26,895
67
3
Oppstiving av bjelkespenn ved å skru på flens under?
19
0
Har kjøpt hus med stor veranda/terrasse bygget for et par siden. Dessverre har tidligere eier underdimensjonert bjelkelaget slik at det er betydelig svikt i gulvet. Det er brukt 48x148mm bjelker med 60cm c/c og et spenn på ca. 2,75m.
Nå er jeg jo strukturingeniør til daglig og så vidt jeg kan se vil den enkleste måten å fikse dette på være å skru på 28x120mm terrassebord som flenser under bjelkene. Disse må selvfølgelig skrues ganske tett og helst også limes.
Rask googling finner en Young's modulus på 9GPa for furu i lengderetningen. Om jeg antar at gulvet har jevnt fordelt last på 2kN/m2 så vil hver bjelke ha en last på 1,2kN/m. Antar jeg videre at bjelken er fritt opplagret får jeg med et spenn på 2,75m en nedbøying på 7,66mm i senter. Legger jeg så på flensen på 28x120mm blir nedbøyingen redusert til 3,22mm, altså mer enn halvert i forhold til kun 48x148.
En annen måte å se det på: 48x198 skal være ok for en lysåpning på 2,8m: Legger jeg inn 48x198mm i beregningen min så får jeg en nedbøying på 3,20mm. Hakket bedre enn 48x148 m/ 28x120 altså. Men ok, jeg kan i stedet legge på en 48x98 som flens. Da snakker vi 2,42mm nedbøying.
Ok, flensen vil butte mot drager og bærebjelke festet i vegg. Men min erfaring fra stålkonstruksjoner sier meg at dette ikke har så mye å si, i hvert fall ikke så lenge vi antar fri opplagring.
Så spørsmålet blir vel: Er det noen som har vært borti denne metoden for oppstiving i forbindelse med trekonstruksjoner? Er det et problem jeg ikke ser i mine betraktninger? Har googlet en del og det eneste jeg finner er ferdigproduserte I-bjelker, f.eks fra Hunton. Men om jeg er omhyggelig med tett skruavstand og godt med lim kan jeg ikke se noen grunn til at dette ikke blir suksess.
Mottar gjerne innspill før jeg går til innkjøp av flensmaterial :)
PS: Jeg planlegger å bruke Plastmo dryppstopp mellom bjelkene. Det er derfor ikke et alternativ å bare legge inn dobbelt så mange bjelker....
Nå er jeg jo strukturingeniør til daglig og så vidt jeg kan se vil den enkleste måten å fikse dette på være å skru på 28x120mm terrassebord som flenser under bjelkene. Disse må selvfølgelig skrues ganske tett og helst også limes.
Rask googling finner en Young's modulus på 9GPa for furu i lengderetningen. Om jeg antar at gulvet har jevnt fordelt last på 2kN/m2 så vil hver bjelke ha en last på 1,2kN/m. Antar jeg videre at bjelken er fritt opplagret får jeg med et spenn på 2,75m en nedbøying på 7,66mm i senter. Legger jeg så på flensen på 28x120mm blir nedbøyingen redusert til 3,22mm, altså mer enn halvert i forhold til kun 48x148.
En annen måte å se det på: 48x198 skal være ok for en lysåpning på 2,8m: Legger jeg inn 48x198mm i beregningen min så får jeg en nedbøying på 3,20mm. Hakket bedre enn 48x148 m/ 28x120 altså. Men ok, jeg kan i stedet legge på en 48x98 som flens. Da snakker vi 2,42mm nedbøying.
Ok, flensen vil butte mot drager og bærebjelke festet i vegg. Men min erfaring fra stålkonstruksjoner sier meg at dette ikke har så mye å si, i hvert fall ikke så lenge vi antar fri opplagring.
Så spørsmålet blir vel: Er det noen som har vært borti denne metoden for oppstiving i forbindelse med trekonstruksjoner? Er det et problem jeg ikke ser i mine betraktninger? Har googlet en del og det eneste jeg finner er ferdigproduserte I-bjelker, f.eks fra Hunton. Men om jeg er omhyggelig med tett skruavstand og godt med lim kan jeg ikke se noen grunn til at dette ikke blir suksess.
Mottar gjerne innspill før jeg går til innkjøp av flensmaterial :)
PS: Jeg planlegger å bruke Plastmo dryppstopp mellom bjelkene. Det er derfor ikke et alternativ å bare legge inn dobbelt så mange bjelker....
Jeg tror det kritiske punktet blir å sikre at 28x120-en over tid er 100% fastlåst mot 48x148-en.
