorna i byggnadens andra riktning tas med i stabilitetsberäkningen för att ta upp den vridning av bjälklagsskivan som då uppstår, se bild 2.5-3.

50 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 = = Bild 2.5-3 Principskiss på lastöverföring i en osymmetrisk byggnad. Den horisontalkraft som väggar och bjälklag ska motstå vid stabilisering av flervåningsbyggnader kan beräknas i enlighet med principerna i bild 2.5-4 nedan. Respektive bjälklag tar upp vindlast från halva våningen under och halva ovanför. Om vindlasten antas vara konstant över höjden kommer således samtliga bjälklag (med undantag för vindsbjälklag och bottenbjälklag) att belastas av lika stora skjuvkrafter. Tvärkraften i väggskivorna kommer dock att öka längre ned i byggnaden eftersom den horisontella lasten adderas våning för våning. De laster som beskrivs i bilden ska fördelas mellan de stabiliserande väggarna inom respektive våningsplan. Lastfördelning Last på bjälklag Last på väggar Last på grund D H D H D D C H C H C + H D C B H B H B + H C + H D B A H A H A + H B + H C + H D Bild 2.5-4 Påkänning på bjälklagsskivor, väggskivor och grund i en flervåningsbyggnad.

51 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Horisontalkrafterna på grund av snedställning av vertikalt bärande väggar överförs på liknande sätt via bjälklagen till de stabiliserande väggarna. Vid kontrollen av det stabiliserande systemet i respektive huvudriktning omvandlas snedställningskrafterna lämpligen till en ekvivalent horisontell linjelast längs bjälklagskanterna och adderas således till vindlasterna på respektive bjälklag, se exempel i avsnitt 2.5.8. För att de krafter som räknats fram verkligen ska kunna överföras mellan väggar och bjälklag enligt den antagna kraftfördelningen måste även knutpunkterna dimensioneras så att den horisontella skjuvkraften mellan väggar och bjälklag kan överföras, se avsnitt 2.5.3. Den totala horisontella lasten kommer även att ge upphov till vertikala reaktionskrafter som måste överföras mellan väggar på olika våningar över bjälklagen ner till grunden, vilket beskrivs utförligare i avsnitt 2.5.4 och 2.5.5. Sammanfattningsvis är beräkningsgången för skivverkan: 1. Ta fram horisontell last på lovart- och läsida. 2. Beräkna horisontell last på respektive bjälklag inklusive snedställningskrafter. 3. Beräkna horisontell last på respektive stabiliserande vägg. 4. Kontrollera bjälklagens skjuvkapacitet för element och elementfogar enligt avsnittet Bjälklag under kapitel 2.1.1 respektive 2.1.2. 5. Kontrollera väggarnas skjuvkapacitet för element och elementfogar enligt avsnittet Massivväggar under kapitel 2.2. 6. Kontrollera förband mellan väggar och bjälklag för horisontella skjuvkrafter enligt kapitel 2.4.7 och 2.5.3. 7. Kontrollera knutpunkter för vertikala drag- och tryckkrafter enligt kapitel 2.4.7, samt 2.5.4 och 2.5.5. 8. Kontrollera fortskridande ras enligt kapitel 2.5.6. 9. Kontrollera horisontella deformationer enligt kapitel 2.5.7.

52 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5.3 Horisontella förankringar I föregående avsnitt redogjordes för hur horisontella laster förs ned till grunden via de bjälklag och väggar som ingår i det stabiliserande systemet. För att denna lastöverföring mellan väggar och bjälklag ska vara möjlig måste knutpunkterna mellan dem dimensioneras för dessa horisontella krafter. I de flesta fall krävs någon form av mekaniskt förband för att säkerställa tillräcklig skjuvkapacitet mellan de stabiliserande vägg- och bjälklagsskivorna och för att säkerheten mot fortskridande ras (se avsnitt 2.5.6) ska vara betryggande. I de undantagsfall risken för fortskridande ras ej behöver beaktas kan friktionen mellan komponenterna tillgodoräknas för att överföra de horisontella krafterna mellan stabiliserande konstruktionsdelar. Enligt Eurocode för träbroar varierar friktionskoefficienten vid kontakt trä/trä respektive trä/betong mellan μ d = 0,35 och μ d = 0,45 vid en fuktkvot över 14 procent. Ett rimligt antagande för byggnader med fuktkvoter kring 10 procent kan därför vara att använda en dimensionerande friktionskoefficient om μ d = 0,3. Vid upplagda bjälklag ska infästningen mellan bjälklag och ovanförliggande vägg dimensioneras för en skjuvkraft som motsvarar den horisontella lasten på ovanförliggande vägg. Infästningen mellan bjälklag och underliggande vägg ska då dimensioneras för den sammanlagda horisontella lasten motsvarande skjuvkraften från ovanförliggande vägg och den horisontella kraft som bjälklaget överför till den underliggande väggen, se bild 2.5-5 A. A B Bild 2.5-5 Överföring av horisontella krafter mellan yttervägg och bjälklag vid upplagt respektive inhängt bjälklag. Vid inhängda bjälklag ska infästningen mellan bjälklag och vägg dimensioneras för den horisontella kraft som bjälklaget överför till respektive underliggande stabiliserande vägg. Infästningen mellan underliggande och ovanförliggande vägg ska dimensioneras för den horisontella lasten på ovanförliggande vägg, se bild 2.5-5 B.

53 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Normalt är bjälklagen upplagda på väggar eftersom denna lösning ger mindre flanktransmission. I bild 2.5-6 visas exempel på detaljlösningar för infästning mellan ytterväggar och bjälklag av massivträ. I kapitel 2.4.7 anges bärförmågan för dessa knutpunkter. Bjälklaget fästs i dessa fall till underliggande vägg genom försänkta skruvar som går ner i den övre regeln i ljudspärren (gummilist limmad mellan två spårade reglar), vilken utgör hammarbandet i underliggande vägg. Ovanförliggande vägg fästs till bjälklaget med hjälp av skråskruvning. Infästningen av massivträbjälklag till ytterväggar med träregelstomme sker på motsvarande sätt. Ovanförliggande vägg fästs dock till bjälklaget med hjälp av en extra syll och en kantbräda, se bild 2.5-7. Bild 2.5-6 Detaljlösningar på förband för överföring av horisontella krafter mellan ytterväggar och bjälklag av massivträ. Bild 2.5-7 Detaljlösningar på förband för överföring av horisontella krafter mellan massivträbjälklag och regelväggar.

54 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5.4 Vertikala förankringar via bjälklag via bjälklag En horisontell last som överförs till en stabiliserande vägg kommer att ge upphov till både horisontella och vertikala reaktionskrafter i väggens underkant på grund av det stjälpande moment som uppstår eftersom lasten överförs via ett bjälklag till väggens ovankant, se bild 2.5-9. För att en väggskiva ska kunna anses bidraga till stabiliseringen av Horisontell vindlast överförd via bjälklag en byggnad är det således inte tillräckligt att väggen har erforderlig skjuvkapacitet, den måste också förhindras att lyfta från underlaget. Detta kan säkerställas antingen genom en förankring eller genom att väggen är belastad med tillräcklig tyngd från ovanförliggande delar så att lyftkraften helt motverkas. Väggen kan också förhindras att lyfta genom förband till närliggande förankrade väggskivor. Behovet av förankring för en väggskiva beror således på storleken av den horisontella kraft väggen ska motstå, tyngden av ovanförliggande konstruktioner, Förankrings- Tryck- samt väggens Förankrings- anslutning Tryck- till närliggande väggar. kraft kraft kraft Horisontell vindlast överförd via bjälklag kraft Skjuvkraft Förankringskraft Tryckkraft Bild 2.5-9 Kraftjämvikt för stabiliserande vägg. Enligt Boverkets Konstruktionsregler (BKR) får högst 85 procent av egentyngden tillgodoräknas i det fall att tyngden av byggnadsdelar är gynnsam för konstruktionens säkerhet, t.ex. vid lyftning (lastkombination 1 enligt BKR). Väggar med fönster eller dörröppningar kan dimensioneras antingen förenklat eller genom en fullständig analys. I det förenklade betraktelsesättet beaktas varje fullhögt väggparti utan öppningar som separata fullständigt förankrade väggskivor. Vid en fullständig analys beräknas den sammansatta väggens bärförmåga inklusive väggpartier ovan och under öppning. Det förenklade betraktelsesättet innebär att det i de flesta fall krävs förankringar även invid öppningarna, se bild 2.5-10.

55 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 via bjälklag Horisontell vindlast överförd via bjälklag Förankringskraft Tryckkraft Förankringskraft Tryckkraft via bjälklag Horisontell vindlast överförd via bjälklag Bild 2.5-10 Kraftjämvikt vid förenklat betraktelsesätt av stabiliserande vägg med öppning. Om en fullständig analys genomförs kan förankringar invid öppningarna i många fall utelämnas, speciellt invid fönsteröppningar. För att utelämna förankringar krävs dock att böj- och skjuvkapaciteten i väggpartierna ovan och under öppning är tillräcklig, vilket är speciellt noga att kontrollera i Skjuvkraft de fall öppningarna sammanfaller med elementfogar. Detta kan verifieras genom Förankringskraft provning eller detaljerade Tryckkraft beräkningar. Vid flervåningsbyggnader kommer de vertikala reaktionskrafterna från ovanförliggande stabiliserande väggar också att påverka behovet och dimensioneringen av eventuella förankringar, se bild 2.5-11. H D G H D H C R D - G R D + G G G H C G H B R C + R D - G R C + R D + G H B G G H A H A R B + R C + R D - G R B + R C + R D + G Bild 2.5-11 Kraftjämvikt i flervåningsbyggnad avseende vertikala reaktionskrafter.

56 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Detta innebär att förankringskrafterna blir större längre ned i byggnaden, inte bara på grund av att horisontalkraften ökar neråt i byggnaden, utan även för att lyftkrafter från ovanförliggande väggar måste föras ned till grunden via underliggande väggar. När det föreligger ett behov av en förankring är det viktigt att förankringskraften kan föras direkt ned till undergrunden. Vid våningsgränser i flervåningsbyggnader ska förankringen sammanbinda ovanförliggande väggände med underliggande väggände genom bjälklaget. Det finns olika typer av förankringar för att åstadkomma detta, dels genomgående förankringsstag och dels olika former av vinkelbeslag. Typexempel på förankringar ges i bild 2.5-12. Dragbelastade spikförband bör dock inte utnyttjas som vertikala förankringar eftersom bärförmågan kan ändra drastiskt med tiden. Skruvförband är betydligt säkrare ur denna aspekt. Bild 2.5-12 Principfigurer visande förankring mellan underliggande och ovanförliggande vägg genom bjälklag vid byggsystem med massivträväggar respektive regelväggar. Det är givetvis önskvärt att minimera antalet förankringspunkter så långt det går eftersom dessa kan vara besvärliga att installera och därmed vara kostsamma. Till exempel kan kontinuerliga bjälkar eller särskilt kraftiga skivor över och under fönsteröppningar minska behovet av förankringar invid öppningar genom att föra förankringskrafterna förbi öppningen. Ett annat sätt är att genom konstruktiva åtgärder utnyttja egentyngden optimalt för att motverka lyftkrafter och därmed minska behovet av förankringar. Det är till exempel fördelaktigt om bjälklagen spänner längs huskroppen så att tvärgående väggar belastas med en stor del av egentyngden. Genom förband mellan väggar i olika riktningar kan också en större del av byggnadens egentyngd fångas upp för att motverka lyftkrafterna i en viss punkt saknas.

57 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Knutpunkten som ska överföra egentyngd från närliggande väggar och bjälklag ska dimensioneras för en skjuvkraft motsvarande den egentyngd som ska överföras. Ytterligare ett sätt att undvika vissa förankringspunkter är samutnyttjande av förankringar genom att koppla samman väggar i byggnadens olika riktningar och på så sätt utnyttja en förankring för att förhindra upplyft för flera väggar. Sammanfattningsvis är beräkningsgången för kontroll av lyftkrafter: 1. Beräkna vertikala reaktionskrafter på grund av horisontell last i respektive väggskiva. 2. Beräkna fördelning av egentyngd på respektive väggskiva. 3. Kontrollera om lyftkraft uppstår för respektive väggskiva, förankra om så behövs. Förankringarna bör normalt utföras med viss förspänning för att kompensera för de långtidsdeformationer som uppstår under byggnadens livslängd. Förankringarna monteras oftast våningsvis i samband med uppbyggnaden av stommen. Efterhand som byggnaden växer på höjden och allt mer material byggs in kan förankringarna tappa sin förspänning på grund av vertikala sättningar. När samtliga våningar är på plats måste man därför kontrollera att förankringarna fortfarande är spända och ej sitter löst. I annat fall måste de efterspännas. Det är positivt om det finns möjlighet att komma åt förankringarna också under bruksskedet för ytterligare efterspänning vid behov. Detta är dock ofta svårt att lösa byggtekniskt. Vertikala förankringar kan vid felaktigt utförande försämra ljudisoleringen avsevärt genom ökad flanktransmission på grund av ökad styvhet i knutpunkten. Det är därför viktigt att flanktransmissionen beaktas vid val av förankringstyp och placering, samt vid utförandet.

58 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5.5 Vertikala tryckkrafter I föregående avsnitt behandlades behovet av vertikal förankring av horisontellt belastade väggskivor. På grund av den horisontella lasten uppstår både en skjuvning och en rotation av väggskivan, vilket ställer krav på att väggens ena ände förankras till underliggande konstruktion. För att kraftjämvikten ska uppfyllas måste således en lika stor tryckkraft då uppstå vid motstående väggände (se bild 2.5-9). Vertikala laster som egentyngd, snölast och nyttig last, vilka minskar behovet av förankring på lyftsidan kommer på den tryckta sidan i stället att öka påkänningen. Vid byggnader med två eller flera våningar kan de sammanlagda tryckkrafterna bli mycket stora, vilket kan leda till att tryckhållfastheten vinkelrätt fiberriktningen i underliggande syllar, bjälklagsbalkar eller andra anslutande detaljer överskrids. Av denna anledning måste en kontroll av tryckkapaciteten i knutpunkter genomföras enligt: F c σc90d = A f c90d där δ c90d = dimensionerande tryckspänning vinkelrätt fiberriktningen F c = den sammanlagda tryckkraften från ovanförliggande konstruktioner och den vertikala reaktionskraften på grund av horisontell belastning A = tryckbelastad area, dvs. tryckzonens bredd multiplicerad med tryckzonens längd, vilken för massivträväggar inte bör sättas större än 1/4 av längden för aktuellt väggelement; för regelväggar motsvarar arean normalt ändregelns area (krävs större area sammanfogas ett antal reglar till ett regelpaket) f c90d = tryckhållfasthet vinkelrätt fiberriktning I det fall att tryckkapaciteten överskrids måste tryckpåkänningen minskas, t.ex. genom att sprida ut tryckkraften över en större yta hos den tryckbelastade komponenten. Precis som för förankringskrafter är tryckkrafterna störst längst ned i byggnaden (se bild 2.5-11). Den totala tryckpåkänningen som den tryckbelastade komponenten ska dimensioneras för är den sammanlagda påkänningen av: 1. den vertikala reaktionskraften på grund av den horisontella belastningen på den aktuella väggen. 2. de vertikala reaktionskrafterna på grund av horisontell belastning i ovanförliggande konstruktioner. 3. den vertikala reaktionskraften på grund av nyttig last, egentyngd, snölast och vertikal vindlast.

59 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Det bör noteras att det inte är helt entydigt vilket lastfall som ger störst påkänning i detta avseende. Detta är beroende på byggnadens geometri, dess geografiska läge och användning. Normalt bör en kontroll göras för följande lastfall: Vind med karakteristiskt värde (huvudlast), snölast och nyttig last med vanligt värde (övrig last). Nyttig last med karakteristiskt värde (huvudlast), snölast och vindlast med vanligt värde (övrig last). Snölast med karakteristiskt värde (huvudlast), vindlast och nyttig last med vanligt värde (övrig last). Till skillnad från fallet med beräkning av förankringskraft ska egentyngden ingå med fullt värde (lastkombination 1 enligt BKR) vid beräkning av tryckpåkänning, eftersom egentyngden i detta fall är ogynnsam. Förutom kontroll av koncentrerade tryckkrafter som uppstår på grund av horisontell belastning i väggens plan, ska väggarnas bärförmåga naturligtvis också kontrolleras för kombinationen normalkraft och samtidig böjning ut ur planet (knäckning) enligt 2.2.2 Dimensionering av väggar.

60 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5.6 Fortskridande ras För byggsystem med massivträ är det vanligtvis ej rimligt att dimensionera enskilda element eller andra i stommen ingående delar att motstå olyckslaster (exempelvis explosions- eller påkörningslaster). I stället bör det sammansatta stomsystemet dimensioneras så att enskilda element kan slås ut utan att detta leder till fortskridande ras. Storlek och placering av primära skadeområden uppskattas lämpligen med hjälp av de principer som redovisas i Boverkets handbok Svängningar, deformationspåverkan och olyckslast. Vid dimensionering för fortskridande ras ska både byggnadens totalstabilitet efter en primär skada, och byggnadens sammanhållning, kontrolleras. Totalstabiliteten för en byggnad med primär skada är vanligtvis inget problem för byggsystem med massivträ eftersom ett flertal stabiliserande väggar normalt ingår i det stabiliserande systemet. Möjligheterna att omfördela laster om något element slås ut är därför goda. Dessutom används vanliga värden på de variabla lasterna vid olyckslastfall (lastkombination 6), vilket ger relativt låga horisontella vindlaster i jämförelse med normalt dimensionerande lastfall. Byggnadens sammanhållning kan kontrolleras i enlighet med de förenklade villkor som ges i Boverkets handbok. Dessa villkor innebär att väggar, bjälklag och förbanden dem emellan ska dimensioneras för två i planet liggande, mot varandra vinkelräta, skjuv- och normalkrafter. 2.5.7 Horisontella deformationer För att uppskatta de horisontella deformationerna i ett sammansatt stomsystem med massivträelement måste hänsyn tas till både deformationer i de enskilda byggelementen och deformationer i förbanden dem emellan. Eftersom massivträelementen i sig i de flesta fall är mycket styva kommer de största deformationerna att uppstå i fogarna mellan elementen. För att få en uppskattning av den totala utböjningen i en byggnad måste man således ha kännedom om infästningarnas styvhet. Detta gäller även för system som är uppbyggda med olika kombinationer av massivträelement och träregelstommar. Träregelväggar är dock vanligen vekare än massivträväggar varför en stor andel av den totala deformationen i dessa system också härrör från deformation inom väggelementen. I praktiken avstår man dock ofta från att kontrollera deformationerna i bruksgränstillståndet eftersom det vanligtvis inte brukar orsaka några problem. Det saknas för övrigt enkla beräkningsmetoder för denna typ av kontroller. Det finns vanligtvis dolda kapacitetsreserver som ej utnyttjas vid dimensioneringen, t.ex. icke bärande väggar eller stabiliserande innerväggar, som även bidrar till styvheten i byggnaden.

