4.5.3 Dimensionering av utdragsbärförmåga för självborrande träskruvar i KL-trä

4.4  \({F_{{\rm{ax}},{\rm{Rk}}}} = \frac{{31 \cdot {d^{0,8}} \cdot l_{{\rm{ef}}}^{0,9}}}{{1,5 \cdot {{\cos }^2}\alpha + {{\sin }^2}\alpha }}\)

där:

Fax,R,k	är karakteristisk utdragsbärförmåga.
d	är träskruvens yttre gängdiameter i millimeter.
ρk	är karakteristisk densitet för KL-trä vid infästning vinkelrätt mot planet och karakteristisk densitet för aktuella brädor vid infästning i kant, vanligtvis ρk ≈ 350 kg/m3.
α	är vinkeln mellan träskruvens axel och fiberriktningen.
\(l\)ef	är träskruvens effektiva förankringslängd i träet och där en minsta effektiv förankringslängd av \(l\)ef,min = 4d krävs. Förankringslängden avser endast träskruvens gängade del.

 

För ett förband med en grupp av träskruvar belastade med en kraftkomposant parallellt med träskruvarnas halsar är det effektiva antalet träskruvar:

4.5  \({n_{{\rm{ef}}}} = {n^{0,9}}\)

där:

nef	är effektiva antalet träskruvar.
n	är antalet träskruvar som samverkar i förbandet.

 

Utdragsbärförmåga för självborrande träskruvar i KL-träskivans kant

Utdragsbärförmågan för träskruvar i kanten på KL-träskivor kan beräknas enligt ekvation 4.6 och gäller under angivna förutsättningar. Det kan förekomma två olika fall, träskruvar vinkelrätt mot fiberriktningen och träskruvar parallellt med fiberriktningen.

För infästningar vinkelrätt mot fiberriktningen görs ett konservativt antagande då träskruven inte med säkerhet placeras i tvärsnittets mittlinje. Faktorn för träskruvens förhållande till fiberriktningen, α, sätts därför till noll, vilket ger:

4.6  \({F_{{\rm{ax}},{\rm{Rk}}}} = \frac{{31 \cdot {d^{0,8}} \cdot l_{{\rm{ef}}}^{0,9}}}{{1,5}}\)

där:

d	är träskruvens yttre gängdiameter i millimeter.
\(l\)ef	är effektiv förankringslängd.

 

Ekvationen gäller under följande förutsättningar:

• yttre gängdiameter för träskruv, d ≥ 8 mm
• effektiv förankringslängd, \(l\)_ef ≥ 10 ∙ d
• fler än två träskruvar per infästning
• brädtjocklek i vilken skruven placeras, t ≥ 3 ∙ d 
• total skivtjocklek, t_tot ≥ 10 ∙ d
• karakteristisk densitet, ρ_k ≈ 350 kg/m³.

Montage av sommarhus, Skellefteå.

Infästningar som görs parallellt med fiberriktningen för bärande syften bör undvikas då det vid tidpunkten för publicering av KL-träkonstruktioner endast finns få utförda långtidstester. Förslagsvis görs skruvningen inom brädskiktet med parallella fibrer, men träskruven vinklas cirka 30 grader. Det innebär att träskruvarna kommer att skära genom ett antal fibrer vilket ökar träskruvens bärförmåga. Förslagsvis reduceras karakteristisk utdragsbärförmåga vid skråskruvning (30 graders skruvvinkel) med en faktor 0,5 och görs parvis.

I tabell 4.4 och tabell 4.5 framgår karakteristisk utdragsbärförmåga för skråskruvade förband samt erforderlig korrektion med avseende på antal träskruvpar. För tabellerna gäller att träskruvarnas centrumavstånd inte bör understiga a₁ = a₂ = 5d. KL-träskivornas tjocklek t₁ respektive t₂ bör vara större än 10d respektive 8d, se figur 4.30.

Om förankringen avser en knutpunkt mellan tvär- och längsgående KL-träskiva (exempelvis i hörn) eller innervägg som ansluter till ytterväggsskiva ska förhållandet mellan träskruvarnas förankringslängder vara:

4.7  \({l_\rm {ef,2}} \ge 0,8{l_\rm {ef}}\)

där:

\(l\)ef,2	är träskruvens förankringslängd i tvärgående KL-träskiva.
\(l\)ef	är träskruvens förankringslängd i längsgående KL-träskiva.

