Sammansatta regelkonstruktioner av trä: utvärdering av
beräkningsmodeller genom laboratorieförsök

Sammanfattning: I samband med att minska energiförbrukning inom byggsektorn har Boverket
beslutat att byggnader ska energideklareras. Beroende på nybyggnadskategori
och klimatzon infördes referensvärden om 130 kWh/m²/år i norr respektive 110
kWh/m²/år i söder för enbostadshus, tvåbostadshus och flerbostadshus.

I trähus är det av betydelse att minska köldbryggor i väggarna som ger den
största ytan mot omgivande klimat. Väggar i trähus är normalt uppbyggda av
träreglar som står för väggens bärande kapacitet men samtidigt även fungerar
som en köldbrygga. En av metoder att bryta köldbryggan är att utforma
väggreglar som sammansatta strukturelement med ett mellanliggande lager av
isoleringsmaterial. Detta medför inte bara bättre isoleringsförmåga utan
även också en kostnadsreducering då andelen trä minskar.

I detta examensarbete undersöks en sammansatt väggregel som utformas av tre
delar, en bärande träregel (tvärsnittsarea 34 x 95 mm2) med ett
mellanliggande lager av cellplast och en utomliggande regel (tvärsnittsarea
34 x 45 mm2) för bärning av fasad. Sammanbindningen av regeln sker med
spikplåtar på var sin sida som i fabrik pressas till regeln. Genom att
utforma väggreglarna på detta vis minskar väggregelns värmeledningsförmåga
avsevärt då cellplast har ett värmeledningstal på ca 0.036 W/m°C jämfört med
värmeledningstal för trä 0.14 W/m°C. Själva väggen är också av lägre vikt
och materialkostnaderna är lägre jämfört med vanliga träreglar. Dock verkar
det inte idag som att det finns någon beräkningsmodell som direkt kan
appliceras för att beräkna bärförmåga för de sammansatta reglar som beskrivs
ovan.

Syftet med detta examensarbete är att undersöka ovannämnda sammansatta
väggreglarnas faktiska bärförmåga och skaffa ett underlag för en modell som
beskriver de sammansatta reglarnas verkningssätt med önskvärd noggrannhet.
Examensarbetet består av en litteraturstudie av eventuellt tillämpbara
modeller för beskrivning av väggreglarnas bärförmåga (regel med massivt
tvärsnitt, inre regeln med ett eller flera elastiska stöd från yttersta
regeln, sammansatt regel med låd-tvärsnitt, sammansatt regel sammanfogad med
laskar, s.k. Vierendeelpelare). Laboratorieförsök genomfördes sedan för att
undersöka nuvarande sammansatta väggregel och två av dess modifikationer.
Laboratorieförsöken utfördes i Complab byggkonstruktion i Luleå tekniska
universitet. Försöken skedde i skala 1:1. Provkropparna belastades axialt i
tryck parallellt fibrerna med en lastcell på 100 kN. Laboratorieförsöken
omfattade fyra försöksserier och sammanlagt undersöktes sexton stycken
provkroppar.

Erhållna empiriska resultat visar på att konstruktionens karaktär mest
liknar reglar av typen Vierendeel. Trots få utförda försök, tyder
försöksresultat på möjlighet att höja väggreglarnas bärförmåga genom att
pressa samman reglarna med fyra spikplåtar på var sin sida istället för tre.
Både teoretiska beräkningar och empiriskt erhållna resultat visar att
bärförmågan höjs signifikant för en sådan regel jämfört med befintlig
standardregel. Detta antyder på en viss samverkan mellan bärande och
utomliggande regel. Det är dock, utifrån denna forskning, inte möjligt att
säga precis hur stor denna samverkan är.