61 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Om man känner de enskilda byggelementens och förbandens styvhet går det dock snabbt att göra en översiktlig kontroll av de horisontella deformationerna i bruksgränstillståndet, speciellt om de stabiliserande väggarna är placerade lika på samtliga våningsplan. I detta fall räcker det att beakta deformationerna i de stabiliserande väggarna och förbanden dem emellan, se bild 2.5-15. De horisontella deformationerna inom de stabiliserande bjälklagen är oftast försumbara i förhållande till systemets totala deformation. Den totala deformationen styrs därför huvudsakligen av deformationerna i vägglinjerna. Om stabiliseringslinjerna däremot skiftas mellan olika våningsplan eller är oregelbundet fördelade över byggnaden kommer även bjälklagens deformationer att bidraga till den totala deformationen. + = Bild 2.5-15 Deformationer i flervåningsbyggnad, kontroll sker för den totala deformationen i respektive vägglinje. Sammanfattningsvis är beräkningsgången för en överslagsmässig kontroll av deformationer i det stabiliserande systemet: 1. Beräkna påkänningen i bruksgränstillståndet för väggarna och förbanden till ovanför- och underliggande konstruktioner i respektive stabiliserande vägglinje. 2. Bestäm deformationerna i de enskilda väggarna med utgångspunkt från överslagsmässiga beräkningsformler (avsnitt Massivväggar under kapitel 2.2) och tabeller (2.2-7, 2.2-8 och 2.2.15). 3. Bestäm deformationerna i de enskilda förbanden mellan byggelementen med utgångspunkt från överslagsmässiga beräkningsformler (se exempelvis Eurocode 5, joint slip modulus ). 4. Beräkna den sammanlagda deformationen över hela byggnadens höjd i den mest belastade vägglinjen och kontrollera mot ställt krav (exempelvis h/500 i enlighet med SBN 1980), vilket även bör gälla separat för varje våning för att undvika enskilda våningsplan med låg styvhet. 5. Vid behov, bestäm även deformationerna i de enskilda bjälklagen med utgångspunkt från överslagsmässiga beräkningsformler (se avsnittet Massivväggar under kapitel 2.1.1 respektive 2.1.2) och tabeller (2.1-5, 2.1-13 respektive 2.1-18).

62 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5.8 Exempel I detta exempel studeras stabiliseringen av ett fyravånings bostadshus med massivträbjälklag och massivträväggar. Byggnaden innehåller sex mindre lägenheter på varje plan. Lägenheterna nås via loftgångar från ett gemensamt trapphus, se bild 2.5-16. 0.8 m 3.0 m 9.8 m 3.0 m 3.0 m 3.0 m 43.2 m Bild 2.5-16 Skiss på plan och sektion för byggnad i exempel. I det följande redovisas endast beräkningar avseende byggnadens stabilitet vid vindlast mot byggnadens långsida. Samtliga bjälklag, lägenhetsskiljande väggar och gavelytterväggar, se bild 2.5-17, ingår i det stabiliserande systemet i denna riktning. 4.0 m 4.0 m 1.6 m 4.9 m 9.8 m 4.9 m 1.4 m 7.2 m 7.2 m Bild 2.5-17 Skiss på planlösning för del av byggnad.

63 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5.8.1 Beräkningsförutsättningar Byggnaden är belägen i Norrköping, terrängtyp III. Taklutningen understiger 5. Trapphuset och loftgångarna är utförda som träkonstruktioner och antas ej medverka i det stabiliserande systemet. Byggnaden är grundlagd på en löst lagrad friktionsjord. Grundkonstruktionen räknas approximativt som en jämntjock platta vid kontroll av stjälpning. Vid beräkning av deformationer i bruksgränstillståndet tas hänsyn till inverkan av egentyngd endast vid beräkning av horisontalkraft på grund av snedställning. Byggnaden kontrolleras för fortskridande ras enligt schablonregler i Boverkets handbok Svängningar, deformationspåverkan och olyckslast. Alla komponenter dimensioneras i säkerhetsklass 3 eftersom beräkningarna avser byggnadens stabiliserande system. Klimatklass 1 förutsätts för samtliga delar som ingår i det stabiliserande systemet. Vind som huvudlast motsvarar lasttyp C i brottgränstillstånd respektive B i bruksgränstillstånd. 2.5.8.2 Stomsystem Plattbjälklag av 150 mm massivträ orienterade parallellt med kortsidan, upplagda på ytterväggar och innervägg parallella med långsidan. Uppstolpat tak ovanpå vindsbjälklag av 150 mm massivträ, element enligt ovan. Ytterväggar av 73 mm massivträ (MB73 enligt tabell 2.2-1), limmade element med bredden 1,2 m, sammanfogning med plywoodremsa enligt bild 2.2-4. Lägenhetsskiljande väggar av 2 x 73 mm massivträ (MB73 enligt tabell 2.2-5), elementdimensioner och sammanfogning enligt ovan. Bärande innervägg av 73 mm massivträ (MB73 enligt tabell 2.2-1), elementdimensioner och sammanfogning enligt ovan. Icke bärande innerväggar av 66 mm massivträ. Betongplatta 160 mm, med förstyvning 300 mm under ytterväggar och bärande innerväggar.

64 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5.8.3 Beräkning av laster Egentyngd Bjälklag (140 mm massivträ + undertak) g k = 0,90 kn/m 2 Ytterväggar (gips + 73 mm massivträ + regelstomme + gips + panel) g k = 0,85 kn/m 2 Lägenhetsskiljande väggar (2 x 73 mm massivträ + isolering + gips) g k = 1,05 kn/m 2 Innerväggar, bärande (gips + 73 mm massivträ + gips) g k = 0,50 kn/m 2 Innerväggar, icke bärande (gips + 66 mm massivträ + gips) g k = 0,48 kn/m 2 Takkonstruktion (73 mm massivträ + stolpar + papp + råspont + takpannor) g k = 0,80 kn/m 2 Balkong, loftgång, trappor (140 mm massivträ + träullsplatta) g k = 0,75 kn/m 2 Grundkonstruktion (160 mm betongplatta + 300 mm förstyvningar) g k = 5,55 kn/m 2 Nyttig last Bostadsytor q k, bunden = 0,5 kn/m 2, ψ bunden = 1,0, q k, fri = 1.5 kn/m 2, ψ fri = 0,33 Loftgångar q k, bunden = 0 kn/m 2, ψ bunden = 1,0, q k, fr i = 4,0 kn/m 2, ψ fri = 0,5 Balkonger q k, bunden = 0 kn/m 2, ψ bunden = 1,0, q k, fri = 2,0 kn/m 2, ψ fri = 0,5, q k, fri = 2,0 kn/m, ψ fri = 0,5 Snölast Snözon 2,0 S 0 = 2,0 kn/m 2, ψ = 0,7 Taklutning <5 μ 1 = 0,8 Karakteristisk snölast S k = 1,6 kn/m 2 Vindlast Referensvindhastighet för Norrköping V ref = 24 m/s Karakteristisk vindlast q k = 0,63 kn/m 2, ψ = 0,25 Längd (långsida) 43,2 m, höjd 12,8 m μ lovart = 0,85, μ lä = 0,27 Taklutning <5 μ tak, sug = 0,7 För överskådlighetens skull används samma formfaktor över hela taket i detta beräkningsexempel. Vidare tas ingen hänsyn till att vindlasten varierar över byggnadens höjd.

65 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Vindlasterna som verkar på byggnadens lovartsida, läsida och tak blir i brottgränstillståndet: q vind, lovart = 1,3 μ lovart w k = 1,3 0,85 0,63 = 0,70 kn/m 2 q vind, lä = 1,3 μ lä w k = 1,3 0,27 0,63 = 0,22 kn/m 2 q vind, tak = 1,3 μ tak w k = 1,3 0,7 0,63 = 0,57 kn/m 2 I bruksgränstillståndet blir motsvarande laster: q vind, lovart = 1,0 μ lovart w k = 1,0 0,85 0,63 = 0,54 kn/m 2 q vind, lä = 1,0 μ lä w k = 1,0 0,27 0,63 = 0,17 kn/m 2 q vind, tak = 1,0 μ tak w k = 1,0 0,7 0,63 = 0,44 kn/m 2 Vindlasten på taket delas upp i en horisontell och en vertikal komposant som verkar på vertikal- respektive horisontalprojektionen av taket. Storleken på dessa komposanter blir lika stora som den ursprungliga vindlasten eftersom de verkar på projektionerna av taket, se bild 2.5-18. De horisontella vindlasterna på väggar och tak räknas om till linjelaster i nivå med bjälklagen. qvind, tak qv, vind qvind, tak qh4, vind qh3, vind qvind, lä qvind, lovart = qh2, vind qh1, vind qh0, vind Bild 2.5-18 Vindlast på byggnad och ekvivalenta linjelaster på bjälklagen.

66 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Våningshöjden 3,0 m och takhöjden 0,8 m ger i brottgränstillståndet horisontella linjelaster (sammanlagda laster från lovart- och läsida, samt tak) motsvarande: q h4, vind = (0,70 + 0,57) 0,8 + (0,70 + 0,22) 1,5 = 2,40 kn/m (last på vindsbjälklag) q h1 3, vind = (0,70 + 0,22) (1,5 + 1,5) = 2,76 kn/m (last på mellanbjälklag) q h0, vind = (0,70 + 0,22) (1,5 + 0) = 1,38 kn/m (last på bottenbjälklag) I bruksgränstillståndet blir motsvarande laster: q h4, vind = (0,54 + 0,44) 0,8 + (0,54 + 0,17) 1,5 = 1,85 kn/m (last på vindsbjälklag) q h1 3, vind = (0,54 + 0,17) (1,5 + 1,5) = 2,13 kn/m (last på mellanbjälklag) q h0, vind = (0,54 + 0,17) (1,5 + 0) = 1,07 kn/m (last på bottenbjälklag) Snedställning Snedställningen antas vara sammansatt av en systematisk del α ο respektive en slumpmässig del α δ. För ett system bestående av n väggar/pelare kan man (enligt Handboken Bygg K) räkna med en genomsnittlig snedställning med dimensioneringsvärdet: α α δ md = α 0 + = 0,003 + 0,012 n n För det aktuella systemet är det rimligt att anta samverkan mellan samtliga bärande väggar, vinkelräta mot vindriktningen, som finns inom respektive bjälklag i ett och samma våningsplan. Bjälklagen är i detta fall upplagda på 3 väggar, vilket ger en genomsnittlig snedställning om: α md = 0,003 + 0,012 = 0,010 3 Den ekvivalenta horisontalkraften på grund av snedställningen i respektive våningsplan, se bild 4.5-19, beräknas enligt: F hi,ekv = V di. n. α md V di = dimensioneringsvärdet på genomsnittlig vertikalkraft per våningsplan på underliggande snedställda väggar.

67 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 V d4 V d4 V d4 F h4, ekv V d3 V d3 V d3 α md F h3, ekv α md V d2 V d2 V d2 = F h2, ekv α md V d1 V d1 V d1 F h1, ekv α md Bild 2.5-19 Ekvivalenta horisontalkrafter på bjälklagen på grund av snedställning av bärande väggar. Eftersom byggnaden är symmetriskt uppbyggd med sex lika stora lägenheter per våningsplan beräknas snedställningskrafterna fram genom att studera alla laster inom en lägenhet. De vertikala lasterna beräknas med följande förutsättningar: Vindlasten räknas som huvudlast och nyttig last som övrig last eftersom bidraget till den horisontella lasten på grund av snedställning bedöms vara litet i förhållande till bidraget från vindlasten. All vertikal last från bjälklag, tak och icke-bärande innerväggar antas bäras via de snedställda väggarna. Egentyngden av de stabiliserande väggarna i vindlastens riktning antas dock föras direkt ned till grunden utan att belasta de snedställda väggarna. Vindlasten på taket försummas för överskådlighetens skull. Detta är på säkra sidan eftersom vindlasten är uppåtriktad. Om egentyngden räknas med fullt värde (partialkoefficient 1,0) blir den genomsnittliga vertikala kraften på de bärande väggarna på respektive våningsplan således: V d4 = 1/3 [1,0 (G bjälklag + G tak ) + 1,0 ψ snö Q snö ] = 1/3 [1,0 (7,2 9,8 0,9 + 7,2 9,8 0,8) + 1,0 7,2 9,8 0,7 1,6] = 66,3 kn V d1 3 = 1/3 [1,0 (G bjälklag + G ytterväggar + G lägenhetsskiljande väggar + G innerväggar + G loftgångar + G balkonger ) + 1.0 ψ nyttig last Q nyttig last ] = 1/3 [1,0 (7,2 9,8 0,9 + 7,2 2 3,0 0,85 + 7,2 3,0 0,50 + (4,9 3 + 1,5) 3,0 0,48 + 7,2 1,4 0,75 + 4,0 1,6 0,75) + 1,0 (7,2 9,8 (1,0 0,5 + 0,33 1,5)] + 7,2 1,4 0,5 4,0 + 4,0 1,6 0,5 2,0 + 4,0 0,5 2,0] = 82,5 kn

68 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 De ekvivalenta horisontalkrafterna blir: F h4, ekv = 66,3 3 0,010 = 1,97 kn F h1 3, ekv = 82,5 3 0,010 = 2,45 kn Dessa krafter fördelas lämpligen som linjelaster längs bjälklaget precis som vindlasterna, vilket ger ekvivalenta horisontella linjelaster om: q h4, ekv = 1,97 / 7,2 = 0,27 kn/m q h1 3, ekv = 2,45 / 7,2 = 0,34 kn/m I de fall där egentyngden är gynnsam och därför beräknas med reducerat värde (partialkoefficient 0,85) blir den genomsnittliga vertikala kraften på de bärande väggarna på respektive våningsplan: V d4 = 1/3 [0,85 (G bjälklag + G tak ) + 1,0 ψ snö Q snö ] = 1/3 [0,85 (7,2 9,8 0,9 + 7,2 9,8 0,8) + 1,0 7,2 9,8 0,7 1,6] = 60,3 kn V d1 3 = 1/3 [0,85 (G bjälklag + G väggar + G loftgångar + G balkonger ) + 1,0 ψ nyttig last Q nyttig last ] = 1/3 [0,85 (7,2 9,8 0,9 + 7,2 2 3,0 0,85 + 7,2 3,0 0,50 + (4,9 3 + 1,5) 3,0 0,48 + 7,2 1,4 0,75 + 4,0 1,6 0,75) + 1,0 (7,2 9,8 (1,0 0,5 + 0,33 1,5) + 7,2 1,4 0,5 4,0 + 4,0 1,6 0,5 2,0 + 4,0 0,5 2,0] = 75,2 kn De ekvivalenta horisontalkrafterna blir: F h4, ekv = 60,3 3 0,01 = 1,79 kn F h1 3, ekv = 75,2 3 0,01 = 2,23 kn De ekvivalenta horisontella linjelasterna blir: q h4, ekv = 1,79 / 7,2 = 0,25 kn/m q h1 3, ekv = 2,23 / 7,2 = 0,31 kn/m

69 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 2.5.8.4 Kontroll av horisontalstabilitet i brottgränstillståndet I brottgränstillståndet kontrolleras säkerheten mot stjälpning och glidning, skivverkan i väggar och bjälklag inklusive elementfogar och horisontella förband mellan väggar och bjälklag, vertikala förankringar och tryckkrafter, samt säkerheten mot fortskridande ras. Den totala horisontella lasten från vindlast och snedställning på respektive bjälklag, enligt bild 2.5-20, kommer att variera beroende på om inverkan av egentyngden är gynnsam eller ej. Vid kontroll av stjälpning, glidning och förankringar ska egentyngden endast medräknas med 85 procent eftersom dess inverkan är gynnsam, medan egentyngden medräknas fullt ut vid kontroll av väggar, bjälklag, horisontella förband och vertikala tryckkrafter. Detta kommer att påverka storleken på snedställningskrafterna och därmed den totala horisontella lasten. q h4, tot q h3, tot q h2, tot q h1, tot q h0, tot Bild 2.5-20 De horisontella lasterna på grund av vind och snedställning antas verka mot bjälklagen i form av linjelaster.

70 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 I de fall de horisontella lasterna beräknas med full egentyngd blir linjelasterna på respektive bjälklagsnivå: q h4, tot = 2,40 + 0,27 = 2,67 kn/m q h1 3, tot = 2,76 + 0,34 = 3,10 kn/m q h0, tot = 1,38 + 0 = 1,38 kn/m (last på vindsbjälklag) (last på mellanbjälklag) (last på bottenbjälklag) I de fall de horisontella lasterna beräknas med reducerad egentyngd blir linjelasterna på respektive bjälklagsnivå: q h4, tot = 2,40 + 0,25 = 2,65 kn/m (last på vindsbjälklag) qv, vind q h1 3, tot = 2,76 + 0,31 = 3,07 kn/m (last på mellanbjälklag) B/6 q h0, tot = 1,38 + 0 = 1,38 kn/m (last på bottenbjälklag) G q h4, tot q h3, tot q h2, tot q h1, tot Kontroll av stjälpning Vid denna kontroll förutsätts byggnaden hänga samman som en enhet. Byggnaden anses vara säkrad mot stjälpning om den vertikala resultanten på grunden orsakad av horisontell last ligger inom byggnadens kärngräns, det vill säga inom B/6 från bottenplattans centrum, se bild 2.5-21. Som mothållande kraft räknas med 85 procent av egentyngden av byggnaden. Eftersom byggnaden är symmetriskt uppbyggd med sex lika stora lägenheter per våningsplan, kontrolleras stjälpning och glidning för en bredd motsvarande en lägenhet, se bild 2.5-17. Det stjälpande momentet på grund av vindlasten (inklusive vertikal komposant) och snedställningskrafter, vid momentjämvikt kring den vertikala lastresultantens angreppspunkt, blir: F h, tot q h0, tot M stjälp = 7,2 (2,65 12 + 3,07 9 + 3,07 6 + 3,07 3) + 7,2 9,8 0,57 e = 626,8 + 40,2 e knm e B Bild 2.5-21 Laster och kraftjämvikt vid kontroll av stjälpning. Det mothållande momentet på grund av egentyngd blir: M egentyngd = 0,85 (G bjälklag + G ytterväggar + G lägenhetsskiljande väggar + G innerväggar + G tak + G balkonger + G loftgångar + G grundplatta ) e = 0,85 (7,2 9,8 0,9 4 + (2 7,2 + 9,8) 3,0 0,85 4 + 9,8 3,0 1.05 / 2 4 + 7,2 3,0 0,50 4 + (4,9 3 + 1,5) 3,0 0,48 4 + 7,2 9,8 0,8 + 4,0 1,6 0,75 3 + 7,2 1,4 0,75 3 + 7,2 9,8 5,55) e = 1006,6 e knm Momentjämvikt kring lastresultantens angreppspunkt ger excentriciteten: 626,8 + 40,2 e 1006,6 e = 0 e = 0,65 m < B / 6 = 9,8 / 6 = 1,63 m Säkerheten avseende stjälpning är således tillräcklig.

