FarmTest - Bygninger nr Brede trægitterspær

Transkript

1 FarmTest - Bygninger nr Brede trægitterspær

2 Brede trægitterspær Af Ingeniør Benjamin B. Andersen, Landskontoret for Bygninger og Maskiner

3 Titel: FarmTest - Bygninger nr. 7, Brede trægitterspær Forfatter: Banjamin B. Andersen, Landskontoret for Bygninger og Maskiner Layout: Gitte Bomholt, Landskontoret for Bygninger og Maskiner Tryk: Landbrugets Rådgivningscenter Udgave:. udgave 2002 Oplag: 00 stk. Udgiver: Landbrugets Rådgivningscenter Landskontoret for Bygninger og Maskiner Udkærsvej 5, Skejby 8200 Århus N Tlf fax ISSN:

4 Forord Bygningerne bliver i dag bygget bredere og bredere, og det giver ofte problemer med de ekstra brede trægitterspær. Derfor har Landskontoret for Bygninger og Maskiner undersøgt problemet. I den forbindelse vil vi gerne takke de 5 landmænd og TOP, som stillede deres materiale til vores rådighed. Endvidere vil vi gerne takke Finn Pinholt fra Maskin- & Bygningsrådgivningen i Vildbjerg, Gert Nordingsgaard fra Palsgaard Træ og Jørgen Ibsen fra BMF Bygningsbeslag for deres kommentering af denne FarmTest rapport. Tormod Overby Landskontoret for Bygninger og Maskiner Brede trægitterspær 4

5 Indholdsfortegnelse Sammendrag og anbefalinger... 6 Baggrund og formål... 7 Undersøgelsens omfang og metode... 8 Resultater og diskussion... 0 Langsgående afstivning på tængerne... Afstivning i loftfladen... 2 Vindafstivning... 3 Manglende fastgørelse af gavltrekanter... 4 Konklusioner... 5 Bilag... 8 Litteraturliste... 9 Brede trægitterspær 5

6 Sammendrag og anbefalinger Der er besøgt 5 landbrug, hvor trægitterkonstruktionerne er gennemgået. Der er gennemført en visuel vurdering af konstruktionen. Vurderingerne viser, at 4% af de undersøgte bygninger har væsentlige fejl eller mangler. Det drejer sig om følgende typer af fejl og mangler: 33% manglede langsgående afstivning på tængerne. 20% manglede afstivning i loftpladen. 25% havde afbrudte vindtrækbånd. 30% havde slappe trækbånd. 20% havde ikke tilstrækkelig fastgjorte gavltrekanter. Det har vist sig, at over 40% af de undersøgte tagkonstruktioner var blevet repareret på et eller andet tidspunkt. Det var først ved en nærmere gennemgang, at de mere markante fejl og mangler viste sig. Det skal understreges, at spærene er af god kvalitet. Det er kittet mellem de enkelte komponenter, som er problemet; altså udførelsen. For at forebygge fejl og mangler ved fremtidige byggerier med denne type konstruktioner henvises der til TOP s kommende byggeblad, som rummer en detaljeret gennemgang af anvendelsen af gitterdragere i konstruktionen. Brede trægitterspær er komplicerede konstruktioner, og de vil ofte kræve en individuel gennemgang af en fagmand med den fornødne tekniske indsigt for at afsløre fejl og mangler. Derfor er det ikke muligt at give helt specifikke anvisninger i denne rapport. Det skal understreges, at ansvarets placering ikke kan diskuteres. Det er til enhver tid bygherren, som har ansvaret. Dette gør, at der ved disse forholdsvise komplicerede konstruktioner er brug for rådgivere med den fornødne faglige indsigt. Fejlene og manglerne opstår i forbindelse med montagen, herudover kan der peges på mangelfuld koordinering mellem de forskellige rådgivere, både leverandører, ingeniører og bygherren eller dennes rådgiver. Brede trægitterspær 6

