Laster (påvirkninger)

Transkript

1 Afstivning for vind- og snelast Jørgen Munch-Andersen Emner Vind- og snelast på bygninger Stabile bygninger, principper bla. TRÆ 56 Træskelethuse Principper for afstivning af spær med fokus på store spær (kommende TRÆfakta) - simple spær og trykstænger - spær med løs top ('hanebåndsspær') - valmtage - opstilling - når det er gået galt Afstivning af træspær på almindelige huse - gitterbjælker og skråafstivning TRÆ 58 Træspær 2 - pladebeklædning TRÆ 60 Træplader 2 - opstilling Laster (påvirkninger) Egenlast (konstruktionen) Nyttelast (personer, inventar) Naturlast - snelast - vindlast - vandlast Laster er nedadrettet, undtagen vindlast, den er vandret og samtidig op- eller nedadrettet Skader ved storm og snestorm hyppige, nu også skader for egenlast og vandlast! Vandlast - Rønbækhallen Stålrammer med tagelementer Årsag: vandophobning + manglende kipningsfasth. Snelast Jævnt fordelt sne giver meget sjældent skader Sneophobning under snestorm giver ofte skader men stort set kun på bygninger, der ikke er korrekt projekteret og udført Klimaændringer (havtemperaturstigning) øger risikoen for snestorme, der giver skader på bygninger Bygninger på vestsiden af høje bygninger er udsat Regler i dansk nationalt anneks til EN Jævnt fordelt snelast kan blive lig terrænværdi for afskærmet beliggenhed samt for store, lave bygninger - præcisering Ekstra lasttilfælde for læsiden af store, lave bygninger eksponeret for vind fra østlige retninger - præcisering Hvad er en snestorm Snestorm: middelvindhastighed 8-9 m/s vindstød mindst 15 m/s vind fra østlige retninger temperatur 0 til -5 o C dækker max 1/3 af landet, varighed op til 1 dag Rigtig storm: middelvind > 20 m/s vind fra vestlige retninger temperatur over 5 o C (Derfor ingen sne ved storm) Stabilitetssvigt for egenlast + evt. sne Kan ofte ses udefra 7 8 9

2 Men bedre at kigge indefra Stabilitet overfor vind Svigtmåder for vindlast Vindlast - ydervægge Tryk mod en ydervæg, sug på de øvrige Vindlast - tag Hovedsageligt sug Vind på tværs kan give både tryk og sug på vindside, afhængigt af taghældning 1. Vind på færdig bygning Gardinprøven Skypumpe 2002 Stoltage Tungt til let tag kræver mere forankring 18

3 Murede gavltrekanter Skypumpe har løftet taget Lodrette forankringer af tag skal optage 1. Vindsug på taget især nær gavlen 2. Lodrette reaktioner fra skråafstivning af tag 3. Reaktioner ved stabiliserende vægge G 20 Vind mod façade stabilitet skal sikres af fx loftskive mellem tværvægge Forankringsmetoder (se TRÆ 56 Træslelethuse) Forankring til fundament Fastgørelse til anden væg Afstivning af spær - Krav Tre lasttyper på afstivningssystem 1 Vind på færdig bygning 2 Fastholdelse af spær i svag retning (søjlevirkning ved lodret last) 3 Vind under opførelse Var behandlet i TRÆ 52 (forgænger for TRÆ 58), men kun op til spændvidde 20 m Vind Ingen stiv loftskive 22 Forankringer skal placeres og dimensioneres af den projekterende 24 Vindlast under opførelsen - senere Aktuelt problem Flere lavprissupermarkeder med store træspær er sunket sammen - kun påvirket af egenvægt (tungt tag) Mange flere har store mangler i afstivningen Optage vandret vindlast, princip 27

4 Vind på tværs giver også last på langs Fastholde spærhoveder for lodret last, princip Udbøjning af spærhoved hvis ikke afstivet Trykkræfter N i spærhoved og gitterstænger - virker som søjler, stor N ved lille taghældning Eks på afstivninger Svigtmåder, der skal hindres Lokalt svigt 1. svigtform 1. svigtform + vind Mindre N men længere stang ved stor hældning Last på afstivende system ved 1. svigtform Alle kræfter fra trykkraft N i spærhoveder giver kun indre kræfter, der udlignes i tagfladen vha. afstivende element Opstillingstolerancer (NA 2010) Afstivning af gitterstænger Lægtestreng fastgøres til gitterstænger Afstivende element Fordelingslægte a h/100, højst 45 mm b l/500, højst 45 mm l > 14 m desuden b h/100 Skråtstillet lægte Skråtstillet lægte fastgøres til gitterstænger via klodser Spær mærket: TVÆRAFSTIVNING