71 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Kontroll av glidning I en första överslagsmässig beräkning kontrolleras endast den friktionskraft som kan överföras i plattans underkant. Kontakttrycket antas vara jämnt fördelat över hela bottenplattan. I det fall att denna skjuvkapacitet ej är tillräcklig kan noggrannare beräkningar utföras som tar hänsyn till skjuvkrafter längs plattans sidor, jordtryck mot plattans sidor och inverkan av plattans kantförstyvningar. Den sammanlagda horisontella vindlasten som ska kunna överföras till grunden är: F h, tot = 7,2 (2,65 + 3,07 + 3,07 + 3,07 +1,38) = 95,3 kn Byggnaden antas vara grundlagd på en löst lagrad friktionsjord med en karakteristisk inre friktionsvinkel om 35. Dimensionerande friktionsvinkel ges (enligt handboken Plattgrundläggning, U Bergdahl et all, AB Svensk Byggtjänst) av sambandet: φ 2 d =. φ 3 k = 2. 35 0 = 23,3 0 3 Skjuvhållfastheten inom plattans effektiva area ges (enligt handboken Plattgrundläggning, U Bergdahl et all, AB Svensk Byggtjänst) av sambandet: F τ = σ. tanφ v, tot. tanφ d = 1006,0 40,2 d =. tan23,3 = 5,9 kn/m A 7,2. 2 9,8 där F v, tot är resulterande vertikal last (i detta fall egentyngd minus vertikal vindlast) Den maximala horisontella last som kan överföras som en friktionskraft i plattans underkant blir då: R h = τ. A = 5,9. 7,2. 9,8 = 416,3 kn > 96,2 kn Säkerheten mot glidning för byggnaden är således tillräcklig.

72 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Kontroll av bjälklag Bjälklagen ska kontrolleras avseende skjuvning och böjning. Skjuvningen ska kontrolleras, dels inom bjälklagselementen och dels i fogarna mellan elementen. Den maximala skjuvkraften inom det mest belastade bjälklaget uppstår ute i ändarna vid de stabiliserande väggarna, se bild 2.5-22. Den maximala tvärkraften ges av: F v = 0,5 3,10 7,2 = 11,2 kn Denna kraft fördelas längs bjälklagets djup på 9,8 m, vilket ger ett skjuvflöde på f v = 1,14 kn/m i det hårdast belastade snittet. M b F v 4.9 m 9.8 m f v 4.9 m q v 7.2 m Bild 2.5-22 Kraftfördelning i bjälklagskonstruktion inom en lägenhet. Bjälklagselementens karakteristiska bärförmåga mot skjuvning uppgår till f vk = 2 kn/m enligt avsnittet Massivväggar under kapitel 2.1.1. Dimensionerande bärförmågan blir då: f vd = κ r. f vk 0,85. = 2,0 = 1,13 kn/m γ m. γ n 1,25. 1,2 Bärförmågan bedöms i detta fall vara tillräcklig trots att den ligger strax under aktuell påkänning. Detta eftersom den karakteristiska bärförmågan enligt kapitel 2.1.1 kan sättas upp till 20 kn/m om stora deformationer kan tillåtas. Den mest belastade fogen (elementbredd 1,2 m) kommer då att belastas med f v,fog = 1,14 2,4 / 3,6 = 0,76 kn/m.

73 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Bärförmågan för skruvförbandet i fogen är R vk = 1,5 kn/skruvpar enligt tabell 4.1-4, vilket ger en dimensionerande kapacitet på: R vd = κ r. R vk 1,0. = 1,5 γ m. γ n 1,25. 1,2 = 1,5 kn/skruvpar Detta medför att det krävs skruvförband med centrumavstånd 1,3 m eller totalt 9 skruvpar längs hela fogen. För att klara vertikala krafter i fogarna mellan bjälklagselementen krävs sannolikt tätare skruvning. Dessa beräkningar redovisas dock inte i detta exempel. Kontroll av väggar I detta fall räcker det att kontrollera bärförmågan för den mest belastade väggen i nedersta våningen eftersom samma väggelement (73 mm tjocklek) används i samtliga våningar. Eftersom de lägenhetsskiljande väggarna, som får last från två bjälklag, är uppbyggda av två stycken parallella 73 mm massivträväggar kommer den största påkänningen att uppstå i gavelväggen, som förvisso bara får last från 3,6 m av bjälklaget, men å andra sidan innehåller två stycken fönsteröppningar, se bild 2.5-23. Den totala horisontella lasten på den nedersta gavelväggen blir då: F v = (2,67 + 3,10 + 3,10 + 3,10) 3,6 = 43,1 kn q h4, tot = 2.67 kn/m q h3, tot = 3.10 kn/m q h2, tot = 3.10 kn/m q h1, tot = 3.10 kn/m Bild 2.5-23 Lastnedräkning av horisontella bjälklagslaster till stabiliserande gavelvägg. Denna last ska tas upp av en 9,6 m lång yttervägg (10 cm i vardera ände i gavelvägg antas utgöras av anslutande väggar) innehållande två fönsteröppningar med måtten 1,2 x 1,2 m. För enkelhets skull försummas de

74 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 väggpartier som innehåller öppningarna i den fortsatta analysen, se bild 2.5-24. Detta innebär att den horisontella lasten fördelar sig på 3 stycken väggpartier med längden 2,4 m vardera. Skjuvflödet blir då: f v = 43,1 / (2,4 + 2,4 + 2,4) = 6,0 kn/m Detta motsvarar en skjuvspänning på τ v = 6,0 / 73 = 0,08 N/mm 2 för en massivträvägg med 73 mm tjocklek. R tryck R lyft R tryck R lyft R tryck R lyft Bild 2.5-24 Fördelning av horisontell last och reaktionskrafter på stabiliserande väggpartier. Bärförmågan för ett 73 mm limmat väggelement erhålls från tabell 2.1-12. Karakteristisk skjuvhållfasthet för en 73 mm vägg (19 + 35 + 19) uppgår till f vk = 2 N/mm 2. Dimensionerande skjuvhållfasthet blir då: κ 0,85. f 2,0 vd = r. f vk = = 1,1 N/mm γ m. γ n 1,25. 2 1,2 Kontrollen visar att bärförmågan är tillräcklig. Väggpartiet utförs med vertikala fogar av skruvade plywoodremsor. Dessa fogar måste kontrolleras för det skjuvflöde som uppstår i fogen på grund av den horisontella belastningen av väggpartierna, se bild 2.5-25. Kraftjämvikten ger att det vertikala skjuvflödet är lika stort som det horisontella, dvs. f v = 6,0 kn/m. Ingen hänsyn tas till vertikal last i denna förenklade betraktelse. Fogen kontrolleras därför för hela skjuvflödet som uppstår på grund av den horisontella lasten. Bärförmågan för skruvförbandet i fogen är R vk = 1,5 kn/skruvpar enligt tabell 2.2-7, vilket ger en dimensionerande kapacitet på: κ 1,0. R 1,5 vd = r. R vk = = 1,0 kn/skruvpar γ m. γ n 1,25. 1,2

75 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Detta medför att det krävs 6 stycken skruvpar per meter, det vill säga 18 skruvpar längs hela fogen. = Bild 2.5-25 Skjuvflöde i fog mellan väggelement.

76 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Kontroll av förankringar För att de stabiliserande väggarna ska uppnå den bärförmåga som anges för respektive väggtyp i kapitel 2.2 krävs att de är förhindrade att lyfta från underkonstruktionen när de belastas med en horisontell last i väggens ovankant. I detta exempel används det förenklade betraktelsesättet (se avsnitt 2.5.4) som innebär att väggarna förankras invid både öppningar och ändar i de fall egentyngden inte är tillräcklig för att motverka lyftkrafterna fullt ut. De största lyftkrafterna kommer att uppstå i bottenvåningen i den vägg som utsätts för störst horisontell last per löpmeter vägg. I detta exempel är det alltså gavelväggen i bottenvåningen som ska kontrolleras även i detta fall, se bild 2.5-26. Eftersom egentyngden är gynnsam som mothållande kraft medräknas endast 85 procent av egentyngden. q h4, tot = 2.67 kn/m q h3, tot = 3.10 kn/m q h2, tot = 3.10 kn/m q h1, tot = 3.10 kn/m R tryck R lyft R tryck R lyft R tryck R lyft R tryck R lyft R tryck R lyft R tryck R lyft Bild 2.5-26 Vertikala reaktionskrafter i yttervägg på bottenvåning på grund av horisontell belastning och fördelning av horisontell last mellan de stabiliserande väggpartierna.

77 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 En momentjämvikt över de stabiliserande enheterna på samtliga våningar ger en vertikal tryck- respektive lyftkraft för respektive väggparti enligt: R lyft = R tryck = 3,6 (2,65 12 / 3 + 3,07 9 / 3 + 3,07 6 / 3 + 3,07 3 / 3) / 2,4 = 43,5 kn För att kontrollera behovet av förankringar beräknas nu hur stor del av egentyngden som motverkar denna lyftkraft vid väggändar och invid öppningar. Eftersom bjälklagen är upplagda på väggarna längs långsidan kan egentyngden av dessa inte medräknas till någon större del, om inte förbanden mellan väggarna i olika riktningar dimensioneras för detta i enlighet med det resonemang som förs i avsnitt 2.5.4, bild 2.5-14. I detta fall antas att det är rimligt att räkna med en influensarea motsvarande halva elementbredden för det yttersta bjälklagselementet över en längd som motsvarar halva väggpartiet, dvs. egentyngden av bjälklaget från en area motsvarande 0,6 x 1,2 m förs ned till väggänden, se bild 2.5-27. Med motsvarande resonemang för väggarna kan det anses rimligt att egentyngden av 1,2 m av väggpartiet motverkar lyftkraften (en godtagbar tumregel kan vara att maximalt tillgodoräkna väggelementet närmast änden, vilket i detta fall också motsvarar halva väggpartiets längd). R tryck R lyft R tryck R lyft R tryck R lyft Bild 2.5-27 Mothållande egentyngd vid väggände respektive invid öppning.

78 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Den mothållande kraften vid väggänden blir då: F egentyngd = 0,85 (0,6 1,2 0,9 4 + 0,6 1,2 0,8 + 1,2 3,0 0,85 4) = 13,1 kn Det krävs alltså en förankring med bärförmågan R td > 43.5 13.1 = 30.4 kn. Invid öppningarna antas egentyngden över en längd om 1,2 m av väggpartiet kunna medräknas, samt halva partiet innehållande öppningen. Detta ger en mothållande kraft på: F egentyngd = 0,85 (0,6 (1,2 + 0,6) 0,9 4 + 0,6 (1,2 + 0,6) 0,8 + (1,2 3,0 + 0,6 1,8) 0,85 4) = 17,6 kn Det krävs alltså en förankring med bärförmågan R td > 43,5 17,6 = 25,9 kn. I det aktuella fallet väljs en förankring med genomgående stag enligt bild 2.5-13 i avsnitt 2.5.4. Antag en 16 mm varmvalsad stång av konstruktionsstål S235JRG2, vilket ger en karakteristisk hållfasthet motsvarande f yk = 235 MPa. Den dimensionerande hållfastheten blir: f yd = f yk = 235 γ m. γ n 1,0. 1,2 = 195,8 MPa Bärförmågan ges då av: R td = f yd. A = 195,8. 10 3. 8 2. π = 39,4 kn Kapaciteten är således tillräcklig under förutsättning att skarvar längs stången och stopplåten också är dimensionerade för motsvarande kraft. Denna förankring används därför vid samtliga väggändar och invid gavelväggarnas öppningar. Om förbanden mellan gavelvägg och bärande väggar parallella med långsidan dimensioneras för att överföra vertikala laster är det rimligt att anta att egentyngden från halva bjälklagets bredd kan tillgodoräknas inklusive motsvarande del av balkongerna. Detta ger en mothållande kraft vid väggände motsvarande: F egentyngd = 0,85 (3,6 1,2 0,9 4 + 3,6 1,2 0,8 + 1,2 3,0 0,85 4 + 3,6 1,6 0,75 3) = 37,6 kn Och invid öppning: F egentyngd = 0,85 (3,6 (1,2 + 0,6) 0,9 4 + 3,6 (1,2 + 0,6) 0,8 + (1,2 3,0 + 0,6 1,8) 0,85 4) = 37,8 kn

79 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Genom att dimensionera dessa förband för vertikala skjuvkrafter kan alltså förankringarna invid öppningarna och väggändarna reduceras kraftigt (och troligen utelämnas helt om en noggrannare beräkning genomförs). Kontroll av tryckkrafter Vid kontroll av koncentrerade tryckkrafter i samband med horisontell belastning ska samtliga nedåtriktade vertikala laster medräknas, dvs. snölast, vindlast, nyttiglast och egentyngd. Egentyngden ska dessutom medräknas till sitt fulla värde, vilket innebär att horisontalkrafterna på grund av snedställning blir något större än i föregående avsnitt. En momentjämvikt över de stabiliserande enheterna på samtliga våningar ger en vertikal tryck- respektive lyftkraft för respektive väggparti enligt: R lyft = R tryck = 3,6 (2,67 12 / 3 + 3,10 9 / 3 + 3,10 6 / 3 + 3,10 3 / 3) / 2,4 = 43,9 kn I exemplet förutsätter vi att samma influensareor kan användas för den tryckta delen av väggpartierna som den dragna. Störst tryckkraft kommer således att uppstå invid öppningarna. Om vindlasten är huvudlast ger detta en sammanlagd tryckkraft motsvarande: R tryck = 17,6 / 0,85 + (1,2 + 0,6) 0,6 (1,0 0,5 + 0,33 1,5) 3 + (1,2 + 0,6) 0,6 0,7 1,6 + 43,9-1,3 (1,2 + 0,6) 0,6 0,7 0,63 = 68,4 kn Om nyttig last är huvudlast ger detta i det aktuella fallet en tryckkraft som blir betydligt lägre eftersom reaktionskraften från vindlasten utgör den största andelen av den totala tryckkraften. Det räcker alltså att kontrollera understa väggen för tryckkraften 68,4 kn. Antag virke av hållfasthetsklass K12 vilket ger en karakteristisk tryckhållfasthet motsvarande f c90k = 7 MPa. Dimensionerande hållfasthet blir då: k 0,85. f 7 c90d = r. f c90k = = 4,0 MPa γ n. γ n 1,2. 1,25 För att ej överskrida denna kapacitet krävs vid väggtjockleken 73 mm en belastad längd motsvarande: L tryckt = 68,4 0,073. 4000 = 0,23 m Detta är mindre än en fjärdedel av det aktuella väggelementets bredd och bör därför kunna anses vara rimligt, se avsnitt 2.5.5.

80 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Kontroll av horisontella förband För att byggnaden skall kunna motstå den horisontella lasten måste lasten kunna överföras mellan väggarna och bjälklagen som ingår i det stabiliserande systemet. Av denna anledning krävs förband som är dimensionerade för dessa skjuvkrafter. Krafterna ökar nedåt i byggnaden. Den största skjuvkraften uppstår i detta exempel mellan gavelväggen i bottenvåningen och ovanförliggande bjälklag respektive underliggande grundkonstruktion. Enligt tidigare beräkningar är behovet av skjuvkapacitet i förbandet f v = 43,1 / (2,4 + 2,4 + 2,4) = 6,0 kn/m. Infästningen mellan vägg och ovanliggande bjälklag sker genom att specialutformade infästningsbeslag enligt principfigurer i avsnitt 2.4.7. Den karakteristiska bärförmågan för knutpunksförband typ 5.5 är 20 kn/ förband. Den dimensionerande skjuvkapaciteten blir: κ 1,0. R 2,4 vd = r. R vk = = 1,6 kn/skruv γ m. γ n 1,25. 1,2 R vd = (20,0 1,0)/(1,25 1,2)= 13,3 kn/förband Således krävs förband med centrumavståndet 2,0 meter vid infästningen av det nedersta bjälklaget i underliggande vägg. Förbandet mellan vägg och grundplatta beräknas på motsvarande sätt. Infästningen av bjälklaget till ljudspärren medför att också själva ljudspärren utsätts för stora skjuvkrafter. Vid beräkningar i brottgräns medräknas ej något bidrag från ljudspärren på grund av deformationernas storlek. Se även avsnitt om vertikala och horisontella infästningar. Den totala horisontella lasten på den näst nedersta gavelväggen blir något lägre och ges enligt: F v = (2,67 + 3,10 + 3,10) 3,6 = 31,9 kn Detta motsvarar ett skjuvflöde på: f v = 31,9 /(2,4 + 2,4 + 2,4) = 4,4 kn/m Denna vägg fästs in i underliggande bjälklag med hjälp av skruvförband enligt bild 2.4-19. Den karakteristiska bärförmågan är R k = 2,4 kn/skruv enligt tabell 2.4-2 i avsnitt 2.4.7. Den dimensionerande skjuvkapaciteten blir: κ 1,0. R 2,4 vd = r. R vk = = 1,6 kn/skruv γ m. γ n 1,25. 1,2 Således krävs skruvar med centrumavstånd 360 mm (ca 3 st per meter) för infästningen av det nedersta bjälklaget i ovanförliggande vägg. Förbanden för övriga väggar på respektive våningsplan dimensioneras på motsvarande sätt. Vanligtvis kan det vara lämpligt att använda samma typer och antal av förband på samtliga våningar för att underlätta i

81 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 produktionsskedet. Dessutom kommer ofta kraven på säkerhet mot fortskridande ras att vara dimensionerande. I dessa fall ställs samma krav på alla förband på samtliga våningar, se avsnitt 2.5.6. 2.5.8.5 Kontroll av fortskridande ras Vid kontroll av totalstabilitet förutsätts ett 3,6 m långt parti av respektive mötande vägg på bottenvåningen i hörnet av byggnaden vara skadat. Detta innebär att endast 2 av de 3 stabiliserande väggpartierna kan utnyttjas för stabiliseringen. Den horisontella påkänningen ska dock räknas om för lastkombination 6, vilket innebär att vindlasten ska räknas med vanligt värde. Detta innebär att vindlasterna på lovartsida, läsida och tak blir: q vind, lovart = 1,0 ψ μ lovart w k = 1,0 0,25 0,85 0.63 = 0,13 kn/m2 q vind, lä = 1,0 ψ μ lä w k = 1,0 0,25 0,27 0,63 = 0,04 kn/m 2 q vind, tak = 1,0 ψ μ tak w k = 1,0 0,25 0,7 0,63 = 0,11 kn/m 2 Våningshöjden 3,0 m och takhöjden 0,8 m ger linjelaster (sammanlagda laster från lovart- och läsida) på bjälklagen motsvarande: q h4, vind = (0,13 + 0,11) 0,8 + (0,13 + 0,04) 1,5 = 0,45 kn/m (last på vindsbjälklag) q h1 3, vind = (0,13 + 0,04) (1,5 + 1,5) = 0,51 kn/m (last på mellanbjälklag) q h0, vind = (0,13 + 0,04) (1,5 + 0) = 0,26 kn/m (last på bottenbjälklag) Den totala horisontella lasten på grund av vindlast och snedställning blir: q h4, tot = 0,45 + 0,27 = 0,72 kn/m q h1 3, tot = 0,51 + 0,34 = 0,85 kn/m q h0, tot = 0,26 + 0 = 0,26 kn/m (last på vindsbjälklag) (last på mellanbjälklag) (last på bottenbjälklag) Den totala horisontella lasten på den nedersta gavelväggen blir: F v = (0,72 + 0,85 + 0,85 + 0,85) 3,6 = 11,8 kn Den horisontella lasten fördelar sig nu endast på 2 stycken väggpartier med längden 2,4 m vardera. Skjuvflödet blir då f v = 11,8 / (2,4 + 2,4) = 2,45 kn/m.

