Embed Size (px)
Citation preview
Tekniska Högskolan i Lund Avdelningen för Konstruktionsteknik
Lund Institute of TechnologyDepartment of Structural Engineering
Lund 2001 Rapport TVBK-3044
Moderna murade småhus
-teknisk utformning-
Tomas Gustavsson
SVENSKA BYGGBRANSCHENS UTVECKLINGSFOND
Rapport TVBK-3044 ISSN 0349-4969
ISRN: LUTVDG/TVBK-01/3044+89p
Moderna murade småhus
-teknisk utformning-
Tomas Gustavsson
II
Omslagsbilden: Borgmästargården/Rådmansvången, Lund. Arkitekt: Ingeborg Hammarskjöld-Reiz, tillbyggnad Anders Svensson, White Ark. AB
III
Innehåll Förord sid 1 1. Traditionell byggmetod i modern tappning sid 3 Tekniska dimensionerings- och utformningskriterier 4 Moderna murade ytterväggar 5 Krav på murade, bärande konstruktioner enligt BKR 6 Dimensionering för vertikal- och horisontallast 7 Moment och tvärkraft i balktvärsnitt 10 Utformning av fönster- och dörröppningar 11 Lokalt tryck 12 Förankring för lyft- och tvärkrafter 12 Horisontell stabilitet 12 Temperatur- och fuktrelaterade rörelser i ytterväggar 13 Rörelser och vinkeländringar i anslutande byggnadsdelar 17 Armering och kramling 18 Lufttäthet 18 Förhindra regngenomslag eller ordna vattenutledning 20 Förhindra kapillär uppsugning av vatten 22 Sunt inomhusklimat och komfort 22 Energihushållning 23 Val av sten och bruk med hänsyn till återbruk 24 Ekologisk hållbarhet 26 Konstruktiv enkelhet – viktigt i upphandlingssituationen 27 Erforderlig byggtid, uttorkningstid och klimatberoende 27 2. Exempel på detaljlösningar sid 29 Allmänna förutsättningar 29 Grundsnitt, sektion 1.1-20 30- Fönsterdetalj underkant, sektion 2.1-6 50- Fönsterdetalj ovankant, sektion 3.1-6 56- Takanslutning gavelsida, sektion 4.1-8 62- Takanslutning långsida, sektion 5.1-6 70- Infästning vid nock, sektion 6.1 76 Referenser sid 77 Bilagor: 1. Beräkningsexempel: Vertikal- och horisontalbelastad massivmur sid 78- 2. Beräkningsexempel: Kanalmur med horisontal- och viss vertikallast 81-
IV
3. Beräkningsexempel: Kanalmur med horisontal- och ringa vertikallast 84- 4. Beräkningsexempel: Skjuvkapacitet i tegelbalk 86 5. Beräkningsexempel: Lokalt tryck 87-
V
Förord ”Murade mönsterhus” är ett utvecklingsprojekt som till större delen finansieras av Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond, SBUF. Projektet utförs i nära anslutning till forskningsprojektet ”Murverk i byggsystem”, som bedrivs vid Avdelningen för Konstruktionsteknik, LTH. Arbetet i utvecklingsprojektet utförs vidare i nära samarbete med Interoc AB, Göteborgs Fasadputs AB, Hed Fasad AB, Svenska Murnings- och Putsentreprenörföreningen och murverksindustrins samarbetsorganisation MPI. Rapporten ”Moderna murade småhus -teknisk utformning-” utgör ena delen av redovisningen för den första deletappen av ”Murade mönsterhus”. Andra delen redovisas i rapporten ”Perlit som isolering i kanalmur”, [1]. Det finns idag ett omfattande, men för den ovane inte alltid helt lätttillgängligt, material som behandlar utformning av murverkskonstruktioner. Med rapporten ”Moderna murade småhus –teknisk utformning-” avses att på ett överskådligt sätt sammanfatta de viktigaste aspekterna som man bör tänka på vid projektering av moderna, murade småhus. I rapporten redovisas lösta dimensioneringsexempel och ges hänvisningar till var ytterligare dimensionerings-hjälpmedel finns. Vidare redovisas ett stort antal detaljlösningar, som fuktdimensionerats i samarbete med Avdelningen för Byggnadsfysik/Fuktcentrum, LTH. Den andra etappen av ”Murade mönsterhus” består av att fullständiga förfrågningsunderlag för tre murade småhus tas fram. Husen kommer att utformas med stommar av tegel, lättbetong respektive lättklinker. Arbetet med projektet kommer att slutföras under oktober 2001. Projektet ”Murade mönsterhus” syftar i sin helhet bl.a. till att sprida kunskaper i byggbranschen om murat stombyggande, att öka möjligheterna för entreprenadföretag att konkurrera på småhusmarknaden och att underlätta processen för konsumenter att efterfråga gedigna, väldesignade, murade småhus. De i rapporten redovisade detaljerna bygger i viss mån på tekniska lösningar som utarbetats i några uppförda bärande murverksprojekt, som: • Kv. Hyveln 5, Lund (Ark: Gunilla Svensson Arkitektkontor, Lund) • Torna Hällestad 8:19, Lund (Ark: The right stuff, Lund) • Kv. Fridhem 3, Hässleholm (Ark: Sesam Ark, Vitemölla, bygghandlingar
Arkitektgården, Kristianstad) • Rögle Kloster, Södra Sandby (Ark: Anna-Karin Jägare, Lund) • V. Ingelstad skola, Vellinge (Ark: White, Malmö) Konstruktionsritningarna för dessa projekt har utförts av Byggteknik i Skåne AB, Lund. Till projektet ”Murade mönsterhus” har knutits en referensgrupp. I denna ingår Lennart Svensson och Fredrik Dahl, Göteborgs Fasadputs AB, Jan Persson, Interoc Fasad AB, Bo Johansson, Hed Fasad AB, Stefan Andersson, Optiroc AB, Bill Hermansson, Optiroc AB,
1
Lorentz Dahlberg, Wienerberger AB, Kjell Nygren, Yxhult AB och Christer Axelsson, MPI. Referensgruppen tackas för gott samarbete i projektet och i rapportskrivningen, liksom Miklos Molnar, Avdelningen för Konstruktionsteknik, LTH. Tack för bra samarbete riktas också till Dan Gaffner, Avdelningen för Byggnadsfysik/Fuktcentrum, LTH och Olle Åberg, Olle Åberg Byggteknik AB, som båda deltagit i fuktdimensioneringsarbetet med de tekniska sektionerna samt Gunilla Svensson, ark. SAR för värdefulla synpunkter på de redovisade sektionerna och Arne Cajdert, för genomgång av redovisade beräkningsexempel. De redovisade byggtekniska lösningarna (kap. 2) bör ses som exempel på principlösningar, för vilka viktiga fukt- och hållfasthetstekniska krav kan uppfyllas. För varje tillämpning erfordras också en ingenjörsmässig bedömning som är objektspecifik. Tekniskt konsultansvar måste tas av den som i slutänden producerar de objektanpassade ritningar och handlingar man bygger efter i det enskilda projektet. Rapporten trycks i en ny upplaga i mars 2002. I denna har endast redigeringsmässiga förändringar gjorts, sakinnehållet är oförändrat. Lund den 18/3 2002 Tomas Gustavsson
2
1. Traditionell byggmetod i modern tappning Under 1990-talets sista halva och inledningen av 2000-talet har man kunnat iaktta ett växande intresse för byggmetoden bärande murverk. Inte minst har murat stombyggande förespråkats av många arkitekter, men intresset för denna traditionella teknik har också återfunnits i betydligt vidare kretsar. Sannolikt kan detta bl.a. ses som en reaktion på de omfattande problem med osund inomhusmiljö och tvivelaktig kvalitet som byggandet under 1900-talets senare del ofta förknippats med. Murat byggande betraktas, med rätta om det utförs på rätt sätt, som en säker byggmetod med tanke på sunda hus- och komfortaspekter. Kunskapsbehov om murat stombyggande Vid inledningen av 2000-talet är det emellertid bortåt trettio år sedan murat stombyggande var allmänt förekommande i den svenska byggbranschen. Det har fått till följd att kunskapsnivån om byggmetoden bärande murverk idag har urholkats, bland såväl projektörer som byggföretag och hantverkare. Under de senaste decennierna har dessutom kraven på byggnaderna förändrats - framförallt har strävan att hushålla med energi förändrat byggnadstekniken. Samtidigt har en kunskapsuppbyggnad skett, som även kan tillämpas på murat byggande. När man nu åter överväger bärande murverk har därför projektörerna, främst byggnadskonstruktör och arkitekt, ett särskilt stort ansvar för att de murade stomkonstruktioner som byggs ges en modern och tekniskt ändamålsenlig utformning.
