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

14.2.4 Fläkning

Publicerad 2017-01-19

Trämaterial har på grund av sin struktur mycket olika hållfasthet i olika riktningar. Hållfastheten vinkelrätt mot fiberriktningen är i storleksordningen en hundradel av hållfastheten i fiberriktningen. Utöver stor hållfasthetsskillnad så sker brotten också på mycket olika sätt. Vid dragbelastning är brottet i allmänhet sprött eller mycket sprött, medan tryckbelastning förorsakar segt brott, ibland så segt att deformation används som brottkriterium.

Eftersom trämaterialet är svagast i dragning vinkelrätt mot fiberriktningen bör sådan belastning i allmänhet undvikas. Figurerna nedan visar några situationer där dragning vinkelrätt mot fiberriktningen uppstår. En situation där det finns uppenbar risk för fläkning är när ett fästdon förorsakar dragning vinkelrätt mot fiberriktningen som visas i figur 14.5.

Spröd fläkning kan också uppstå i momentbelastade förband, där en kraft i ett enskilt fästdon har en komponent vinkelrätt mot fiberriktningen. Också vid ren dragbelastning kan det finnas risk för fläkning, om fästdonets styvhet är olämplig i förhållande till virkestjocklek och ändavståndet, se figur 14.6.

Fläkningsrisken bör alltid kontrolleras vid belastning vinkelrätt mot fiberriktningen.

Följande villkor bör uppfyllas, se Eurokod 5, avsnitt 8.1.4, och med hänvisning till figur 14.7:

14.2     \({F_{\rm v,Ed}} \le {F_{\rm 90,Rd}}\quad {\rm{där}}\quad {F_{\rm v,Ed}} = \max \left\{ \begin{array}{l} {F_{\rm v,Ed,1}}\\ {F_{\rm v,Ed,2}} \end{array} \right.\)

där:

Fv,Ed är dimensioneringsvärdet för tvärkraften på någondera sidan av förbandet, se figur 14.7.
F90,Rd är dimensioneringsvärdet för bärförmågan, beräknat utgående från det karakteristiska värdet F90,Rk.

 

14.3    \({F_{\rm 90,Rk}} = 14b\sqrt {\frac{{{h_\rm e}}}{{\left( {1 - \frac{{{h_\rm e}}}{h}} \right)}}} \)

där:

F90,Rk är den karakteristiska bärförmågan [N].
he är avståndet från den belastade kanten till centrum av det enskilda fästdon som är längst bort från denna kant [mm].
h är trädelens höjd [mm].
b är trädelens bredd [mm].


Ovanstående förfarande som presenteras i Eurokod 5 beaktar inte eventuell inverkan av flera dymlingar längs fiberriktningen på den virkesdel som är belastad vinkelrätt mot fiberriktningen. Ett alternativt förfarande presenteras i det tyska nationella annexet till Eurokod 5 för alla de förband som inte ingår i figur 14.7, som till exempel förband där fästdonen bildar flera rader längs fiberriktningen i den virkesdel som belastas vinkelrätt mot fiberriktningen. Förfarandet är följande, med hänvisning till figur 14.8:

För virkesdelar med rektangulära tvärsnitt belastade i vinkeln α mot fiberriktningen, se figur 14.8, sidan 203, beräknas dragspänningarna vinkelrätt mot fiberriktningen förorsakade av dragkraftens motsvarande komponent Fv,Ed = FEd ∙ sin α enligt följande:

  1. För förband med h⁄ > 0,7, se figur 14.8, behövs ingen ytterligare verifiering. Förband med h⁄ < 0,2 bör enbart belastas kortvarigt, som till exempel av vindens sugkraft.
  2. För förband med h⁄ ≤ 0,7, bör följande villkor uppfyllas:

14.4    \({F_{\rm v,Ed}}/{F_{\rm 90,Rd}} \le 1,0\)

där:

