Platt- och kassettbjälklag

För underlag till dimensionerande värden bör alltid tillverkare kontaktas.

Dimensionering i bruksgränstillstånd

Dimensionering av platt- och kassettbjälklag i massivträ omfattar normalt endast beräkningar i bruksgränstillstånd. Brottgränstillståndet för bostäder och kontor behöver i normala fall inte kontrolleras eftersom bärförmågan vanligtvis nyttjas till mindre än 50 procent. Eventuell beräkning i brottgränstillstånd utförs enligt Boverkets konstruktionsregler, BKR, eller Eurokod 5. För produktdata till beräkningar hänvisas till tillverkare av bjälklag.

Vid dimensionering i bruksgränstillståndet bör deformationer, svikt och vibrationer beaktas. Normalt godtagen nedböjning hos träkonstruktioner vid dimensionering mot tillfällig olägenhet och mot permanent skada är L/300 eller max 20 mm. I enklare industrilokaler, förråd och andra lokaler utan tillträde för allmänheten förekommer också L/150.

I BKR ges en förenklad metod för att bedöma bjälklags svängningsbenägenhet. Metoden säger att nedböjningen för en enskild bjälke i ett träbjälklag inte bör överstiga 1,5 mm under inverkan av en kortvarig punktlast vars dimensioneringsvärde är 1,0 kN. Om denna metod används på aktuella platt- och kassettbjälklag i massivträ där nedböjningen beräknas enligt balkteori får man nedböjningar på mindre än 1,1 mm för bjälklag som dimensionerats för nedböjningskravet < L/300 och egenfrekvensen f₁ >8 Hz. Dessa bjälklag i massivträ  uppfyller alltså råden i BKR.

Människor är känsliga för vibrationer under 8 Hz och för att undvika störande vibrationer bör bjälklagens egenfrekvens ej understiga detta värde. Men även vibrationer över 8 Hz kan vara störande. Impulsresponshastighet är en faktor som säger något om hur störande de är. Vilken impulsresponshastighet som kan tillåtas beror på bjälklagets egenfrekvens och dämpning, den ska dock vara så låg som möjligt. För platt- och kassettbjälklag i massivträ som dimensioneras för kraven ≤ L/300 och egenfrekvens f₁ >8 Hz är impulsresponshastigheten inom det område som upplevs som bra från svikt- och vibrationssynpunkt. För beräkning av impulsresponshastigheten hänvisas till Eurokod 5.

Men även om ovanstående krav uppfylls kan problem med vibrationer förekomma för bjälklag med spännvidder >4 m (plattbjälklag) och/eller lokaler med stora öppna ytor och många människor i rörelse, till exempel kontorslandskap och varuhus. Vid sådana förhållanden kan vibrationer erhållas med lång varaktighet som kan upplevas som störande. För enskilda bjälklag samt bjälklag understödda av bärande balkar och pelare som har en egenfrekvens lägre än 8 Hz bör en speciell utredning genomföras.

Generellt kan sägas att för lokaler med lite persontrafik och bostäder med normala spännvidder (cirka 4 m), som har uppstyvande och avgränsande innerväggar är dimensionering mot kraven ≤ L/300 och f₁ >8 Hz oftast tillräcklig. Med större ytor och längre spännvidder och med stor andel persontrafik som i till exempel kontorslandskap bör dimensioneringskraven närma sig ≤ L/600 och f₁ >8 Hz.

Styvheter och maximala spännvidder för limmade plattbjälklag av massivträ

I Tabell 1 presenteras böjstyvheter för olika plattbjälklag av massivträ. Böjstyvheten baseras på ett medelvärde för den karakteristiska elasticitetsmodulen, E_k, på 12200 MPa. För andra värden på egenskaper hänvisas till materialtillverkare av massivträskivor.

För limmade bjälklagsplattor med korslagda brädskikt inverkar skjuvdeformationen på den totala nedböjningen. Det medför att den angivna böjstyvheten, EI, för limmade plattor blir beroende av plattans uppbyggnad. De i Tabell 1 angivna värdena är beräknade för ett förhållande mellan spännvidd och tjocklek på L/t = 30. Kvoter större än 30 ger beräkningar på säker sida. Vid användande av lägre kvoter kan uppgifter på böjstyvheter erhållas från tillverkaren.

Tabell 1. Böjstyvhet hos flerskikts massivträskivor.

I Tabell 2 redovisas maximalt tillåtna spännvidder i bruksgränstillstånd för några olika bjälklagsplattor av massivträ. Angivna spännvidder uppfyller nedböjningskravet ≤ L/300 och nedböjning <20 mm samt egenfrekvens f₁ >8 Hz. Egenvikt ingår för undertak och övergolv med totalt 26 kg/m². Respektive tabell gäller för fritt upplagt bjälklag respektive kontinuerligt bjälklag över två fack i klimatklass 0,1.

	Bjälklagstyp Flerskikts massivträskivor	Spännvidder  (m)
		Bostäder/kontor
		L/300	L/600
	Tjocklek 72 mm, 3 skikt	2,5	-
	Tjocklek 95 mm, 5 skikt	3,1	2,5
	Tjocklek 120 mm, 5 skikt	3,8	3,1
	Tjocklek 145 mm, 5 skikt	4,4	3,7
	Tjocklek 178 mm, 7 skikt	5,1	4,5
	Tjocklek 72 mm, 3 skikt	3,1	-
	Tjocklek 95 mm, 5 skikt	4,2	3,5
	Tjocklek 120 mm, 5 skikt	4,4	3,8
	Tjocklek 145 mm, 5 skikt	4,9	4,3
	Tjocklek 178 mm, 7 skikt	6,0	5,4

Tabell 2. Böjstyvhet hos flerskikts massivträskivor. Maximalt tillåtna spännvidder.

Diagram 1. Erforderlig konstruktionshöjd beroende på spännvidd för två lastfall med två olika nedböjningskrav, L/300 och L/600 för kassettbjälklag av modell standard. Lastkombination 8 enligt BKR. Egenvikt undertak/övergolv 31 kg/m² bjälklag.