Bo 97, Staffanstorp. Arkitekt: Arto-Dito
3
Goda möjligheter bygga sunt Val av murad byggnadsstomme ger förvisso goda möjligheter till att skapa bra byggnader. Men det lyckade resultatet kommer inte automatiskt - som för allt byggande gäller det att använda grundläggande kunskaper som utgångspunkt för det tekniska dimensionerings-arbetet. Om de projekt som startas ska få de rätta förutsättningarna är det således väsentligt att de handlingar som man bygger efter verkligen håller erforderlig teknisk standard. I detta arbete sammanfattas viktiga aspekter som man bör tänka på vid projektering av moderna bärande murverkskonstruktioner. Tekniska dimensionerings- och utformningskriterier Det är viktigt att i ett tidigt stadium av projekteringen fastställa de viktigaste tekniska dimensionerings- och utformningskriterierna. En checklista för parametrar som bör beaktas kan självklart göras mycket lång, om den ska vara generellt giltig. Som alltid i projekteringssammanhang är det dock väsentligt att skilja mellan huvudsak och bisak; d.v.s. att identifiera viktiga utformningsaspekter och låta dessa vara styrande för den fortsatta tekniska projekteringen. En sammanfattning av de normalt viktigaste aspekterna som bör beaktas vid projektering av stommar till murade småhus kan lämpligen vara (utan att här görs anspråk på att valet av omfång och indelning är helt invändningsfritt): Hållfasthetsaspekter • Vertikal last • Horisontell last • Skjuvning och böjning av balktvärsnitt • Utformning av fönster- och dörröppningar • Lokalt tryck • Förankring för lyftkraft • Stabilitet för horisontalkraft • Fukt- och temperaturrelaterade rörelser i ytterväggar • Rörelser och vinkeländringar i anslutande byggnadsdelar • Armering och kramling Byggnadsfysikaliska aspekter • Lufttäthet • Förhindra regngenomslag eller ordna vattenutledning • Förhindra kapillär uppsugning av vatten från marken
4
• Sunt inomhusklimat • Komfort Yttre miljöaspekter • Energihushållning • Återvinning och återbruk • Ekologisk hållbarhet Upphandlingsmässiga aspekter • Konstruktiv enkelhet • Erforderlig byggtid och klimatberoende Brand, fortskridande ras och ljudisolering hör ofta också till de dimensioneringskriterier som måste beaktas. Eftersom detta arbete främst behandlar småhus tas inte dessa aspekter upp i det följande. De dimensioneringskriterier som behandlas här är dock naturligtvis tillämpliga även för andra typer av byggnader, men man bör således för sådana fall även beakta brand, fortskridande ras och ljudisolering. Moderna murade ytterväggar Fig. 1 Exempel på tvärsnittsformer för moderna murade ytterväggar
5
Massiva tvärsnitt eller väggar med isolerande skikt Moderna murade ytterväggar ges god värmeisoleringsstandard antingen genom att man för in ett isolerande skikt i väggen eller genom att man murar massivt med så stort djup att man får tillräckligt värmemotstånd i själva murverket. Med massiv lättbetong erhålls t.ex. Up-värdet ca 0.27 (tunnfogade storblock, kvalitetsgrupp 400) vid ett väggdjup av 400 mm. Förstyvningar enkelt sätt att öka bärförmågan Införandet av ett isolerande skikt innebär att bärförmågan reduceras jämfört med massiva tvärsnitt med motsvarande väggdjup. Detta kan man kompensera genom att exempelvis öka cementhalten i bruket och/eller använda sten med högre hållfasthet. Man kan naturligtvis också välja att öka djupet på den bärande delen av kanalmuren, men det blir för t.ex. tegel ett sämre alternativ ur ekonomisk synpunkt. Att öka bärförmågan genom att välja cementrikare bruk har också nackdelar, vilket diskuteras senare i framställningen. Ett ofta ekonomiskt gynnsamt alternativ är att istället öka bärförmågan genom att utnyttja olika former av förstyvade tvärsnitt, som t.ex: • Kanalmur med strävpelare • Diafragmamur • Fenmur Oftast tillräcklig bärförmåga i kanalmur Ofta kan naturligtvis olika förstyvande tvärsnittsformer användas i särskilt utsatta lägen i kombination med normal kanalmur i övriga väggdelar. För t.ex. tvärsnitt vid fönster- och dörröppningar kan man lämpligen ta fördel av en utmurning i smygen, vid beräkning av tvärsnittets tröghetsmoment. Men -viktigt att komma ihåg- i regel är bärförmågan tillräcklig för de flesta småhus och andra byggnader i den lilla skalan utan att denna typ av förstärkningsåtgärder krävs. Krav på murade, bärande konstruktioner enligt BKR I BKR [2] anges som generella förutsättningar för hållfasthetsdimensionering av murverk: • Att tvärsnittsarean är minst 0.04 m2 • Att murverket murats i förband med stötfogarna förskjutna minst 60 mm för mursten
respektive en kvarts blocklängd • Att minsta nominella tjocklek för bärande vägg är 85 mm upp till 6 m höjd (max två
våningar) respektive 120 mm för högre • Att murningsarbetet utförs enligt det första avsnittet ”Utförandeföreskrifter” i Hus AMA
98, kap. FS [3].
6
Friluftstaden, Malmö. Arkitekt: Erik Sigfrid Persson Dimensionering för vertikal- och horisontallast Massivmur Massivmur betecknar ett murverk som murats med homogent tvärsnitt, d.v.s så att inte hålrum eller kanaler uppstått inne i väggen. Däremot används ofta sten med hål eller kanaler i själva stenen. Bärförmåga för vertikallast beräknas med hänsyn till knäckning (normalt dimensionerande) och maximal kantpåkänning i över- respektive underkant. Viktiga parametrar vid dimensionering för knäckning är slankhet och excentricitet i lastöverföring. I bilaga 1 redovisas ett beräkningsexempel på en vertikal- och horisontalbelastad massivvägg. Kanalmur I en kanalmur kopplas två murar ihop med kramlor så att de får samma horisontella deformation. Oftast används den inre muren som bärande, eftersom det innebär fördelar med tanke på att ytterväggen ska anslutas till tak eller mellanbjälklag på ett lufttätt sätt, men även den yttre muren kan vara bärande. Kramlorna dimensioneras så att de kan överföra aktuella horisontalkrafter. Hopkramlingen innebär att den icke-bärande väggdelen hjälper till att öka
7
styvheten för den bärande delen av kanalmuren. Detta beaktas, enligt Konstruktions-handboken [4], genom att en fiktiv tjocklek på denna beräknas: tef = (t1
3 +t23)1/3
I bilagorna 2 och 3 redovisas exempel på dimensionering av horisontal- och vertikalbelastade kanalmurar.
Linnéstaden, Lund. Arkitekt: Hans Westman Kanalmur med strävpelare En lämplig princip för kanalmur med strävpelare visas i fig. 1.D. Strävpelarna vänds i detta fall inåt mot isoleringen. Principlösningen innebär att den ena muren utförs med konstruktivt motiverad förbandsmurning. Förslagsvis kan förstyvningarna återkomma på cc som möjlig-gör munkförband (två löp och en kopp). Genom kramling förbinds den yttre muren ihop med den inre, vilken normalt används som bärande. Murningen med strävpelare och hopkopplingen ökar den bärande väggens styvhet betydligt, antingen förstyvningarna utförs i den inre, bärande muren eller den yttre. Beräkningsmässigt hanteras kanalmur med sträv-pelare på följande sätt, enligt Konstruktionshandboken: • Tyngdpunkten för muren med strävpelare beräknas • Yttröghetsmomentet för den förstyvade muren tas fram • Fiktiv tjocklek t1fikt beräknas som väggtjockleken för ett massivt tvärsnitt med samma
yttröghetsmoment
8
• Hela väggens effektiva tjocklek beräknas som tef = (t1fikt
3 + t23)1/3, där t2 betecknar den
inre murens tjocklek. • Bärförmågan kalkyleras som för en normal, massiv vägg enligt Konstruktionshandboken. Diafragmamur Ett annat sätt att modifiera en kanalmur för att göra den styvare är att omforma den till en diafragmamur, se fig. 1.E. I denna väggtyp muras den yttre och den inre muren ihop med bindare i förband på cc i storleksordningen t.ex. 900-1200 mm. I Konstruktionshandboken redovisas en metod för dimensionering av diafragmamurar. Diafragmaväggar har använts en del i bl.a. Storbritannien och Norge. Beräkningsmetoden är främst avsedd för höga slanka väggar med ingen eller ringa vertikallast. Försiktighet bör därför iakttas med att tillämpa modellen för t.ex. väggar med relativt stor vertikallast, som belastar väggtvärsnittet med stor excentricitet. Det behövs idag mer forskning kring diafragmaväggens egenskaper vid denna typ av belastning. Ihopmurningen ger ett ökat värmeflöde och därför är det lämpligt att välja ett relativt stort väggdjup med mycket isolering i väggen. Mätningar visar enligt Konstruktionshandboken att yttemperaturen invändigt i lägena för bindarna bara varit ett par grader lägre än i övriga delar av väggarna, varför de knappast ger några problem ur komfortsynpunkt. Vid användning av diafragmamurar bör man vara observant på risken för sprickbildning vid de hopmurade partierna p.g.a temperatur- och fuktrörelser i den yttre delen av muren. I Norge har man i och för sig utfört denna väggtyp utan särskilda krav på avstånd mellan dilatationsfogar, men erfarenheterna är trots allt ganska begränsade. Det kan därför vara klokt att tillämpa praxisen för fogindelning med viss försiktighet och välja mindre maximalmått mellan dilatationsfogarna än vad som anges i Mur 90 [5]. Väggdjupet kan ha betydelse för sprickrisken vid anslutningen mellan murarna, större vägdjup ökar möjligheterna att ta upp de skilda rörelserna. Den yttre muren får också temperaturrörelser i vertikalled, vars storlek det kan finnas anledning att undersöka. Fenmur Fenmur innebär att man murar en kraftig, synlig förstyvning i t.ex. en utvändig mur, se figur 1.F. I Konstruktionshandboken anges en beräkningsmetod för denna konstruktionstyp. På motsvarande sätt som för diafragmamur förutsätts för beräkningsmetoden att väggtypen framförallt används för höga, vindbelastade väggar med låg vertikalbelastning.
9
Moment och tvärkraft i balktvärsnitt
Fig. 7 Prefabricerat, spännarmerat tegelskift Över öppningar i tegelmurverk används ofta förspända prefabricerade tegelskift, som utgör dragarmering i samverkansbalkar där påmurningen fungerar som tryckt zon. Antalet skift som muras på avgör därför bärförmågan. Som alternativ kan man använda platsbyggda slakarmerade raka tegelbalkar, murade valv eller olika typer av inmurade balkar, t.ex. av armerad betong eller stål. Tegelbalkar med prefabricerade förspända skift, platsbyggda armerade tegelbalkar och murade valv behandlas i Mur 90. I raka tegelbalkar är ofta skjuvspänningen i liggfogarna en kritisk parameter. Dimension-erande skjuvspänning beräknas genom att tvärkraften divideras med balktvärsnittets area, räknat på effektiv höjd och med hänsyn taget till att arean av stötfogar inte får inräknas (vilket betyder att det aktuella förbandet inverkar på skjuvkapaciteten). Enligt lagen om parvis lika skjuvspänningar erhålls dimensionerande skjuvspänning parallellt med ligg-fogarna, som ska jämföras med fvd,par. Vid bestämning av fvd,par bör tillskott av vertikal-spänning inte tillgodoräknas. I beräkningen av dimensionerande tvärkraft får man enligt Mur 90 reducera inverkan av laster nära upplag analogt med vad gällande föreskrifter för betongkonstruktioner anger. I tegelbalkar med stora spännvidder bör deformationerna beaktas. Det kan finnas anledning att undvika alltför långa raka balkar, p.g.a. risk för horisontell sprickbildning. I bilaga 4 visas ett beräkningsexempel på skjuvkapacitet i en tegelbalk. Prefabricerade balkar av lättbetong respektive lättklinker För murverk av lättbetong och lättklinker kan man använda prefabricerade, armerade balkar över öppningar. Balkarna dimensioneras analogt med konventionell armerad betong och kan utföras med stor lastkapacitet, enligt anvisningar från respektive tillverkare. Normalt dimensioneras dessa balkar av tillverkaren, medan belastning och andra aktuella villkor anges på konstruktionsritning av projektansvarig konstruktör. Denne bör kontrollera att erforderlig lastkapacitet kan uppnås under de aktuella geometriska villkoren.
