Spikningsplåt
För måttliga krafter är laskar av spikningsplåt eller av trä ett bra alternativ. Priset är oftast lägst om hålen stansas, vilket betyder att plåttjockleken inte får överskrida håldiametern. Hålen bör vara ungefär 1 mm större än fästdonets diameter, typiskt är 5 mm hål för 4 mm ankarspik.
En möjlig beräkningsmodell för spikningsplåtar är kortfattat beskriven nedan. Ett detaljerat beräkningsexempel ges i Dimensionering av limträkonstruktioner.
Vid beräkning antas att laskarna fungerar som balkar fast inspända i vardera änden. Krafterna som ska överföras är en horisontalkraft och eventuellt en lyftande vertikalkraft. Alla tryckande vertikalkrafter överförs med hjälp av kontakttrycket mellan limträbalken och pelaren.
Följande brottmoder ska kontrolleras:
- Skjuvbrott i fästdonen.
- Brott i stålplåten.
- Knäckning av stålplåten.
- Kontakttryck mellan balk och pelare.
Krafterna (horisontalkraften H, och den eventuella lyftande vertikalkraften V) antas verka i förbandets tyngdpunkt, se figur 14.26. Eftersom lasken antas vara fast inspänd i vardera änden uppkommer ett moment som förorsakas av horisontalkraftens excentricitet, H · e, i tyngdpunkten.
Krafterna i ett enskilt fästdon är:
14.32 \({F_\rm Y} = \frac{V}{n} + \frac{{H \cdot e \cdot {r_{\rm xi}}}}{{{I_\rm p}}}\)
14.33 \({F_X} = \frac{H}{n} - \frac{{H \cdot e \cdot {r_{\rm yi}}}}{{{I_\rm p}}}\)
där:
| n | är antalet fästdon (i regel ankarspik eller ankarskruv). |
| e | är horisontalkraftens excentricitet (halva avståndet mellan tyngdpunkterna). |
| rxi, ryi | är avstånden i x- och y-riktningarna mellan tyngdpunkten och det enskilda fästdonet. |
| Ip | är förbandets polära tröghetsmoment. |
14.34 \({I_{\mathop{\rm p}\nolimits} } = \sum\limits_{i = 1}^n {\left( {{r_{{\mathop{\rm xi}\nolimits} }}^2 + {r_{{\mathop{\rm yi}\nolimits} }}^2} \right)} \)
Den resulterande kraften i ett enskilt fästdon är:
14.35 \({F_\rm E} = \sqrt {{F_\rm x}^2 + {F_\rm y}^2} \)
Spikar med en diameter mindre än 8 mm har samma bärförmåga oberoende av i vilken vinkel kraften verkar. Bärförmågan per fästdon, Fv,Rk, ges i Eurokod 5, avsnitt 8.3. Antalet erforderliga spikar kan grovt uppskattas till:
14.36 \({n_{\rm prel}} = \frac{{\sqrt {{H^2} + {V^2}} }}{{{F_{\rm v,Rk}}}}\)
Efter detta kan ett lämpligt spikningsmönster väljas. Antalet spikar, deras placering i spikningsplåtens hål med beaktande av inbördes avstånd samt änd- och kantavstånd bestäms. Slutligen kontrolleras bärförmågan för det mest utsatta fästdonet enligt ekvationerna ovan som omfattar excentricitetsmomentet och det polära tröghetsmomentet. För att förenkla beräkningarna bör man välja spikarnas inbördes avstånd tillräckligt stort så att man inte behöver beakta det effektiva antalet i en rad. Klossbrott kontrolleras enligt Eurokod 5, Bilaga A. Fläkning behöver inte kontrolleras om avståndet från pelarkanten till det fästdon som befinner sig längst bort är större än 0,7 gånger pelarens höjd h. I annat fall kontrolleras fläkning enligt Eurokod 5, avsnitt 8.1.4, alternativt avsnitt 14.2.4.
Lasken belastas av både horisontalkraften och vertikalkraften, se figur 14.27. Dessutom inverkar excentricitetsmomentet i förbandets tyngdpunkt.
Böjmomentet i stålplåten vid avståndet e2 från tyngdpunkten är:
14.37 \({M_\rm E} = {F_{\rm E,z}} \cdot \left( {{e_1} - {e_2}} \right)\)
När man känner till böjmomentet och de horisontella och vertikala krafterna kan spänningsfördelningen i laskens olika tvärsnitt beräknas. Den vertikala kraftens andel är:
14.38 \({\sigma _{\rm xi}} = \frac{{{F_{\rm Ex}}}}{A}\)
där tvärsnittets brutto- eller nettoarea ska användas beroende på tvärsnittets läge. Böjmomentets andel är:
14.39 \({\sigma _{\rm xi}} = \frac{{{M_\rm E}z}}{I}\)
där z är laskens halva bredd och I är laskens tröghetsmoment (tvärsnittets brutto- eller nettotröghetsmoment ska användas beroende på tvärsnittets läge). Skjuvspänningens andel (lasken antas bli fullständigt plasticerad) är:
14.40 \({\tau _\rm i} = \frac{{{F_{\rm E,z}}}}{A}\)
där tvärsnittets brutto- eller nettoarea ska användas beroende på tvärsnittets läge.
Samverkan av normalspänning och skjuvspänning bör beaktas så som förklarats i avsnitt 14.2.5.
Om stålplåten är tunn, kan det vara nödvändigt att kontrollera laskens knäckning. Om fästdonens avstånd i stålplåten är lämpliga behöver detta inte kontrolleras. Därför bör avståndet mellan hålen i lasken inte vara större än det minsta av 14 t (t är plåttjockleken) eller 200 mm.
Laskar av plattstång eller U-profil
I stället för laskar av spikningsplåt kan plattstänger eller U-profiler användas när stora krafter ska överföras vid pelartoppen, se figur 14.28. Förutom att de överför större krafter stabiliserar de balken och minskar risken för vippning. Montering underlättas om hålen borras 1 mm större än skruvdiametern.
Förbandet dimensioneras på samma sätt som laskar med spikningsplåtar. Skruvarna som används har vanligen en diameter större än 8 mm och därför ska man beakta inverkan av kraftens riktning med avseende på fiberriktningen.
Figur 14.25 Pelartopp med laskar.
Figur 14.26 Krafter och moment som verkar i förbandets tyngdpunkt i laskens övre del.
Figur 14.27 Spänningsfördelning i stållasken.
Pergola