14.5    \({F_{\rm 90,Rd}} = {k_\rm s} \cdot {k_\rm r} \cdot \left( {6,5 + 18 \cdot {h_\rm e}^2/{h^2}} \right) \cdot {\left( {{t_{\rm ef}} \cdot h} \right)^{0,8}} \cdot {f_{\rm t,90,d}}\)

där:

14.6    \({k_\rm s} = {\rm max}\left\{ {1;\;0,7 + 1,4 \cdot {a_\rm r}/h} \right\}\)

och:

14.7    \({k_\rm r} = \frac{n}{{\sum\limits_{i = 1}^n {{{\left( {\frac{{{h_1}}}{{{h_\rm i}}}} \right)}^2}} }}\)

 

Fv,Ed är dimensioneringsvärdet för kraftkomponenten vinkelrätt fibrerna [N].
F90,Rd är dimensioneringsvärdet för bärförmågan vid fläkning [N].
ft,90,d är dimensioneringsvärdet för draghållfasthet vinkelrätt fibrerna [MPa].
ks är en faktor som beaktar avståndet mellan fästdonen i samma rad parallellt fibrerna.
kr är en faktor som beaktar antalet rader med fästdon, för inlimmade skruvar är kr = h ⁄ (he).
he är avståndet från den belastade kanten till fästdonet längst bort från denna kant; för inlimmade skruvar är he projektionslängden lad · sin α [mm].
ar är avståndet mellan de två yttersta fästdonen i samma rad parallellt fibrerna, avståndet mellan de övriga fästdonen i samma rad bör inte vara större än 0,5 ∙ h när virkesstycket dragbelastas vinkelrätt fibrerna [mm].
h är balkens höjd [mm].
tef är det effektiva inträngningsdjupet, se definition nedan [mm].
n är antalet rader med fästdon.
hi är avståndet från den obelastade kanten till raden med fästdon [mm].

 

  1. För förband med en sträva i mitten eller på var sin sida om virkesdelen gäller följande:
tef = min{b; 2 ∙ tpen; 24 ∙ d} för spikade förband eller träskruvs- förband antingen med trä mot trä eller med skiva mot trä.
tef = min{b; 2 ∙ tpen; 30 ∙ d} för spikade förband med stål mot trä.
tef = min{b; 2 ∙ tpen; 12 ∙ d} för dymlade eller skruvade förband
tef = min{b; 100 mm} för förband med slitsade ringbrickor, skjuvbrickor eller tandbrickor.
tef = min{b; 6 ∙ d} för förband med inlimmade skruvar.


där:

b är balkens bredd [mm].
d är fästdonets diameter [mm].
tpen är fästdonets inträngningsdjup [mm].

 

  1. För förband med en sträva på ena sidan om virkesdelen gäller följande:

 

tef = min{btpen; 12 ∙ d} för spikade förband eller träskruvsförband antingen med trä mot trä eller
med skiva mot trä.
tef = min{btpen; 15 ∙ d} för spikade förband med stål mot trä.
tef = min{btpen; 6 ∙ d} för dymlade eller skruvade förband.
tef = min{b; 50 mm} för förband med slitsade ringbrickor, skjuvbrickor eller tandbrickor.

 

  1. För virkesdelar med fler än en grupp med fästdon kan bärförmågan vid fläkning bestämmas enligt ekvation 14.4, förutsatt att det fria avståndet längs fiberriktningen mellan fästdonsgrupperna är större än 2 ∙ h.
  2. Om det fria avståndet längs fiberriktningen mellan fästdonsgrupperna är mindre än 0,5 ∙ h, bör grupperna betraktas som en fästdonsgrupp.
  3. Om det fria avståndet längs fiberriktningen mellan fästdonsgrupperna är större än 0,5 ∙ h men mindre än 2 ∙ h, bör den enligt ekvation 14.4, bestämda bärförmågan reduceras med faktorn kg:

14.8    \({k_\rm g} = {l_\rm g}/\left( {4 \cdot h} \right) + 0,5\)

där lg är det fria avståndet längs fiberriktningen mellan de två fästdonsgrupperna.