10
Utformning av fönster- och dörröppningar Möjligheterna att utföra öppningar i murade konstruktioner är beroende av hur belastnings-situationen ser ut. I murade väggar med stor vertikallast utgör ofta inte vindbelastning något problem, varför man kan ta upp relativt stora öppningar – gärna med vertikal orientering
Fig. 9 Väggar med stor vertikallast kan klara stora öppningar. Vertikal orientering är fördelaktigt. (smala och höga). I murade väggar med liten vertikallast är det tvärtom. För att kunna ta upp vindlasten i denna typ av väggar behöver man kontinuitet i sidled, för att möjliggöra armering i liggfogarna så att horisontallasten kan föras till sidoavstyvande byggnadsdelar. I det senare fallet bör öppningarna snarare ges horisontell orientering (låga och breda), se fig. 10.
Fig. 10 I väggar med liten vertikallast är det fördelaktigt med öppningar som har horisontell orientering, p.g.a. att vindlasten då kan föras till tvärgående väggar.
11
Lokalt tryck Lokalt tryck kontrolleras där murade väggar belastas med punktlaster från t.ex. balkar eller pelare. Vid större laster bör upplag av cementbruk utföras, varvid en lastspridning med 45o lutning i bruket kan tillgodoräknas. Vid beräkning av lokal lastkapacitet kan man utnyttja den dimensionerande tryckhållfastheten i murverket, fcd. Under vissa förutsättningar, se Konstruktionshandboken [4] får den dimensionerande tryckhållfastheten ökas ytterligare med upp till 50 % jämfört med fcd. I bilaga 5 visas ett beräkningsexempel på lokalt tryck i en vägg under en punktlast. Förankring för lyft- och tvärkrafter Takkonstruktioner måste förankras i väggarna så att anslutningarna kan överföra aktuella lyft- och tvärkrafter. Enligt Konstruktionshandboken kan mothåll genom egentyngd av murverket enligt fig 13 medräknas. Om ytterligare mothåll krävs kan det vara ändamålsenligt att lägga in horisontell armering ovan förankringen.
Fig. 13 Princip för beräkning av mothållande kraft vid lyft.
Horisontell stabilitet Murade väggar har en betydande styvhet som kan utnyttjas för horisontell stabilisering. För småhus med konventionell planform torde horisontalstabiliteten oftast vara tillräcklig utan några speciella åtgärder. Beräkningsmetod för kontroll i mer komplicerade fall redovisas i Konstruktionshandboken.
12
Om kapaciteten för att ta upp horisontalkrafter i en stabiliserande tegelvägg är för låg kan man armera murverket vertikalt. Man kan då för halvstensmurar använda storhålsten som muras med halvstens förskjutning så att armering kan placeras i hålen. Alternativt kan man gå över till en stens väggdjup och placera armering centriskt i väggen. Undersökning av horisontell stabilitet bör också innefatta kontroll av att horisontella krafter kan överföras från belastad vägg till tak/bjälklagsskiva, från tak/bjälklag till stabiliserande väggar och från belastade väggar till stabiliserande väggar. Under byggtiden kan provisorisk stagning erfordras innan de murade väggar, som i färdig byggnad ger erforderlig stabilitet, uppnått tillräcklig hållfasthet. Temperatur- och fuktrelaterade rörelser i ytterväggar I välisolerade kanal-, diafragma- och fenmurar följer den inre muren det normalt tämligen stabila inomhusklimatet, medan de yttre murarna exponeras för utomhusluftens varierande temperatur- och fuktförhållanden. Det isolerande skiktet, av t.ex. mineralull, ger alltså en radikalt annorlunda temperaturfördelning i kanalmurar jämfört med traditionella, massiva murtvärsnitt. Den inre respektive den yttre ytan av en massivmur blir visserligen i och för sig utsatt för ungefär samma klimat som motsvarande delar i en isolerad kanalmur. Men i en massivmur sjunker temperaturgradienten under vinterförhållanden i stort sett linjärt, från insidan som ligger strax under inomhustemperaturen till utsidan som ligger strax över utomhustemperaturen. I en kanalmur sker istället praktiskt taget hela temperaturfallet över isoleringsskiktet. Detta medför att den yttre muren får stora årstidsbetingade rörelser. Därmed finns det risk för sprickbildning i den utvändiga väggdelen, där dess rörelser förhindras genom fastlåsning i anslutningar mot andra byggnadsdelar, som t.ex. vid balkonger och i hörnlägen. Den konventionella lösningen på problemet är att införa vertikala dilatationsfogar i den yttre muren, se figur 14. I Mur 90 [5] ges rekommendationer för maximala längder på sammanhängande utvändiga halvstensmurar utan dilatationsfogar. Som riktvärden för murverk av tegel respektive kalksandsten anges 15-20 respektive 10-15 m. Under gynnsamma förhållanden, d.v.s. enkla raka fasader utan hinder och försvagade sektioner, anges att avstånd upp till 30 respektive 20 m kan accepteras för de respektive materialslagen, under förutsättning att man har rörelsefogar i närheten av hörn och andra hinder. I Mur 90 rekommenderas vidare att kramling inte utförs närmare än 0.5 m från hörn utan dilatationsfog, för att undvika fastlåsning, medan kramlingen inom 1.0 m avstånd från hörn med rörelsefog ökas med 50 %.
13
Fig. 14 Indelning av fasad med dilatationsfogar, efter Mur 90 [5] Frågan om behovet av rörelsefogar är emellertid komplex och rekommendationerna baseras helt på praktisk erfarenhet. I LTH-projektet ”Karakterisering av murverks mekaniska egenskaper” pågår f.n. (2001) forskning som ökar möjligheterna att bygga upp en djupare förståelse för problematiken. Ökade kunskaper om de grundläggande mekanismer som styr fenomenet ökar möjligheterna att bygga bra murverk och att minimera behovet av dilatationsfogar. Andra skillnader jämfört med traditionell massivmur Traditionella massiva tegelväggar utfördes alltså till skillnad från moderna skalmurar utan dilatationsfogar, i regel utan att problem med besvärande sprickbildning uppstod. Införande av ett isolerande skikt i moderna kanalmurar förklarar till en del detta, men det finns ytterligare faktorer som är intressanta i sammanhanget. Molnar [6] tar upp en del mekaniska egenskaper som har betydelse: • Murverk som murats med kalkbruk har större elastisk deformationskapacitet än murverk
som murats med cementhaltigt murbruk. • Den elastiska deformationskapaciteten i murade väggar ökar med ökande vertikallast.
Moderna icke bärande skalmurar har normalt liten vertikallast och blir därför ofta sprickbenägna.
• Sprickbildning i horisontellt dragbelastade väggar murade med cementrikt murbruk initieras oftast av att murstenarnas draghållfasthet överskrids, vilket resulterar i vertikala sprickor som går rakt igenom murstenarna. Omgivande väggdelar avlastas och bidrar till att vidga sprickan. I väggar murade med kalkrikt murbruk sker uppsprickningen oftast i vidhäftningszonen mellan stötfogar/liggfogar respektive murstenar. Friktion i liggfogarna gör att dragkrafter kan överföras även efter uppsprickning, vilket förhindrar total avlastning i omgivande väggdelar. Sprickorna i murverk med kalkrikt murbruk blir därför inte lika breda som i murverk med cementrikt murbruk.
• Den större draghållfastheten i bruk med cementinnehåll medför att avståndet mellan sprickorna blir större vid ökande cementhalt, men sprickorna samtidigt således bredare och därmed mer framträdande. Traditionellt murverk, murat med kalkbruk, är i och för
14
sig inte sprickfritt, utan utmärks av tätare liggande, finare sprickor. Samtidigt sker sprickbildningen inte genom murstenarna utan följer fogmönstret.
Kan behovet av rörelsefogar minskas? Det kan vara svårt att helt utesluta dilatationsfogar i långa fasadmurar, om man vill undvika synlig sprickbildning. Men det är möjligt att minska behovet av dilatation genom vissa tekniska val, enligt Molnar [6]. Som exempel på strategier för att minska sprickbenägenheten i murverk anges: • Kalkhalten i bruket bör väljas så stor som möjligt, under förutsättning att tillräcklig
statisk bärförmåga erhålls • Kombination av bruk och sten bör väljas enligt principen stark sten och svagt bruk • Ökad tjocklek på liggfogarna • Minskad friktion mot underliggande konstruktion genom att man lägger in ett glidskikt,
t.ex. i form av en rostfri plåt Principen med svagt bruk gäller framförallt i murverk utan öppningar. I de flesta murverk finns ju tvärtom öppningar för dörrar och fönster, varför frågan kompliceras. Om man t.ex. har stora dörröppningar eller slitsar i murverket invid hörn enligt figur 5 kan det förhålla sig tvärtom. I murpelarens ovankant vid hushörnet uppstår dragspänningar och ett cementrikt bruk i detta läge kan då t.o.m. minska sprickrisken.