82 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Denna påkänning är betydligt lägre än för normalt dimensionerande lastfall, varför totalstabiliteten inte utgör något problem. Sammanhållning av byggnaden kontrolleras i detta exempel med hjälp av de schablonkrafter som anges i Boverkets handbok Svängningar, deformationspåverkan och olyckslast. Enligt handboken ska bjälklag, väggar och förbanden dem emellan kunna överföra två, i elementets plan liggande, mot varandra vinkelräta krafter; N = 20 kn/m (dragkraft) och T = 20 kn/m (skjuvkraft). Dessa krafter gäller dock för konstruktioner med betongbjälklag. För stomsystem med massivträ proportioneras storleken på dessa krafter med hjälp av de aktuella bjälklagens last (egentyngd + vanlig nyttig last), vilket ger: N = T = 20. g massivträ + q nyttig, vanlig g betong + q nyttig, vanlig 0,9 + (0,5. 1,0 + 1,5. = 20. 0,33) 4,0 + (0,5. 1,0 + 1,5. 0,33) = 7,6 kn/m Således ska samtliga element och fogar i väggar och bjälklag, samt knutpunkter mellan väggar och bjälklag dimensioneras för kraften 7,6 kn/m. Detta kapacitetskrav överstiger den bärförmåga som krävs för att stabilisera byggnaden för vindlasten enligt tidigare beräkningar. Att skjuvkapaciteten i vägg- och bjälklagselement är tillräcklig för att uppfylla detta krav framgår av tidigare beräkningar. För förband och förankringar mellan enskilda byggdelar innebär dock dimensioneringen mot fortskridande ras ett ökat behov av förband. Denna dimensionering innebär följande förändringar avseende förbanden: Det krävs infästningar med centrumavståndet 355 mm i samtliga fogar mellan bjälklagselementen, dvs. totalt 28 skruvpar över hela fogen (jfr med 3 skruvpar enligt tidigare). Plywoodremsan i fogarna mellan väggelementen måste fästas in med centrumavståndet 130 mm, dvs. totalt 23 skruvpar över hela fogen (jfr med 18 skruvpar enligt tidigare). Alternativt kan spikplåtar enligt bild 2.2-9 användas. I detta fall krävs två spikplåtar över vägghöjden, eftersom R vk = 19 kn/spikplåt enligt tabell 2.2-4, vilket motsvarar R vd = 12,7 kn/spikplåt. Det krävs infästningar med centrumavståndet 210 mm mellan bjälklagselement och ljudspärr i underliggande väggar (jfr 260 mm enligt tidigare). Detta gäller samtliga bärande väggar, dvs. ytterväggar, lägenhetsskiljande väggar och bärande innerväggar. Det krävs infästningar med centrumavståndet 210 mm mellan bjälklagselement och ovanförliggande väggar (jfr 360 mm enligt tidigare). Detta gäller samtliga bärande väggar, dvs. ytterväggar, lägenhetsskiljande väggar och bärande innerväggar. Kravet på horisontell kapacitet i knutpunkterna mellan väggar och bjälklag innebär även att ljudspärren måste klara av att överföra 7,6 kn/m såväl längs som tvärs ljudspärren. Ljudspärrens kapacitet tillhandahålls av tillverkaren.

83 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Vidare måste knutpunkterna dimensioneras för att kunna överföra 7,6 kn/m i vertikala drag- och tryckkrafter. Vid överföringen av 7,6 kn/m i dragkraft samverkar infästningen mellan bjälklag och väggar, samt de vertikala förankringarna i väggändar och invid öppningar. Infästningen mellan bjälklag och underliggande vägg har en karakteristisk bärförmåga på R tk = 3,2 kn/skruv enligt tabell 2.4-1. Den dimensionerande bärförmågan blir: κ 1,0. R 3,2 td = r. R tk = = 2,1 kn/skruv γ m. γ n 1,25. 1,2 Infästningen mellan bjälklag och ovanförliggande väggar har också en karakteristisk bärförmåga på R tk = 3,2 kn/skruv enligt tabell 4.4-2. Den dimensionerande bärförmågan blir således 2,1 kn/skruv. Eftersom den vertikala bärförmågan för skruvförbanden överskrider den horisontella bärförmågan kommer dragkraften på 7,6 kn/m att kunna överföras utan problem eftersom den horisontella tvärkraften är lika stor (i detta exempel antas att ljudspärrens bärförmåga, som erhålls från tillverkaren, inte utgör något problem). I de fall den vertikala bärförmågan hos förbanden är lägre än den horisontella kan de vertikala förankringarna i de stabiliserande väggarnas ändar tillgodoräknas för att erhålla tillräcklig vertikal bärförmåga i knutpunkterna. Den vertikala tryckkapaciteten beror huvudsakligen på ljudspärrens bärförmåga. Denna uppgift tillhandahålls av tillverkaren. 2.5.8.6 Kontroll av horisontella deformationer i bruksgränstillståndet För enkelhets skull tas i nedanstående beräkningar ingen hänsyn till inverkan av vertikala laster eller inverkan av bjälklagens deformationer. Den maximala horisontella förskjutningen av gavelväggen i översta våningen kontrolleras mot kravet δ h <H / 500 = 12 000 / 500 = 24 mm. I bruksgränstillståndet (lastkombination 8) blir linjelasterna på bjälklagen på grund av vindlast (sammanlagda laster från lovart- och läsida, samt tak) och snedställning: q h4, vind = 1,85 + 0,27 = 2,12 kn/m q h1 3, vind = 2,13 + 0,34 = 2,47 kn/m q h0, vind = 1,07 + 0 = 1,07 kn/m (last på vindsbjälklag) (last på mellanbjälklag) (last på bottenbjälklag) Den totala horisontella lasten på den nedersta gavelväggen blir: F v = (2,12 + 2,47 + 2,47 + 2,47) 3,6 = 34,3 kn I de fortsatta beräkningarna fördelas lasten över de sex hela element som varje vägg består av, vilket motsvarar F v = 5,7 kn per element. Väggpartierna med öppningar försummas även i detta fall.

84 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Först beräknas deformationen i respektive vägg. Den totala deformationen utgörs av summan av skjuvdeformation inom elementen, böjning av elementen och förskjutning i fog mellan elementen, se avsnitt 2.2.3. För enkelhets skull tas ingen hänsyn till inverkan av kopplingen mellan elementen via väggpartier ovan och under fönsteröppningarna. Till att börja med räknar vi bara på den understa och mest belastade väggen. Om summan av deformationerna i denna vägg och i förbanden till bjälklaget understiger h/500 behöver vi i detta fall ej räkna på övriga våningar eftersom lasterna minskar uppåt i byggnaden och alla väggar antas ha samma utförande. 1. Skjuvdeformation i väggelementen: F. δ h skjuv = = b. t. G 5700. 3,0 = 4,9. 10 1,2. 0,073. 400. 4 m = 0,49 mm 10 6 2. Böjdeformation av väggelementen: F. κ h 3 böj = = 3. E. I 12. F. h 3 3. E. t. b 3 = 12. 5700. 3,0 3 3. 8000. 10 6. 0,073. 1,2 3 = 6,1. 10 4 m = 0,61 mm 3. Skjuvdeformation i fog mellan väggelementen: 5700. F 3,0 v = F. h = b 1,2 = 14250 N k k = 2 16 kn/mm enligt tabell 2.2-8 i avsnitt 2.2.2 för fog med två spikplåtar y = F v = 14250 = 0,44 mm k k 32000 y. δ h fog = γ. h = = 4,4. 10 4. 3,0 b 1,2 = 11,0. 10 4 m = 1,10 mm 4. Deformation i förband mellan vägg och ovanförliggande bjälklag: ρ 1,5 m. d k skär = 35 (styvhet för skruvförband enligt Eurocode 5, d i mm) 450 1,5. 6,5 k skär = = 1773 N/m = 1,8 kn/mm för ett skär hos förbandet 35 Varje väggelement fästs in med skruvar med centrumavståndet 180 mm enligt tidigare beräkningar, vilket ger styvheten k tot = 1,2 / 0,18 1,8 = 12 kn/mm, vilket ger deformationen σ förband = F k tot = 5700 12000 = 0,48 mm Utöver detta kommer även en deformation att ske i ljudspärren. Styvheten för ljudspärren erhålls från tillverkaren.

85 kapitel 2: Stomsystem massivträ. handboken 2006 Den totala deformationen i knutpunkten blir: δ knutpunkt = δ förband + δ ljudspärr = 0,48 + δ ljudspärr 5. Deformation i förband mellan vägg och underliggande konstruktion: Antag samma deformation i detta förband som förbandet ovan, vilket troligtvis är på säkra sidan eftersom det i detta fall rör sig om infästningen trä till betong, vilken är mindre eftergivlig än infästningen trä till trä enligt ovan. Den totala deformationen för understa våningsplanet inklusive deformationen inom väggen och i förbanden blir således: δ total = δ skjuv + δ böj + δ fog + δ knutpunkter = 0,49 + 0,61 + 1,10 + 0,48 + δ ljudspärr + 0,48 = 3,2 + δ ljudspärr mm För att uppfylla kravet h / 500 = 3000 / 500 = 6 mm för understa våningen tillåts således en deformation i ljudspärren på maximalt 2,8 mm. Eftersom övriga våningar antas vara uppbyggda med samma komponenter och är exponerade för mindre laster kommer byggnaden i sin helhet att uppfylla kravet h / 500 om den understa våningen klarar detta. 2.5.9 Referenser [1] Carling, O, et al: Dimensionering av träkonstruktioner, AB Svensk Byggtjänst, Stockholm 1992. [2] Boverkets konstruktionsregler, BKR 1999, Boverket, Karlskrona 1998 [3] Svängningar, deformationspåverkan och olyckslast, Boverket, Karlskrona 1994 [4] Eurocode 5 Design of Timber Structures Part 1-1 med tillhörande NAD [5] Bergdahl, U, et al: Plattgrundläggning, AB Svensk Byggtjänst, Stockholm 1993 [6] Svensk Byggnorm, SBN 1980, utgåva 2, Statens planverk, Stockholm 1983 [7] Handboken Bygg Konstruktionsteknik, LiberFörlag, Stockholm 1985

Massivträ. 3Byggnadsfysik

Massivträ. Handboken 2006 Massivträ. Byggnadsfysik 3Det här kapitlet om byggnadsfysik innefattar fördjupningar på tre områden: brandskydd, byggnadsakustik och fukt- och värmetekniska egenskaper. Innehåll 3.1 Brandskydd 3 3.1.1 Brandförlopp 3 3.1.2 Brandskyddsprojektering 5 3.1.3 Brandtekniska begrepp och klasser 6 3.1.4 Brandtekniska krav 8 3.1.5 Avskiljande förmåga vid brand 10 3.1.5.1 Brandteknisk indelning sektionering 10 3.1.5.2 Brandmotstånd hos avskiljande konstruktioner i massivträ 10 3.1.6 Bärförmåga vid brand 11 3.1.6.1 Stomstabilitet vid brand 11 3.1.6.2 Brandmotstånd hos bärande och avskiljande konstruk- tioner i massivträ 12 3.1.7 Byggnadsdetaljer, installationer 14 3.1.8 Ytskikt och beklädnader 15 3.1.8.1 Utrymningsvägar 15 3.1.8.2 Inuti lägenheter 16 3.1.9 Boendesprinkler 16 3.1.10 Riskvärdering indexmetod 17 3.1.11 Referenser 19 3.2 Byggnadsakustik 20 3.2.1 Inledning, begrepp 20 3.2.1.1 Allmänt 20 3.2.1.2 Ljud, ljudtrycksnivå, ljudnivå 20 3.2.1.3 Ljud i rum 21 3.2.1.4 Luftljudsisolering 21 3.2.1.5 Stegljudsnivå 23 3.2.2 Ljudkrav i byggnader 24 3.2.3 Massivträbjälklag 25 3.2.3.1 Beräkning av ljudisolering hos bjälklag 25 3.2.3.2 Plattbjälklag 26 3.2.3.3 Kassettbjälklag 30 3.2.4 Massivträväggar 30 3.2.5 Flanktransmission och knutpunkter 32 3.2.5.1 Horisontell flanktransmission 32 3.2.5.2 Vertikal flanktransmission 32 3.2.6 Installationer 33 3.3 Massivträhusets fukt- och värmetekniska egenskaper 34 3.3.1 Massivträhusets värmetekniska egenskaper 34 3.3.2 Värmelagringsförmåga 35 3.3.3 Fasförskjutning 35 3.3.4 Värmeisolering 36 3.3.5 Massivträhusets fukttekniska egenskaper 37 3.3.6 Träets hygroskopiska egenskaper 37 3.3.7 Träets fuktbetingade rörelser 37 3.3.8 Klimatets variationer 38 3.3.9 Träets fuktkapacitet 38 3.3.10 Referenser 38

3 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.1 Brandskydd Brandtekniska krav på byggnadskonstruktioner baseras på kunskap om brandförlopp, till exempel rumsbränder och möjligheter att rädda liv och egendom. 3.1.1 Brandförlopp En rumsbrand startar normalt i inredningen. Det kan vara i möbler eller gardiner och ofta som följd av ovarsamhet med eld som levande ljus, cigaretter och liknande. Under en rumsbrand stiger en plym av varma brandgaser uppåt och ett varmt brandgaslager bildas under taket. Temperaturen stiger snabbt och förloppet accelererar, vilket kan leda till övertändning av hela rummet. Vid övertändning antänds samtliga brännbara föremål och ytor. Övertändningsfasen tar normalt bara några sekunder upp till en halv minut. Temperaturen stiger snabbt, brandgaslagret sjunker mot golvet och flammor börjar synas i brandgaserna. Tidsperioden från antändning till övertändning kallas det tidiga brandförloppet eller brandens initialskede. Tiden till övertändning beror bland annat på mängden brännbart material och mängden av brännbara ytor i rummet. En övertändning följs av en fullt utvecklad rumsbrand, som normalt är ventilationskontrollerad. Det betyder att effektutveckling och temperatur styrs av ventilationsöppningarnas storlek och därmed hur mycket luft som kan strömma till branden. Temperaturen i rummet ligger på en mer eller mindre konstant nivå. Övertändning kan därför beskrivas som övergångsskedet från bränslekontroll till ventilationskontroll. Den fullt utvecklade branden kan vara från någon minut till flera timmar. Den fullt utvecklade rumsbranden följs av avsvalningsfasen. Den kännetecknas av att bränslet i rummet börjar ta slut. Effektutvecklingen och temperaturen sjunker. Avsvalningsfasen kan vara från någon enstaka timme till flera timmar. De olika faserna i ett brandförlopp illustreras i bild 3.1-1. Utrymning från brandrummet måste ske under det tidiga brandförloppet. Vid en övertändning är allt brännbart material involverat i branden och temperaturen i det övre gaslagret är 500 600 o C. Strålningsnivån mot golvet är 15 20 kw/m 2. Dessa nivåer kan en människa inte klara och en utrymning måste därför vara avslutad före övertändning. Normalt bör utrymningen vara avslutad innan temperaturen i brandgaserna når 175 200 o C, vilket motsvarar en strålningsnivå på 2,5 kw/m 2 och cirka 80 o C i den nedre delen av gasskiktet. Denna nivå kan en människa klara under en kortare tid, men med viss skada som följd. För att kunna möjliggöra en säker utrymning bör brandgasskiktet vara minst 2 meter över golvet.

4 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Fullt utvecklad brand Temperatur Övertändning Intialskede Avsvalning Tid Inredning och ytmaterial Konstruktionselement (Brandmotstånd) Bild 3.1-1 Brandförlopp i t.ex. rum. Under initialskedet har inredning och ytmaterial störst inverkan på brandförloppet. Under den fullt utvecklade branden beror det fortsatta förloppet och risken för brandspridning till andra brandceller främst på konstruktionselementens brandmotstånd. Träkonstruktioner har generellt bra egenskaper (brandmotstånd) i en fullt utvecklad brand. Anledningen är att massivträet i stort sett bibehåller sina normala egenskaper innanför kolskiktet och förkolningszonen under brand. Förkolningshastigheten är långsam, vilket gör att träkonstruktioner kan uppnå höga brandmotstånd för både bärande och avskiljande funktioner. Däremot kan egenskaperna hos träytor i det tidiga brandförloppet bidra till risk för övertändning i ett rum. Rökutvecklingen hos träprodukter är dock normalt relativt måttlig jämfört med flertalet andra byggmaterial. Dessa olika brandegenskaper kan hanteras vid den brandtekniska projekteringen av träbyggnader. Massivträkonstruktioners egenskaper vid brand skiljer sig något från andra träkonstruktioner. De är mera robusta än till exempel träregelkonstruktioner och därför mindre känsliga mot kollaps eftersom det finns större bärförmågereserver. Men det är mycket viktigt att massivträkonstruktioner utförs med tätskikt i eller på den kalla sidan. Enstaka genomgående hål även mycket små sådana med några millimeters diameter eller dålig passning i fogen mellan två väggelement kan förorsaka mycket snabb genombränning i brandrummets undre del och äventyra integriteten. I motsats till träregelkonstruktioner kan massivträkonstruktioner väsentligt bidra till brandens varaktighet och större mängd brandgaser kan bildas. Detta kan öka risken för brandspridning via fönster eller andra öppningar till andra brandceller. Dessa egenskaper ska beaktas vid projekteringen och valet av lämpliga aktiva och/eller passiva brandskyddsåtgärder. I avsnitt 3.1.5 behandlas brandmotstånd för avskiljande konstruktioner och i 3.1.6 behandlas mer om bärande konstruktioner. Ytskikt och beklädnader behandlas i avsnitt 3.1.8.