Rekommendationer för förstärkning

  1. Förband med ar ⁄ > 1,0 och Fv,Ed > 0,5 ∙ F90,Rd bör förstärkas.
  2. När det finns flera än två fästdonsgrupper inom sträckan lg ≤ 2 ∙ h och dimensioneringsvärdet för kraftkomponenten vinkelrätt mot fiberriktningen, Fv,Ed, är större än hälften av virkesdelens bärförmåga, F90,Rd, reducerad med faktor kg, bör en sådan kraftkomponent överföras med hjälp av förstärkning.
  3. Förband där avståndet till den fria änden av en utkragande del är mindre än balkhöjden h, om Fv,Ed > 0,5 ∙ F90,Rd, bör också förstärkas.

Det bör påpekas att det också i mycket enkla förband finns risk för fläkning om förbandet är belastat med samtidigt verkande normalkraft, tvärkraft och moment. För att dimensionera ett sådant enkelt förband ska för varje enskilt fästdon beräknas ett separat värde för bärförmågan, eftersom belastningens riktning i förhållande till fiberriktningen är individuell för varje fästdon. Belastningens riktning bestämmer vilket värde för hålkanthållfastheten som ska användas i ekvationerna, se Eurokod 5, avsnitt 8.5.1. De angivna värdena beaktar ändå inte risken för fläkning. Det är därför inte uppenbart hur denna risk bör utvärderas i momentbelastade förband med flera dymlingar. En möjlighet kan vara att använda de ovanstående ekvationerna för var och en av dymlingarna i förbandet.

 


Figur 14.5
Dragning vinkelrätt mot fiberriktningen kan förorsaka fläkning i trämaterialet.


Figur 14.6
a) Momentbelastning som förorsakar dragning vinkelrätt mot fiberriktning.
b) Dragbelastat förband där det finns risk för fläkning förorsakad av olämplig utformning.

 

Figur 14.7 Fläkning förorsakad av belastning i vinkel med fiberriktningen.

 


Figur 14.8
Beteckningar som används vid dimensionering mot fläkning.

 


Universeum, Göteborg.

Om TräGuiden

TräGuiden tillhandahåller information om trä och träbyggande. Webbsidan drivs av Svenskt Trä, en del av Skogsindustrierna, och utgör med sina nära en miljon besökare per år ett viktigt informationsnav för byggande i Sverige.

TräGuiden beskriver tekniska lösningar för träbyggande samt innehåller information om trämaterialets egenskaper. TräGuidens innehåll av illustrationer och konstruktionslösningar kan fritt skrivas ut eller delas med andra.

Det finns också nedladdningsbara ritningar i CAD-format på TräGuiden.

Klicka här för sajtkarta

Stäng sajtkarta

Prenumerera på TräGuidens
populära nyhetsbrev

Se tidigare nyhetsbrev
På din mobil fungerar TräGuiden bäst i stående läge.Ok

Hantera dina pins

Hantera pins fungerar bäst om du inte är i privat/inkognitoläge. OBS! Dina pins sparas i datorns lokala minne.
Åtgärder som innebär raderande av kakor på datorn kan ofta även medföra att det lokala minnet rensas med följden att dina sparade pins försvinner.

Du har inga sparade pins

Hantera pins fungerar bäst om du inte är i privat/inkognitoläge. OBS! Dina pins sparas i datorns lokala minne.
Åtgärder som innebär raderande av kakor på datorn kan ofta även medföra att det lokala minnet rensas med följden att dina sparade pins försvinner.

pin

Du vet väl att du kan spara sidor till senare. Samla här pins för de sidor du besöker ofta och enkelt vill kunna återkomma till.

  • Lägg till
  • Du har redan lagt till den här sidan.

Skicka pins

Ett enkelt sätt att spara dina pins är att maila dem

Du har nu skickat dina pins!

Något gick fel. Kontrollera e-postadressen och prova igen.

Dela sidan