Fig. 15
Risk för sprickbildning p.g.a. temperatur- och fuktrörelser finns framförallt i murar som följer utomhusklimatet. I den inre delen av kanalmurar och i innerväggar är risken för sprickbildning naturligtvis inte alls lika stor. Feilberg Hansen [7] påtalar att sprickbildning i skalmurar kan bero på fastlåsning genom kramlor som placeras för nära vägghörn. I rapporten redovisas beräkningar som indikerar att betydligt större sammanhängande utvändiga skalmurpartier än vad rekommendationerna i Mur 90 anger kan utföras, om fastlåsning genom kramling nära hörn undviks. I enlighet med tidigare resonemang betyder ökad kalkhalt också ökad sannolikhet för att eventuell
15
sprickbildning följer murfogarna och inte går rakt igenom murstenarna. Här kan man möjligen lägga en värdering – kanske risken för en spricka som följer murfogarna ska tas före att lägga in en garanterat förfulande dilatationsfog fylld med fogmassa? Beträffande kramlor är det viktigt att kontrollera om de klarar att ta upp de skilda rörelserna i inre och yttre mur. Beräkning av deformationskapaciteten för kramlor i kanalmurar och liknande kan utföras enligt metod som anges i Mur 90. Den yttre gestaltningen är naturligtvis av avgörande betydelse för sprickrisken och därmed för behovet av dilatationsfogar. Särskilt riskfyllt är t.ex. att sammanbinda två stora murytor med ett smalt, försvagat muravsnitt, se fig. 16. Väggpartier som helt bryter av murverket är exempel på design som istället minskar behovet av dilatationsfogar. I särskilt utsatta delar, som t.ex. vid försvagade snitt, rekommenderas i Mur 90 att man lägger in armering i liggfogarna. Armeringen fungerar som sprickfördelande så att grova sprickor undviks. Ett annat sätt att minska behovet av dilatationsfogar är att utföra väggar med homogena, massiva tvärsnitt, t.ex. av lättbetong eller lättklinker. Ofta kan man därigenom helt utesluta vertikala rörelsefogar. Där stommen i övrigt dilateras bör dock även massivväggar dilateras.
Fig. 16 Exempel på ogynnsam utformning av fasadmur, efter Mur 90. Sprickrisken minskar också om murningen sker under klimatförhållanden som minimerar den cykliska rörelsen under året. Murning bör således undvikas när temperaturen avviker för mycket från normalvärden, t.ex. vid stark sommarvärme. Murning under väderskydd medför att väderberoendet elimineras. Förutom att man kan minska sprickrisken genom att undvika murning i stark sommarvärme innebär väderskydd också fördelar i form av förhöjd produktivitet vid kyla och regn.
16
Rörelser och vinkeländringar i anslutande byggnadsdelar Rörelser och vinkeländringar i byggnadsdelar som ansluter till murade konstruktioner kan påverka dessa ogynnsamt genom tvångskrafter. I första hand kan detta resultera i sprickbildning i murverket, men i allvarliga fall kan naturligtvis även bärförmåga och stabilitet påverkas. I det följande behandlas en del aspekter om rörelser och vinkeländringar i anslutande byggnadsdelar som bör beaktas i projekteringen. Krympning av betongkonstruktioner vid uttorkning När betongkonstruktioner torkar ut efter gjutningen har de en slutkrympning som i regel är betydligt större än motsvarande krympning för anslutande murade väggar. Det är framförallt i anslutning mot grundkonstruktioner och socklar som problem kan uppstå. Utsatta lägen är t.ex. hörn där uttorkning av anslutande grundsulor ger rörelser i olika riktningar som de murade väggarna inte alltid kan ta upp. Risken för sprickbildning är störst i den lägsta delen av väggen, högre upp har ofta murverket erforderlig deformationskapacitet så att uppsprickning inte sker. Problemet har beröringspunkter med diskussionen ovan under rubriken ”Rörelseskillnader i inre och yttre mur” - användning av kalkrikt bruk är gynnsamt även med tanke på denna rörelseskillnad. Vidare är det positivt att minska friktionen mellan murverket och grundkonstruktionen, vilket man kan göra genom att mura det understa skiftet mot en rostfri plåt. Man bör också beakta att alltför långa ihopgjutna betongbjälklag kan resultera i tvångskrafter i anslutningen mot murade väggar. Av denna anledning bör långa betongkonstruktioner delas upp med dilatationsfogar. Fuktrörelser i anslutande träkonstruktioner Det varierande fuktinnehållet hos trä i utomhusmiljö resulterar i betydande rörelser framförallt i fiberriktningen. Fuktrörelserna i ett yttertak med panel som görs fast mot en murad gavelvägg kan därför resultera i att murverket utsätts för böjning som ger horisontella sprickor. Speciellt känsliga är putsade väggytor. Vid särskilt långa tak kan det därför vara lämpligt att dela upp takytan med dilatationsfogar, eller att utforma gavelväggen så att rörelsen inte förs på denna. Vinkeländringar vid upplag för horisontella bärverk Vid långa spännvidder för bjälklag och balkar bör risken för att murade väggar påförs tvångsmoment och lokala tryckbrott i anslutningspunkten p.g.a vinkeländring i de horisontella bärverken kontrolleras. En lämplig, enkel åtgärd kan vara att centrera lasten genom att lägga en remsa av något poröst material närmast upplagskanten. Om bjälklagselement med stora spännvidder belastar en blockmur som putsas kan det vara
17
lämpligt att armera putsen för att undvika horisontell sprickbildning, p.g.a. vinkeländring av bjälklagselementen vid upplaget. Armering och kramling BKR [2] förutsätter att murbrukskvalitet A eller B används i armerat murverk. Föreskriften motiveras dels med korrosionsaspekter – om cementinnehållet är för lågt har bruket inte tillräcklig korrosionshämmande effekt – dels med att vidhäftningsegenskaperna är sämre för C- och D-bruk. Armering av murverk som muras med sistnämnda murbrukskvaliteter innebär alltså avsteg från BKR, och förutsätter att särskild uppmärksamhet bör ägnas åt korrosions- och vidhäftningsegenskaperna. Det är dock en god grundregel att armering i utvändiga murverk ändå, även om A- eller B-bruk används, alltid utförs med rostfria stålkvaliteter eller förses med annat korrosionsskydd. Armerade murverkstvärsnitt dimensioneras analogt med armerade betongtvärsnitt, enligt metod som redovisas i Mur 90 [5]. Man bör särskilt uppmärksamma förankring av järnen. Om vertikalarmering utförs med rostfria, släta stänger kan det vara lämpligt att förankra genom förankringsplatta som muras in eller gjuts fast. Kramlor ska utföras av rostfritt stål. Förutom att de måste ha tillräcklig normalkraftskapacitet för att kunna överföra aktuella vindlaster och erforderlig inmurningslängd med hänsyn till förankring, bör man vara observant på att de ska klara de olika rörelserna mellan den yttre muren och den inre i isolerade kanal-, diafragma- och fenmurar. Metod för beräkning av deformationskapacitet för kramlor behandlas i Mur 90. Vid isolering av kanalmurar med lösa kulor av t.ex. perlit uppstår ett horisontaltryck från isoleringen som väggen måste dimensioneras för, t.ex. genom att kraften tas upp i kramlorna. Beräkning av horisontalkraft sker analogt med beräkning av t.ex. jordtryck. Lufttäthet Lufttäthet är viktigt för murade ytterväggar, liksom för andra väggtyper, med tanke på komfort, energiförbrukning och för att undvika fuktproblem. Däremot finns det ingen anledning att göra klimatavskiljande murade väggar av sten eller keramiska material diffusionstäta. Diffusionen är en långsam process och kondens som periodvis kan uppstå inne i en vägg kan tas upp av väggen, för att senare avdunsta igen. Murade väggar har stor kapacitet att lagra fukt utan att problem uppstår.
18
Putsad eller slammad yta ger lufttäthet Tillräcklig lufttäthet erhålls i isolerade kanal-, diafragma- och fenmurar genom putsning eller slamning av någon muryta, vanligtvis den inre murens insida. Man kan också skapa lufttätning genom motsvarande behandling av någon av den yttre murens ytor. Denna lösning förutsätter dock att anslutningen av takets lufttätning kan göras mot den utvändiga muren och att denna utförs utan öppna stötfogar. Det finns många fördelar med puts eller slamning som lufttätning; luftläckage förhindras effektivt, det finns inga skarvar som ska överlappas i det tätande skiktet och det kan enkelt inspekteras vid utförandet. I massiva blockväggar erhålls lufttäthet genom att någon av murytorna (ofta båda) putsas. I massiva tegelväggar torde inte bristande lufttäthet utgöra något problem. Viktigt med lufttäta anslutningar Särskilt viktigt är det att lätta, klimatomslutande byggnadsdelar (t.ex. taket) ansluts till ytterväggarna på ett lufttätt sätt. Om inte detta görs noggrannt kan otätheterna koncentreras till vissa lägen, med dragproblem och onödiga energiförluster som följd. Bristande lufttäthet kan också orsaka fuktskador p.g.a. fuktkonvektion, d.v.s. att varm fuktig luft pressas ut i takkonstruktionen och kondenserar vid invändigt övertryck.
