Säkert och elegant med dolda förband

Gestaltningen av stora byggnader med exponerade träytor blir lyckad när arkitektens linjer möter konstruktörens förmåga att utforma byggdelarna.

Tidigt i designprocessen harmoniseras bygg­nadens huvudmått med dimensionerna hos de bärande delarna, medan knutpunkterna oftast ritas senare och baseras på specifika krav från byggreglerna. Förbandens primära syfte är att hålla samman konstruktionen och föra ner laster till grunden. 

Förbanden måste också kunna klara laster vid olyckslastfall, såsom brand eller brott på en bärande del, utan allvarliga skador eller kollaps. Lägre byggnader projekteras vanligtvis med ett brandmotstånd på 30 eller 60 minuter, medan större eller högre byggnader kan behöva ett brandmotstånd på 90, 120 minuter eller mer. Många av de förband med exponerade ståldelar som används i dag uppnår dock inte högre brandmotståndsklassificering än 30 minuter, vilket är otillräckligt för att kunna implementeras i höga trähus utan ytterligare brandskydd. I en ny studie har några förband med synliga limträytor brandtestats. Den visar att 90 minuters brandmotstånd kan åstadkommas med rätt utformning. Om man inte vill brandskydda förbandet med ett eller två täckande gipslager är det möjligt att dölja det bakom träskivor. Med kännedom om träets förkolningshastighet och det värmepåverkade djupet kan bärförmågan för förbandet under brand bedömas.

Ofta utförs träförband med exponerade stålbeslag eller fästdon, såsom skruv, spik eller dymlingar. Mekaniska förband med metalldelar finns i en mängd olika varianter. Serietillverkade produkter med godkända bedömda egenskaper är enkla att använda för konstruktören som kan jämföra lasterna med de deklarerade hållfasthetsvärdena och vid behov kontrollera blockskjuvning, fläkning, kontakttryck med mera. Av brandskyddsskäl bör delarna av stål eller aluminium som leder värme vara skyddade inne i träelementen. Exempelvis bör de vara placerade minst 65 respektive 85 millimeter in i träelementet för 90 respektive 120 minuters brandmotstånd. Eventuella springor mellan stomdelarna bör fyllas med svällande brandfog. 

Det finns olika varianter av så kallade dolda förband, nedan förklaras några närmare.

Inslitsade plåtar eller beslag – låses med hjälp av ståldymlingar eller träskruvar, är den vanligaste lösningen i större byggnader med synliga trästommar, se figur 1. För bästa brandskydd bör dymlings- och skruvhålen pluggas eller täckas med brandtålig fogmassa. Dimensioneringen följer Eurokoderna, och monteringen kan utföras delvis i fabrik eller helt på byggarbetsplatsen. Förbandet är lätt att kontrollera och kan demonteras när byggnaden renoveras eller rivs. Det används till exempel i höga trähus som Mjøstårnet i Norge och Kulturhuset i Skellefteå.

Metallbeslag med två självlåsande delar – formade som en traditionell laxstjärt och skruvade i träelementen. Systemet går snabbt och enkelt att montera, se figur 2. Bra brandmotstånd kan uppnås när alla metalldelarna är dolda och skyddade i djupet av träelementen. Dock kräver det stor noggrannhet under tillverkning och montage, därför rekommenderas att inte använda dessa beslag i båda ändarna av en balk eftersom montagetolerans behövs på byggarbetsplatsen. Tillverkare som till exempel Simpson Strong-Tie, Rothoblaas, Sherpa och Knapp har lösningar för olika lastnivåer.

Rena träförband – användes i äldre timmerkonstruktioner och börjar dyka upp i modern tappning, se exempel i bild 3. Vid dimensionering är träets tryck- och skjuvhållfasthet samt vinkeln mellan lastriktningen och träfibrerna avgörande. För att kunna överföra laster i olika riktningar blir sådana förband komplicerade och kräver noggrann bearbetning och montage. Brandmotståndet kan bedömas enligt Eurokodens metod med resttvärsnitt.

Limmade förband – har hög styvhet och hållfasthet men kvaliteten på limning utförd på byggarbetsplatsen kan vara svår att säkerställa och används inte i Sverige. Utomlands har system utvecklats där lim och stålbeslag kombineras för att sätta samman olika limträ- eller KL-träelement även i fält. I tunna spår eller djupa hål gjuts stålplåtar eller skruvar med epoxi eller polyuretan in. Till exempel användes ett system med inlimmade hålplåtar från Ticomtec vid uppförande av ett 100 meter högt trätorn för ett vindkraftverk och för utstickande trappor, se bild 4.

I Sverige förekommer limförband främst som inlimmade skruvar i limträ, vilka monteras i fabrik. Brandförmågan hos limmade förband beror på avståndet mellan stålet och träytan samt limmets temperaturtålighet. 

Referenser

1. Daniel Brandon, Pierre Landel, Rune Ziethén, Joakim Albrektsson, Alar Just. High-Fire-Resistance Glulam Connections for Tall Timber Buildings. RISE, Research Institutes of Sweden, 2019.

2. Limträhandbok – Del 2, Svenskt Trä.

3. KL-trähandbok, Svenskt Trä.

Text Pierre Landel & Marie Johansson, Rise

Läs de senaste artiklarna

Genom att använda svenskttra.se accepterar du vår användning av kakor. Vi värnar om personlig integritet vilket innebär att dina personuppgifter alltid hanteras på ett ansvarsfullt sätt. Läs vår integritetspolicy.