Murverks hållfasthet och bärförmåga- principiellt och med koppling till EK6

____________________________________________________________________

TG konstruktioner AB 23017-06-07

Tomas Gustavsson

Karakteristiskt för murverk:

• Hög tryckhållfasthet

• Låg draghållfasthet

• Låg skjuvhållfasthet

• Valvverkan

Murverks tryckhållfasthetSS-EN 1996-1-1, 3.6.1.2

fk är den karakteristiska tryckhållfastheten för murverket i MPa

K, , är konstanter, som anges i SS-EN 1996-1-1, 3.6.1.2

fb är den normaliserade tryckhållfastheten för murstenarna eller murblocken i lastriktningen i MPa

fm är murbrukets tryckhållfasthet i MPa

βm

αbk ffKf

Konstanterna beror på grupptillhörighet, fogtjocklek och brukstyp

Tryckhållfastheten kan också anges i databas baserad på provning

Murverks karakteristiska tryckhållfasthetEKS 10, 3.6.1.2/EK6-handboken

Murverks karakteristiska skjuvhållfasthetSS-EN 1996-1-1, 3.6.2

fvk = fvk 0 + 0,4 σd

Dock högst 0.065 fb eller fvlt

fvk 0 är karakteristisk, initiell skjuvhållfasthet vid tryckspänning 0, hämtas i

EKS 10

fvlt är ett gränsvärde för fvk, anges i EKS 10, 3.6.2 för murverk av olika material

σd dimensionerande tryckspänning på betraktad nivå vinkelrät mot skjuvriktningen, baserad på vertikal medelspänning över tryckta delenav den vägg som motstår skjuvningen

fb är murstenens/blockens normaliserade tryckhållfasthet

Dimensonerande tvärkraftskapacitet i tvärsnitt: VRd = fvd x b x d

Kompletterande villkor finns för murverk utan bruk i stötfogarna (vertikala fogar) och för strängmurat murverk

Karakteristisk initiell skjuvhållfasthet fvkoEKS 10, 3.6.2/EK6-handboken

fvlt , dvs maxvärde för murverks karakteristiska skjuvhållfasthet anges i EKS 10 till:

1.0 MPa för murverk av tegelsten och tegelblock0.6 MPa för murverk av kalksandsten, betongsten, betonghålblock,

massiva betongblock och lättbetongblock0.8 MPa för tunnfogade lättbetongblock1.1 MPa för lättklinkerblock

Murverks karakteristiska böjhållfasthetSS-EN 1996-1-1, 3.6.3

fxk1, brottplan parallellt med liggfogarna(horisontell momentvektor)

fxk2, brottplan vinkelrätt mot liggfogarna (vertikal momentvektor)

Karakteristisk böjhållfasthetEKS 10, 3.6.4/EK6-handboken

Partialkoefficienter ɣm enligt EKS 10

tryckspänning(komprimering)

dragspänning(töjning)

Muröverbyggnadens mittlinje

”Tegelbalkar”, utgör dragarmering i en samverkansbalk där påmurningen utgör tryckt zon

Påmurningens höjd avgör bärförmågan,”tegelbalken” bär inte ens sin egentyngd

Prefab, armerade skift, ”tegelbalkar”

Dimensionering av murverksbalkar

Armeringen dimensioneras av storleken på böjmomentet i balkens mitt

Böjmomentet ökar med belastningen och (framförallt) öppningens bredd

Tvärkraftskapaciteten i detta snitt är ofta avgörande för bärförmågan

Murverksbalkar kan också utföras med slakarmering i liggfogar:

Hur kan man då kan göra så här?

Understa skiftet över öppning borttaget

Illustration ur Murmas broschyr ”Murverksskador”

Förklaringen:

Murverk över öppning fungerar i förstone som valv

Egenvikt från delar under trycklinjen förs upp till trycklinjen genom vidhäftning mellan fog och tegel

• Sprickor uppkommer i murverket innan armering tar kraft

• Dimensionering som balk utgör ingenjörsmässig säkring

Valvverkan för vertikallast

• Uppsprickning innebär lastomlagring, trycklasten tar en annan väg

• Viktig för lastomlagring: Stark sten - svag fog

• Förutsättning: horisontalkrafterna kan tas upp

Tolkning av rörelser i sprickor

Horisontallast kan också tas upp via valvverkan i fullmur

Jämnt utbredd vindlast mot fullmurad fasad:

Valv bildas i fullmuren, horisontallasten förs vidare i bjälklagen:

För detta krävs inte draghållfasthet i fogen, bara tryckhållfasthet

För att ta upp horisontallast i moderna skalmurar krävs draghållfasthet i murverket

Vindlastupptagning i moderna skalmurar

Murad vägg med vindlast

Olika väggtyper tar upp vindlasten på skilda sätt:

1. Skalmur med bakomliggande betongstomme

2. Skalmur med bakomliggande regelstomme

3. Skalmur med bakmur

1. Skalmur, betongstomme 2. Skalmur, regelstomme 3. Skalmur, bakmur

Vindlasten påförs betong/regelvägg med kramlorBetong/regelvägg för vindlasten vidare

Skalmur och bakmur förbinds med kramlor, vindlasten fördelas på skalmur och bakmur, som för lasten vidare

Murad vägg/pelare med vertikal belastning

Tillåten tryckspänning reduceras med hänsyn till risk för utknäckning i sidled

Slankheten viktig parameter

Slankheten mått på förhållandet mellan höjd och djup (tjocklek)