Kv. Hyveln 5. Hårlemans plats, Lund. Arkitekt: Gunilla Svensson
19
Anslutningar av fönster och dörrar till ytterväggarna är också viktigt att göra lufttäta. För massiva väggtvärsnitt är förutsättningarna mycket goda att lyckas praktiskt med tätningen. För isolerade kanal-, diafragma- och fenmurar kan det vara rimligt att mura ihop inre och yttre mur i smygen, för att ge ett bra underlag för lufttätning. Ihopmurningen ger teoretiskt sett en ökad värmeförlust. Om hopmurning medför att man får bättre lufttätning bör effekten av köldbryggan ställas mot den ökade energiförlust som ett större luftläckage innebär. Här fordras en ingenjörsmässig bedömning av konstruktionen, det avgörande för utformningen är hur man bedömer precisionen i det hantverksmässiga utförandet på byggplats. Hopmurning i smyg förutsätter korta murpartier Vid ihopmurning av inre och yttre mur i fönster- och dörrsmygar bör man tillämpa reglerna om behov av dilatationsfogar, p.g.a. skilda temperaturrörelser, försiktigt. Man bör därför se till att man har mindre längd sammanhängande murverk än de rekommendationer som anges i t.ex. Mur 90. Förhindra regngenomslag eller ordna vattenutledning När det regnar mot konventionellt murade halvstens skalmurar av tegel suger till en början teglet åt sig vattnet. Efterhand blir teglet vattenmättat. Om regnet fortsätter kommer rinnande vatten att bilda en vattenfilm på teglets yta. Om det samtidigt blåser mot fasaden kan vatten tryckas igenom skalmuren, genom dåligt utfyllda stötfogar. Av denna anledning räknar man normalt med att regngenomslag kan ske i konventionella tegelskalmurar. Därför ordnas vattenutledning via plåtar eller öppna stötfogar ovan väggöppningar och i socklar. Det torde vara tveksamt om det i praktiken förekommer att vatten rinner ut genom de öppna stötfogarna i socklarna. Av erfarenhet vet man dock att läckage genom skalmurar förekommer, p.g.a att det funnits problem med läckage i ovankant fönster. Problemet hör primärt samman med murningsordningen. När byggnadsstommen byggs först och skalmuren muras i efterhand får hantverkaren svårt att fylla stötfogarna ordentligt. Arbetsmetodiken medför därför risk för att skalmuren inte kommer att vara tät mot regngenomslag. Blockmurar putsas i regel på utsidan, vilket medför att regngenomslag inte bör utgöra något problem för denna väggtyp. För massiva tegelväggar med minst en och en halv stens djup torde inte heller regngenomslag utgöra något reellt problem. Men arbetet bör utföras omsorgsfullt, lagd sten får inte rubbas i efterhand och vertikala fogar får inte fyllas med bruk uppifrån efter inmurning.
20
Slamning av yttre murens insida ger säkerhet mot regngenomslag För kanal-, diafragma- och fenmurar kan man istället för att acceptera att den yttre muren blir otät - och därför föra in vattenutledande plåtar och öppna stötfogar- välja att gå före med den yttre muren upp. Då blir dess insida åtkomlig, så att man kan borsta ut brukstuggor och slamma murens insida. Därigenom kan man räkna med att den yttre muren blir tät mot regngenomslag. Frågan har undersökts av Nevander [8], som rekommenderar denna teknik framförallt i slagregnsutsatta lägen. Ur fuktsynpunkt förefaller det vara en bättre lösning att se till att muren blir motståndskraftig mot regngenomslag än att acceptera regngenomslag och därefter söka leda ut vattnet igen. Vidare finns det fördelar med tanke på energiförbrukningen att man får en torrare yttervägg. Man slipper också ifrån synliga artfrämmande element i murverket som öppna stötfogar. Man bör dock, som en extra säkerhetsåtgärd, ändå utforma sockeln och anslutningar i ovankant fönster och dörrar så att vatten avvisas utåt för det fall att regngenomslag eller annat vattenläckage ändå skulle ske. Det kan finnas anledning att påpeka att det inte finns något behov av luftning i en korrekt utförd murad vägg (under förutsättning att den inte innehåller material som kan mögla – vilket är en grundläggande förutsättning). Den luftspalt som t.ex. kanalmurar normalt innehåller är att betrakta som en ren fingerspalt; 10 mm luft behövs för att muraren ska komma åt att arbeta med den sist utförda halvstensmuren.
Planetstaden, Lund. Arkitekt: Jörn Utzon Lösningen med att slamma den yttre murens insida förutsätter att man går upp före med den yttre muren vid murningen, varför stombyggnadstiden blir längre. Täthet mot regngenomslag erhålls också vid putsning/tunnputsning av den ytre murens utsida. För detta fall kan den inre bärande muren uppföras först.
21
Förhindra kapillär uppsugning av vatten För att förhindra kapillär uppsugning av markfukt bör kontakten brytas mellan murverk och marklager med finmaterial. Ofta läggs därför ett lager av makadam under grundkonstruk-tionerna. För att detta ska fungera måste den vara fri från finmaterial, varför ofta tvättad makadam används. Vidare måste man se till att finmaterial från undergrunden inte kan transporteras upp i makadamlagret och att betong vid gjutning av sulan förhindras från att tränga ner i det kapillärbrytande och dränerande lagret. Återfyllningsmaterial bör väljas så att kapillärsugning genom yttervägglivet i möjligaste mån också förhindras. Det kan dock vara svårt att helt undvika kontakt med marken, ofta vill man utnyttja marken närmast väggen för växtlighet. Men att minimera kontaktytan och se till att markytan lutar något från huslivet torde i regel vara tillräckligt. I isolerade kanal-, diafragma- och fenmurar förhindras kapillär uppsugning i den yttre muren om en vattenutledande duk eller rostfri plåt läggs mellan muren och sockeln. Sunt inomhusklimat och komfort Förutsättningarna för att man ska få sunt inomhusklimat vid murat byggande är mycket goda. Denna byggnadsteknik är förvisso inte lika känslig som byggande med stort inslag av organiskt material för mikrobiell tillväxt, men självklart gäller det dock att även för detta byggande utforma väggar och tekniska detaljer på ett korrekt sätt för att undvika problem. Viktiga aspekter i detta avseende är t.e.x: • Att undvika drag genom att lufttäta omsorgsfullt. • Att se till att man inte får regngenomslag. • Att förse ytterväggar med tillräcklig värmeisolering. Oftast är dock inte komfortaspekten
dimensionerande ur denna synpunkt, utan strävan att spara energi resulterar i mer isolering.
• Tunga stommar kan ha stora fördelar ur komfortsynpunkt, se fig. 17. Extremt stora fönster/glaspartier mot söder och väster utan utvändig solavskärmning kan dock neutralisera den gynnsamma effekt på komfortförhållandena som en tung stomme har. Värmetrögheten blir då istället till en nackdel – det tar lång tid att få ned temperaturen i samband med långvariga värmeperioder.
• Organiskt material som kan orsaka mögelpåväxt bör helt undvikas inne i murade konstruktioner, som t.ex. i kanalmurar.
• Trä bör inte monteras dikt mot murverk, mellan träets yta och muren placeras ett skikt som förhindrar kapillärsugning. I detta ligger också en hållfasthetsaspekt – träbjälkar måste förhindras att suga upp fukt kapillärt, annars kan balkändarna brytas ner.
22
0
25
50
75
100
Jan Feb Mars April Maj Juni Juli Aug Sep Okt Nov Dec
Tungbyggnad
Lättbyggnad
Fig. 17 Antal timmar med övertemperaturer (temperaturen överstiger 26°C) i radhus/bostadshus för tung respektive lätt byggnad, enligt Hagentoft och Svensson [9]. Energihushållning Det finns fördelar med tunga byggnadsstommar ur energisynpunkt. Frågan behandlas bl.a. av Hagentoft och Svensson [10]. Viktigt att notera är t.ex.: • Att lågt U-värde och/eller interna värmetillskott är förutsättningar för att tunga
byggnader ska förbruka mindre energi än motsvarande lätta. • Att periodiska värmeöverskott kan magasineras så att de kan tillgodogöras under den
kalla delen av dygnet. De interna värmelasterna (”gratisvärme”) är dock normalt betydligt mindre i bostäder än i exempelvis skolor och kontor. Men även om det förefaller sannolikt att de kommer att öka i framtiden har ändå tung stomme störst betydelse ur komfortaspekt.
• Att utnyttjande av värmelagringsfömågan under dygnet kräver materialdjup av mellan 10-15 cm för lättbetong, lättklinker, tegel och betong för ytterväggar. För innerväggar gäller dubbla djupet, om uppvärmd luft exponeras på båda sidor om väggen.
• Att skikt mellan inomhusluften och väggstommen, t.ex. uppregling med skivbeklädnad, reducerar möjligheten till värmelagring.
Undvik onödiga köldbryggor För att minimera energiförbrukningen är det således viktigt att undvika onödiga köldbryggor. För att åstadkomma detta vid ihopmurning av fönster- och dörrsmygar, som diskuteras ovan
23
under rubriken ”Lufttäthet”, kan man exempelvis: • Mura med kvarts stens format i de vertikala delarna av smygarna. • Använda sten med lägre λ-värde, t.ex. lättklinker eller lättegel, i de delar som förbinder
murarna. Dock bör man vara observant på att inte lättegel bör muras ut i fasadmuren, p.g.a. frostbeständighetsaspekter.
En annan intressant möjlighet för att förbättra isoleringsgraden för klimatskalet är att utforma fönstersmygarna så att öppningarna breddas inåt. På så sätt ökas ljusinsläppet, vilket kan utnyttjas för att hålla nere den glasade ytan i den yttre muren, med bibehållet praktiskt ljusinsläpp. Icke fuktkänsliga isoleringsmaterial i kanalmurar Den yttre muren i kanalmurar och liknande väggtyper innehåller periodvis mycket fukt. Därför ska man välja isoleringsmaterial som inte är fuktkänsligt. Stenull och glasull har använts sedan 1950-talet i denna tillämpning med bra resultat. Inom ”Murverk i byggsystem” har alternativa isoleringsmaterial studerats, bl.a. perlit (λ-värde 0.045 W/moC) och lättklinker (λ-värde som lägst 0.080 W/moC). Studierna redovisas i rapporterna ”Perlit som isoleringsmaterial i kanalmur” [1], ”Kanalmurad tegelvägg med isolering av lättklinker” [11] och ”Rustika huset, Bo 97” [12]. Målsättning: Väl isolerade konstruktioner och dra fördel av tung stomme Målsättningen bör således vara att utföra välisolerade ytterväggar, att undvika onödiga köldbryggor i byggnader som ska värmas upp och att tillvarata de energihushållningsfördelar som tunga byggnadsstommar har potential till. Val av sten och bruk med hänsyn till återbruk Hydrauliskt kalkbruk har återinförts i BKR [2]. En orsak till detta är att det idag ofta finns intresse för att använda kalkbruk med hänsyn till framtida återbruksmöjligheter. Målsättningen att underlätta framtida återvinning är naturlig och bör förstås ses som vägledande för allt byggande. Kalkbruk kan onekligen ha fördelar ur denna synvinkel, men valet av murbrukskvalitet innehåller flera parametrar och viss inblandning av cement i bruket behöver inte vara fel när en samlad miljöbedömning görs.