5 Gitterafstivining med skrålægte Lange bygninger Der er også vindlast langs tagfladen pga. friktion Kryds ved hver gavl og i hvert andet fag á m 38 Vind på gavl og gavltrekant eksempel på fordeling Fastholdelse af gavl til loftskive og tag Fastgørelse af udhæng til gavl Loftskive med mellemunderstøttet gitterbjælke Gavlsøjler Med loftskive Fastholdelse af gavl til tagflade og loftflade Lodret forankring af gavl Spær med løs top Store spær op til 40 m spænd leveres i 2-3 dele Spær med løs top 'hanebåndsspær' Hanebåndsstringer Valmkonstruktioner Hanebånd optager også vindlast Hanebåndsstringer 43 45

6 Gitterbjælker ml. hanebånd mangler Hanebånd Tværafstivning mangler også Afvalmede gavle populære i lavprismarkeder Både valm og løs top Knækket hanebånd 46 Hanebånd søgt fastholdt til valm Valmtag med løs top ret kompliceret Opbygning af valmgavl Udbøjet 4-dobbelt valmstol Princip for afstivning af valmstol Stikspær Valmstol Gitterbjælke

7 Opbygning af valmgavl Saksespær er særligt ustabile Kræfter som gitterspær med taghældning som vinklen mellem hoved og fod i saksespær Opstilling af store spær Presamlet afstivende element Spærhoved alligevel knækket under opstilling Princip Stabile elementer samles på plant underlag 2. Første element opstilles (ved vestende) og spær fastholdes med midlertidige lægter 3. Andet stabile element opstilles og vindkryds og lodret forankring udføres 4. Luv gavl og tagflade afdækkes for at reducere vindlast 60 Tjekliste ved inspektion 1 1 Er der anvendt afstivende elementer? Der skal være afstivende elementer pr m, fx gitterbjælker 2 Er spærhovederne rette? Spærhoveder må kun bøje lidt ud fra plan tilstand (45 mm) 3 Er gitterstænger i spærene afstivet? Gitterstænger, der er mærket TVÆRAFSTIVNING skal være fastholdt med lægter og have skråafstivning til enten loftet eller tagfladen 4 Er hanebånd i spær med løs top fastholdt? Hanebåndene i spær med løs top skal være fastholdt til hinanden og til afstivende elementer i hanebåndsniveauet 61 Tjekliste ved inspektion 2 5 Er hanebånd i valmspær fastholdt? Hanebånd i valmstole skal være fastholdt til afstivning, fx gitterbjælke i niveau med oversiden af den første stol 7 Kan vinden på gavlen overføres til det afstivende system? For gavle udført med høje gavlsøjler bør gavlsøjlerne være fastgjort direkte til gitterbjælken. Udbøjningerne af søjlerne under en storm skal være inden for acceptable grænser. 6 Er der taget højde for særlig snelast? Ved bygninger der ligger i læ af andre højere bygninger eller med en særlig udsat beliggenhed ved snestorm skal der tages hensyn til dette ved dimensioneringen. 62 Når det er gået galt Er der kun store udbøjninger, men ingen brud kan man fiksere i udbøjet tilstand, eventuelt efter delvis opretning Aflastning ved 1. at fjerne tagsten 2. at understøtte spærfod vil reducere risikoen for kollaps 63

8 Fiksering i udbøjet tilstand Opretning med træk Opretning af hanebånd Fx afstivende element af tilpassede krydsfinerplader, fastgjort til spærsider med lægter. Systemet skal beregnes med hensyntagen til udbøjningen! Fx 100 mm udbj. giver ikke meget stor ekstra last Træk med fx gummiged som modhold giver stor last på bl.a. remmenes fastgørelser til ydervæggene Træk mod stiv konstruktion med lokalt anlæg bedre Trækkes på plads mod stiv bjælke mens spærfod løftes med donkrafte Vindlast under opførelse Vindtunnelforsøg Vindlast meget større end på færdig bygning for samme vindhastighed Størst last når bygning er drejet ca 30 Afdækning af luv gavl og delvis afdækning af de nærmeste spær halvere omtrent vindlasten Delvist monteret fast undertag er en god sikring 67 Valg af hastighedstryk under opførelse Det antages at alt arbejde på pladsen er indstillet ved hastighedstrykket q k = 0,2 kn/m 2 ~ v 10 min = 12 m/s Optage vandret vindlast, med og uden gitterbj. TRÆ58 To situationer når arbejdet er indstillet: 1. Ringe risiko for andre personer nær byggeplads: Materiel skade begrænses normalt tilstrækkeligt ved at anvende q k = 0,2 kn/m 2, anvendt i TRÆ 58 for små bygn. For mellemstore og større bygninger anvender TRÆ 58 q k = 0,14 kn/m 2 (v 10 min = 10 m/s), kræver beredskab 2. Sandsynlighed for andre personer nær byggeplads: q k beregnes med v 10 min fra vejrudsigt Normale partialkoefficienter på vind og styrker skal anvendes Afstivning af 'små' tagkonstruktioner A Skråafstivning og gitterbjælke (TRÆ 58) B Pladebeklædning (TRÆ 60 Træplader) 71 Bånd på oversiden giver konflikt med undertag Arbejdsmiljøproblem ved montage TRÆ 52 72