7 Baggrund og formål Igennem en årrække har der været fokus på ekstra brede trægitterspær, det vil sige trægitterspær bredere end 6-8 meter. Der er i årenes løb registreret problemstillinger ved denne konstruktionstype. Det drejer sig blandt andet om kraftige deformationer og manglende afstivning. Dette har i værste fald ført til sammenstyrtninger både under montage og efterfølgende. På baggrund af ovenstående valgte Landskontoret for Bygninger og Maskiner medio 200 at gennemføre en FarmTest med følgende formål: Kortlægge fejl og mangler ved tagkonstruktioner opført i perioden 990 til 996 (tilstandsvurdering). Synliggøre omfanget af fejl og mangler. Belyse konsekvenserne ved at undlade at udbedre fejlene. Udarbejde anbefalinger og anvisninger med henblik på at forebygge skader. Der er igennem de sidste år gjort meget for at begrænse omfanget af problemet. Et byggeblad fra Træbranchens OplysningsRåd (TOP) er under udarbejdelse. Heri beskrives en metode til stabilisering af trægitterkonstruktioner over en vis bredde. Disse metoder anbefales i dag bredt af de forskellige spærleverandører. For nærmere information se bilag eller kontakt TOP. Brede trægitterspær 7

8 Undersøgelsens omfang og metode Der er besøgt 5 landbrug, hvor trægitterkonstruktionerne er gennemgået. Der er gennemført en visuel vurdering af konstruktionen. Dermed er der en række konstruktioner og detaljer, som ikke kunne vurderes, da de er skjult af andre konstruktioner. Fejl og mangler er blevet vurderet i lyset af de generelle erfaringer, der er i branchen samt normkravene fra Dansk Standard. Undersøgelsen er gennemført i perioden. august 200 til 28. februar 2002 på en række bedrifter, som er blevet kontaktet i forbindelse med projektet. Deltagerne er udvalgt tilfældigt på baggrund af følgende kriterier: Bygningsbredde over 20 meter. Bygningerne opført i perioden Udgangspunktet for vurderingen er en komplet, afstivet konstruktion, som beskrevet i det kommende byggeblad fra TOP. Det skal understreges, at konstruktioner opført i den ovenstående periode ikke kan og skal leve op til anvisningerne i byggebladet. Det er ikke muligt at yde alle konstruktioner fuld retfærdighed, men det er heller ikke realistisk at give en komplet statisk vurdering af hver enkelt konstruktion. I rapporten bliver der anvendt en række begreber og fagudtryk. Første gang de optræder, vil der være en faktaboks, som kort beskriver disse begreber og fagudtryk. Nedenstående giver en oversigt over de besøgte bedrifter og samtidig skitseres udvælgelsen. Som det fremgår af figur, er de besøgte gårde geografisk spredt over hele landet. Brede trægitterspær 8

9 2 2 Figur. De besøgte bedrifter. De undersøgte bygninger bliver alle anvendt til svineproduktion. I staldanlæg til kvæg og fjerkræ anvendes der primært stålkonstruktioner. En konstruktion med trægitterspær foretrækkes til svinestalde, da der ofte anvendes diffus ventilation. Brede trægitterspær 9

10 Resultater og diskussion Dette afsnit omhandler de fejl og mangler, som var gennemgående i forbindelse med vores observationer. Mængden af fejl og mangler varierer fra bygning til bygning. Nogle steder er tagkonstruktionerne behæftet med faretruende mange fejl og mangler. Andre steder er det begrænset til et omfang, som kan kritiseres, men som ikke er faretruende for konstruktionens holdbarhed eller funktionalitet. 40% af de undersøgte tagkonstruktioner er på et eller andet tidspunkt blevet repareret. Ved reparation forstås skader, som er udbedret efter bygningens opførelse. Det kan være stormskader eller lignende. Dette tal må betragtes som ret højt, da de undersøgte bygninger højst har en alder på 2 år. Vurderingerne viser, at 4% af de undersøgte bygninger har væsentlige fejl eller mangler. Det drejer sig om følgende typer fejl og mangler: 33% manglede langsgående afstivning på tængerne. 20% manglede afstivning i loftpladen. 25% havde afbrudte vindtrækbånd. 30% havde slappe trækbånd. 20% havde ikke tilstrækkelig fastgjorte gavltrekanter. Man er begyndt at anvende trægitterdragere i konstruktioner med større spændvidder, typisk over 6 meter. Når man anvender trægitterdragere er de statiske forudsætninger anderledes. Det vil sige forudsætningerne for, hvordan kræfterne i tagkonstruktionen fordeles. Når der er trægitterdragere i tagkonstruktionen, skal der være dobbeltlægter ved kip og tagfod. Endvidere kræver denne konstruktionsform anvendelse af et skot. For yderligere information vedrørende anvendelsen af gitterdragere henvises til bilag. Faktaboks - Gitterdrager Trægitterdrager er en konstruktion, som skydes ind imellem nogle af spærene. Dette gøres for at forstærke konstruktionen. Brede trægitterspær 0