5 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.1.2 Brandskyddsprojektering Brandskyddsprojekteringen bör starta redan på skisstadiet. För större byggnader ska placering och utformning av utrymningsvägar samt brandteknisk sektionering ingå i planlösningen. En senareläggning innebär i allmänhet att det blir mycket dyrare. Projekteringen ska utföras av en person med behörig brandteknisk kompetens och redovisas i en brandskyddsdokumentation. Den ska innehålla: Byggnadens avsedda användning Avsedda brukare Potential för brandutveckling Passivt brandskydd (konstruktioner) Aktivt brandskydd (larm och sprinkler) Släckutrustning och dylikt som är tillgänglig för brukarna Utrymningsstrategi Räddningstjänstens resurser och tillgänglighet till byggnaden Brandskyddsdokumentation krävs av myndigheter i samband med ansökan om bygglov och vid samråd med byggnadsnämnd. Dokumentationen behövs för att visa att brandsäkerheten är tillgodosedd och att den uppfyller byggreglernas krav. Dokumentationens omfattning är starkt beroende av byggnadens avsedda användning och vilka konstruktionslösningar som valts. En utförlig dokumentation är nödvändig om man avviker från konventionella lösningar eller om man inte följer råd och anvisningar i byggreglerna. De övergripande kraven på brandsäkerhet ges i första hand i byggreglerna och omfattar: Bibehållen bärförmåga och stabilitet vid fullständigt brandförlopp eller under en viss tid. Detta för att möjliggöra en säker utrymning och för räddningstjänstens säkerhet Skydd mot brandspridning i byggnaden Skydd mot brandspridning till andra byggnader Underlättande av effektiva släckinsatser Underlättande av säker och effektiv utrymning Utöver detta kan försäkringskrav tillkomma. Användningen av trämaterial är i första hand knutet till: Bärförmåga och stabilitet vid brand Skydd mot brandspridning, vilket inkluderar användningen av synligt trä som invändigt ytmaterial och i fasader. Obs! Denna handbok är ett hjälpmedel både för principlösningar och tekniska lösningar. I konkreta byggprojekt ska dokumentation av brandsäkerhet godkännas av den lokala räddningstjänsten.

6 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.1.3 Brandtekniska begrepp och klasser Byggnader indelas i byggnadsklasser som i allmänhet avgör vilka brandkrav som ställs. I Sverige anges följande byggnadsklasser i Boverkets byggregler, BBR: Br1: Byggnader med mer än 2 våningar. Byggnader med 2 våningar för tillfällig övernattning, för sjuka och/eller handikappade eller med en samlingslokal på övre planet. Br2: Byggnader med 2 våningar med fler än två bostadslägenheter eller med samlingslokal i bottenplanet, eller som har mer än 200 m 2 eller enplans vårdanläggning. Br3: Övriga byggnader (t.ex. en- och tvåbostadshus). För byggnadsdelar, ytskikt och beklädnader finns ett antal begrepp och klasser. Byggnadsdelar indelas efter tre grundläggande funktioner som ska uppfyllas med avseende på brandmotstånd. Klass R: bärförmåga Klass E: integritet/täthet Klass I: isolering Dessa funktioner kan kombineras på olika sätt och åtföljs av tidskrav i intervallet 15 360 minuter då funktionen ska vara uppfylld. Kravnivån anges i byggreglerna. Det kan till exempel vara REI 60 och EI 30. Beteckningarna har sin grund i EUs byggproduktdirektiv och illustreras i bild 3.1-2. Bärförmåga R Integritet/täthet E Isolering I Bild 3.1-2 Funktionskrav för brandmotstånd hos bärande och/eller avskiljande konstruktioner. Funktionerna avser både vertikala konstruktioner (som på bilden) och horisontella konstruktioner. Ytskikt på väggar och tak definieras som den yttre delen av en byggnadskonstruktion. Det blir exponerat i en brands tidiga skede. Ytskiktet kan utgöras av en obehandlad träyta och om det är ytbehandlat ingår till exempel färg och tapet. Det finns tre ytskiktsklasser som definieras i de svenska byggreglerna; ytskikt klass I, II och III och dessutom finns det oklassade material. Trä uppfyller kraven för ytskikt klass III. Nya europeiska klasser för ytskikt, så kallade euroklasser, fastställdes under år 2000 och är införda som ett alternativ i de svenska byggreglerna BBR från den 1 oktober 2002. En grov översättning ges i tabell 3.1-1. Förutom angivna klasser ingår även rök- och droppklasser, men de är normalt inte avgörande för valet av material.

7 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Tabell 3.1-1 Ytskiktsklasser för byggprodukter (utom golvbeklädnader). Svenska klasser och nya europeiska klasser. Krav på europeisk rök- och droppklass tillkommer. Euroklass Krav enligt Övertändning Nuvarande svensk Non Small vid rumsbrand ytskiktsklass comb SBI flame (ungefärlig) A1 x > 20 min I A2 x x > 20 min I B x x > 20 min I C x x 10 min II D x x 2 min III E x < 2 min oklassat F < 2 min oklassat Begreppet tändskyddande beklädnad används för vägg- och takbeklädnader och avser att förhindra antändning av bakomliggande material i minst 10 minuter. Tändskyddande beklädnader innebär krav på både ytskikt (klass I/euroklass B) och maximal temperatur på beklädnadens baksida. Golvbeklädnader klassas enbart i klass G, men i vissa fall krävs dessutom obrännbara material. Nya euroklasser införs även för golvbeklädnader. En grov översättning ges i tabell 3.1-2. Tabell 3.1-2 Brandklasser för golvbeklädnader. Svenska klasser och nya europeiska klasser. Krav på europeisk rökklass tillkommer. Euroklass Krav enligt Kritisk Nuvarande svensk Non Radiant Small strålning golvklass comb panel flame kw/m 2 (ungefärlig) A1 FL x G och obrännbart A2 FL x x 8 G och obrännbart B FL x x 8 G C FL x x 4,5 G D FL x x 3 G E FL x Oklassat F FL Oklassat Brandcell är ett centralt begrepp. Det avser en avgränsad del av en byggnad inom vilken en brand under en föreskriven minsta tid kan utvecklas utan att sprida sig till andra delar av byggnaden. Brandcellen ska vara avgränsad från byggnaden i övrigt genom omslutande väggar och bjälklag eller på annat lämpligt sätt. Detta för att en utrymning av byggnaden ska tryggas och för att människor i intilliggande brandceller eller byggnader ska skyddas under föreskriven tid. En lägenhet är ett exempel på en egen brandcell. Utrymningsväg är en utgång som leder direkt till gata, terrass, gårdsplan eller liknande. En utrymningsväg kan även vara ett utrymme i en byggnad som leder från en brandcell till utgångar som till exempel korridorer eller trapphus.

8 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.1.4 Brandtekniska krav Övergången till mer funktionsbaserade byggregler har bland annat medfört möjligheter till större användning av trä som byggmaterial. Det övergripande målet med byggreglerna är att skydda liv. Skydd av egendom anses vara ägarens uppgift. Här kan försäkringsvillkoren spela en viktig roll. Uppdelningen i ansvar för personsäkerhet och sakskydd kan innebära problem med att avgöra vilka dimensioneringsregler som är relevanta. När sakskyddet räknas in kan kraven i byggreglerna behöva kompletteras med försäkringskrav. Övergången till funktionskrav innebär att myndigheterna i mindre grad än tidigare ställer detaljkrav på utformningen av byggnader. I stället ges generella, ofta kvalitativa minimikrav baserade på allmänna brukarbehov som säkerhet, komfort med mera. Detta betyder att träkonstruktioner kan användas om det kan dokumenteras att funktionskraven är uppfyllda. Kraven på brandmotstånd för avskiljande och bärande konstruktioner från BBR 5:6 och 5:8 sammanfattas i tabell 3.1-3 för Br1-byggnader. I tabell 3.1-4 för Br2- och Br3-byggnader. Tabell 3.1-3 Krav på brandmotstånd i Br1-byggnader enligt BBR 5:6, 5:8. Byggnadsdel Brandteknisk klass vid brandbelastning, f (MJ/m 2 )* f <200 f <400 f >400 Brandcellsskiljande EI 60 EI 120 EI 240 Vertikalt bärverk samt stomstabiliserande horisontellt bärverk byggnad med högst 2 plan R 60 R 120 R 240 byggnad med 3 4 plan bjälklag R 60 R 120 R 240 övriga bärverk R 60 R 120 R 240 byggnad med 5 8 plan bjälklag R 60 R 120 R 240 övriga bärverk R 60 R 180 R 240 byggnad med mer än 8 plan R 90 R 180 R 240 under översta källarplan R 90 R 180 R 240 Horisontellt ej stomstabiliserande bärverk R 60 R 120 R 240 Trapplopp och trapplan i trapphus R 30 R 30 R 30 * Brandbelastning per omslutande brandcellsyta. Obs! Brandteknisk klass för f <200 MJ/m 2 får användas för bostäder, kontor, skolor, hotell o.d.

9 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Tabell 3.1-4 Krav på brandmotstånd i Br2- och Br3-byggnader enligt BBR 5:6, 5:8. Byggnadsdel Brandteknisk klass för byggnad i klass Br2 Br3 Brandcellsskiljande EI 30 EI 30 Lägenhetsskiljande i bostadshus EI 60 EI 60 Vertikalt bärverk samt stomstabiliserande horisontellt bärverk bostadshus R 30 R 15 annan byggnad än bostadshus R 30 under översta källarplan* R 90 R 90 Horisontellt ej stomstabiliserande bärverk bostadshus R 30 R 15 bottenbjälklag över sammanhängande kryputrymme R 30 R 30 annan byggnad än bostadshus R 30 Trapplopp och trapplan i trapphus under översta källarplanet R 30 R 30 * Vid högre brandbelastning än 200 MJ/m 2 ska tabell 5.1-3 tillämpas. Byggnadsdelar av massivträ (väggar och bjälklag) som uppfyller dessa klasser redovisas i avsnitt 3.1.5 för avskiljande konstruktioner och i avsnitt 3.1.6 för bärande konstruktioner. I tabell 3.1-5 sammanfattas kraven från BBR 5:51 på invändiga ytskikt och beklädnader i lägenheter, kontor med mera, samt i utrymningsvägar. Tabell 3.1-5 Krav på invändiga ytskikt och beklädnader i lägenheter, kontor o.d., samt i utrymningsvägar från BBR 5:51. Byggnad Enbostadshus Ytskiktsklass III / Euroklass D* (träytor tillåtna) Flervåningshus/flerbostadshus: lägenhet II / Euroklass C* (träytor inte generellt tillåtna) på väggar I / Euroklass B* (träytor inte generellt tillåtna) i tak Endast mindre träytor tillåtna Brandskyddat trä (klass I och II) kan användas i båda fallen Sprinkler medför att klass III /Euroklass D* kan användas utrymningsväg I /Euroklass B* (träytor generellt inte tillåtna) Brandskyddat trä (klass I) kan användas * Krav på rök- och droppklass tillkommer.

10 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Bild 3.1-3 Exempel på brandkrav i flervåningshus. Till vänster för invändiga ytskikt (på väggar, tak och golv) och till höger för brandmotstånd hos den bärande stommen. II II II II I G I G I G I G II II II II G G G G G R60 R60 R60 R60 R60 R60 R60 R60 R60 R30 R30 R30 R30 R60 I bild 3.1-3 illustreras exempel på brandkrav i flervåningshus för invändiga ytskikt och bärande stomme. Kraven på brandmotstånd är enligt BBR beroende på brandbelastningen, där både inredning och bidrag från själva konstruktionen ska medräknas. För bostäder, kontor, skolor, hotell och liknande får man dock bortse från bidrag från själva konstruktionen. Det medför att de lägre kraven i tabell 3.1-3 enligt BBR 5:821 får användas i byggnader med till exempel konstruktioner av massivträ. 3.1.5 Avskiljande förmåga vid brand 3.1.5.1 Brandteknisk indelning sektionering Brandteknisk indelning och sektionering är en mycket viktig generell åtgärd för att minska risken för brandspridning i alla typer av konstruktioner. Detta kan ske på olika nivåer. Stora byggnader indelas med lämpligt placerade brandväggar så att en brandspridning till andra delar av byggnaden försvåras. En brandteknisk indelning innebär att väggar och bjälklag uppfyller kraven på avskiljande förmåga vid brand. Detta ger en uppdelning i brandceller så att branden inte sprids till andra brandceller inom en viss föreskriven tid, till exempel 60 minuter. En lägenhet eller ett trapphus utgör t.ex. en egen brandcell. När det gäller träbyggnader är sektionering och indelning särskilt viktiga i dolda utrymmen, som till exempel schakt och vindar. Vindar bör sektioneras med brandavskiljande väggar vid brandcellgränser i underliggande våningsplan. Avskiljning med så kallade brandstopp ska finnas inuti konstruktioner och runt installationer i brandcellsgränser. Detta görs för att förhindra krypande bränder inuti konstruktioner och genom brandcellsgränser. 3.1.5.2 Brandmotstånd hos avskiljande konstruktioner i massivträ Avskiljande förmåga innebär att kraven på klass E (integritet) och klass I (isolering) vid brand uppfylls, se avsnitt 3.1.4. Dessa krav är i allmänhet lättare att uppfylla än kraven vid klass R (bärförmåga). När det gäller konstruktioner i massivträ uppfylls båda kraven relativt lätt. Exempel på konstruktionslösningar som uppfyller kraven på avskiljande förmåga vid brand efter olika tider ges i tabell 3.1-6. Där redovisas minimikonstruktioner, det vill säga ytterligare materialskikt kan tillkomma, vilket normalt ökar brandmotståndet.

11 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Tabell 3.1-6 Exempel på väggar i massivträ som uppfyller krav på avskiljande förmåga vid brand, EI, efter olika tider. Minimikonstruktioner redovisas, dvs. ytterligare materialskikt som kan tillkomma ökar normalt brandmotståndet. Med hellimmade flerskiktsskivor menas här att även kanterna av brädorna i de enskilda skikten är limmade. Brandmotståndet gäller under förutsättning att flerskiktsskivorna är fästa mot en anslutande konstruktion, vilket markerats med horisontella reglar på den av brand oexponerade sidan. Brandklass Konstruktion Beskrivning Flerskiktsskivor av massivträ EI 15 Massivträ 21 mm Korslagda hellimmade 3x7 mm EI 30 Massivträ 36 mm Korslagda hellimmade 3x12 mm EI 60 Massivträ 66 mm Korslagda hellimmade t.ex. 3x22 mm EI 90 Massivträ 110 mm Korslagda hellimmade t.ex. 5x22 mm 3.1.6 Bärförmåga vid brand 3.1.6.1 Stomstabilitet vid brand Brandteknisk dimensionering kan utföras på olika nivåer. Det mest övergripande är att betrakta hela det globala stomsystemet. I stomsystem som har stor redundans kan lasten ofta omfördelas när en eller flera delar uppnår brottgränsstadiet. Så länge kraven på klass E (integritet) och klass I (isolering) vid brand är uppfyllda, kan reserver i bärförmågan i den globala strukturen utnyttjas. Som exempel kan nämnas att en pelare i brandcell kan dimensioneras för lägre brandmotstånd än övriga bärande delar i brandcellen. Detta gäller förutsatt att det finns alternativa lastupptagningssätt. Det här förfarandet kan även väljas av ekonomiska skäl. För att uppnå totalstabilitet med avseende på horisontella laster (vindlaster) utnyttjas i flervåningshus ofta skivverkan. Stabiliteten hos byggnaden måste vara säkerställd även om skivverkan delvis reduceras till följd av brand.

