Svenskt Trä Logo

13.4.2 Krav på stagning av balkar

Publicerad 2017-01-19

Det finns två allmänna sätt att staga balkar, i sidled och mot vridning. Ett effektivt stagningssystem bör förhindra sidoförskjutning av balkens övre och undre kanter, alltså tvärsnittets vridning.

Sidostagning via takåsar eller skivor fästa på ovansidan av en fritt upplagd balk och stagning mot vridning med hjälp av krysstagning eller skiva mellan balkar, kan effektivt förhindra vridning. Kombinerad stagning mot sidoförskjutning och vridning är mer effektiv än någondera stagningen ensam. I träkonstruktioner är det ändå allmän praxis att endast använda sidostagning längs spännvidden, se figur 13.40, utökat med någon stagning mot vridning endast vid balkens upplag.

För att förhindra vippning ska stagningssystemet ha tillräcklig styvhet och bärförmåga. Dimensioneringsmetoden som presenteras här kan tillämpas enbart för stagningssystem som verkar på balkens övre kant. En förenkling görs vid beräkning av den sidokraft som förorsakas av varje balk. Dessa krafter ska upptas av stagningen. Eftersom en balk har initialavvikelser vinkelrätt mot sitt eget plan antas dess initialform definieras av en vertikal, krökt yta som visas i figur 13.41 a). I enlighet med den förenklade modellen analyseras balken som en stång utsatt för en tryckkraft Nd = 1,5 · Md ⁄ H, där Md är det maximala dimensionerande värdet för balkens böjmoment och H är balkhöjden, se figur 13.41 b). Balkens böjda form kan approximeras med en parabel, se figur 13.41 c). Eftersom balken är krökt ger de tryckande krafterna Nd upphov till en kraftfördelning qR radiellt fördelad mot den böjda balken som stagningen ska bära.

Sidokrafterna kan lätt härledas från figur 13.41:

13.6    \({q_\rm R} = \frac{{8 \cdot {N_\rm d} \cdot {\Delta _\rm T}}}{{{L^2}}} = \frac{{{N_\rm d}}}{L} \cdot 8 \cdot \frac{{{\Delta _\rm T}}}{L}\)

För limträkonstruktioner är en realistisk initialavvikelse från den raka linjen Δ0 ungefär L ⁄ 500. Därtill, enligt Eurokod 5, bör en ytterligare avvikelse från den raka linjen Δ förorsakad av qR och andra yttre laster som till exempel vindlast inte överskrida L ⁄ 500. Detta betyder att den största tillåtna sidoförskjutningen ska begränsas till ΔT = (Δ0 + Δ) = L ⁄ 250. Sålunda:

13.7    \({q_\rm R} = \frac{{{N_\rm d}}}{L} \cdot 8 \cdot \frac{1}{{250}} \approx \frac{1}{{30}} \cdot \frac{{{N_\rm d}}}{L} = \frac{{{M_\rm d}}}{{20 \cdot L \cdot H}}\)

Kraften som påverkar stagningssystemet ökar med antalet balkar som ingår i systemet. Systemets stagningskraft qh är summan av alla balkars andel som ingår i stagningssystemet, se figur 13.42.

Dimensioneringsmetoden enligt Eurokod 5 liknar mycket den som beskrivits ovan. Enligt Eurokod 5 kan den stjälpande kraften, alltså dimensioneringsvärdet för stagningslasten, beräknas med följande ekvation:

13.8    \({q_\rm h} = n \cdot \frac{{{M_\rm d}}}{{{k_{\rm f,3}} \cdot H \cdot L}} \cdot \left( {1 - {k_{\rm crit}}} \right)\)

där:

Md är dimensioneringsvärdet för balkens böjmoment.
H är balkens höjd.
L är balkens spännvidd.
n är antalet stagade balkar.
kf,3 är en modifikationsfaktor (kf,3 = 30 enligt svenskt nationellt val).
kcrit är reduktionsfaktorn för vippning när balken är ostagad, se avsnitt Raka balkar och pelare.


Faktorn (1 - kcrit) beaktar balkens slankhet. När kcrit = 1, uppstår inga horisontella destabiliserande krafter qh. Detta innebär att för allmänna balktvärsnitt med förhållandet H ⁄ b mindre än ungefär 6 – 7 kan stagningskrafterna negligeras (qh ≈ 0) om förhållandet mellan balkens längd och bredd är L ⁄ b < 20 – 22.

Enligt Eurokod 5 multipliceras den högra sidan av ekvation 13.8, med en reduktionsfaktor kl vars avsikt är att beakta att i utförandet av stora konstruktioner förväntas större noggrannhet. Faktor kl har utelämnats här eftersom den inte är representativ under normala omständigheter.

Den stagande konstruktionen ska vara tillräckligt styv för att begränsa sidoförskjutningen av den dimensionerande lasten qh till ungefär L ⁄ 700 och av den totala lasten, till exempel vindlasten medräknad, till L ⁄ 500.

Förbandet mellan takåsarna eller takskivorna och takbalkarna kan dimensioneras för kraften:

13.9    \({Q_\rm h} = \frac{{{q_\rm h} \cdot a}}{n}\)

där: qh är den totala destabiliserande lasten som påverkar stagningssystemet.

a är avståndet mellan takåsarna eller i fallet med skivor avståndet mellan skruvarna.

n är antalet sidostagade balkar.

En takås som ska staga flera balkar och dess förband med den stagande konstruktionen ska dimensioneras för kraften: n · Qh. Symbolerna som i figur 13.43.

Rekommenderad minsta fjäderkonstant
Figur 13.39
Rekommenderad minsta fjäderkonstant, Cmin, vid stagning och motsvarande stagningskraft, Fbr, där n = antalet stagpunkter.

 

Stagning av balkar med hjälp av ett horisontellt fackverk som förhindrar vippning.
Figur 13.40
Stagning av balkar med hjälp av ett horisontellt fackverk som förhindrar vippning.

 

 En belastad balks deformation ut ur planet
Figur 13.41
a) En belastad balks deformation ut ur planet,
b) sidokrafterna på balken,
c) antagen deformation ut ur planet.

Modell för bestämmande av stagningskrafter, planvy
Figur 13.42
Modell för bestämmande av stagningskrafter, planvy: stagning för ett antal sammanhörande balkar.

 

Horisontella laster som överförs av primärbalkar till takåsen
Figur 13.43
Horisontella laster som överförs av primärbalkar till takåsen.

 

Pergola
Pergola

TräGuiden är den digitala handboken för trä och träbyggande och innehåller information om materialet trä samt instruktioner för byggande med trä.

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