Nu reder vi ut lite om byggnation:
Pelare i Yttervägg samt lite om krafter mm:
För att dölja en statiskpelare i ytterväggen krävs att väggen är tillräckligt tjock. En pelaresom står fritt och endast här vertikal last knäcker åt alla riktningar, alltså krävs ett kvadratiskt tvärsnitt. I vårt fall kan man antaga att pelaren är förhindrad att knäcka i väggens längdriktning då teglet förhindrar detta, dock ej i hörnen såvida inte liggande armering i teglets fogar dubbas till pelarna.
Pelaren utsätts för både vertikallast och horisontell last. Vertikal last genom byggnaden egentyngd samt last från personer och möbler mm. Horisontell last från vind och ev påkörningslast.
Vindlasten räknas som en utbredd lastvinkelrät mot ytterväggen och vill således knäcka in pelaren i rummet. Nu är vindlasten på en låg byggnad förhållandevis liten men när lasterna, hor.+vert belastar pelaren måste detta beaktas.(prova med ett sugrör som ni trycker på uppifrån, sugröret kan knäcka ut åt vilket håll som helst. Prova att inte trycka så attsugröret knäcker och peta lite med fingret på mitten av sugröret, knäckningen sker i kraftens riktning.)
Betong är ett utmärkt material men har en stor svaghet, den tar nästan inga dragkrafter alls medan den kan ta mycket stora tryckkrafter. Dessa dragkrafter, dragspänning, uppstår både i pelare och plattor/bjälklag. I pelaren i form avlasten som vill knäcka ut pelaren samt av den horisontella lasten, I bjälklag av vertikala laster. Vi tar hand om dessa spänningar med armering i den dragkraftsutsatta delen av tvärsnittet, stål kan ta dragkrafter mycket bra.
När man dimesionerar en pelare i detta fallet räknar man med något som kallas ”effektiva höjden”, den inre hävarmen i tvärsnittet. Den räknas från centrum på dragarmeringen till centrum av tvärsnittet (mycket förenkat). I vårt fall med ytterväggen vill vi göra ett rektangulärt tvärsnitt med den svagaste delen just i den riktning som får mest last,pelaren är ju inte avstyvad av teglet.
Visst kan vi utföra ett rektangulärt tvärsnitt men den inre hävarmen blir så liten att bredden ökardrastiskt och de inre krafterna i pelaren blir extremt stora,dessutom är det inte ekonomisk.
Om man inte vill ha invändiga synligapelare då?
Ett sätt är att ha dem synliga på utsidan av huset och kanske överdriva dem lite rent estetiskt, om nu husets arkitektur tillåter detta.
Jag personligen skulle utföra ytterväggen som en skalmur, alltså dubbelt murad vägg med en luftspalt mellan. Detta har flera fördelar förutom att pelarna försvinner, ventilerar vi väggens luftspalt i uk och ök får vi en vägg som isolerar mycket bra mot värme och håller kylan inne. Vi kan även dra installationer i denna spalt så slipper man ha allt synligt på väggarna. Det som talar emot denna konstruktion är naturligtvis kostnaderna!
P3,s Betongbjälklag:
Ett betongbjälklag fungerar lite som pelaren jag beskrev ovan, dock utan knäckkrafterna. Här har vi också en parameter till och det är bjälklagets deformation,nerböjning, ser ju inget trevligt ut om bjälklaget buktar och påminner om ett hängbukssvin! En annan parameter att beakta är bjälklagets svikt, det känns mycket otrevligt att vistas på ett bjälklag som gungar när man går på det, men håller gör det! Det är faktiskt nästan alltid svikt och nerböjning som dimensionrar ett bjälklag, ej att det inte ska rasa mm.
I Sverige har vi också den typ av halvprefabricerade plattor som P3 använder, det kallas Filligranbjälklag. Det är ett bra system och man får en färdig undersida.
Det som är extremt viktigt med detta system är att plattan får full samverkan med överbetongen. Detta löser man med byglar som är ingjutna i betongplattorna redan i fabriken samt att man förbinder plattornas längdskarvar med extra armering samt att ytan skall vara ruggad och ojämn, både byglarna och extra armeringen kan man se på P3,s bilder. Om man utför detta fel ligger de båda konstruktionerna och ”glider” mot varandra och bjälklaget blir inte starkare en den enskilda starkaste plattan sedan kommer egentyngden av den platsgjutna betongen som en extrabelastning. (effektiva höjden blir bara i den undre plattan därdragkraften uppstår) Armeringsnätet som de har lagt ut tillför inte mycket statiskt i detta fallet, då den är för klen samt att man trampar ner den mot plattan, den hjälper dock till att hållaihop konstruktionen samt fördelar lasterna något, dess huvudsyfte är att förhindra krympsprickor i den platsgjutna betongen.
(man kan se hur samverkan fungerar omman lägger 2 brädor mot varandra på bredden på två upplag, prova att tryck på mitten, de båda brädorna glider mot varandra och endast friktion förbinder dem. Prova sedan att spika ihop dem med några spikar i ändarna samt i mitten, det blir då nästan dubbeltså starkt!)
I P3,s fall tror jag att det kommer att fungera då han har ganska små spännvidder på bjälklaget.
Normer och säkerhetsfaktorer:
Först måste vi särskilja Svenskbyggnorm med byggnadslov. Byggnadslovet utfärdas av komunen där du bor och handlar om att uppfylla lokala regler samt tillgänglighet,utseende, värmebehov, byggnadshöjder mm.
Normen för att dimensionera byggnaden rent statiskt heter BKR, men om några veckor övergår vi tillEurocode.
Det finns 3 säkerhetsklasser, 1, 2 och3. Säkerhetsklass 1 är den lägsta och används bara i tex.Tillfälliga konstruktioner samt lantbruk och i konstruktioner där personskada ej kan uppkomma.
Säkerhetsfaktor 2 är den vanligaste och har en faktor på 1.1, alltså 10%, säkerhetsfaktor 3 har enfaktor på 1.2, 20%. Ingent mångfaldigande som många tycks tro.
Där vi dimemesionerar en konstruktion använder vi oss av en beräkningsmetod som heterpartialkofficientmetoden. Här beaktar man förutom säkerhetsklasser byggnadstyper, livslängd samt lastklasser mm mm.
Lastklassen förbostäder/villor/hyreshus är 1.5+0.5 kN/m2 alltså 200kg/m2+byggnadsdelarnas egentyngd. För butiker mm varierar den normenliga lastklassen beroende på användningsområdet samt evextralaster för lager mm, men det brukar hamna på 4 kN/m2.
Snölasten varierar från 1.5kN/m2 isödra Sverige till 4.5 kN/m2 i de norra delarna.
Ingen förutom byggvaruhandlarna tjänarpå att överdimensionera en byggnad i Sverige med de upphandlingsföreskrifter vi har. Byggvaruhandlarna har inget inflytande i byggprocessen. Att de sedan har överpriser och karteller är en annan sak.
// Ingenjör/arkitekt Stefan