12 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.1.6.2 Brandmotstånd hos bärande och avskiljande konstruktioner i massivträ Brandteknisk dimensionering av byggnadskonstruktioner görs traditionellt på elementnivå. Det vill säga man betraktar varje byggnadsdel för sig, till exempel väggar, bjälklag och pelare, oberoende av eventuella inspänningar i upplagen. Detta motsvarar samma förhållanden som vid brandprovning i ugn, som oftast ligger till grund för dimensioneringen. Även vid en dimensionering på elementnivå kan man utnyttja att den omgivande konstruktionen bidrar till en gynnsammare lastupptagning vid brand. Bärförmågan vid brand hos flerskiktsskivor av massivträ kan för närvarande beräknas bara vid mycket låg temperaturpåverkan av bärande skikt. Teoretiska modeller finns endast för symmetrisk uppbyggnad och normal temperatur, där inverkan av låg skjuvmodul (rullskjuvning) hos tvärgående skikt blir helt avgörande för bärförmågan. I brandfallet uppstår generellt en asymmetri med avseende på geometri och mekaniska egenskaper på grund av förkolning och temperaturpåverkan. Inverkan av låg skjuvmodul (rullskjuvning) hos tvärgående skikt blir helt avgörande för bärförmågan vid brand hos flerskiktsskivor av massivträ. För närvarande krävs brandprovning i full skala för att kunna bestämma brandmotståndet med avseende på bärförmåga och avskiljande funktion. För några fall med hellimmade flerskiktsskivor kan dock bedömningar göras med avseende på de förväntade brandegenskaperna med utgångspunkt från beräknade inbränningsdjup. Följande tumregel kan tillämpas: om avståndet från inbränningsdjupet till ytan av det statiskt verksamma resttvärsnittet är minst ca 25 30 mm, kan temperaturpåverkan i resttvärsnittet försummas, dvs. byggnadsdelen dimensioneras som för ett motsvarande kallt tvärsnitt. Exempel: En femskiktsskiva med 5 x 24 mm där skikt 1, 3 och 5 är i kraftriktning utsätts för standardbrand under 30 minuter. Inbränningen är 30 x 0,65 = 19,5 mm. Avståndet till ytan av det mellersta skiktet är då 28,5 mm, dvs. det kvarvarande statiskt effektiva resttvärsnittet med tre skikt ska ta belastningen vid brand. Hållfastheten och elasticitetsmodulen behöver ej reduceras för dessa skikt. Inbränningshastigheten är beroende av sammanfogningsmetoden av de olika skikten. Den ökar i följande ordning: Brädorna är både flat- och kantlimmade (hellimmade) Brädorna är endast flatlimmade med öppna fogar mellan kanterna

13 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Hellimmade flerskiktsskivor har de bästa egenskaperna eftersom konstruktionen är tät och inbränningen är endimensionell (enligt Eurocode 5 är inbränningshastigheten för barrträ 0,65 mm/min). Hos enbart flatlimmade flerskiktsskivor med öppna fogar mellan kanterna blir inbränningshastigheten något större (0,8 mm/min). Ett separat tätskikt erfordras eftersom konstruktionen inte är tät på grund av korsande öppna fogar. Mer information finns i Eurocode 5 och handboken Brandsäkra trähus 2, där även effekten av gipsskivebeklädnader behandlas. Ovan angivna inbränningshastigheter förutsätter att skivans minimitjocklek är 35 mm. Hos tunnare skivor kan väljas inbränningshastigheter för träpaneler enligt Eurocode 5. Tabell 3.1-7a Exempel på väggar i massivträ som uppfyller krav på bärande och avskiljande förmåga vid brand, REI, efter olika tider. Minimikonstruktioner redovisas, dvs. ytterligare materialskikt som kan tillkomma ökar normalt brandmotståndet. Med hellimmade flerskiktsskivor menas här att även kanterna av brädorna i de enskilda skikten är limmade. Brandklass Konstruktion Beskrivning Bärförmåga väggar vid brand REI 30 Massivträ 120 mm Motsvarar Korslagda hellimmade bärförmågan flerskiktsskivor, 5x24 mm hos tre skikt i kallt tillstånd REI 60 Massivträ 175 mm Motsvarar Korslagda hellimmade bärförmågan flerskiktsskivor, 5x35 mm hos tre skikt i kallt tillstånd REI 60 Massivträ 110 mm Motsvarar Korslagda hellimmade bärförmågan flerskiktsskivor, 5x22 mm + hos tre skikt i gipsskiva GF 15 mm kallt tillstånd REI 60 Massivträ 120 mm Motsvarar Korslagda spikade bärförmågan flerskiktsskivor, 5x24 mm hos tre skikt i + gipsskiva GF 15 mm kallt tillstånd

14 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Tabell 3.1-7b Exempel på bjälklag i massivträ som uppfyller krav på bärande och avskiljande förmåga vid brand, REI, efter olika tider. Minimikonstruktioner redovisas, dvs. ytterligare materialskikt som kan tillkomma ökar normalt brandmotståndet. Med hellimmade flerskiktsskivor menas här att även kanterna av brädorna i de enskilda skikten är limmade. För bjälklag är den dimensionerande brandpåverkan exponering från undersidan. Brandklass Konstruktion Beskrivning Bärförmåga bjälklag vid brand REI 30 Massivträ 110 mm Motsvarar Korslagda hellimmade bärförmågan flerskiktsskivor, 5x24 mm hos tre skikt i kallt tillstånd REI 60 Massivträ 133 mm Motsvarar Korslagda hellimmade bärförmågan flerskiktsskivor, 7x19 mm hos tre skikt i kallt tillstånd REI 60 Massivträ 133 mm Motsvarar Korslagda hellimmade bärförmågan flerskiktsskivor, 7x19 mm hos tre skikt i + gipsskivor GA 13 mm och kallt tillstånd GF 15 mm REI 60 Kasettbjälklag 349 mm Bärande kasettbjälklag kompletterad med undertak av friliggande reglar, glespanel och två lager gips. 3.1.7 Byggnadsdetaljer, installationer Öppningar och genomföringar i brandcellsskiljande byggnadsdelar ska undvikas i alla typer av byggnader, eftersom de kan leda till spridning av brand och brandgaser. Så långt som möjligt bör brandklassade och typgodkända lösningar användas. Några allmänna råd redovisas här: Ventilationssystem kan sprida bränder. I flerbostadshus bör därför varje lägenhet ha separat ventilation för att förhindra brand- och brandgasspridning mellan lägenheter. Alternativt kan ventilationskanalerna förses med till exempel självstängande spjäll i brandcellsgräns, så kallade brandspjäll och brandgasspjäll. Rörgenomföringar ska utföras med god tätning runt håltagningen, exempelvis med så kallad brandmanschett. Konstruktioner med rörgenomföring ska visas ha samma brandmotstånd som konstruktioner utan genomföring.

15 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Eldosor som är infällda i en konstruktion kan vara kritiska om en brand inträffar på den sida av väggen som saknar eldosa. Genombränning i dosan sker nästan omedelbart när materialskikt på den brandexponerade sidan av väggen har brunnit bort. Det är därför viktigt att använda material och isolering som bibehåller sin brandtekniska funktion. En brandsvällande skiva i dosans botten är en bra lösning. För dubbla lägenhetsskiljande väggar finns dock i allmänhet inget behov att förstärka väggkonstruktionen vid infällda dosor. Mindre elinstallationer medför inte någon nämnvärd försvagning av brandmotståndet. Det gäller till exempel elrör i konstruktionen, enstaka elrör genom vägg eller bjälklag, utanpåliggande eldosor samt elcentraler utanpå vägg. 3.1.8 Ytskikt och beklädnader 3.1.8.1 Utrymningsvägar Obehandlat trä kan normalt inte användas på vägg- och takytor i utrymningsvägar i Br1-byggnader. Det gäller till exempel trapphus, eftersom dessa ytor ska ha minst ytskiktsklass I/euroklass D applicerat på tändskyddande beklädnad. Detta krav gäller även trappans undersida. Temperaturkravet för tändskyddande beklädnad uppfylls av trä med en tjocklek över cirka 10 mm, medan ytskiktskravet uppfylls endast av brandskyddat trä. Brandskyddat trä i ytskiktsklass I/euroklass B kan användas, se tabell 3.1-8. Tabell 3.1-8 Ytskiktsklasser för trä. Trä Minimidensitet Minimitjocklek Svensk Euroklass** (kg/m 3 ) (mm) ytskiktsklass Brandskyddat* I B Brandskyddat* II C Obehandlat [400] [20] III D Obehandlat [250] oklassat E oklassat F * Generell klass kan inte anges, beror på brandskyddsmedel (typ och mängd). ** Europeisk rök- och droppklass tillkommer. Trägolv kan användas som golvbeklädnad i trappor och trapplan i utrymningsvägar, eftersom de uppfyller klass G/euroklass D fl, se tabell 3.1-9. Tabell 3.1-9 Golvklasser för trä. Trä Minimidensitet Minimitjocklek Svensk Euroklass* (kg/m 3 ) (mm) golvklass Obehandlat [700] [20] G C fl Obehandlat [400] [20] G D fl oklassat E fl oklassat F fl * Europeisk rökklass tillkommer.

16 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.1.8.2 Inuti lägenheter Invändiga vägg- och takytor i Br2- och Br3-byggnader kan vara av trä. I Br1-byggnader kan obehandlat trä endast användas på mindre ytor. Brandskyddat trä i ytskiktsklass II/euroklass C kan användas på väggar och ytskiktsklass I/euroklass B även i tak. Trägolv kan användas överallt. 3.1.9 Boendesprinkler Den främsta uppgiften för boendesprinkler är att öka personsäkerheten. Det vill säga att rädda liv. Boendesprinkler ger även möjligheter till en flexibel utformning av byggnader. Bland annat kan synligt trä användas i både invändiga och utvändiga ytskikt. Installation av en automatisk sprinkleranläggning kan möjliggöra så kallade tekniska byten. Det innebär att ett passivt brandskyddssystem, exempelvis en brandklassad konstruktion, ersätts med ett aktivt system som sprinkler. Följande tekniska byten kan användas generellt (observera var för sig, ej i kombination) vid installation av boendesprinkler, se även i tabell 3.1-10. Brännbar fasad i mer än två våningar Minskade krav på skydd mot brandspridning via fönster Minskade krav på ytskikt i bostäder Ökat gångavstånd till utrymningsväg Tabell 3.1-10 Tekniska byten som accepteras (var för sig, ej i kombination) vid installation av boendesprinkler. Tekniskt byte Avsnitt i BBR Krav på boendesprinkler-systemet 1 Brännbar fasad i mer än två våningar 5:631 Sprinkler i alla utrymmen med fönster mot aktuell fasad; Varaktighet enligt BBR 5:621, 5:721 och 5:74 2 Minskade krav på skydd mot 5:631 Sprinkler i alla utrymmen med brandspridning via fönster och fönster mot aktuell yttervägg; 5:632 Varaktighet enligt BBR 5:621, 5:721 och 5:74 3 Minskade krav på ytskikt i bostäder 5:511 Grundkrav 4 Ökat gångavstånd till utrymningsväg 5:31 Grundkrav Installation av boendesprinkler kan således medge användning av synligt trä på invändiga väggar och i tak i bostäder och kontor samt även användning av träfasader i byggnader med upp till åtta våningar. Vissa hörnstenar i brandskyddet ska dock bibehållas även vid installation av boendesprinkler. Till exempel ska varje lägenhet utgöra en egen brandcell, en snabb utrymning ska vara möjlig och räddningsinsatser ska underlättas.

17 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.1.10 Riskvärdering indexmetod En ny indexmetod för värdering av brandrisker i flervånings bostadshus har publicerats år 2000, se referenser. Den ger en helhetsbild av brandsäkerheten och tar hänsyn till aktivt och passivt brandskydd, säker utrymning och släckning samt underhåll. Metoden kan användas för att rangordna brandsäkerheten i olika byggnader, särskilt flervånings bostadshus. Indexmetoden bygger på att strukturen för brandsäkerheten i en byggnad kan ordnas i ett antal nivåer, se bild 3.1-4. Överst ligger den policy som gäller, därefter specificeras målen, på nästa nivå strategierna och till sist ett stort antal parametrar. Parametrarna delas in i underparametrar som är kvantifierbara och organiserade i beslutstabeller, där de ges ett mätbart betyg (skala 0 5 har använts). Slutligen har målen, strategierna och parametrarna tilldelats vikter, se tabell 3.1-11. Summan av alla vikter är 1,00. Indexmetoden är enkel att använda. För varje byggnad betygsätts de olika parametrarna (P1 P17) på skalan 0 5 enligt tabeller i metodbeskrivningen, se referenser. Genom matrismultiplikation av betygen och vikterna får man ett relativt mått på vikten av varje parameter (viktat betyg). De viktade betygen summeras och riskindex för den aktuella byggnaden definieras som 5 summan av viktade betyg. Riskindex har samma intervall som betygen, det vill säga 0 5. Lågt riskindex betyder låg brandrisk och hög brandsäkerhet. Riskindex kan användas för att jämföra olika byggnader eller olika brandskyddsåtgärder. Förutsättningen är givetvis att byggreglernas grundkrav är uppfyllda. Riskvärderingsmetoden har tillämpats på bland annat byggprojektet Kv. Gammfällan i Vindeln. Där har två exakt lika byggnader uppförts, förutom att en har stomme i massivträ och en har stomme i betong. Riskindex för båda byggnaderna ligger i intervallet 2,60 2,70, vilket innebär att stommen har mycket liten betydelse för den totala brandsäkerheten. Det är i stället en rad andra faktorer, se tabell 3.1-11, som är avgörande för brandsäkerheten. Policy Acceptabel brandsäkerhet i flervånings bostadshus Mål O1 Rädda liv O2 Rädda egendom Strategier S1 Aktivt brandskydd för att begränsa brandtillväxten S2 Passivt/konstruktivt brandskydd S3 Säker utrymning S4 Säker släckning Parametrar P1 P17 (se tabell 5.1-11) Bild 3.1-4 Struktur hos indexmetoden för riskvärdering av brandsäkerhet.

18 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Tabell 3.1-11 Sluttabell för beräkning av riskindex. Lågt riskindex betyder låg brandrisk och hög brandsäkerhet. Parameter Namn Vikt Betyg (0 5) Viktat betyg P1 Ytskikt i lägenheter 0,0576 P2 Släcksystem 0,0668 P3 Brandkår/räddningstjänst 0,0681 P4 Brandcellsindelning 0,0666 P5 Avskiljande konstruktioner 0,0675 P6 Dörrar 0,0698 P7 Fönster 0,0473 P8 Fasader 0,0492 P9 Vindar 0,0515 P10 Närliggande byggnader 0,0396 P11 Rökspridning 0,0609 P12 Brandvarnare 0,0630 P13 Larm 0,0512 P14 Utrymningsvägar 0,0620 P15 Bärande konstruktion 0,0630 P16 Underhåll och information 0,0601 P17 Ventilationssystem 0,0558 Summa 1,0000 Summa av viktade betyg Riskindex för byggnad (= 5 summa)

19 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.1.11 Referenser BBR, Boverket Byggregler BBR 94, BFS 1993:57 med ändringar t om BFS 2002:X. Boendesprinkler räddar liv Erfarenheter och brandskyddsprojektering med nya möjligheter, Östman, Arvidson och Nystedt, Trätek publikation 0202007, 2002. Brandrisker i flervånings bostadshus ny indexmetod, Karlsson och Östman, Trätek Kontenta 0009024, 2000 (www.tratek.se/fou/brand). Brandsäkra balkonger och loftgångar med bärande stomme av trä, Norén och Östman, Trätek Rapport L 0108015, 2001. Brandsäkra trähus version 2 Nordisk kunskapsöversikt och vägledning, Östman, König, Mikkola, Stenstad, Carlsson och Karlsson, Trätek publikation 0210034, 2002. Commision Decision of 8 February 2000 implementing Council Directive 89/106/ EEC as regards the classification of the reaction to fire performance of construction products. Official Journal of the European Committees 23.2.2000. Eurocode 5 Design of timber structures, Part 1 2 Structural fire design, pren 1995.1.2. Euroklasser för byggprodukters brandegenskaper, Östman, Trätek Infoblad, November 2001. Inomhusbrand, Bengtsson, Räddningsverket, 2001. Installation av boendesprinkler, SBF REK 2002, Svenska Brandförsvarsföreningen, 2002. Timber frame assemblies exposed to standard and parametric fires. Part 2: A design model for standard fire exposure, König och Walleij, Trätek Rapport I 0001001, 2000.

20 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.2 Byggnadsakustik Det här kapitlet om byggakustik innefattar flera områden; isolering mot luft- och stegljud mellan utrymmen i byggnader, buller från installationer och trafik samt rumsakustisk reglering i olika typer av utrymmen. Dessa delområden är av varierande dignitet på så sätt att vissa i hög grad är stompåverkande. Ett typiskt exempel på detta är isoleringskraven medan andra krav klaras genom lämpligt val av ytskikt, som till exempel kraven på den rumsakustiska regleringen. 3.2.1 Inledning, begrepp 3.2.1.1 Allmänt Särskilt för flerbostadshus med stomme i massivt trä är isoleringskraven viktigare än i andra typer av byggnader. På så sätt har tester utförda i provhus visat att ljudisolering utan speciella åtgärder är så låg att det är helt otänkbart att använda byggnaden som bostadsändamål. Det här är förstås inget verkligt argument mot att inte bygga flerbostadshus med stomme i massivt trä! Eftersom det finns ett flertal olika lättillgängliga tekniker för att åstadkomma riktigt god isolering. När det gäller trafikbuller och rumsakustisk reglering medför valet av stomme i massivt trä inga speciella problem. Därför kommer inte dessa faktorer att tas upp i denna handbok. I stället hänvisar vi till litteraturen, se exempelvis Åkerlöfs handbok. 3.2.1.2 Ljud, ljudtrycksnivå, ljudnivå Ljud kan uppträda i många olika former. Med ljud menas ofta de tryckvariationer i luften som kan uppfattas via hörseln, men ljud finns också i vätskor och fasta material. När det gäller ljud i luft kan ljudets styrka anges i N/m 2 eller Pascal, eftersom det i grund och botten är fråga om tryck. Av praktiska skäl har man dock infört en decibelskala som direkt är relaterad till trycket. När ljudets styrka anges i decibel kallas motsvarande storhet för ljudtrycksnivå. Ljudtrycksnivån är definierad så att 0 db ungefär motsvarar svagast hörbara ljud. Vidare är en ändring med 1 db ungefär den minsta ändring som kan uppfattas med hörseln under gynnsamma omständigheter, medan en ändring med 10 db brukar sägas motsvara en fördubbling eller halvering av det subjektiva hörselintrycket.

21 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Örat uppfattar ljud med olika frekvenser olika starkt. För att kompensera detta har man infört en modifierad, så kallad vägd, ljudtrycksnivå. En vägd ljudtrycksnivå kallas också ofta enbart för ljudnivå. Vanligtvis används den A-vägda ljudtrycksnivån med beteckningen LA och enheten med beteckningen db. Tidigare användes beteckningen db(a) eller dba för enheten. Krav på högsta bullernivå uttrycks vanligtvis i den A-vägda ljudtrycksnivån. Ljudtrycksnivån utan någon vägning används huvudsakligen i tekniska sammanhang, som till exempel vid mätningar. Storheten ljudtrycksnivå betecknas med Lp och enheten med db. 3.2.1.3 Ljud i rum I det fall en ljudkälla befinner sig långt från alla reflekterande ytor är det enkelt att beskriva ljudets utbredning. I allmänhet kan man säga att ljudtrycksnivån sjunker med 6 db per avståndsfördubbling (och därigenom också stiger med 6 db per halvering med avståndet). Denna enkla regel gäller inte när ljudkällan finns i ett rum. Ljudet i rummet sammansätts nämligen dels av det ljud som går direkt från källan till mottagaren och dels av en mängd reflexer från närliggande ytor i praktiken framför allt från tak och väggar. Så snart avståndet mellan ljudkälla och mottagare är större än storleksordningen 1 meter brukar styrkan hos det reflekterade ljudet vara större än styrkan hos direktljudet. Denna regel är mycket viktig i praktiken eftersom styrkan hos reflexljudet inte beror på avståndet till ljudkällan. 3.2.1.4 Luftljudsisolering Lite kring luftljudsisoleringens fysikaliska bakgrund Med begreppet luftljudsisolering avses skillnaden i ljudtrycksnivå mellan två rum. Stadigvarande ljud alstras med hjälp av en högtalare i det vänstra rummet. Som tidigare nämnts blir ljudtrycksnivån praktiskt taget konstant i rummet med undantag för ett litet, och i detta sammanhang ointressant område, närmast högtalaren. Ljudet yttrar sig fysikaliskt i form av snabba variationer av lufttrycket. Dessa variationer medför att det kommer att råda en tryckskillnad mellan väggarnas bägge sidor; är exempelvis ljudtrycket positivt över en väggyta inne i rummet (positivt räknas här relativt det statiska trycket) utsätts väggen för en kraft som är riktad ut från rummet. Denna kraft försätter väggen i rörelse. I nästa ögonblick råder ett undertryck på samma väggyta och kraften blir riktad inåt. Detta resulterar i att väggen kommer att svänga i takt med tryckfluktuationerna. Svängningarna orsakar sedan en ljudutstrålning åt båda hållen. Strålningen som sker tillbaka in i rummet med högtalaren är ointressant eftersom den är liten i förhållande till det ljud som redan finns där. Däremot är strålningen till det andra rummet viktig eftersom det är denna som resulterar i att ljud transmitteras genom väggen.