11 Faktaboks 2 Skot Et skot er en plade eller en planke, som sikrer en stiv kraftoverføring mellem det spær, som modtager vindtrækbåndet. Se figur 6, figur 7 og figur 8 Faktaboks 3 Langsgående afstivning Den langsgående afstivning udgøres først og fremmest af dobbeltlægtning i kippen og ved tagfoden. Formålet med denne dobbeltlægtning er at sikre, at de kræfter, som påføres konstruktionen i længden, kan overføres hensigtsmæssigt. Se faktaboks 4. Langsgående afstivning på tængerne Den langsgående afstivning på tængerne skal sikre mod sideværts udbøjning af tængerne. Manglende afstivning kan forårsage betydelige deformationer af konstruktionen og eventuelt kollaps. Se faktaboks 4. Alle trægitterspær er påstemplet (se figur 2) en påtegning, som viser, hvor afstivningerne skal monteres. Hvis denne mod forventning ikke skulle være monteret, så garanterer spærleverandørerne ikke for konstruktionen. I undersøgelsen manglede 33% af konstruktionerne denne afstivning i et større eller mindre omfang, og derved er bygningen ikke omfattet af træspærleverandørenes forudsætninger. Når dette ikke er tilfældet, overtager entreprenør og/eller rådgiver ansvaret, og i yderste konsekvens overtager ejeren selv ansvaret for konstruktionen. Faktaboks 4 Tænger og langsgående afstivning på disse Tænger er en del af afstivning i hvert enkelt spær se figuren nedenfor. Den langsgående afstivning skal sikre tængerne mod bevægelser sideværts. Brede trægitterspær

12 Figur 2. Eksempel på markering af afstivning. Afstivning i loftfladen Afstivning af loftfladen sikrer, at skivevirkning i loftfladen opnås. For at opnå skivevirkning i loftkonstruktionen monteres ofte en loftbeklædning på spredt forskalling. Denne form for skive er ikke nok i denne dimension af bygninger. I bygninger af denne dimension skal der monteres et eller flere kryds af stålbånd i konstruktionen, der udgør skiven. I denne undersøgelse fandt vi kun én bygning, som havde vindtrækbånd monteret i loftfladen. Disse var dog først monteret efter, at man havde haft problemer under opførelsen. Herudover fandt vi én bygning, som både havde gitterdrager og vindtrækbånd. 20% af de undersøgte bygninger havde hverken den ene eller anden form for konstruktion, der kunne fungere som skive. Ofte var det eksempelvis net, som var skudt på spærene. Alternativt var det perforerede stålplader, som var sømmet let til spærene. Disse 20% må anses som farlige, da der altid kræves en afstivning af loftfladen for at sikre tilstrækkelig skivevirkning. Ved korrekt opbygning kan perforerede stålplader udmærket anvendes for at opnå tilstrækkelig skivevirkning. Det kræver dog særlig montage af stålpladerne. I det kommende byggeblad fra TOP anbefales det, at der også i loftfladen monteres trægitterdrager for at tilføre konstruktionen den nødvendige stabilitet. Faktaboks 5 - Skivevirkning Når en loftkonstruktion bliver påvirket, skal denne påvirkning helst føres til alle væggene. Hvis hele loftfladen ikke er en stiv skive, er der risiko for, at kun en eller to vægge skal optage kræfterne, hvorved trykket på loftkonstruktionen bliver skævt fordelt. Hvis derimod loftfladen er en stiv skive, vil den sikre, at påvirkningerne bliver ført ud til alle væggene, og derved undgås deformationer. Brede trægitterspær 2