24
Traditionellt kalkbruk har låg vidhäftningshållfasthet Fördelen med traditionellt kalkbruk är att denna typ av bruk har ringa eller ingen vidhäftnings- eller draghållfasthet, varför det går förhållandevis enkelt att riva murverket och rensa stenarna. Om modernt kalkbruk ska vara fördelaktigt ur denna synpunkt sett gäller det att bruket har motsvarande egenskaper. Frånvaron av vidhäftnings- och draghållfasthet innebär dock att murverket tar upp horisontalkrafter genom valvverkan och/eller friktion i liggfogarna. Samtidigt är det uppenbart att murverk med denna typ av bruk lämpar sig dåligt för att armera. En slutsats av detta är att murning av väggar med kalkbruk som utsätts för horisontella laster bör utföras med relativt massiva tvärsnitt. Vilket väggdjup som bör väljas i kombination med kalkbruk beror på vilken typ av sten/block, aktuell geometri och vilka laster som uppträder. Skillnaden i hållfasthet mellan bruk och sten viktig Man bör också beakta att skillnaden i hållfasthet mellan bruk och sten relativt varandra är väsentlig för möjligheterna att i framtiden rensa murstenarna. Massiva väggtvärsnitt som muras med hydrauliskt kalkbruk och tegel i låg hållfasthetsklass (t.ex. 15 MPa) kan t.ex. visa sig vara sämre än halvstens kanalmur som muras med 45 MPa sten och C-bruk, även ur återbruksynpunkt. Samtidigt kan kanalmuren vara fördelaktig med tanke på energi-hushållningaspekten. Viss cementinblandning i bruket ger också fördelar med tanke på möjligheterna att hålla igång byggproduktionen och garantera kvalitet i utförandet under vinterförhållanden. Frostbeständighet särskilt viktigt i slagregnsutsatta lägen God beständighet och lågt underhållsbehov är kvaliteter som ofta förknippas med murat byggande. I moderna isolerade kanalmurar är dock förutsättningarna beträffande risken för frostsprängningar ogynnsammare än i traditionella, massivmurade väggar, eftersom det värmeisolerande skiktet minskar värmetransporten genom muren. Det innebär att den yttre muren i en isolerad kanalmur är mättad på vatten i större omfattning än massivmurar under den period då temperaturen i väggen pendlar mellan lägen över och under fryspunkten – som är kritisk med tanke på risken för frostsprängning. Därför är det speciellt viktigt att murstenen uppfyller högt ställda krav på frostbeständighet. BKR [2] anger därför att fasadsten bör uppfylla frostbeständighetsklass F2 i slagregnzon 2,3 och 4, enligt indelning i Fukthandbok, [16]. Det är också viktigt att utforma takfotsdetaljer så att fuktbelastningen på murverket inte blir onödigt stor. Av denna anledning är det fördelaktigt att utforma takfotsdetaljer så att taket kragar ut, framförallt i slagregnsutsatta lägen.
25
Ekologisk hållbarhet En av byggbranschens största utmaningar i framtiden ligger i att förverkliga visionen om ekologisk hållbarhet. Utfallet av livscykelanalyser (LCA) styrs naturligtvis i första hand av konstruktionernas livslängd, som därför är ett centralt begrepp. Men för att moderna byggnader verkligen ska hålla över tiden krävs det inte bara beständighet i teknisk mening, de måste också åldras på ett vackert och värdigt sätt. För att uppnå detta är det viktigt att undvika kulissbetonat byggande och att skapa materialmässiga kvaliteter i byggnaderna. Inte minst är det viktigt att utforma moderna murverk enligt principen ”murverk på murverkets egna villkor”. Det bör alltså inte handla om att ersätta konventionella betong-, stål- eller trästommar med murverk, utan om att låta materialens och metodens karakteristika ges synliga uttryck. Det mänskliga hantverket då sten fogas till sten, murstenarnas form och färg som uttryck för råvarornas eller framställningsprocessens egenskaper, putsens ytstruktur som synligt resultat av arbetsmetodiken – allt är exempel på den intuitiva förståelse som lekmannen kan få för materialet och byggmetoden. Denna intuitiva förståelse är en av förutsättningarna för den popularitet som murat byggande åtnjuter och som manifesterats i att människor ofta kämpat för att man ska bevara gamla, vackert slitna, murade hus. Vackert, värdigt åldrande och ekologisk hållbarhet är begrepp som är starkt förknippade med varandra. Schultz och Månsson uttrycker saken på följande sätt i [14]: ”Med dagens ännu alltför vanliga kulissbyggnadsteknik, kan man inte annat än känna en, ofta befogad, misstänksamhet mot vad som döljs bakom utanpåverket. Att förstå vad saker och ting består av och begripa att det är miljövänliga material som man kan känna förtroende för, är en av de absolut viktigaste aspekterna för brukaren. Gårdagens miljökonsument blev förd bakom ljuset. Idag är tack och lov medvetenheten större och man ser längre än till tapeten. Murade byggnader är begripliga hus med en väl synlig innehållsdeklaration. Murverket är uppbyggt av enkla material som man känner igen, har förtroende för och gärna omger sig med. Det är naturligtvis oerhört viktigt att innehållsdeklarationen verkligen är ärlig – murverket ska uteslutande innehålla sunda material. Betraktaren ska tryggt kunna förlita sig på att murverket består av sunda material rätt igenom. Bra arkitektur förenar estetisk och idémässig skönhet – talesättet att ’skönhet kommer inifrån’ gäller även byggnader och dess ytterväggar. Arkitekturen kräver ett idéinnehåll som grund för formgivningen. Men förutom att skapa en sund miljö för människan själv, måste dagens byggnadsteknik också bidra till lösandet av vår tids stora fråga – hur vi drastiskt ska minska människans förbrukning av energi och råvaror.”
26
Galjevången, Lund. Arkitekt: Bernt Nyberg Konstruktiv enkelhet - viktigt i upphandlingsituationen Byggkostnaden för ett projekt är naturligtvis starkt beroende av hur upphandlingssituationen ser ut. Till syvende och sist beror kostnaden för beställaren i stor utsträckning på om de entreprenörer som lämnar anbud har ett genuint intresse för att åta sig uppdraget. Det faktum att de flesta svenska byggnadsentreprenörer främst är inriktade på att bygga med andra metoder än bärande murverk kan därför inverka negativt på prisbilden ur beställarsynpunkt för denna byggmetod. För att motverka detta torde det vara mycket viktigt att söka renodla enkelhet i den tekniska utformningen. Denna konstruktiva enkelhet kan t.ex. handla om: • Att minimera antalet ingående material • Att utforma rationella och logiska byggnadsstommar • Att eftersträva systematik och upprepning i de tekniska lösningarna • Att hellre söka ge plats för rejäla murtvärsnitt än att ta till förstärkningar med andra
materialslag • Att bygga på materialets och metodens egna villkor Målsättningen bör således vara att, genom konstruktiv enkelhet i den tekniska utformningen, öka entreprenörernas intresse för det enskilda byggprojektet och att därigenom ge såväl stora som små byggföretag chansen att delta i konkurrensen. Erforderlig byggtid, uttorkningstid och klimatberoende Murat stombyggande har många potentiella fördelar sett ur kvalitetssynvinkel. Men det är självklart att denna typ av byggande inte kan jämföras med prefab-baserade byggmetoder när
27
det gäller erforderlig stomresningstid på byggplats. Samtidigt är det uppenbart att i diskuss-ionerna om kvalitet och sunda hus-aspekter är en väl tilltagen byggtid av allra största betydelse. Det är också viktigt att beakta att pressad byggtid i regel innebär en nackdel ur upphandlingssynpunkt för beställaren. En rimligt tilltagen byggtid kan resultera i såväl bättre priskonkurrens som högre kvalitet på slutprodukten. Byggande med bärande murverk innebär vidare ett större klimatberoende än mer prefab-baserade metoder varför det kan vara lämpligt att välja igångsättningstid med hänsyn till årstiderna. Murverksindustrin har under de senaste åren medverkat i ett utvecklingsprojekt, finansierat av SBUF, med syfte att ta fram tekniska lösningar för s.k. väderoberoende byggande, se Moström m. fl. [15]. Alternativet att täcka in arbetsplatsen och bygga under väderskydd är särskilt lämplig vid byggande av småhus och det finns idag ändamålsenliga lösningar för detta. Byggande under klimatskydd ger således förutsättningar för bättre kvalitet, ökad produktivitet, en annorlunda upplagd byggprocess och ett konkurrenskraftigt hantverks-mässigt, modernt byggande.
28
2. Exempel på detaljlösningar Allmänna förutsättningar Med de i detta kapitel redovisade sektionerna avses att ge exempel på principlösningar som fungerar bra tekniskt. De kan också fungera som vägledning i projekteringen när man väljer andra, mer eller mindre närbesläktade, tekniska lösningar. Men det är naturligtvis viktigt att anpassa den valda tekniken till de aktuella förutsättningarna i det projekt man arbetar med. För varje tillämpning krävs exempelvis projektbaserade bedömningar av bl.a.: • Grundläggningsdjup • Suldimensioner • Möjligheterna att ta upp eventuella jordtryck i grundmurar • Armering i grundkonstruktioner och murverk • Erforderlig värmeisolering m.h.t. energihushållning • Fuktsäkerhet vid läggning av fuktkänsliga ytbeläggningar i golv på mark • Lastkapacitet I sektionerna redovisas inte uppgifter om lämplig längd på obrutna murverk utan dilatations-fogar. Detta bör också bedömas i det enskilda objektet, med utgångspunkt från de rekom-mendationer som ges i kapitel 1. Ofta kan det vara lämpligt att lägga in armering med sprickhämmande funktion, t.ex. i första fog över anläggningsskiftet, i första skift över materialgräns, i försvagade tvärsnitt samt över och under öppningar i murverket. Men eftersom geometrin i det enskilda objektet är avgör-ande för armeringsbehovet visas denna typ av armering inte i de redovisade typsektionerna.