Du kan jo for fornøyelsens skyld teste med en 48x148 fritt opplagret, så sette på en vekt på midten og måle nedbøyning. Deretter montere på en 28x120 som beskrevet og sammenligne.
Ellers er det flere tråder her med tilsvarende diskusjon av stuegulv. Flere av disse foreslår stålproviler begge sider av bjelke. Selv tror jeg tre og lim holder i mange tilfeller.
Vi avventer rapport om oppnådd resultat.
Får skure undersida av bjelkene rene og satse på at den meldte sola leverer. Tror jeg går for 48x98 for å oppnå bedre stivhet enn 198x48. Og skruer hver tiende cm kanskje. Får sjekke skrueprisen
Godt poeng med oppjekking. Har tenkt i samme baner selv. Kanskje sette en 2x4 under midten av flensen og jekke opp med garasjejekk til det blir rett i henhold til en rettholt? Når flensen er fastskrudd burde vel posisjonen holdes etter at jekken er tatt bort.. Så bør man vel unngå å gå for mye på terassen inntil limet tørker :)
Kan ikke garantere at jeg får gjort det denne helga men skal rapportere om resultatet når det foreligger!
En annen ting: Ser at Casco lim anbefaler lagring av trykkimpregnert trevirke i ett år før liming... Jeg bør med andre ord ikke bruke trykkimpregnert materiale for dette prosjektet? Jaja, om dryppstoppen fungerer som den skal så blir det vel nokså tørt under der.
Endte opp med å bruke Biltemas Multibond i stedet for Tec7. Denne koster halvparten og er fortsatt mer enn sterk nok til denne oppgaven. Det gikk med fire tuber så alt i alt en grei besparelse.
MEN... jeg hadde litt vanskeligheter med å få dratt limfugen helt flat (trakk til skruene til de presset seg ned i overflata). Ser at det enkelte steder ble en limfuge på et par mm. Fremgangsmåte var:
Vaske flens og bjelke med aceton (jeg skrubbet en uke tidligere bjelkene med grovrengjøring). La på en fuge ca 3cm bred, 1-2 cm tykk langs senter på flensen. Trykte denne opp i bjelken og jekket opp midtspennet med 2x4 på en garasjejekk. Sjekket med rettholt mot undersiden av terrassebordene og jekket opp til bjelkespennet var flatt eller helst ørlite grann oppoverbøyd. Jobbet meg så utover fra midtpunktet med 5x70mm terrasseskruer ca. hver 10. cm. Brukte to stifter i hver ende av flensen for å guide denne sentrert over bjelken ("steget").
Om jeg skulle gjøre dette igjen hadde jeg nok brukt polyuretan lim ettersom jeg tror den vil kunne skvises ut lettere enn multibond. Vanlig trelim er sikkert også greit men den skal ha minimum 10 grader. Hadde vel knapt 5 grader når jeg gjorde denne jobben...
Men om terrassen er såpass tvilsom som jeg får inntrykk av; hvorfor ikke plukke den ned og gjøre det skikkelig med en gang?
Men om det er litt fuktig virke (det er jo ute) så må du jobbe veldig raskt!
Det herder da mye raskere enn du kanskje er vant til.
Dryppstopp har jeg også. Du justerer bare bredden på plastplatene.
Da kan jeg forstå at det ikke ble videre stivt.
I motsetning til stål, har tre sin styrke i høyden, ikke bredden.
Hadde trebjelker vært like sterke liggende som stående, hadde vi vel alle hatt 2" bjelkelag...
Jeg tenker altså på en heltrebjelke, å den vil vel ikke bli nevneverdig sterkere av å få en 36x98mm stender limt/skrudd liggende under. Skal du få et stivere gulv, må du låse en bjelke inntil den eksisterende. Men den kan godt være 36x148.
Eller hva vil du frem til ?
Det var vel det jeg skrev her:
At jeg ikke burde skrevet vridning, kan jeg være enig i. Men det skal vel ikke så mye velvilje til for å se at vi snakker om det samme. Eller...
Hadde skrevet et langt svar her men mistet det fordi jeg prøvde å laste opp ei XLSX-fil...
Nå er jeg sur og lei og gidder egentlig bare å prøve igjen med .xls...
Last: 2 kN/m2
Per bjelke: 1,2 kN/m 1,2 N/mm
Bjelkespenn: 2,75 m 2750 N/mm
Last per bjelke 3,3 kN
Nedbøying:
148x48 alene 7,66 mm
148x48 / 36x98: 2,98 mm
198x48: 3,20 mm
148x98: 3,75 mm (2 x 2x6)
148x148: 2,48 mm (3 x 2x6)
Men i korte trekk: For å redusere nedbøying så vil den enkleste måten alltid være å plassere materiale (areal om man ser på tverrsnittet) så langt fra nøytralaksen så mulig.