13 Vindafstivning Vindafstivning er en meget omfattende men også vigtig del af konstruktionen. Denne afstivning kan udføres på en række forskellige måder, men ofte anvendes vindafstivning med ståltrækbånd. Inden for de sidste år er der sket en stor udvikling på dette område. Fastgørelsesmetoderne, der ofte har været problematiske, er klart blevet forbedret. Ved hjælp af nyudviklede beslag er det blevet nemmere at udføre en korrekt fastgørelse af vindtrækbånd på spærene i kip og fod. Vindtrækbåndene bevirker, at der opnås korrekt kraftoverførelse og derved undgås deformationer af tagkonstruktionen. 33% af de undersøgte bygninger havde slappe vindtrækbånd. Hertil kommer, at over 25% af de undersøgte bygninger i et eller andet omfang havde brudte vindtrækbånd, og derved er konstruktionen uden den fornødne stabilitet. I den positive ende kan nævnes, at over 50% af de undersøgte bygninger havde stramme vindtrækbånd, og over 60% af disse var ikke blevet repareret. Reparationerne på de øvrige kunne for en stor dels vedkommende ikke henføres til manglende vindafstivning. Slappe vindtrækbånd udgør ikke større risiko for konstruktionen som helhed, men resulterer ofte i store deformationer, som er til stor skade for bygningen som helhed. Figur 3. Korrekt monteret vindtrækbånd med montagebeslag fra BMF. Brede trægitterspær 3

14 Manglende fastgørelse af gavltrekanter Et forhold, man også skal være opmærksom på, er fastgørelse af gavltrekanterne. Der kan opstå ret betydelige påvirkninger på gavltrekanten. Dette kan skyldes sug, overtryk eller en kombination af disse, som følge af vindpåvirkninger af gavlen. Se figur 4. Hvis gavlen ikke er fastgjort korrekt, så kan dette bevirke, at gavlen bliver suget ud. På grund af størrelsen og kompleksiteten af bygningerne har det ikke altid været muligt at fastslå, hvorledes gavlene er fastgjort, og slet ikke om fastgørelsen har været korrekt og tilstrækkeligt. I denne undersøgelse fandt vi to bygninger, som var blevet repareret på grund af udskudte gavle. 20% havde ikke tilstrækkeligt fastgjorte gavltrekanter. Figur 5 viser en af flere måde at fastgøre gavlbeklædningen på. Alternative metoder kunne være at føre gavlsøjlerne til kip. Figur 4. Figuren viser udviklingen af sug og tryk ved en bygning. Figur 5. Fastgørelse af gavl. Brede trægitterspær 4

15 Konklusioner Følgende konklusioner er opbygget med en række indledende betragtninger. Herefter diskuteres, hvad den enkelte landmand selv kan gøre, og hvornår det vil være tilrådeligt at kontakte sin rådgiver for en eventuelt nærmere gennemgang. Overordnede betragtninger Som det fremgår af ovenstående, er bygninger med brede trægitterkonstruktioner langt fra uproblematiske. Der er peget på en lang række problemområder. Hvorfor er der så mange problemer med en konstruktion, som er så gennemarbejdet og lavet i et så kendt materiale som træ? Hvis man kigger på det gennemgående tema, viser det sig, at problemerne ikke ligger på dimensioneringssiden eller i dårlige materialer. Det er ikke trægitterspærene, som splintredes, det er ikke samlingerne i det enkelte spær, som går i stykker. Det er i sammenhængen, tingene svigtes. Det drejer sig om: Dårlige eller manglende afstivning af konstruktionen. Ødelæggelse af noget, som andre entreprenører har lavet, eksempelvis overskæring af trækbånd ved ventilationsgennemføring. Eksisterende byggerier Hele denne rapport peger på en lang række problemstillinger i forbindelse med brede trægitterspær. Skal vi så forvente, at samtlige bygninger i Danmark over 6-8 meter står foran at styrte sammen ved først kommende lejlighed? Det er klart, at det ikke på nogen måde er tilfældet. For det første er alle bygninger i Danmark dimensioneret med en relativ stor sikkerhed. Herudover er trægitterkonstruktioner komplicerede, og der er mange muligheder for, at de kan hænge sammen og derved undgå sammenstyrtning. Det er desværre ikke nok, at de bare hænger sammen. Der kan opstå utilsigtede deformationer, som skaber utætheder ved samlinger, med heraf følgende forringelse af bygningens levetid osv. Sidst men ikke mindst skal man huske på, at eksempelvis en konstruktion kan blive træt. Det vil sige, at hvis den står og arbejder bare en smule et bestemt sted, kan der pludselig opstå et uforudset brud. Brede trægitterspær 5

