Så styva och hållfasta är flervåningshus byggda med lätta träregelmoduler

Figur 1: (a) Illustration av ett modulbaserat flervåningshus i trä samt två horisontellt belastade testmoduler (b) typiskt deformationsbeteende hos en träregelmodul när den belastas med en horisontellt orienterad kraft överst på modulen.

Artikelförfattare: Sigurdur Ormarsson, Linnéuniversitetet och Johan Vessby, Karlstads universitet

För tillfället är bostadsbyggandet lågt i Sverige jämfört med omfattningen för några år sedan. Detta påverkar inte minst moderna hustillverkare som bygger flerbostadshus av prefabricerade trämoduler. Under denna lågkonjunktur finns det företag som har satsat på att analysera och vidareutveckla sina produkter i samverkan med akademin. Sådana forsknings- och utvecklingsprojekt har bland annat bedrivits under ett antal år i samarbete med forskare vid Linnéuniversitetet och vid Karlstads universitet där fokus varit sidostabilisering av modulbase­rade fler­våningshus i trä. I takt med att antalet aktörer som bygger prefabricerade trähus högre än tre våningar ökar finns det också ett större behov av att analysera dessa hustyper beträffande egenskaper som byggnadens globala skjuvstyvhet och skjuvbärförmåga. Under april månad 2024 presenterade Le Kuai sin doktorsavhandling vid Linnéuniversitetet där skivverkan hos både enskilda träregelväggar och prefabricerade moduler testats experimentellt och analyserats i detalj med hjälp av en egenutvecklad simuleringsmodell.

Prefabricerade träregelmoduler är tillverkade av fyra regelväggar och två bjälklagselement. Varje vägg tillverkas av ett trä­ramverk bestående av syll, hammarband och ett antal reglar. För att bygga en kom­plett väggstomme spikas, skruvas eller klamras ett eller två lager (träbaserade) skivor på ramverket med syfte bland annat att stabilisera modulerna mot horisontella laster. Ramverket består vanligtvis av kon­struktionsvirke av kvalitet C24 och vad gäller skivorna och de mekaniska förbindarna används ofta olika material, kva­liteter och typer. För flervåningsbyggnader konstruerade av sådana relativt lätta trämoduler kan det finnas risk att deforma­tioner och spänningar (krafter) överskri­der normkraven kopplade till byggnadens globala sidostabilitet, det vill säga skjuvstyvhet (”racking stiffness”) och skjuvbär­förmåga (”racking strength”). I Figur 1 visas ett modulbaserat fyravåningshus i trä tillsammans med ett typisk kraftförs­kjutningssamband för en träregelmodul som belastas med en horisontell kraft F i ovankant. Modulen uppvisar ett olinjärt skjuvdeformationsbeteende vilket huvudsakligen kan häröras till det olinjära be­teendet hos de mekaniska skjuvförbanden mellan skivor och ramverk. Skjuvstyvheten (”racking stiffness”) beskriver lutningen på en linje mellan två punkter på kraft-förskjutningskurvan som representerar 20 och 40 procent av bärförmågan. 

Läs hela artikeln i Bygg & teknik 4/2024.

Teckna en prenumeration HÄR