For dette er det bare å konsultere fasthetslæra ;)
Det er ingen prinsipiell forskjell mellom tre og stål som påvirker gyldigheten av disse teoriene utviklet for hundrevis av år siden. For et gitt spenn og en gitt last og en gitt opplagring så er det kun to ting som avgjør nedbøyingen:
1. Young's modul (210GPa for stål og 9GPa for tre)
2. Annet arealmoment ('I') av bjelkeprofilen
148x48 med 36x98 flens har høyere I enn en 198x48 og skal derfor gi mindre nedbøying.
Om dette ikke er tilfelle så skyldes det ene og alene at forbindelsen mellom flens og steg ikke er god nok.
Terrasse svikt - fix.xls
Du kan ikke true en heltrebjelke til å være stivere, bare fordi statikken sier at den skal bli det med å montere en flens på den.
Men ja jeg er enig i Kfet sin konklusjon. Ref: 2 siste linjer
Jeg skrev at tre er sterkere på høykant, enn liggende.
Det var dette med høykant, og flens i bunn som satte ballen i sving.
Slik som på bildet er det mulig å forsterke trebjelker.
I stedet for spikerplater er det mulig å benytte 23x198. Som det anbefales på bjelkene til eternitt taksperrene fra 60-tallet.
Edit: tekst
Nei, det er for å "ta opp" nedbøying.
Flensen på topp skal ta opp kompresjon, mens den på bunn skal ta opp strekk,
steget skal holde desse faste i kvarandre slik at dei ikkje skal bevege seg i lengderetinga
i forhold til kvarandre.
Eit fagverk har zikk zakk konstruksjon som erstattar steget i en vanleg H-bjelke,
men prinsippet er akkurat det samme som på en H-bjelke (kompressjon og strekk)
Ein rantibjelke er akkurat det samme som en H-bjelke, berre at den er av tre.
Som liten gut satte eg meg på en benk i gymsalen (slik lav benk (ca 20 cm) som brukar
å stå under ribbeveggen) Denne benken bøgde som en hengebru når eg sette meg på
den, mens dei andre benkane hadde tilsynelatande ingen nedbøying, ved nærmare undersøking,
såg eg at den "mjuke" benken manglet avstandsklossane som skulle holde underfjøla (underflensen)
med fast avstand til toppfjøla (overflensen, som også fungerar som sete)
Så en slik benk fungerar også på samme måte som en H-bjelke,
men der var det klossar med jevne mellomrom som skal holde flensane med fast avstand og
forhindre at dei glir i forhold til kvarandre.
Dette er enkel fysikk som burde være enkel å forstå, og kan på ingenmåte sjå at Torango kverulerar her heller.
Vi løste 2 problemer i en fei, både svikten og at gulvet bølget ca 10-15 mm, slik at du merket høydeforskjellen når du gikk bortover. (Og så det).
Vi hadde bare tilgang fra oversiden.
Rev av det gamle parkettgulvet. Deretter limte og skrudde jeg fast 2"4" langsmed de gamle bjelkene, og lot toppen av 2"4" stikke 20mm over gammel bjelke. Skrudde med 6x90mm skruer for hver 40 cm og brukte vanlig trelim mellom. Høydeforskjellen jevnet jeg ut med de 20mm jeg hadde å gå på, og alt ble stivere enn jeg hadde drømt om. Total byggehøyde økte med maks 20mm, så det er vel en kombinasjon av dette og økt tykkelse som medførte at det ble stivere.
Jeg mener ikke at de fysiske lover er annerledes for stål enn for tre. Det er det du som påstår at jeg gjør. Jeg kan vel heller ikke se at jeg har skrevet det.
Det jeg kan være enig i, er at hovedproblemet til avsporingen var keitete skrevet.
Jeg forholder meg til det som TS har som problem: homogene trebjelker med ubehagelig svikt, og hvordan han kan fikse dette. Du snakker om andre konstruksjonsprinsipper, (utifra et dårlig utsagn)og dermed hva som gjelder for ranti, og stål.
Det jeg mente med dette utsagnet:
Sitat
I motsetning til stål, har tre sin styrke i høyden, ikke bredden.
Var at treet har sin styrke i stående retning, (som du er enig i) og blir derfor ikke realistisk stivere ved å montere en flens liggende under bjelken. Hadde dette blitt gjort innendørs med rene flater, rett RF, og værbestandig lim, slik som f.eks limtrebjelkene blir. Hadde nok TS's beregninger (148x48 / 36x98: 2,98 mm ) vært realistiske.
