Hej!
Jag håller på att bygga ett garage där det även kommer rymmas en mindre verkstad. Sulan gjöts i höstas och snart ska väggar börja resas. Jag skulle behöva lite support angående designen av en stålkonstruktion som skall bära upp en stor del av taklasten och hoppas att jag kan få lite hjälp att resonera/räkna.
Lite info om bygget:
Garaget har en sula med måtten 15,6 m x 9,6 m. Vägghöjden blir 3,15 m och taklutningen 30 grader. Två stycken portar på kortsidan. Så långt går det förmodligen begripa . Direkt innanför portarna så är helt öppet ändå upp till nock de första 6,6 metrarna. Därefter kommer det en verkstad med loft ovanpå nästa 6 m. De sista 3 metrarna blir förråd.
Jag bifogar en skiss på konstruktionen:
Den gröna rutan är loftgolvet. Under den blir det verkstad. De blå strecken är 12,6 m limträbalkar som bär upp taket, från gaveln ändå in till förrådsväggen(förrådet har egen takkonstruktion). Eftersom 12,6 m blir i mustigaste laget för en limträkonstruktion så kommer jag att tillverka en "takstol i stål" där loftet börjar(orange i bild) för att växla av limträbalkarna. Den vilar på två pelare ute vid ytterväggarna. Jag vill ha 9,6 x 12,6m fri golvyta, jag vet att pelare ofta blir i vägen och tänkte därför konstruera på det här sättet för att slippa ha några pelare inne överhuvudtaget.
Denna "takstol i stål" kommer att dels bära upp limträbalkarna som håller taket för både loft och garagedel samt även bära loftgolvets ena sida.
Nu till frågan:
Hur skall denna takstol i stål bäst konstrueras? Jag har laborerat lite grann och även räknat lite. Jag har resonerat så att det förmodligen är sunt att utgå ifrån hur en "vanlig" W-takstol i trä är utformad och sen ersätta med stål och försöka korrekt dimensionera stålbalkarna. Det är dock egentligen helt oväsentligt hur konstruktionen ser ut så länge som den kan bära upp 3 limträbalkar och ett loftgolv. Jag skulle även vilja ha en dörr i mitten av konstruktionen, men det verkar inte vara något problem hållfasthetsmässigt då takstolen är som högst och även styvast i mitten.
Hela takstolen kommer att vara stagad i sidled, även pelarna ute vid väggarna, så tippning bör inte vara en risk.
Jag bifogar en skiss över en konstruktion jag spånat på och vilka statiska belastningar den kommer att utsättas för:
Punktlaster:
P = 111 kN
F = 64 kN
Utbredd last längs hela underliggaren, från loftgolvet(200 kg/m2):
Q= 54,8 kN
Pelarlasterna blir då summan av ovanstående / 2 dvs, 170,4 kN per pelare, 3150mm höga. Detta är ju worst-case-scenariot när Kung Bore tagit lavemang och allt julpynt samtidigt ska upp på loftet...
Jag har räknat på Snözon 3,5 och plåttak med invändig isolering. Det är egentligen snözon 3 där jag bor(Piteå), men bor nära vattnet så det kan både blåsa och dreva rätt mycket så vill ha lite marginal. Sen är det ju risk att loftet kan bli rätt fullt med grejer...
Finns det någon här som tillverkar takstolar som kanske har något trevligt program man kan kontrollera i? Eller finns det någon bra litteratur?
Jag har simulerat lite i FEM och i takstolen på bilden ovan är ytterramen gjord av 160x80x5 VKR och fackverket inuti är 50x50x4. Har simulerat konstruktionen statiskt som balkar. Konstruktionen blir förvisso väldigt styv och deformerar endast 13 mm i mitten vid max last. Dock ligger jag precis på sträckgränsen för stålet, och skulle gärna vilja ha marginal där(spänningen är högst i ytterkant innan pelarna) Ska jag bara öka dimensionerna? Vilken marginal bör jag ha - max spänning? Kollar man på vanliga stålfackverk från t.ex. MAKU så klarar dom typ samma last på en klenare konstruktion och då har dom förmodligen marginal på sina garantier.
FEM är ju bra så länge som man matar in rätt. Dock är min erfarenhet att FEM ofta kan resultera i högre spänningar än manuell räkning, iaf när det blir något mer komplexa fall. Samt att det sjukt lätt att man missar någon detalj och simulerar ner i diket. Manuell matrisräkning av stångbärverk som man gjorde i skolan ligger dock inte längre överst i hjärnkontoret, iaf inte så att jag våga lita på det för att bygga ett garage det som utgångspunkt...
Är jag ute och cyklar?