22 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Av ovanstående resonemang är det klart att även andra ytor i rummet sätts i vibration av rummets ljudtryck. Exempelvis kommer högtalarrummets golv att vibrera på ungefär samma sätt som väggen mellan de bägge rummen. Vibrationerna kommer att spridas i stommen vilket medför att golvet i det andra rummet också kommer att vibrera och därigenom stråla ut ljud. Ljud kan alltså även överföras via flankerande byggnadsdelar, ett fenomen som kallas flanktransmission. Reduktionstal Ljudisoleringen hos en konstruktion, exempelvis en vägg, uttrycks i väggens reduktionstal = R. Reduktionstalet hos en homogen vägg är oberoende av väggens storlek (åtminstone som en första beräkning). Däremot transmitteras naturligtvis mer ljudeffekt genom en stor vägg än genom en liten, eftersom den infallande ljudeffekten blir större ju större väggen är. Man kan definiera reduktionstalet med utgångspunkt från den mätsituation som beskrivits ovan. Vid mätningen sänds ljud ut i sändarrummet. Ljudtrycksnivån bestäms i ett antal punkter i rummet på avstånd från högtalaren och medelvärdet L S bildas. På samma sätt bildas medelvärdet L M av ljudtrycksnivån i mottagarrummet. Reduktionstalet definieras sedan som R = L S L M 10log (A M /S), (1) där A M är den totala absorptionsytan i mottagarrummet (Åkerlöf, 2001) och där S är skiljeväggens area. Faktorn 10 log(a M /S) är i praktiken ofta nära noll. Reduktionstalet blir i sådana fall ungefär lika med skillnaden i ljudtrycksnivå mellan de båda rummen. Vid mätning bestäms reduktionstalet vanligen för 19 frekvensband från och med 50 Hz till och med 3 150 Hz. Fältreduktionstal Fältreduktionstalet betecknas med R W, och är ett mått på ljudisoleringen mellan två rum i en byggnad. Fältreduktionstalet bestäms förutom av ljudtransmissionen via skiljeväggen också av all annan ljudtransmission via flankerande byggnadsdelar, installationer, springor etc. Fältreduktionstalet mäts på samma sätt som reduktionstalet. I en byggnad är det i regel mycket svårt att mäta reduktionstalet; man får i praktiken alltid ett fältreduktionstal eftersom det är svårt att undvika inverkan av flankerande byggnadsdelar. Det finns ingenting som säger att en dominerande del av ljudtransmissionen går direkt genom en vägg eller ett bjälklag. I stället inträffar det ofta att en helt dominerande del av ljudöverföringen sker i form av flanktransmission. Här bör man också tänka på att fältreduktionstalet ofta är lägre mellan stora rum än mellan små.

23 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Vägt reduktionstal och vägt fältreduktionstal Det vägda reduktionstalet, R W, kan betraktas som ett viktat medelvärde av reduktionstalen vid de standardiserade mätfrekvenserna 100 3 150 Hz. Genom denna viktning eller vägning tas i praktiken större hänsyn till det viktiga mellanfrekvensområdet än om man exempelvis bildar ett medelreduktionstal. Det viktade reduktionstalet används därför i betydligt större omfattning än medelreduktionstalet. Det vägda reduktionstalet bestäms med hjälp av en speciell referenskurva. Denna procedur används inte bara för reduktionstalet utan också för fältreduktionstalet. Det vägda fältreduktionstalet betecknas R W. För några år sedan infördes i Sverige krav på ljudisolering vid lägre frekvenser än 100 Hz. Dessa krav uttrycks i R W + C 50-3150 där C 50-3150 är en anpassningsterm. Anpassningstermen är normalt negativ. För betonghus brukar den ofta vara 1 till 2 db. För lätta konstruktioner kan anpassningstermen vara upp till 5 à 10 db. Stora negativa värden på anpassningstermen indikerar att luftljudsisoleringen vid låga frekvenser är mycket dålig. Anpassningstermen används också tillsammans med reduktionstalet. I Sverige uttrycks krav på luftljudsisolering mellan två rum i en byggnad antingen i vägt reduktionstal (alla typer av byggnader utom bostäder) eller också i R W + C 50-3150 (bostäder). 3.2.1.5 Stegljudsnivå Vid mätning av stegljudsnivå utnyttjas en artificiell stegljudskälla, en så kallad hammarapparat. Hammarapparaten innehåller fem stålcylindrar och hammare som från några centimeters höjd fritt får falla mot golvet. Efter fallet fångas apparaten omedelbart upp och släpps igen på så sätt att en hammare faller var tiondels sekund i jämn takt. Hammarapparaten avger ett kraftigt ljud, inte bara i rummet direkt under apparaten utan också i intilliggande rum. Om hammarapparaten alstrar ljudtrycksnivån L p i intill- eller underliggande rum, definieras stegljudsnivån L n vid laboratoriemätning som L n = L p + 10 log (A M /10), (2) där A M är mottagarrummets totala absorptionsarea i m 2. Vid fältmätning av stegljudsnivån är tillvägagångssättet exakt detsamma; enda skillnaden är att stegljudsnivån betecknas L n. Stegljudsnivån blir ofta högre vid mätning i stora rum än i mindre rum.

24 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Vägd stegljudsnivå Stegljudsnivån bestäms vid samma frekvenser som reduktionstalet, det vill säga minst inom området 100 3 150 Hz. Även här finns en speciell procedur för medelvärdesbildning. Bestämningen av den vägda stegljudsnivån L n,w (vid laboratoriemätning) resp L n,w (vid fältmätning) går till på så sätt att den mätta stegljudsnivån jämförs med en referenskurva. Observera att ett högt värde på den vägda (och naturligtvis även den ovägda) stegljudsnivån innebär dålig ljudkomfort. Detta är i motsats till förhållandena vid reduktionstalen, där högt värde indikerar god ljudkomfort. Även för stegljudsnivån har anpassningstermen C I,50-3150 införts för att säkerställa en låg stegljudsnivå även vid låga frekvenser. Höga positiva värden på anpassningstermen indikerar dålig stegljudsisolering vid låga frekvenser. 3.2.2 Ljudkrav i byggnader I Boverkets byggregler, BBR, kvantifieras inte längre ljudkraven för bostäder utan ljudkraven anges som rena funktionskrav. I texten hänvisas till ljudstandarden för bostäder SS 02 52 67 med att föreskriftens krav är uppfylld om minst ljudklass C uppnås och rekommendationen i notering 1 till tabell 2.1 och tabell 2.2 i ljudstandarden följs. Rekommendationerna innebär att anpassningstermerna C 50-3150 för luftljudsisolering och C I,50-2500 för stegljudsnivån ska beaktas. För vårdlokaler, skolor och kontor ges fortfarande kvantifierade råd om lämplig ljudisolering. Bättre vägledning ges dock i ljudstandarden SS 02 52 68 för vårdlokaler, undervisningslokaler, dag- och fritidshem, kontor och hotell. Det finns mer att läsa om detta i arbetsrapporten Konsortiet Massivträ PM Ljud nr 6. Nordiska krav och rekommendationer för ljudförhållanden i bostäder av Sten Ljunggren. Där görs en jämförelse av ljudkraven för bostäder mellan Sverige, Danmark, Norge och Finland.

25 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.2.3 Massivträbjälklag 3.2.3.1 Beräkning av ljudisolering hos bjälklag När någon går på ett golv, sätts golvet i vibration. Dessa vibrationer resulterar i en ljudutstrålning från golvet. Denna utstrålning sker både uppåt och nedåt från golvet; här kan man likna det vibrerande golvet vid konen hos en stor högtalare. Det ljud som strålar uppåt kallas för trumljud och är en inte oväsentlig kvalitet hos ett golv. Det finns dock inga myndighetskrav för trumljud. Utstrålningen nedåt kallas för stegljud och här är olika typer av krav av stor praktisk betydelse. Stegljudet har alltså sitt ursprung i golvets vibrationer. Dessa vibrationer sprids relativt effektivt och ofta ganska långt i en byggnadsstomme. Av speciellt stor betydelse är överföringen från golvet till de väggar som omger underliggande rum. Sådan överföring uppträder nästan alltid i alla typer av byggnader. När ljudet strålar ut direkt från den yta där ljudet ursprungligen alstras talar man om direkttransmission; i andra fall om flanktransmission. Även när det gäller luftljudsisoleringen är flanktransmissionen lika viktig. I detta fall sker direkttransmissionen genom att luftljudet alstrar vibrationer i golv och väggar. Dessa vibrationer sprids på precis samma sätt som stegljudet. Därtill kommer ett bidrag till luftljudstransmissionen som saknas för stegljudet. Man får nämligen transmissionen via en flankerande vägg i det övre rummet via bjälklaget till en flankerande vägg i det undre rummet. I byggnader med stomme av massiva träkonstruktioner är flanktransmissionen av synnerligen stor betydelse. Vid beräkningar av ljudisoleringen mellan två rum beräknas direkttransmission och flanktransmission var för sig. Minst tre faktorer är speciella när det gäller plattbjälklagen: dels är de anisotropa, det vill säga olika styva i olika riktningar, dels är de utförda med tvärspända bjälklag och dels är tjockleken så stor att de vanliga akustiska teorierna för ljudisolering inte är tillämpbara. Detta gör att man för dessa konstruktioner är hänvisad till mätvärden. För det fall att mätvärden inte finns för den aktuella konstruktionen men däremot för liknande konstruktioner, brukar akustiker ofta använda så kallad δ-akustik. Man utgår då från mätvärdet och adderar till detta den skillnad i isolering som skillnaden i konstruktion teoretiskt sett bör innebära. Vanligtvis ger denna typ av beräkningar mycket tillförlitliga resultat. När det gäller plattbjälklagen är det dock mycket särskilda faktorer som inverkar varför beräkningar måste göras med en viss försiktighet. Även för kassettbjälklagen är det teoretiska underlaget klent. Användning av mätvärden rekommenderas därför och även att δ-akustiken också används med försiktighet. För att detta ska vara möjligt har de mätta konstruktionerna valts på så sätt att man i många fall kan interpolera mellan mätvärden.

26 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Båda typerna av bjälklag används ofta tillsammans med ett undertak som består av gips och mineralull. Undertaket ger en viss förbättring av både luft- och stegljudsisoleringen. Om mätvärdena för förbättringen på grund av undertaket har erhållits tillsammans med en kraftig baskonstruktion, är resultaten användbara också för andra kraftiga baskonstruktioner. Mätvärden som erhållits tillsammans med klena baskonstruktioner är vanligtvis inte bättre än de som erhållits på kraftigare konstruktioner, utan snarare tvärtom. 3.2.3.2 Plattbjälklag Ljudisoleringen hos de solida bjälklagsplattorna är tämligen låg. I bild 3.2-2 visas resultatet för solida element med tjocklekarna 115 och 190 mm. Ljudisoleringen är här R w + C 50-3150 = 39 db respektive 43 db och stegljudsnivån L n,w + C I,50-2500 = 81 db för båda fallen. Fälterfarenheter visar att den så kallade areafaktorn kan ge en förbättring av stegljudsnivån till L n,w + C I,50-2500 = 77 db för ett 190 mm tjockt massivelement. 100 90 100 90 115 mm solid platta 80 80 Reduktionstal, db 70 60 50 40 30 20 190 mm solid platta 115 mm solid platta Stegljudsnivå, db 70 60 50 40 30 20 190 mm solid platta 10 10 0 50 100 200 400 800 1600 3150 Frekvens, Hz 0 50 100 200 400 800 1600 3150 Frekvens, Hz Bild 3.2-1 Laboratoriemätt reduktionstal och stegljudsnivå för 115 respektive 190 mm massiv platta utan golvbeläggning. Den streckade kurvan avser 115 mm platta och den heldragna 190 mm.

27 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Inverkan av undertak Med ett enkelt fribärande undertak av mineralull och gips kan man få mycket god ljudisolering. Exempel på detta visas i bild 3.2-2. 100 100 90 90 Vägt reduktionstal, db 80 70 60 50 40 30 Fribärande undertak med 190 mm mineralull Nedpendlat undertak med 95 mm mineralull Vägd stegljudsnivå, db 80 70 60 50 40 30 Nedpendlat undertak med 95 mm mineralull Fribärande undertak med 190 mm mineralull 20 20 10 10 0 250 260 270 280 290 300 Undertakets tjocklek, mm 0 250 260 270 280 290 300 Undertakets tjocklek, mm Bild 3.2-2 Laboratoriemätt reduktionstal respektive stegljudsnivå för 190 mm massiv platta utan golvbeläggning tillsammans med undertak av dubbel gipsskiva. Heldragen kurva: fribärande undertak med 190 mm mineralull; streckad kurva: nedpendlat undertak (bandjärn c1200) med 95 mm mineralull. För 115 mm solid platta får man 4 db sämre luftljudsvärden men samma stegljudsvärden. Det framgår klart att isoleringsförbättringen blir avsevärt sämre med nedpendlat undertak eftersom ljudet då transmitteras via bandjärnen. Med enkel gipsskiva i undertaket försämras isoleringen, i synnerhet vid låga frekvenser. En sammanfattning av undertakens inverkan på ljudisoleringen baserat på ett flertal mätningar görs i tabell 3.2-3. Tabellen visar erhållen isoleringsförbättring relativt den aktuella grundkonstruktionen (190 mm respektive 115 mm solid platta). Eftersom mätningarna på undertaken har utförts i mindre rum än mätningarna på grundkonstruktionen måste man i princip förvänta att resultaten här blir något bättre än om rummen varit lika stora som rummet med grundkonstruktionen. Denna faktor är viktigare för stegljudet än luftljudet. I det här fallet är dock skillnaden i area (11 resp 10 m 2 ) så liten att korrigeringen kan försummas.

28 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Tabell 3.2-3 Uppmätt inverkan (db) hos olika undertakstyper på ljudisoleringsindex. Typ av undertak R w R w + C 50-3150 L n,w L n,w + CI,50-2500 Fribärande undertak 300 mm spalt 2x95 MU, enkel gips +27 +27 37 28 2x95 MU, dubbel gips +29 +29 41 32 Fribärande undertak 250 mm spalt 2x95 MU, dubbel gips +28 +27 37 29 Pendlat undertak 150 mm, 95 MU, enkel gips +17 +14 23 12 200 mm, 95 MU, enkel gips +16 +14 24 13 320 mm, 95 MU, enkel gips +18 +15 24 14 Fast monterat undertak v 2x13 mm gips, 45 mm MU +8 +8 10 10 Ecophon RT, nedpendlat 650 mm +9 +8 13 11 Anm. Ecophon RT har utgått och ersatts av Ecophon Combison som enligt tillverkaren har samma ljudisoleringsförbättrande egenskaper. Av tabellen framgår också den avsevärt sämre isoleringsförbättringen med nedpendlat undertak. Om bandjärnen däremot byts ut mot vekare pendlar blir isoleringsförbättringen betydligt bättre. Med pendlar av ADARMAprofiler (3 st per m 2 ), 190 mm mineralull och dubbel gips i undertaket har ljudklass C för bostäder uppmätts i fält med åtgärder mot flanktransmissionen.

29 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Inverkan av övergolv Ett antal övergolvskonstruktioner har prövats, dels i ett provhus och dels i pågående byggprojekt. En sammanfattning av övergolvens inverkan på ljudisoleringen görs i tabell 3.2-4. Tabell 3.2-4 Uppmätt inverkan (db) hos olika övergolvstyper på ljudisoleringsindex. Typ av övergolv R w R w + C 50-3150 L n,w L n,w + CI,50-2500 22 mm golvspånskiva på 45x70 mm reglar och 20 mm Stepisol, 95 mm MU +5 +3 28 23 44 mm spontad furu på 45x70 mm reglar och 20 mm Stepisol, 95 mm MU +5 +3 28 23 22 mm spånskiva på 40 mm betongplattor på 50 mm Stepisol +3 +5 34 29 3,2 mm Wood o Cork / 2 mm gummikork 11 11 3,2 mm Wood o Cork / 2 mm gummikork /6,4 mm hård träfiberskiva / 3 mm Airolen 17 16 22 mm golvspånskiva / 15 mm fasadboard 3315 16 17 13 mm golvgips / 22 mm spånskiva 7 15 mm fasadboard 21 20 13 mm golvgips / 6,4 mm hård träfiberskiva / 3 mm Airolen / 50 mm anhydrit / 15 mm fasadboard 24 21 13 mm golvgips / 6,4 mm hård träfiberskiva / 3 mm Airolen / 50 mm anhydrit / 20 mm Stepisol 25 23 3,2 mm Wood o Cork / 2 mm gummikork / 50 mm anhydrit / 15 mm fasadboard 3315 22 22 3,2 mm Wood o Cork / 2 mm gummikork / 50 mm anhydrit / 20 mm Stepisol 20 21 50 mm anhydrit /15 mm fasadboard 3315 23 25 13 mm golvgips / 22 mm golvspån / 3 mm Airolen / 50 mm anhydrit / 15 mm fasadboard 3315 24 24 Luftljudsvärdena är kraftigt påverkade av flanktransmission och kan därför betraktas som en undre gräns för övergolvets inverkan.

30 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.2.3.3 Kassettbjälklag Med trelivs kassettbjälklag erhålls goda ljudvärden om den bärande delen kompletteras med ett fribärande undertak, se bild 3.2-5. 100 100 90 90 80 80 Vägt reduktionstal, db 70 60 50 40 30 Vägd stegljudsnivå, db 70 60 50 40 30 20 20 10 10 0 400 420 440 460 480 500 Konstruktionens totaltjocklek, mm 0 400 420 440 460 480 500 Konstruktionens totaltjocklek, mm Bild 3.2-5 Laboratoriemätt reduktionstal respektive stegljudsnivå för tvålivs kassettbjälklag utan golvbeläggning tillsammans med undertak av dubbel gipsskiva och 95 mm mineralull. För boende är ljudkomforten i det färdiga huset av stor betydelse. Varje enskild komponent, bjälklag, väggar och infästningar måste anpassas till varandra för att uppnå ett bra resultat. Det innebär att mätningar av ljudisoleringen i färdiga hus visar på ett bättre sätt konstruktionens ljudisolerande förmåga än enbart mätningar i laboratorier. Nedan redovisas en sammanställning från mätningar i ett objekt. Byggnaden är uppförd med kasettbjälklag (tj=510 mm), bärande väggar av massivträ och beslag anpassade för minimalt ljudöverförande. Myndighetskrav Uppmätta värden* Stegljud, L n,w 58 db 55 58 db Ljudklass C L nw +C 50-3150 58 db 55 57 db Ljudklass C Luftljud, R w > 53 db 59 61 db Ljudklass A R nw +C 50-3150 52 db 58 60 db Ljudklass A * Mätningar gjorda i Inre Hamnen, Sundsvall Hus 1. 3.2.4 Massivträväggar De massiva träväggar som åtminstone hittills varit aktuella är anisotropa olika styva i olika riktningar. Det medför att luftljudsisoleringen tydligt skiljer sig från den man är van vid från andra material. I bild 3.2-6 visas ett exempel på uppmätt ljudisolering hos en flerskiktslimmad skiva, båda med tjockleken 65 mm. Skillnaden ligger i att den ena är spikad och den andra limmad. För väggen fås en ljudisolering: R w + C 50-3150 lika med 30 db.