Ju slankare vägg/pelare desto mindre lastkapacitet

Hö

jd

vindlast

avstyvande vägg

avstyvande vägg

Inverkan av avstyvande väggar

Om man har max 5-6 m mellan tvärgående väggar kan man klara många byggnader i upp till 2 plan med kanalmur (2 st halvstens tegelskalmurar)

Öka bärförmågan genom att ändra tvärsnitt

Bakmur med större tjocklek/bredd, tex:

Blockmurverk (leca, lbtg)Tegel bredsten (168 mm)En stens bakmur

Diafragmamur

Fenmur Mur med strävpelare

Tegel normalformat 12, 15, 25, 35, 45

block (Porotherm) 6, 8, 10, 12

Lättbetong block 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5

Lättklinker block 2, 3, 5

Högre hållfasthetsklass ökar bärförmågan

Värdena avser tryckhållfasthet i MPa (N/mm2)

• M10 (A) starkast cement- eller murcementbruk

• M2,5 (B) murcement- eller kc-bruk

• M1 (C) murcement- eller kc-bruk

• M0,5 (D) svagast hydrauliskt kalk- eller kc-bruk

Starkast är inte alltid bäst:

Ju starkare bruk desto större sprickrisk

Öka bärförmågan med starkare bruk

Murbruk betecknas enligt Eurokod med bokstaven M följt av hållfastheten mätt i MPa (N/mm2)

Normalbruk, lättbruk:

Ligg- och stötfogar bör vara mellan 6 och 15 mm

Tunnfogsbruk:

Mellan 0.5 och 3 mm

Jämförelse med BKR:

Om liggfogarna i medeltal är större än 15 mm, vid högre hållfasthetsklass än 5 Mpa, ska värden på tryckhållfasthet reduceras

Vid 30 mm tjocklek reduceras med faktorn 0.6. För fog mellan 15 och 30 interpoleras rätlinjigt

För blockmurverk med hållfasthetsklass < 5 Mpa liknande förfarande, men annorlunda värden

För vertikalt bärande murverk fick fogtjockleken inte överstiga 30 m genomsnitt och 35 mm för enskild sten

FogtjocklekarSS-EN 1996-1-, 8.1.5

Armering för att öka lastkapacitet

Horisontalarmering: Vertikalarmering:

Armering i murverk utgör en ingenjörsmässig säkring för lastkapacitet

DeformationsegenskaperSS-EN 1996-1-1, 3.7.1

Elasticitetsmodulen E (sekantmodulen) bestäms genom provning. Om provningsvärden inte finns tillgängliga får elasticitetsmodulen beräknas som KE x fk

Värden på KE EKS 10, 3.7.2

E long term = E / (1+ Ø )

8

Ø är slutkryptalet

Långtids E-modul:

Korttids E-modul:

E = KE x fk

Skjuvmodulen:

Får väljas till 40% av E-modulen

Materialegenskaper:SS-EN 1996-1-1, 3.7.4/EK6-handboken

Egenskaper hos ifyllnadsbetongSS-EN 1996-1-1, 3.3.3

Bestäms genom provning av betongprismor

Om provningsdata inte finns får följande värden på karakteristisk tryckhållfasthet respektive skjuvhållfasthet användas:

Hållfasthetsklass C15/12 C16/20 C20/25 C25/30 (eller starkare)

fck (MPa) 12 16 20 25

fcvk (MPa) 0.27 0.33 0.39 0.45

Ifyllnadsbetong

T.ex. i U-block, eller hålrumsblock för vertikalarmering, bättre ljudisolering

• Alla hålrum ska vara fyllda

• Max ballaststorlek ej större än 20, för hålrum <100: 10 mm

• Råd avseende sättmått och utbredningsmått

• Beakta betongens krympning efter gjutning

• Sprickfördelande armering om betong gjuts i långa, sammanhängande konstruktioner, tex balkar

• Förvattning kan behövas vid igjutning av starkt sugande murverksmaterial

Armering i murverkskonstruktionerSS-EN 1996-1-1, 3.4.1

• Får vara kolstål eller austenitiskt, rostfritt stål• Krav anges för olika miljöklasser• Släta stänger eller kamstänger• fyk enligt bilaga C, SS-EN 1992-1-1

Förankringskapacitet i armering som inbäddas i betongSS-EN 1996-1-1, 3.6.4

Bestäms genom provning. Om inte detta skett kan följande värden användas, för betongtvärsnitt med minst 150 mm tvärmått.

Betonghållfasthetsklass C15/12 C16/20 C20/25 C25/30 eller starkare

fbok för slätt kolstål (MPa) 1.3 1.5 1.6 1.8

fbok för kamstänger och 2.4 3.0 3.4 4.1rostfria stålstänger (MPa)

Förankringskapacitet, armering som inbäddas i murbrukSS-EN 1996-1-1, 3.6.4

Hållfasthetsklass M2-M4 M5-M9 M10för murverk

fbok för släta stänger 0.5 0.7 1.2 av kolstål (MPa)

fbok för kamstänger och 0.5 1.0 1.5rostfria stålstänger (MPa)

lb

bod

yd

b4 f

fl

Om dragspänningen är lägre än fyd får förankringslängden minskas i proportion därtill, dock inte mindre än 0.3lb, 10 Ø eller 100 mm