9 A Skråafstivning og gitterbjælke (TRÆ 58) Gitterbjælke (fastholdelse) Kiplægte (stringer) Afstivningssystemer Mellemstor Større Mellemstor Afstivningsystem 1 gitterbjælke + 1 skråafstivning 2 gitterbjælker + 1 skråafstivning 2 gitterbjælker + 12 skråafstivninger Bygningsstørrelse Mindre Bygningslængdlængde Spærhoved- 16 m 6 m 24 m 32 m 8 m 10 m Mindre bygning Større bygning Tre afstivningsmetoder 1. Trækbånd og vindkrydsbeslag 2. Skrålægte og tilslutningsplader 3. Skrålægte og vindkrydsbeslag Alle vist til mellemstore bygninger (2 trækbånd ~ 1 skrålægte) Skråafstivning Skot og lodret forankring Eksempel: Afstivningstyper for trækbånd Type B25R B25 B40 Trækbånd 2 25 mm 2 25 mm 2 40 mm Kiplægte mm m. simple samling mm mm Valg af afstivningstype - mellemstor bygning Gitterbjælker skal placeres nær gavle Trækbånd Forudsætninger: Vinkel mellem skråafstivning og kiplægte max 35 Lægteafstand 1 m Lodret forankring hvor trækbånd ender 78 Trækbånd, detaljer Fastgørelse af kiplægte Lægter og beslag 79 81

10 Lægter og beslag, detaljer Lodrette reaktioner ved skråafstivning Der skal forankres for Stød i skrålægte Behov for lodret forankring ved facade: Trækbånd: ved nedre ende af bånd Skrålægte: ved begge lægtens ender 1. Lodrette reaktioner ved skråafstivning 2. Vindsug på taget især nær gavlen 3. Fastholdelse af stabiliserende vægge 1 og 2 størst ved vind på langs 3 størst ved vind på tværs Hjælp til beregning af de to første bidrag er givet i TRÆ Afstivning på underside af spærhoveder Placering af skråafstivning 1 Projektering Fordi: Undgå konflikt med undertag De anvendte systemer kan monteres nedefra Forudsætning: Vridningsfastholdelser Ulempe Passage af gitterstænger Afstivning på underside kræver at skråafstivning kan passere gitterstænger Vælg antal fag så v 35 Tjek om tilstrækkelig afstand til gitterstænger vha. tabel Man kan flytte kiplægten eller øge antallet af fag Vinkler mellem 30 og 35 altid muligt Eksempler givet i bog Placering af skråafstivning 2 Vinduer må ikke hindre lodret forankring Der kan anvendes udveksling mellem spær ved lille forskydning Afstivning kan forskydes i længderetningen Hældningen kan gøres mindre Afstivning kan placeres forskelligt i de to tagflader hvis der er en effektiv loftskive Tjekliste for projekterende og udførende (side 56-57) Den projekterende skal i samråd med den udførende vælge afstivningsmetode (efter smag, fx lægter og beslag) Den projekterende skal vælge afstivningssystem og type efter bygningens størrelse og vind (ved hjælp af tabeller) Den projekterende skal angive placering af skråafstivning, kiplægte og lodrette forankringer Den udførende skal kontrollere at de nødvendige oplysninger fremgår af tegningen Hanebåndsspær Gennemgående gitterbjælke Vind mod gavl til hanebåndsbjælke (gitterbjælke) Hanebåndsplanke Kiplægte