 

Utdragsbärförmåga för självborrande träskruvar vinkelrätt mot KL-träskivans plan

Utdragsbärförmågan för träskruvar placerade vinkelrätt mot KL-träskivans yta beräknas enligt ekvation 4.8 och under nedan angivna förutsättningar:

4.8  \({F_\rm {ax,Rk}} = 31 \cdot {d^{0,8}} \cdot {l_\rm {ef}}^{0,9}\)

där:

d	träskruvens yttre gängdiameter i millimeter.
\(l\)ef	effektiv förankringslängd.

 

Ekvationen gäller under följande förutsättningar:

• yttre gängdiameter för träskruv, d ≥ 6 mm
• inre gängdiameter, d₁ ≥ 0,6 ∙ d
• effektiv förankringslängd, \(l\)_ef ≥ 8 ∙ d
• fler än två träskruvar per infästning
• förankringslängd ska omfatta minst tre brädskikt
• total skivtjocklek, t_tot ≥ 10 ∙ d
• karakteristisk densitet, ρ_k ≈ 350 kg/m³.

I tabell 4.6 och tabell 4.7 framgår karakteristisk utdragsbärförmåga för några olika träskruvtyper samt erforderlig korrektion med avseende på antal träskruvpar. För tabellerna gäller att träskruvarnas centrumavstånd inte bör understiga a₁ = a₂ = 5d. KL-träskivornas tjocklek t₁ respektive t₂ bör vara större än 10d respektive 8d, se figur 4.30.

Figur 4.29 Träskruv i KL-träskivans kant, vinkelrätt mot fiberriktningen respektive parallellt med fiberriktningen.

Figur 4.30 Skråskruvat förband.

Figur 4.31 Principfigur, beräkning av utdragsbärförmåga för träskruvar vinkelrätt mot KL-träskivans plan.

Tabell 4.3 Karakteristisk utdragsbärförmåga, F_ax,Rk för några olika skruvdiametrar och längder. Träskruvar i KL-träskivans kant, förankringslängd enligt tabell och trämaterialets karakteristiska densitet 350 kg/m³.

Diameter träskruv d (mm)	Förankringslängd, \(l\)ef (mm)	Karakteristisk utdragsbärförmåga, Fax,Rk (kN)
8	50	3,7
8	100	6,9
10	50	4,4
10	100	8,2

 

Tabell 4.4 Karakteristisk utdragsbärförmåga, F_ax,Rk för skråskruvade förband (30° skruvvinkel, två skruvar). Träskruvar i KL-träskivans kant, förankringslängd enligt tabell och materialets karakteristiska densitet 350 kg/m³.

Diameter träskruv d (mm)	Förankringslängd, \(l\)ef (mm)	Karakteristisk utdragsbärförmåga,Fax,Rk. Skruvpar 30° skruvvinkel, reduktion med 50 procent (kN)
8	50	3,7
8	100	6,9
10	50	4,4
10	100	8,2

 

Tabell 4.5 Korrektionsfaktor beroende på antal skråskruvade skruvpar som samverkar i förbandet.

Antal skruvpar	1	2	4	8	12	16
Faktor	1,15	1,07	1,00	0,93	0,90	0,87

 

Tabell 4.6 Karakteristisk utdragsbärförmåga, F_ax,Rk för några olika skruvdiametrar och förankringslängder. Träskruvar vinkelrätt mot KL-träskivans plan, förankringslängd enligt tabell och materialets karakteristiska densitet 350 kg/m³.

Diameter träskruv d (mm)	Förankringslängd, \(l\)ef (mm)	Karakteristisk utdragsbärförmåga, Fax,Rk (kN)
8	50	5,5
8	100	10,3
8	140	13,9
10	50	6,6
10	100	12,3
10	140	16,7

 

Tabell 4.7 Korrektionsfaktor beroende på antal träskruvar som samverkar i förbandet.

Antal skruvar	2	4	8	12	16
Faktor	1,07	1,00	0,93	0,90	0,87