Några överväganden för effektiva och tillförlitliga träförband med inslitsade plåtar och dymlingar

Figur 1: Förbandet består totalt av 18 st stådym­lingar med diameter 8 mm placerade i tre rader och 3 inslitsade stålplåtar. Trämaterialet är limträ av bok (lövträ). En brottlast på 1316 kN nåddes i testet, vilket innebär att lastkapaciteten för varje dymling blev ca 12 kN/skjuvplan.

Förband är mycket viktiga delar av träkonstruktioner, speciellt när dessa utsätts för stora laster. Träförband med inslitsade stålplåtar och ståldymlingar är mycket vanliga i stora träkonstruktioner. Olika aspekter måste beaktas vid projekteringen av denna typ av förband. För att skapa både ekonomiska konstruktioner bör förbandens effektivitet optimeras utan att försämra dess mekaniska egenskaper. Dessvärre erbjuder standarderna inte mycket vägledning gällande detta. I den här artikeln diskuteras några aspekter kring projektering av förband, framförallt förband med inslitsade plåtar och dymlingar.

Förbandstyper

Det finns en mängd olika förbandstyper att välja mellan för träkonstruktioner. De kan särskiljas när det gäller den lastbärande mekanismen för kraftöverföring mellan de olika ingående elementen. Kraftöver­föringen kan erhållas antingen genom direktkontakt mellan träelementen eller med hjälp av mekaniska förbindare eller lim.

Det enklaste sättet att överföra krafter mellan två komponenter är genom di­rektkontakt genom kontakttryck. Traditionella förband som användes i äldre konstruktioner följer ofta denna princip och det gör även några moderna för­band med hög kapacitet, såsom pelar­anslutningar i flervåningshus i trä. Ett styvt mellanstycke, av exempelvis lövträ eller stål, används ibland i an­slutningar mellan pelare och balk för att öka kapaciteten för tryck vinkelrätt fiberriktning i dessa typer av förband. 

En stor utmaning har å andra sidan traditionellt varit överföringen av drag­krafter mellan komponenter. Idealiskt skulle man vilja överföra krafterna i ett förband utan att avbryta kontinuiteten mellan elementen, ungefär på samma manér som det sker i ett träd vid för­greningspunkter mellan stammen och
grenarna eller mel­lan två grenar. På detta sätt hade man kunnat undvika tvärsnittsförsvagning och spänningskoncen­tration och därmed behålla i stort sett samma lastkapacitet som hos de ingående elementen i förbanden. Även om metoder för ”svetsning” av trä finns är denna teknik ännu inte fullt utvecklad för att kunna användas i större träförband i praktiken. De alternativ som vi har vid skrivandes stund är därför att välja antingen limning eller mekaniska förbindare.

Förband med förbindare av stål

I förband med cylinderformade förbin­dare, till exempel dymlingar, belastas förbindare tvärs skaftriktning och överför krafterna antingen via hålkanttryck i träet, eller böjning av förbindare, eller en kombination av dessa. Det är mycket viktigt att förbanden är korrekt utformade för att undvika förtidigt sprött brott. Ett exempel på ett korrekt utformat förband med dymlingar och flera inslitsade stål­plåtar med duktil brottmod visas i figur 1.

Läs hela artikeln i Bygg & teknik nr 4/21.

Artikelförfattare: Robert Jockwer, Chalmers, Vera Öberg, Sweco och Roberto Crocetti, KTH.