11 Afstivning over hanebånd ved hjælp af gennemgående (udkraget) gitterbjælke og kiplægte Muligt fordi trykkraft i spærhoved er lille Gennemgående gitterbjælke, ingen skråafstivning over hanebånd Kiplægte Spørgsmål? B Afstivning med pladebeklædning (TRÆ 60) Tagunderlag eller fast undertag Kun skråafstivning under hanebånd 92 Tagskiver med plader - standardudførelse Bæreevne af tagskiver - standardudførelse Vindlast på tag mm krydsfiner (eller OSB), ca 600 x 2400 mm fer og not i lange kanter, korte kanter stødes over spær søm 2,8 x 50 mm pr 150 mm i alle spær Bygningslængde regnes højst 4 x tagfladens bredde pga. stivhed Plader skal være CE-mærket efter EN som beregnet til tag (roofing) Afhænger af : terrænkategori kiphøjde tagbredde taghældning Vælg skive med bæreevne > last Vind på gavl og gavltrekant fordeling Last fra tagskive til facade træskeletvæg Last fra tagskive til facade tung ydervæg Vindbræt fungerer som skot, søm pr 150 mm Lægte mellem spær optager lasten (størrelse bestemmes af søm/skruer) Bæreevne altid OK Last skal til bagvæg Skot i nogle fag Lægte mellem alle spær Antal skot må beregnes Smigskåret lægte 45 x 70 mm i alle fag

12 Bæreevne af skot - tunge vægge Afhænger af: skothøjde spærafstand sømafstand antal = 1 + last / skotbæreevne Håndregler for småhuse Tagskiver med Standardudførelse har tilstrækkelig bæreevne for gitterspær når: bredde 10 m og længde 1,5 2 x bredde A: træhus med skot (vindbrædder) i alle fag eller B: tungt hus med skot sømmet pr 100 mm og antal jf. tabel 62 FAQ 1: Plader på lægter? Kræver sikker lægteafstand (400 mm) Plader på tværs af lægter kræver 2 mand ved montering Understøtning langs ydre kanter og stabiliserende vægge Fordel: passer til alle spærafstande, ikke følsom for tolerance Med lægtelag pas på ventilation Normal, direkte på spær Sidste lægte skal optage træk 102 FAQ 2: Afstivning med tagunderlag af brædder Ingen beregningsmetode for skivevirkning (to søm hjælper ikke) Men erfaringsmæssigt ok Friktion i fer og not og måske påklæbet tagpap bidrager, men ukendt styrke FAQ 3: Flyvestød Ingen flyvestød fordi 1. længdeudviddelse kan give problemer 2. ukendt reduktion af skivebæreevne 3. skulle være testet for punktlast og stødlast til roofing Muligt flyvestød til renovering og lille skivelast skal prøves! Tagskiver er "envejsunderstøttede" kun fer og not i vandrette samlinger "Rigtig skive" har understøtning af alle kanter Skive med 2½ plade Forankring ved ender Ens sømafstand langs kanter giver ligevægt Envejsunderstøttet, antaget lastfordeling Model bekræftet af forsøg Reduktion for vindueshuller l ΣBhul l khul = min r Hhul,max r

13 Baggrund for envejsunderstøttede skiver Spørgsmål? Opstilling af mindre spær Arbejdsmiljøkrav Sikker opstilling af spær Forebygge arbejdsulykker Spær skal fastholdes og afstives under opstillingen Der må ikke arbejdes fra stiger Loft og gangbroer skal være nedstyrtningssikre Reducere helbredsricisi Ingen isolering over hovedhøjde 1 Stabilt element samles på jorden Opstillingslægte Gangbro Sikkerhedsrækværk Gitterbjælke Sikker opstilling af spær Opstillingslægte Sikker opstilling af spær 2 Stabilt element monteres 3 Spær 3 & 4 monteres 4 Gangbro og kiplægte monteres 5 Opstillingslægte flyttes frem Kiplægte

14 Sikker opstilling af spær 6 Midlertidig afstivning før pladsen forlades (= permanent) Opstillingstollerancer Kiplægte med overlapsstød Skråafstivnig Skot og lodret forankring a h/100 a 45 mm b l/100 b 45 mm For l > 14 m: b h/100 b 45 mm Loftkonstruktion - krav Trædesikker forskalling Sikker færdiggørelse isolering ved tagfod Trædesikker Luft- og damptæt Varmeisoleret Brandsikker Evt. føring af el Skivevirkning Lægteforskalling pr mm 38 x 73 mm lægter ved spærafstand 1 m (som taglægter) Fastgørelse med 2 ringede søm pr. spær Sikker færdiggørelse lukning før restisolering Sidegevinst ved lægteforskalling Loft til gavl Kantlægte = ½ lægte kan fastgøres til 45 mm rem og kan - klemme dampspærresamling - overfører forskydning mellem loft og facade Gennemgående kantlægte kan - klemme dampspærre mod rem - overføre forskydning mellem loftkonstruktion og gavlvæg Vindlast på gavl overføres til forskalling via hjælpeplanke og spærfod Ved tung væg evt. behov for forbindelse fra gavltrekant til forbindelsesplanke udover bindere Hjælpeplanke Evt ekstra forbindelse

15 Spørgsmål?