Tillämpad fysik och elektronik/ Byggteknik Fördjupningskurs i byggkonstruktion Annika Moström 2014 Sid 1 (5) Konstruktionsuppgift : Limträhall 1. Dimensionering och utformning av hallbyggnad i limträ Uppgiften omfattar dimensionering av limträstomme till isolerad, enplans lagerbyggnad. Dimensioneringen utförs enligt partialkoefficientmetoden, varvid lastvärden, materialvärden och tillhörande partialkoefficienter hämtas ur eurokoder, formelsamlingen (Byggkonstruktion Regeloch formelsamling, Studentlitteratur) och/eller Limträhandboken 2008. För ståldetaljer kan hjälp även fås av SBIs läromedel för konstruktörer. Statiska beräkningar avseende fullständig dimensionering av följande stomkomponenter skall utföras: a) takås b) takbalk i tre fack c) fasadpelare d) innerpelare I uppgiften ingår också dimensionering av följande anslutningsdetaljer: e) åsskarv och åsinfästning f) balkskarv g) balk- och pelaranslutning vid innerpelare h) inspänningsbeslag för innerpelare i) ledat pelarfotsbeslag j) total horisontalstabilisering 2. Beräkning a) Takåsar Takåsar dimensioneras för egentyngd, takplattans egentyngd samt snölast enligt formelsamlingen (jfr även handboken Snö och vindlast ). Vid dimensionering av åsar förutsätts snölasten jämnt fördelad. Största nedböjning av snölast i bruksgränstillståndet begränsas till 1/250 av den teoretiska spännvidden. Åsarna dimensioneras för böjning endast i den styvaste riktningen. Takåsarna utförs kontinuerliga med momentfria skarvar placerade så att max stödmoment = max fältmoment i innerfack, s.k. gerberbalksystem. Tvärsnittshöjden väljs lika i ytterfack och innerfack. För yttertak av träullsplattor gäller, med hänsyn till upplagstryck, att minsta balkbredd är 90 mm. Dimensionering av balkskarv och infästning till huvudbalk ingår i uppgiften. b) Takbalk Takbalkar dimensioneras för egentyngd och last från åsar, varvid snölastens fördelning med hänsyn till takytans form beaktas enligt formelsamlingen (jfr även handboken Snö och vindlast ). Eventuella tillkommande horisontalkrafter från vindfackverk eller liknande beaktas. Takbalkarna utförs som överkragande tvåstödsbalkar med inhängt mittfack enligt skiss. Överkragningen (a) bestäms så att stöd- och fältmoment blir lika. Samtliga balklinjer utförs lika. Dimensionerande belastning uppträder i linjerna närmast gavlarna. Beräkning av erforderliga
tvärsnittsdimensioner kan ske enligt Limträhandboken. Observera särskilt kontroll av säkerhet mot vippning, dels mellan åsarnas upplagspunkter, dels vid innerstöd. Utformningen av balkskarv förenklas om samma balkbredd väljs i ytterfack och innerfack. Mindre skillnader ( 25 mm) kan dock tas upp genom att plywood spiklimmas på den smalare balkänden. c) Fasadpelare Fasadpelare dimensioneras för last från takbalkar och ytterväggar (vindlast), dvs. för tryck och samtidig böjning. Observera att två lastfall avseende snölast + vindlast ska kontrolleras: vindlast huvudlast (lasttyp S) och snölast huvudlast (lasttyp M). Fasadpelarna utformas som pendelpelare med ledad infästning i grund och takbalk och kan förutsättas stagade mot utknäckning i veka riktningen av väggkonstruktionen. d) Innerpelare Innerpelare dimensioneras för last från takbalkar. Såväl vertikal last från yttertaket (snö, egentyngd) som horisontell last från fasaderna (vind) som påverkar innerpelarna via takbalkarna. Inverkan av fasadpelarnas oavsiktliga snedställning beaktas enligt Limträhandboken. Innerpelarna utformas som i grunden inspända konsoler. Samtliga innerpelare utförs lika. Fördelning av horisontalkrafter liksom beräkning av pelarnas knäcklängd kan ske enligt Limträhandboken. e) Åsskarv och åsinfästning Beslag till åsskarv och åsinfästning dimensionernas efter JOMA s produkter m h a beräkningshandbok. f) Balkskarv Skarv i huvudbalk utformas som momentfri led och dimensioneras för att överföra tvärkraft samt eventuella dragkrafter inom det stomstabiliserande pelar-balksystemet. Skarvbeslaget utformas som Gerberbeslag. g) Balk-pelaranslutning Anslutning mellan takbalk och innerpelare utformas så att såväl vertikala som horisontala upplagsreaktioner kan överföras från takbalk till innerpelare. Vertikalt nedåtriktad last överförs genom anliggning, varvid tryckspänning i sned vinkel mot fibrerna kontrolleras. Pelartoppen kan vid behov utföras med konsol. Horisontallast överförs med hjälp av spikningsplåt eller plattstål och genomgående skruv (se Limträhandboken, figur 13.19 respektive 13.18). Dimensionering kan, vad beträffar beräkning av skruvkrafter, ske enligt Limträhandboken. Dimensionerande skruvkrafter och laster på plattstålen beräknas enligt formelsamlingen. h) Inspänningsbeslag för innerpelare Innerpelarnas anslutning till grundkonstruktionen dimensioneras, förutom för vertikala och horisontala laster, även för moment. Inspänningsbeslagen utformas av spikningsplåtar med principiellt utseende enligt Limträhandboken, figur 13.9.
Konstruktionsuppgift 2: Hallbyggnad 3 (5) i) Stabilisering Hallbyggnaden är stabiliserad för vind mot långsidan genom de inspända innerpelarna. Dimensionera även totalstabiliseringen för vind mot gavlarna med vindstag. 3. Redovisning Uppgifterna redovisas i form av renskrivna beräkningar samt ritningar enligt BH90. (Uppgiften är baserad på konstruktionsuppgift skriven av Ulf Arne Girhammar använd i kursen i Träbyggnad 2012)
Bilaga A. Indata Ort... Avstånd mellan åsar a =... m Takbalksavstånd b =... m Egentyngd av yttertak g =... kn/m 2 Plåt + isolering + papp g = 0,35 kn/m 2 Armerad träullsplatta + isolering + papp g = 0,75 kn/m 2 Vindlast för aktuell ort, terrängtyp III. Vindlast mot lång- och kortsida. Klimatklass 1. Fri invändig höjd vid fasad 5.4 m. Taklutning 1:16. Normal topografi. Spännvidd 15 + 16 + 15 m enligt sektion. Grundläggning på fast lagrat friktionsmaterial. Limträ i hållfasthetsklass CE L40, hyvlad yta. Ståldetaljer i kvalitet S235. Se plan och sektion nedan.
46 m Konstruktionsuppgift 2: Hallbyggnad Bilaga B. Utformning av byggnad 5 (5) 60 m 15 m 16 m 15 m