16 Hvad kan jeg selv gøre? Hvis jeg har en bygning på over 6-8 meter i bredden, der har trægitterspær, hvad kan jeg så selv gøre, og hvornår skal jeg søge professionel assistance? Man skal være opmærksom på, at en trægitterkonstruktion er en meget kompliceret konstruktion, hvilket sætter sine naturlige begrænsninger for, hvor meget en lægmand kan se og gøre. Derfor er nedenstående vejledninger kun retningsgivende. I tvivlstilfælde bør man kontakte en fagmand. Dette skyldes, at alle konstruktioner er forskellige, og derfor skal behandles individuelt. Fabrikanterne af spær kan i tvivlstilfælde ofte være behjælpelige. Det er også dem, som kender deres produkt og dets forudsætninger. Kontakt altid en rådgiver, hvis nogle af de nedenstående punkter konstateres. Denne kontakt kan i første omgang være telefonisk, hvor det klarlægges, om der er grundlag for et besøg: Deformationer i en hvilken som helst del af konstruktionen, specielt S-kurver langs tagfladen. Hvis det kan konstateres, at der eksempelvis ikke er nogen vindtrækbånd eller lignende vitale komponenter jævnfør nærværende rapport. Principielt bør man ikke selv gå i gang med udbedring af konstruktionerne. Dette bør altid overlades til fagfolk. I den forbindelse skal der gøres opmærksom på, at assistance fra en rådgiver ofte vil være en god investering. I betragtning af de konklusioner, som drages i nedenstående kapitel om Fremtidige byggerier og reparationer, er en håndværkers ansvar begrænset til det rent udførelsesmæssige. Fremtidige byggerier og reparationer Hvad er årsagen til de førnævnte problemstillinger? Det kan skyldes følgende: Manglende viden om konstruktionen og sammenhængen ved denne konstruktionsform. Manglende viden om montagen af denne konstruktion. Manglende information. Manglende ansvarsplacering. De ovenstående punkter kan opdeles i to områder. Det ene drejer sig om viden om konstruktionstypen, herunder viden om stabilitet, materiale og andre tekniske erfaringer. Den anden del handler om proces og ansvar. Denne rapport dokumenterer en række tekniske problemstillinger. Disse løses for en dels vedkomne, hvis man udfører konstruktionerne efter eksempelvis TOP s byggeblad og de øvrige anvisninger, som findes på området. Brede trægitterspær 6

17 Nogle tanker bør dog fremhæves. Indførelsen af specialuddannede montagesjak med en eventuel godkendelsesordning. Dette vil sikre kontinuitet og erfaringsopsamling i montagearbejdet. Vedrørende ansvarsplaceringen vil en oplagt indgangsvinkel være anvendelsen af partnering, hvorved man vil kunne sikre et tættere og mere forpligtende samarbejde mellem alle parter. Konklusionen må blive, at teknisk viden og erfaring findes i branchen, men ikke er blevet udnyttet tilstrækkeligt af alle. Brede trægitterspær 7

18 Bilag Beskrivelse af konstruktionen jævnfør byggebladet fra Træbranchens OplysningsRåd - TOP I løbet af sommeren 2002 forventes det, at TOP vil udgive et byggeblad vedrørende Store træspærs afstivning. I dette byggeblad beskrives afstivningen til konstruktioner på lidt over 20 meter. Det skal understreges, at bygninger opført i ikke er og skal være opført efter principperne i dette afsnit jævnfør Undersøgelsens omfang og metode. I byggebladet beskrives følgende områder: Beskrivelse af afstivningens virkemåde og opbygning. Tabeller til brug ved dimensionering af afstivningen. Eksempler på detailløsninger. Forholdsregler over for kraftig vind under montagen. Formålet med byggebladet er at beskrive konstruktionen og dens afstivning, så den kan optage de langsgående vindlaster både under udførelsen og i den færdige bygning. Herudover skal konstruktionen også sikres mod udknækning på trykpåvirkede dele af spæret. Det eneste, som ikke behandles i byggebladet, er den tværgående vindpåvirkning. Vindtryk og sug optages på gavltrekanten og de øvrige dele af konstruktionen. Herefter føres de videre via lægter til trægitterdragerne, som viderefører kræfterne til vindtrækbåndene. Til sidst ender kræfterne ved de skot, som er nederst ved trægitterdrageren se figur 6 og figur 7. Her føres kræfterne til fundamentet. For yderligere information henvises til TOP og det forventede byggeblad samt litteraturliste i denne rapport. Figur 6. Figur 7. Brede trægitterspær 8

19 Litteraturliste Store træspærs afstivning (Udkast til TOP Byggeblad) Byggeblad nr. 26, Lægter på tage, TOP Trænormen, DS 43:998 Håndværkerkatalog 2002; BMF Brede trægitterspær 9