Svikt och vibrationer i träbjälklag – skönt eller störande?
Svikt och vibrationer i träbjälklag upplevs ofta som en ”levande” känsla när man går på dem, speciellt om man bor i ett enfamiljshus med trästomme. Sedan brandkraven 1994 ändrades har användningen av trä i stomsystemet ökat även flerbostadshus. I en avhandling från Linnéuniversitetet undersöker Kirsi Jarnerö hur boende i moderna flerfamiljshus med trästomme upplever vibrationer och om de konstruktionskriterier som används ger konstruktioner som uppfyller de boendes krav.
Nya träbyggnadssystem har utvecklats och en ökad bärförmåga i bjälklagen har gjort det möjligt att bygga med längre spännvidder. I de nya typerna av bjälklag används ofta EWP-produkter dvs. vidareförädlade sammansatta trämaterial som exempelvis limträbalkar och korslimmade skivor. Det konstruktiva verkningssättet för bjälklag där de här produkterna används, skiljer sig från verkningssättet hos traditionella träbjälklag med sågade träreglar och skivmaterial. Den låga massan hos bjälklag av trä gör dem mera känsliga för belastning orsakad av personer som går, springer eller hoppar på bjälklaget, jämfört med tunga bjälklag som exempelvis betongbjälklag.
Kirsi Jarnerö har genomfört vibrationstester på olika typer av bjälklag både i laboratorium och i fält i verkliga byggnader. Dessutom har vibrationsförsöken kompletterats med enkätstudier av upplevd störning av vibrationer. Resultat från avhandlingen visar att:
• Boende i flerbostadshus med lättbyggnadsstomme störs av vibrationer i en omfattning som inte bör försummas. Nedböjningskriteriet som används idag, dvs. max 1.5 mm/kN nedböjning orsakad av en punktlast, är alldeles för generöst och behöver revideras. Ett system med kvalitetsklasser för klassificering av vibrationsprestanda, liknande det som finns för klassificering av ljudisolering, föreslås.
• Både laboratorietester och tester i fält visar att dämpningen i bjälklag är en parameter som bör beaktas vid dimensionering i bruksgränstillstånd av träbjälklag; inte som ett gränsvärde att dimensionera emot, utan snarare som en parameter som ingår i dimensionering för att förutsäga vibrationsnivåer orsakade av mänsklig aktivitet. Laboratoriemätningar visar att dämpningen är en viktig parameter för upplevelsen av vibrationer och fältmätningar och att dämpningen i ett bjälklag ökar kraftigt när bjälklaget byggs in i en byggnadskonstruktion.
• Konstruktionslösningar som ger hög styvhet i riktningen tvärs mot den lastbärande riktningen kan vara ett praktiskt sätt att uppnå goda vibrationsegenskaper i träbjälklag med lång spännvidd. Antalet resonansfrekvenser som exciteras i det kritiska området på grund av gång minskar jämfört med antalet resonansfrekvenser för ett mer traditionellt bjälklag med lägre tvärstyvhet.
Kirsi Jarnerö är verksam som forskare på SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, på sektionen för byggande och boende på SP Trä. Hon är civilingenjör från Väg- och Vattenbyggnadslinjen på KTH och har under många år arbetet som byggnadskonstruktör på olika byggkonsultföretag. Forskarstudierna har bedrivits som industridoktorand på SP under handledning av Anders Olsson på Linnéuniversitetet, Bo Källsner på SP och Linnéuniversitetet samt Anders Brandt på Syddansk Universitet.
Avhandlingen “Vibrations in timber floors – Dynamic properties and human perception” försvaras fredagen den 7 november 2014 klockan 10.00. Disputationen äger rum i sal N1017, hus N på Linnéuniversitetet i Växjö. Opponent är Dr. Tomi Toratti verksam på Confederation of Finnish Construction Industries, Helsingfors, Finland.