29
1-1
Gru
ndsn
itt k
anal
mur
, inr
e m
ur
b
yggs
förs
t
30
1-2
Gru
ndsn
itt k
anal
mur
, ytt
re m
uren
före
upp
31
1-3
G
rund
snitt
kan
alm
ur, y
tter
mur
en fö
re
u
pp, l
ös is
oler
ing,
lätt
klin
ker
i mar
k
32
1-4
G
rund
snitt
kan
alm
ur, i
nre
mur
byg
gs f
örst
, gru
ndsu
la a
v su
lblo
ck
33
1-5
G
rund
snitt
kan
alm
ur, k
rypr
um, i
nre
m
ur b
yggs
förs
t
34
1-6
G
rund
snitt
kan
alm
ur, k
rypr
um, y
tter
-
mur
en fö
re u
pp, l
ättk
linke
r i m
ark
35
1-7
G
rund
snitt
blo
ckvä
gg, b
eton
gpla
tta
upp
lagd
på
grun
dmur
36
1-8
G
rund
snitt
blo
ckm
ur, b
eton
gpla
tta
frik
oppl
ad
från
gru
ndm
ur, g
rund
sula
av
sulb
lock
37
1-9
G
rund
snitt
blo
ckm
ur, k
rypr
um,
lä
ttkl
inke
r i m
ark
38
1-10
G
rund
snitt
blo
ckm
ur, g
rund
-
lä
ggni
ng m
ed p
refa
b ba
lk/p
latt
a
39
1-11
Gru
ndsn
itt b
lock
mur
, kry
prum
, gru
nd-
lägg
ning
med
pre
fab
balk
/pla
tta
40
1-12
G
rund
snitt
vid
dör
r, lä
ttkl
inke
r i m
ark
41
1-13
Gru
ndsn
itt k
ombi
natio
nsm
ur
42
1-14
Gru
ndsn
itt k
ombi
natio
nsm
ur, k
ryp-
rum
, lät
tklin
ker
i mar
k
43
1-15
G
rund
snitt
inne
rväg
g
44
1-16
G
rund
snitt
inne
rväg
g, p
latt
a ut
an fö
r-
styv
ning
, lät
tklin
ker
i mar
k
45
1-17
G
rund
snitt
inn
ervä
gg
46
1-18
S
ocke
ldet
alj k
anal
mur
, öpp
na st
ötfo
gar
47
1-19
S
ocke
ldet
alj k
anal
mur
, uta
n öp
pna
stöt
-
fo
gar,
ytt
re m
uren
före
upp
48
1-20
G
rund
snitt
kan
alm
ur, u
tan
öppn
a st
ötfo
gar,
p
refa
b gr
undp
låts
yste
m
49
2-1
Fö
nste
rdet
alj u
k, k
anal
mur
, inr
e m
ur b
yggs
förs
t, ka
rm fä
st i
inre
mur
50
2-2
Fö
nste
rdet
alj u
k, k
anal
mur
, ytt
re m
uren
före
upp
, hop
mur
ad sm
yg
51
2-3
Fö
nste
rdet
alj u
k, k
anal
mur
, ytt
re m
uren
före
upp
, lös
isol
erin
g, h
opm
urad
smyg
52
2-4
Fö
nste
rdet
alj u
k, k
anal
mur
, ytt
re m
uren
före
upp
, sol
bänk
, hop
mur
ad sm
yg
53
2-5
Fö
nste
rdet
alj u
k bl
ockm
ur
54
2-6
F
önst
erde
talj
uk k
ombi
natio
nsm
ur
55
3-1
Fö
nste
rdet
alj ö
k, k
anal
mur
, inr
e m
ur b
yggs
förs
t, ka
rm fä
st i
inre
mur
56
3-2
Fö
nste
rdet
alj ö
k, k
anal
mur
, ytt
re m
uren
före
upp
, hop
mur
ad sm
yg
57
3-3
Fö
nste
rdet
alj ö
k, k
anal
mur
, ytt
re m
uren
före
upp
, lös
isol
erin
g, h
opm
urad
smyg
58
3-4
Fö
nste
rdet
alj ö
k, b
lock
mur
,
59
3-5
Fö
nste
rdet
alj ö
k, k
ombi
natio
nsm
ur
60
3-6
F
önst
erde
talj
ök, k
anal
mur
, pre
fab
sam
verk
ansb
allk
av
beto
ng
61
4-1
T
akan
slut
ning
gav
elsi
da, k
anal
mur
, inr
e
mur
byg
gs fö
rst,
utkr
agan
de ta
k
62
4-2
T
akan
slut
ning
gav
elsi
da, k
anal
mur
, ytt
re
m
uren
före
upp
, utk
raga
nde
tak
63
4-3
T
akan
slut
ning
gav
elsi
da, k
anal
mur
, ytt
re m
uren
för
e up
p, lö
s iso
leri
ng, u
tkra
gand
e ta
k
64
4-4
T
akan
slut
ning
gav
el, k
anal
mur
, inr
e
m
ur b
yggs
förs
t, ut
an u
tkra
gnin
g
65
4-5
T
akan
slut
ning
gav
el, k
anal
mur
, ytt
re
m
uren
före
upp
, uta
n ut
krag
ning
66
4-6
T
akan
slut
ning
gav
el, k
anal
mur
, ytt
re m
uren
före
upp
, lös
isol
erin
g, u
tan
utkr
agni
ng
67
4-7
T
akan
slut
ning
gav
el, b
lock
mur
,
utk
raga
nde
takf
ot
68
4-8
T
akan
slut
ning
, gav
el, k
ombi
natio
nsm
ur,
u
tkra
gand
e ta
kfot
69
5-1
T
akan
slut
ning
lång
sida
, kan
alm
ur, i
nre
mur
en b
yggs
förs
t, ut
krag
ande
tak
fot
70
5-2
T
akan
slut
ning
lång
sida
, kan
alm
ur, y
ttre
mur
en fö
re u
pp, u
tkra
gand
e ta
kfot
71
5-3
T
akan
slut
ning
lång
sida
, kan
alm
ur, y
ttre
mur
-
en
före
upp
, lös
isol
erin
g, u
tkra
gand
e ta
kfot
72
5-4
T
akan
slut
ning
lång
sida
, kom
bina
tions
mur
utk
raga
nde
takf
ot
73
5-5
T
akan
slut
ning
lång
sida
, blo
ckm
ur,
ta
kfot
med
lite
n ut
krag
ning
74
5-6
T
akan
slut
ning
lån
gsid
a, b
lock
-
mur
, utk
raga
nde
takf
ot
75
6-1
In
fäst
ning
av
takå
sar
till h
järt
mur
76
Referenser: 1. T. Gustavsson, ”Perlit som isoleringsmaterial i kanalmur”, rapport TVBK-3045, Avdelningen för Konstruktionsteknik, LTH, 2001 2. Boverket, Karlskrona, ”Boverkets Konstruktionsregler, BKR”, Boverket, 1999 3. Hus AMA 98, AB Svensk Byggtjänst, 1998 4. A. Cajdert, A. Eriksson, A. Herwall, O. Sjöstrand, “Konstruktionshandbok Bärande tegelmurverk”, Svenskt Tegel/MPI AB/AB Svensk Byggtjänst, 1997 5. Svenska Tegelindustriföreningen, TCK AB, ”Mur 90”, 1990 6. M. Molnar, ”In-Plane Tension Behaviour of Horizontally Loaded Masonry”, TVBK-1018, licentiatavhandling, Avdelningen för Konstruktionsteknik, LTH, 2000 7. K. Feilberg Hansen, ”Dilatationsfuger i ydervaegge af tegl”, SBI-rapport 291, Statens Byggeforskningsinstitut, Danmark, 1998 8. L-E Nevander, ”Tekniska egenskaper hos isolerade hålmurar av tegel, meddelande nr 23, KTH, 1961 9. C-E Hagentoft, C. Svensson, ”Energieffektivt och god termisk komfort genom värmelagring i byggnaden”, Bygg&Teknik nr5/2000 10. C-E Hagentoft, C. Svensson, ”Tungt bygge - bra för både miljön och människan”, 2001 11. T. Gustavsson, ”Kanalmurad tegelvägg med isolering av lättklinker, TVBK-3034, Avdelningen för Bärande Konstruktioner, LTH, 1998 12. T. Gustavsson, ”Rustika huset, Bo 97, Fukt- och temperaturmätningar i ytterväggar, fjärrvärmeförbrukning”, TVBK-3042, Avdelningen för Konstruktionsteknik, LTH, 2000 13. L-E Nevander, B. Almarsson, ”Fukthandbok”, Svensk Byggtjänst, 1994 14. O. Schultz, M. Månsson, “Bärande murverk i modern arkitektur”, Arkus, 1994 15. L. Moström, E. Asplund, B. Samuelson, ”Framtidens produktionsmiljö, Vägen till ett industriellt platsbyggande”, FoU-Väst, rapport nr 9905, 1999 16. Skanska Software/MPI AB, ”Murdim+”, datorprogram för dimensionering av bärande murverkskonstruktioner, 1998
77
Bilaga 1 Beräkningsexempel: Vertikal- och horisontalbelastad massivmur Som exempel väljs den undre delen av en 190 mm djup massivmur av lättklinker i två plan. Väggens höjd är 2.60 m. Väggen belastas med vertikallast från tak, egentyngd av vägg i plan två samt vertikallast från träbjälklag över bottenplan och horisontell vindlast riktad mot fasaden. Hela vindlasten förutsätts belasta muren.