31 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 100 90 80 Reduktionstal, db 70 60 50 40 30 20 10 Limmad vägg 0 50 100 200 400 800 1600 3150 Frekvens, Hz Bild 3.2-6 Uppmätt reduktionstal i laboratorium för en enkel 65 mm tjock massivträvägg. Med en dubbelkonstruktion kan man få mycket hög ljudisolering. I bild 3.2-7 visas vägt reduktionstal för en dubbelkonstruktion bestående av två 65 mm tjocka väggar där spalten är fylld med mineralull. Resultatet har tagits fram genom interpolation från mätvärden vid 100, 150 och 200 mm spalt. Dessa kurvor är konstruerade utifrån laboratoriemätta värden och innefattar, liksom övriga data i detta avsnitt, inga säkerhetsmarginaler. 100 90 80 Vägt reduktionstal, db 70 60 50 40 30 20 Två 65 mm tjocka väggar 10 0 400 420 440 460 480 500 Avstånd mellan delväggar, mm Bild 3.2-7 Vägt reduktionstal, R w + C 50-3150, för en dubbelvägg uppbyggd av limmade väggar och fylld med mineralull. Den övre kurvan gäller för två 105 mm tjocka väggar och den undre för två stycken 65 mm tjocka väggar. Kurvorna, som är konstruerade utifrån laboratoriemätta värden, innefattar inga säkerhetsmarginaler. De dubbla väggarna ger tillräckligt hög ljudisolering även för situationer med mycket höga krav, alltifrån bostäder till musikrum i skolor. De enkla väggarna ger däremot inte särskilt hög isolering i sig och kan därför normalt inte användas i de fall där ljudkrav ställs. Man bör dock tänka på att ljudisoleringskurvorna är jämna och har inte några frekvensområden med utpräglat dålig isolering.

32 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.2.5 Flanktransmission och knutpunkter Som tidigare påpekats i 3.2.3.1 är flanktransmissionen viktig för ljudförhållandena i byggnader av alla slag och inte minst för byggnader med stomme i massivträ. De lösningar som används för att uppnå tillräcklig ljudisolering i fält beror generellt på ljudkraven. 3.2.5.1 Horisontell flanktransmission Vid höga ljudkrav som i bostäder måste flanktransmissionen mer eller mindre elimineras. För detta erfordras att en ljudfog, det vill säga en strukturell avskiljning, införs i flanktransmissionsväggen. Detta kan enkelt ordnas i horisontell riktning på det sätt som man normalt gör mellan två radhus. Denna princip är således tillämplig för gränsen mellan två lägenheter i ett flerbostadshus i massivträ. I byggnader med lägre ljudkrav är det normalt inte nödvändigt med radhusfogar. Man ska ändå tänka på att den horisontella flanktransmissionen via ett bjälklag är förhållandevis hög, speciellt i den styvare riktningen. Man kan räkna med följande värden vid mätning till normala kontorsrum längs bjälklagsriktningen. Tabell 3.2-3 Material Luftljud, R w Stegljud, L n,w 5-livs kassettbjälklag 44 db 86 db 3-livs kassettbjälklag 42 db 88 db Det måste dock påpekas att skiljeväggen hade så hög ljudisolering som R w = 60 db varför ljudisoleringen vid normala kontorsmellanväggar blir sämre. I synnerhet stegljudsisoleringen kan bli avsevärt bättre i de fall det finns en bärande balk mellan rummen, särskilt om bjälklaget skarvas över balken och dessutom läggs upp på gummimellanlägg. Ljudisoleringen blir normalt något bättre tvärs bjälklagsriktningen än längs, framför allt blir stegljudsisoleringen avsevärt bättre. 3.2.5.2 Vertikal flanktransmission Lösningar för att begränsa flanktransmissionen blir naturligt nog annorlunda i den vertikala riktningen. Den vanligaste konstruktionen är då elastiska mellanlägg mellan våningarna. Man får gott resultat med lister av polyuretan (Sylomer) och laminerat naturgummi. Mätningar i laboratorium på knutpunkt av massivträvägg och solid bjälklagsplatta med enkel gummilist av 12 x 25 mm Sylomer V gav en förbättring av ljudisoleringen med cirka 5 db medan dubbel list gav en förbättring på cirka 8 db. Dessa så kallade insatsdämpningar kan också påräknas vid plattbjälklag, det vill säga med undertak (δ-akustik!). Knutpunkten måste också här kunna ta upp eventuella lyftkrafter. Den förankring som behövs för detta får dock inte äventyra knutpunktens akustiska funktion. Det har visat sig att den är mycket känslig i detta avseende; även en relativt mjuk förankring kan fungera som en ljudbrygga och fördärva ljudisoleringen.

33 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 Om man inte utför några åtgärder alls med avseende på den vertikala ljudtransmissionen kan man i fallet plattbjälklag och massivträväggar räkna med en luftljudsisolering på maximalt R w + C 50-3150 = 46 db och en stegljudsnivå på minimum L n,w + C I,50-2500 = 62 db. Dessa värden är alltså de som man får om bjälklagskonstruktionen i sig har oändligt hög ljudisolering. Ett bättre resultat fås med mellanlägg av olika slag. Alltifrån trä som kan vara lämpligt för de lägre kraven för kontorshus, till gummimaterial som vid lämpliga konstruktioner i övrigt, kan ge den isolering som behövs för exempelvis känsliga rum i skolor och vårdbyggnader. För kassettbjälklag kan man använda samma åtgärder mot vertikal flanktransmission som vid plattbjälklag. Med femlivs kassettbjälklag och vekt infäst undertak av enkelgips har ljudklass C för bostäder uppmätts. Åtgärderna mot flanktransmissionen bestod av dubbel sylomerlist på massivträväggar respektive dubbelt regelverk. 3.2.6 Installationer Bild 3.2-8 Exempel på ledningsdragning i undertak. Principen om ljudfogar gäller också för sådana installationer som kan orsaka ljudstörningar. På så sätt måste en hiss byggas i ett separat schakt med radhusfog mellan schaktet och övriga byggnaden. Likaså är det viktigt att tappvattenledningar monteras så att ljud inte kan överföras via ledningarna från en ventil i en lägenhet till en ljudutstrålande yta i en annan lägenhet. För att uppnå bra resultat krävs att montage av ledningar görs med god kvalité. I bjälklag och undertak finns det många ledningar med olika funktioner; ventilation, avlopp, el, sprinkler mm. Bjälklagen kompletteras ofta med fribärande undertak för att få god ljudisolering och därför är det av största vikt att inga ledningar har direkt kontakt bärande delen av bjälklaget och undertaksdelen. För en utförlig redovisning av bakgrundsmaterialet till detta avsnitt 3.2 hänvisar vi till: Ljudisolering i byggnader med stomme i massivträ. Sten Ljunggren, Instutitionen för Byggvetenskap, KTH. Avdelningen för byggnadsteknik, Arbetsrapport 2002:4 För en jämförelse mellan ljudkraven för bostäder i Norden hänvisar vi till: Nordiska krav och rekommendationer för ljudförhållanden i byggnader. Sten Ljunggren, Instutitionen för Byggvetenskap, KTH. Avdelningen för byggnadsteknik, Arbetsrapport 2001:3 Bild 3.2-9Tätning kring ledningar vid bjälklagsgenomföringar.

34 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.3 Massivträhusets fuktoch värmetekniska egenskaper Hus med stomme av massivträ uppvisar många fördelar från boendeklimat- och energisynpunkter. Med rätt utformning och tillvaratagande av massivträstommens egenskaper kan kostnaderna för installationer hållas lägre än för lättbyggsystem. Ett gott boendeklimat har stor betydelse för de som ska vistas i byggnaden. 3.3.1 Massivträhusets värmetekniska egenskaper I vårt nordliga klimat behöver byggnader ofta uppvärmning för att inomhusklimatet ska bli behagligt. När värme tillförs från installationer eller apparater och personer, som exempelvis i kontor, kan det under vissa perioder också behövas kylning. Kylning kan även behövas sommartid när solstrålning och hög utetemperatur värmer upp byggnaden. I ett rum som omges av väggar, golv och tak som har hög förmåga att lagra värme, kommer temperaturen att jämnas ut under dygnets timmar. Samtidigt som byggnadsdelen kyls ner, kommer luften att värmas och omvänt; när byggnadsdelen värms kommer luften att kylas ner. En förutsättning för att man ska kunna dra nytta av denna utjämnande effekt och den energibesparing den för med sig, är att man accepterar att temperaturen inomhus får variera några grader upp och ner. Vid en strikt styrd temperaturreglering kommer i stället uppvärmning att starta så snart temperaturen faller det minsta och på samma sätt kommer kylning att sätta igång när temperaturen stiger, med större energiförbrukning som följd.

35 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.3.2 Värmelagringsförmåga Ett materials förmåga att lagra värme beror på dess tyngd och dess specifika värmelagringsförmåga. Trä har trots den låga densiteten hög värmelagringsförmåga tack vare en i förhållande till andra material hög specifik värmekapacitet. Tabell 3.3-1 λ-värde och värmelagringsförmåga för några material. Material λ-värde Värmelagringsförmåga per volymhet, W/m,K kj/m 3,K Betong 1,50 2 200 Tegel (1 500 kg/m 3 ) 0,58 1 260 Lättbetong (500 kg/m 3 ) 0,42 530 Gipsskiva 0,22 760 Trä (500 kg/m 3 ) 0,14 1 150 Ett massivträbjälklag med en tjocklek av 200 mm har enligt simuleringar samma praktiska förmåga att lagra och avge energi som ett betongbjälklag med motsvarande tjocklek. Se ref. [1]. 3.3.3 Fasförskjutning En ytterligare fördel som kan tillskrivas den massiva träytterväggen, till följd av hög värmekapacitet och låg värmeledningsförmåga, är den fasförskjutning som uppträder mellan temperaturerna på väggens ut- och insida. Det tar lång tid innan värmetopparna på väggens utsida når insidan, i en massivträvägg ända upp till 10 12 timmar [2], [3]. För att fasförskjutningen i ytterväggen ska bli stor ska det så kallade temperaturledningstalet a vara lågt. a = λ/t c där λ är värmeledningstalet W/m,K t är väggtjockleken i mm c är värmekapaciteten J/kg,K För att uppnå samma fasförskjutning i en vägg av stenmaterial krävs cirka dubbelt så stor tjocklek som på den massiva träväggen.

36 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.3.4 Värmeisolering Vid stationära förhållanden, till exempel vid långa kalla vinterperioder, bestäms värmeflödet genom väggen endast av dess värmegenomgångstal, det så kallade u-värdet, W/m 2,K. U-värdet är det inverterade värdet av det totala värmemotståndet i en byggnadsdel. En husstomme av massivträ är i sig isolerande och innehåller få köldbryggor. Därför är den gynnsam även från isoleringssynpunkt. Värmeledningstalet l för trä beror på träets densitet och fuktkvot. För torr furu och gran är λ = 0,1 0,12 W/m,K cirka tre gånger det värde som gäller för mineralull. Som praktiskt tillämpbart värde brukar man räkna med λ = 0,14 W/m,K. Det är ett välkänt förhållande att inomhusklimatet är behagligt i timmerhus, med tjocka, massiva träväggar. Flera mätningar och datasimuleringar har utförts för att fastställa hur det förhåller sig med boendeklimatet i massivträhusen och deras energieffektivitet. Resultaten tyder på att de är både behagliga att bo i och att energiförbrukningen för uppvärmning är låg. En betydande minskning av energiförbrukningen för uppvärmning, i jämförelse med lättväggar och lätta bjälklag, är möjlig att uppnå. Se ref. [2]. Den högsta innetemperaturen sommartid ska kunna sänkas med ett par grader och den lägsta innetemperaturen vintertid på samma sätt höjas ett par grader. Träets låga värmeledningsförmåga gör också att golv- och väggytorna är behagliga att beröra. Genom att köldbryggorna är få och träytorna inte känns kalla kan temperaturen inomhus sänkas, med bibehållen behaglighet, enligt uppgift med uppemot ett par grader [2]. Rummet går också snabbt att värma upp efter en nedkylning. Exempel på U-värden för en isolerad massivträvägg. Rsi+Rse=0,17 m 2 C/W Sammansatta värmemotståndet hos ytbeklädnad = 0,37 m 2 C/W ΔU=0,04 W/m 2 C Isoleringsklass λ kl =0,036 d isoleringstjocklek d 1, d 2 dubbla skikt med isolering. d Up W/m2 C, Regelandel (mm) 12 % 6% 145 0,26 0,24 170 0,23 0,21 195 0,21 0,19 220 0,19 0,17 d1 d2 Up W/ m2 C (mm) (mm) Regelandel 12 % 170 45 0,20 195 45 0,18 220 45 0,17 170 70 0,18 195 70 0,17 220 70 0,16

37 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 3.3.5 Massivträhusets fukttekniska egenskaper Liksom temperaturen har fuktklimatet stor betydelse för hur behagligt det är att vistas inomhus. Luftfuktigheten får vara varken för låg eller för hög. Liksom när det gäller temperaturen har trä, på grund av sina hygroskopiska egenskaper, möjlighet att ta upp, lagra och avge fukt till omgivningen och medverka till ett behagligt inomhusklimat. I samband med att fukt tas upp i träet avges också värme och på motsvarande sätt måste värme tillföras när fukten avges. 3.3.6 Träets hygroskopiska egenskaper Träets fuktkvot, det vill säga förhållandet mellan vikten av det vatten som träet innehåller och det torra träets vikt, anpassar sig till omgivningens relativa fuktighet. När den relativa luftfuktigheten varierar mellan 35 65 procent, kommer träets jämviktsfuktkvot på motsvarande sätt att variera mellan cirka 7 14 procent. I praktiken kommer variationerna i massivträelementen att bli mindre, oftast 9 11 procent på grund av hysteresis i sorptionsförloppet och på grund av fuktutjämning inne i trämaterialet. 3.3.7 Träets fuktbetingade rörelser När träets fuktkvot ändras, ändras också träets volym. Träet sväller eller krymper. Denna dimensionsförändring är olika i olika riktningar i träet. Den är obetydlig i fiberriktningen, störst i tangentiell riktning och något mindre i radiell riktning. Tabell 3.3-2 Fuktbetingad dimensionsändring hos trä och massivträprodukter. Material % dimensionsändring vid 1 % ändring av fuktkvoten Furu och gran parallellt med fibrerna 0,01 0,02 i radiell riktning 0,19 i tangentiell riktning 0,36 medelvärde samt limträ 0,24 Med hänsyn till träets fuktbetingade rörelser är det viktigt att elementen vid inbyggnaden har en fuktkvot som så nära som möjligt stämmer överens med miljön i den färdiga byggnaden. Flerskiktsplattor, tillverkade av krysslimmade bräder, har ungefär samma fuktbetingade rörelser som plywood. Beroende på hur stor andel av fibrerna som är orienterade i vardera riktningen, kommer svällningen/

38 kapitel 3: Byggnadsfysik Massivträ. Handboken 2006 krympningen i plattans plan att uppgå till cirka 0,016 0,023 procent per procent ändring av fuktkvoten. Obetydligt mer än för trä parallellt med fiberriktningen [4]. Med hänsyn till träets fuktbetingade rörelser är det naturligtvis viktigt att elementen inte utsätts för onormala fuktbelastningar under byggtiden. Kortvarig uppfuktning från nederbörd eller fuktig luft innebär normalt inga byggtekniska problem eftersom fukttransporten i trä är långsam, med undantag för ändträ som alltid måste skyddas. Det inbyggda träet i ett massivträhus har en fuktkvot som ligger långt under den nivå som innebär risk för rötangrepp. Med hänsyn till den förhållandevis stora trämängd och stora fuktlagringskapacitet som finns i massivträelement är också risken minimal för mögelangrepp som kan uppträda på ytor av olika material. 3.3.8 Klimatets variationer Uteluftens fuktinnehåll och den relativa luftfuktigheten varierar under året. Vid kall väderlek är uteluftens fuktinnehåll liten men den relativa fuktigheten är ofta hög. Sommartid med hög utetemperatur är luftens fuktinnehåll högt och den relativa fuktigheten lägre. Inomhus är förhållandet det omvända. Vintertid är den relativa fuktigheten låg inomhus, på sommaren är den ofta hög. Luftens relativa fuktighet utomhus varierar även under dygnet. Särskilt vid hög luftomsättning påverkas luftfuktigheten inomhus av klimatet utomhus. Variationerna inomhus påverkas dock vanligtvis i större utsträckning av hur fukt avges vid byggnadens användning än av utomhusklimatet. Generellt gäller att inomhusluften innehåller mer fukt än utomhusluften. 3.3.9 Träets fuktkapacitet Eftersom träet är hygroskopiskt kan det ta upp fukt från omgivande fuktig luft och avge den till luft som är torrare. En förutsättning för att det ska kunna ske i en byggnad är att träet är i kontakt med den omgivande luften och inte skyddas av ett diffusionstätt skikt, färg, tapet eller liknande. Den fuktutjämnande effekten gäller främst dygnsvariationer, men effekter på ett par veckor är märkbara. Inom några timmar kan den relativa luftfuktigheten i ett rum som omges av massivträ utjämnas med ± 20 procent vid en luftväxling av 0,3 0,5 omsättningar per timme [2]. 3.3.10 Referenser [1] Simonson, Salonvaara och Ojanen: Improving Indoor Climate and Comfort with Wooden Structures. Espoo 2001. Tecnical Research Centre of Finland, VTT Publications 431. [2] Associerede Ingeniörer ApS: Massivtrae i byggeriet. 2001. Traebranchens Oplysningsråd. [3] Werner: Brettstapelbauweise. Arbeitsgemeinschaft Holz e.v. Duesseldorf.