Jeg snakker altså kun om montering av flens, på en homogen trebjelke. For å forbedre dens stivhet, og påpekte at det finnes bedre velutprøvede metoder, som gir større stivhet.
Der tar du feil, stål har akkurat samme egenskap som tre, det har sin styrke i høyden det og,
prøv med eit flattjern, og du vil sjå at det er det samme som med tre.
Nå er det slik at NBI/Sintef anviser påliming/skruing av flens (f.ek. av tre) under eller på siden av bjelke for å øke stivheten. En påskrudd flens av jern vil gi større stivhet pga større stekkfasthet, men bindingen mellom bjelke og vinkeljern kan være en utfordring.
Øker du bjelkehøyden (ideell liming) så øker stivheten med 3. potens. Øker du bredden med full profil, så øker stivheten lineært. (to identiske bjelker ved siden av hverandre er dobbelt så stiv som en enkelt bjelke)
Siden det virket som er nær midten av bjelken bærer mindre strekk/trykk så velger en å spare på materialene og lager en H- eller I-profil. Derved minskes bjelkens stivhet noe, men ikke i samme takt som en reduserer mengen tre/jern idet de største strekk/trykk-kreftene finnes i bjelkens ytterkant = flensene! (En sidevirkning av flenser (bredere bjelke) er at bjelken blir stivere også for sideveis knekking, men dette er sjelden nødvendig dersom bjelkeendene er tilstrekkelig godt festet/kubbet)
Jeg skriver og at jeg er enig i de samme fysiske prinsippene gjelder for tre, og stål. Litt lenger oppe.
Blir en limtrebjelke stivere om du øker høyden på den = truer den litt?
Dette blir jo nesten tilsvarende en bulb-stiver, som brukes mye i skipskontruksjon. Prinsippet er det samme som for en T. Selv om du har festet 2x4'en på sida så har du likevel lagt til tverrsnittsareal et godt stykke opp fra nøytralaksen. Det hjelper selvfølgelig også om bjelken har blitt 20mm dypere som følge av dette.
Det er forøvrig Steiner's teorem - også kalt paralellakseteoremet - som brukes for å beregne egenskapene til en slik "oppbygd" profil. Dette teoremet har vært et uunnværlig verktøy for skipsdesignere ettersom man der må forholde seg til langskips bøyestyrken av et skipsskrog for eksempel når endene blir løftet på bølgetopper og midten blir liggende i en bølgedal ('sagging'). Man behandler da skroget som en eneste stor bjelke ('hullgirder') - sammensatt av bunnplater, sider, dekk, dragere, gulv, kjøl etc.
Har lagt ved et forelesningsnotat som tar for seg dette - kanskje av begrenset interesse? ;D
Det har vært mye debatt på denne tråden men det ser i hvert fall ut til at både Torango og Storfe har hatt suksess med lignende forsterkninger. Dette kan tyde på at praksis følger teori! Selv har jeg ikke fått testet nok til å gjøre meg opp noen endelig mening om suksessgraden. Det blir vel heller ikke så mye mer testing nå som vinteren har ankommet her. Men om det viser seg at teorien ikke holder stikk så skal jeg rapportere tilbake ;)
Lecture_SectionModulus.pdf
De ble lagt flat for å få mest mulig høyde under der ja... Den er ikke all verden som det er.. Parkerer nemlig bilen under der ;)
Enig i at det hadde vært bedre å legge den på høykant. Men tenkte at bedre stivhet enn 2x8 fikk være nok når 2x8 i henhold til tabeller skal være ok for dette spennet.
Synes det blir drastisk å rive ned terrassen som ellers er fin og nesten ny (og veldig stor). Da blir det jo enklere og langt billigere å lappe på den.
Det var forresten en snekker som satte den opp fikk jeg opplyst. En svenske riktignok...
Tanken var å erstatte lektene som ligger under bjelken som spikerslag for takpanel med en 48/98 "flens".
http://tjenester.byggforsk.no/prodok/ntg/2141/2141g.pdf
http://hms.cobuilder.no/doc/forestia/index.php/forestia/content/download/335/1357/file/Hovedbrosjyre%20Ranti_1005.pdf
Husk å løft opp gammelt svikt nedover og sett en støtte under midlertidig, før du limer og skrur plater.
Du bør skru sammen stålbjelken og trebjelken på hele lengden. Skruene må stå tett og gjerne krysses botover. Da oppnår du samvirke på tre og stål. Mot midten av spennet ville jeg skrudd med cc20.
Jeg forstod ikke helt hvordan du tenkte å forsterke ytterligere? Ligger du en 2x4 " innpå stålflensen og skrur opp i trebjelken?