Nd2 Nd1
Nd
Fig. 2 Vid beräkningen antas att lasten från tak och vägg i plan två ger en excentricitet som samverkar med vindlasten, medan excentriciteten av last från mellanbjälklaget ger ett mothållande moment. Ogynnsam lastfördelning beaktas, varför last från mellanbjälklaget förutsätts låg. I beräkningen antas vinden vara huvudlast, men i en fullständig beräkning bör även motsvarande lastfall med snölast respektive nyttig last som huvudlast undersökas. Dimensionerande vertikallast från väggen i plan 2 Nd2 = 11.0 kN/m Dimensionerande vertikallast från bjälklag över plan 1 Nd1 = 3.5 kN/m Dimensionerande horisontallast riktad mot väggen Hd = 0.65 kN/m2 Säkerhetsklass 2, tillverkningskontrollerat material, utförandeklass I, brukskvalitet C och
78
hållfasthetsklass 3 ger: fcd = 0.75 Mpa, enligt BKR [2] Beräkning utförs enligt Konstruktionshandboken [5], kap. 6.23, 6.25 och 6.26 Beräkning med hänsyn till knäckning: tef = 190 mm hef = 2.60 m (inverkan av sidoavstyvning beaktas inte) λe = 16.4 Nd2 Nd1 12 32 Fig. 3 e1 = (11⋅12 – 3.5⋅32)/(11+3.5) = 1 mm (excentriciteten i lasten från plan 2 antas samverka med vindlasten, medan bjälklagslasten motverkar den). Men enligt Konstruktionshandboken [4] ska inte e1 väljas mindre än 0.05 t. e1 = 0.05⋅t = 9.5 mm e2 = 0 (golvbjälklag ansluter från samma sida som mellanbjälklaget) em = 5 mm
79
e0 = 2600/300 = 9 mm Mp = 0.65⋅2.62/8 = 0.55 kNm ep = 0.55/14.5 m = 38 mm edim = 38 + 5 + 9 = 52 mm edim/t = 0.27 [4], diagram 6.2/1 ger: φ = 0.25 Rnd = 0.75⋅0.25⋅1.0⋅0.19⋅750 kN = 26.7 kN/m > Nd = 14.5 kN/m Beräkning med hänsyn till kantpåkänning: Rnd = (1-2⋅0.0095/0.19) 1.0⋅0.19⋅0.75⋅750 = 96.2 kN/m > Nd = 14.5 kN/m Anm: Vid en fullständig dimensionering bör även lastfall med vindlast riktad från fasaden undersökas.
80
Bilaga 2 Beräkningsexempel: Kanalmur med horisontal- och viss vertikallast Som exempel väljs undre delen av en kanalmurad tegelvägg (bestående av två halvstensmurar) i två plan. Den inre muren räknas som bärande och de båda murarna kramlas ihop. Den yttre murens tillskott till styvheten beaktas genom beräkning av en fiktiv väggtjocklek. Väggens höjd är 2.60 m och avstånd mellan sidoavstyvande väggar 5.5 m. Väggen belastas med vertikallast från tak, egentyngd av vägg i plan två samt vertikallast från träbjälklag över bottenplan och horisontell vindlast riktad mot fasaden. Den inre muren antas ta upp hela vindlasten. Vid beräkningen antas att lasten från tak och vägg i plan två ger en excentricitet som samverkar med vindlasten, medan excentriciteten av last från mellanbjälklaget ger ett mothållande moment. Ogynnsam lastfördelning beaktas, varför last från mellanbjälklaget förutsätts låg. I beräkningen antas vinden vara huvudlast, men i en fullständig beräkning bör även motsvarande lastfall med snölast respektive nyttig last som huvudlast undersökas. Dimensionerande vertikallast från väggen i plan 2 Nd2 = 11.0 kN/m Dimensionerande vertikallast från bjälklag över plan 1 Nd1 = 3.5 kN/m Dimensionerande horisontallast Hd = 0.65 kN/m2 Nd2 Nd1
Nd
Fig. 4
81
Säkerhetsklass 2, tillverkningskontrollerat material, utförandeklass I, brukskvalitet C och håltegel i hållfasthetsklass 45 MPa ger: fcd = 2.9 Mpa, enligt BKR [2] Beräkning sker enligt Konstruktionshandboken [4], kap. 6.23, 6.25 och 6.26 Beräkning med hänsyn till knäckning: tef = (1203 + 1203)1/3 = 151 mm ρ2 = 0.75, h/l = 2.6/5.5 = 0.47 ger: ρ4 = 0.68, d.v.s. hef = 2.6⋅0.68 = 1.77 m (fyrsidigt sidostödd platta) λe = 14 λe = 16.4 e1 = (11⋅12 – 3.5⋅20)/(11+3.5) = 4 mm (excentriciteten i lasten från plan 2 antas samverka med vindlasten, medan lasten från bjälklaget motverkar den). Men enligt Konstruktions-handboken [5] ska inte e1 väljas mindre än 0.05 t. Nd2 Nd1 12 20
Fig. 5 e1 = 0.05⋅t = 6 mm
82
e2 = 0 em = 3 mm e0 = 2600/300 = 9 mm Mp = 0.10⋅0.65⋅2.62 = 0.44 kNm ep = 0.44/14.5 m = 30 mm edim = 30 + 3 + 9 = 42 mm edim/t = 0.35 [4], diagram 6.2/1 ger: φ = 0.15 Rnd = 0.75⋅0.15⋅1.0⋅0.12⋅2900 kN = 39.2 kN/m > Nd = 14.5 kN/m Beräkning med hänsyn till kantpåkänning: Rnd = (1-2⋅0.006/0.12) 1.0⋅0.12⋅0.75⋅2900 = 234.9 kN/m > Nd = 14.5 kN/m Anm: Vid en fullständig dimensionering bör även lastfall med vindlast riktad från fasaden undersökas.
83
Bilaga 3 Beräkningsexempel: Kanalmur med horisontal- och ringa vertikallast I murade väggar med ”lagom” vertikallast (d.v.s. varken för mycket eller för lite) är det ofta oproblematiskt att klara vindlasten. Excentriciteten av horisontallasten får liten inverkan om väggen samtidigt har relativt stor vertikallast. För en vägg som i stort sett saknar vertikallast leder denna beräkningsmodell däremot till orimligt stora excentriciteter. Man kan då övergå till att räkna den horisontellt belastade väggen som platta (plattbuckling). Om bärförmågan för vertikallast då är utnyttjad till max 10 % av bärförmågan utan horisontallast kan väggen dimensioneras för enbart horisontallasten, enligt Konstruktionshandboken [4], kap. 6.241. Bärförmågan för vertikallast beräknas i detta fall med hänsyn till knäckning för e/t = 0.05. Vid beräkning av bärförmåga för horisontallast tillämpas i första hand brottlinjeteori. Som exempel väljs en kanalmur av tegel i ett plan bestående av två halvstensmurar, som kramlas ihop. Väggens höjd är 2.60 m och avstånd mellan sidoavstyvande väggar 5.5 m. Den inre muren belastas av last från tak. Dimensionerande vertikallast från taket Nd = 6 kN/m Dimensionerande horisontallast Hd = 0.33 kN/m2 (vindlast som belastar väggen fördelas jämnt på de båda murarna) Nd
Nd Fig. 6
84
I exemplet förutsätts säkerhetsklass 2, tillverkningskontrollerat material, utförandeklass I, brukskvalitet C och håltegel i hållfasthetsklass 45 MPa. e/t = 0.05, λe = 14 (jämför exempel ovan) ger : φ = 0.75 och Rnd0 = 0.75⋅0.75⋅0.12⋅2900 = 196 kN/m. 10 % av 196 kN är ca 20 kN. Väggen kan således betraktas som enbart horisontalbelastad. ftd tra = 0.8⋅300/(1.8⋅1.1) = 121 kPa ftd par = 0.8⋅1100/(1.8⋅1.1) = 444 kPa mv0 = 121⋅0.122/6 = 0.29 kNm/m Nd/Rnd0 = 0.03 ger: c = 0.95 m1ec = 0.95⋅(0.29+6⋅(0.020-0.011/0.95)) = 0.32 kNm/m (osprucket tvärsnitt) m2ec = 0.95⋅6⋅(0.060-0.011/0.95-2⋅6/(3⋅2900)) = 0.27 kNm/m (sprucket tvärsnitt) mv = 0.32 kNm/m (momentkapacitet horisontell momentvektor) mh = 444⋅0.122/6 = 1.06 kNm/m (momentkapacitet vertikal momentvektor) µ = mv/mh = 0.3, h/l = 0.5, upplagsfall U3, ger: Mh = 0.038⋅0.33⋅5.52 = 0.38 kNm/m Aktuell lasteffekt Mh = 0.38 kNm/m < mh = dimensionerande momentkapacitet för tvärsnittet = 1.06 kNm/m. Väggen klarar således lastfallet. Anm: Om momentkapaciteten för vertikal momentvektor är otillräcklig kan liggfogarmering under vissa förutsättningar öka bärförmågan, se Konstruktionshandboken [4], kap. 6.332.
85
Bilaga 4 Beräkningsexempel: Skjuvkapacitet i tegelbalk Beräkna skjuvkapaciteten i en tegelbalk med bredd 120 och höjd 585 mm, säkerhetsklass 2, tillverkningskontrollerat material, utförandeklass I, brukskvalitet B, hållfasthetsklass 45 MPa, murad med löpförband i ¼ stens förskjutning enligt fig. 8. fvd = 0.15/(1.8⋅1.1) = 0.076 MPa = 76 kPa Tvärsnittets höjd reduceras med hänsyn till att genomgående stötfogar inte får inräknas. h = 0.435 m (2 skift frånräknas), jämför fig 8. Vrd = 0.12⋅0.43⋅76 = 3.9 kN
Fig. 8
86
Bilaga 5 Beräkningsexempel: Lokalt tryck Beräkna lastkapacitet för pelarupplag med hänsyn till lokalt tryck i teglet på en enstens tegelvägg. Pelarupplaget utgörs av en fotplåt med BxH = 100x100 mm. Gjutet upplag med H=75 mm. Pelaren står centriskt på tegelväggen. I andra riktningen är avståndet till murände 0.50 m. Vägghöjd h = 2.60 m.
Fig. 11 Säkerhetsklass 3, tillverkningskontrollerat material, utförandeklass I, brukskvalitet C och håltegel i hållfasthetsklass 45 Mpa. fcd = 2.6 Mpa, enligt BKR [2] Beräkning utförs enligt Konstruktionshandboken [4], kap. 6.27. 2a1/h = 0.38 Ab = 0.25⋅0.25 = 0.0625 m2 Lef = 1.3/tan 60o + 0.10 + 0.50 = 1.35 m
87
Fig 12 Aef = 0.25⋅1.35 = 0.337 m2 σcd = 3.5 MPa Lastkapacitet med hänsyn till lokalt tryck = 3500⋅0.25⋅0.25 = 219 kN Anm: Väggen kontrolleras också för max last med hänsyn till knäckning och max kantspänning.
88
