Fackverk i stålrör

Metod för beräkning av fackverk i stålrör

Kalkylatorn för fackverk i stålrör beräknar geometrin för ensidigt och dubbelsidigt lutande fackverk av profilrör. Den bestämmer överramens lutningsvinkel, måtten på delarna i den yttre ramen, vertikala ståndare och diagonala stag samt den sammanlagda längden på stålrören.

Beräkningen hjälper till vid framtagning av ritningar och kapmått för fackverk till skärmtak, entrétak, yttertak och andra stålkonstruktioner. Alla geometriska mått beräknas i millimeter.

Riktvärden och rekommendationer

Fackverkets geometri och lutningsvinkel

Yttre ram. Beräkningen utgår från fackverkets horisontella längd A, höjden H₁ och höjden H₂. Underramen är horisontell, medan överramen består av lutande delar. Höjdskillnaden är absolutbeloppet av skillnaden mellan de två höjderna.

Ensidigt lutande fackverk. Överramen har en enda lutande del längs hela konstruktionen. Vinkeln mot horisontalplanet beräknas så här:

α = arctan(|H1 - H2| / A)

Dubbelsidigt lutande fackverk. Överramen består av två symmetriska lutande delar som möts i mitten. Höjden H₁ gäller mitten och H₂ gäller ändarna. Eftersom varje takfall upptar halva den horisontella längden beräknas vinkeln så här:

α = arctan(|H1 - H2| / (A / 2))

Vinkeln visas i grader med en noggrannhet på 0.1°. Med samma längd och höjdskillnad blir vinkeln större för ett dubbelsidigt lutande fackverk, eftersom samma höjdskillnad fördelas över halva den horisontella sträckan.

Bestämning av mått för delarna i den yttre ramen

Lutande ramdelar. Den geometriska längden på en lutande del beror på dess horisontella projektion och höjdskillnaden. Avståndet mellan ändpunkterna beräknas med Pythagoras sats:

L = √(a2 + ΔH2)

Här är a den horisontella projektionen i mm och ΔH höjdskillnaden i mm. För ett ensidigt lutande fackverk motsvarar projektionen hela längden A. För varje halva av ett dubbelsidigt lutande fackverk är den halva denna längd.

Kapmått. När enskilda delar ritas tas hänsyn till profilhöjden i fackverkets plan. Konturerna bildas vid skärningspunkter mellan lutande och horisontella linjer. Kapmåtten baseras därför på delarnas verkliga geometri och inte bara på avstånden mellan centrumlinjerna. För lutande delar mäts längden efter att konturen har roterats till horisontellt läge.

Ändstavar. Deras mått bestäms av geometrin i anslutningen mellan över- och underram. I ett ensidigt lutande fackverk har ändstavarna olika höjd, medan de är lika i ett symmetriskt dubbelsidigt lutande fackverk.

Placering och beräkning av inre ståndare

Ståndarnas placering. Fackverkets inre delas upp i lika stora fack med hänsyn till ståndarnas bredd. I ett ensidigt lutande fackverk fördelas de längs konstruktionens längd. I ett dubbelsidigt lutande fackverk placeras en ståndare i mitten och de övriga bildar symmetriska par.

Ståndarnas längd. För varje ståndare bestäms avståndet mellan över- och underramens innerkanter där ståndaren placeras. Överramens lutning och ståndarens bredd tas med i beräkningen. Ståndare i olika fack kan därför få olika längd.

Begränsning för placeringen. Det beräknade avståndet mellan ståndarna måste vara större än deras bredd. Om utrymmet inte räcker till skapas inte motsvarande delar. Det faktiska antalet delar beror alltså både på valt antal ståndare och på fackverkets tillgängliga geometri.

Utformning av diagonala stag

Stagens geometri. Diagonala stag placeras mellan över- och underram enligt ståndarnas fördelning. Riktningen för varje stag följer geometrin i dess fack och ändarna formas av linjerna där staget möter angränsande delar.

Beräkningen tar hänsyn till profilens tvärmått. Stagets ändpunkter bestäms med hjälp av skärningspunkter mellan geometriska linjer och sedan beräknas längden på den resulterande delen. Om geometrin inte medger ett stag med en tillåten vinkel mindre än 90° utelämnas delen.

Symmetri. I ett dubbelsidigt lutande fackverk bildar stagen på motsatta takfall spegelvända par. En uppsättning mått beräknas för varje par, men det totala antalet omfattar två delar.

Måttbegränsningar och antaganden

Minimimått. Kalkylatorn använder följande begränsningar när den geometriska modellen byggs upp:

• Fackverkets längd är minst tre gånger profilhöjden i den yttre ramen.
• Höjden H₁ är minst tre gånger profilhöjden och får inte vara mindre än H₂.
• Om H₂ inte överstiger profilhöjden i den yttre ramen sätts den lika med denna höjd. Om värdet är högre men inte överstiger det dubbla används två gånger profilhöjden.
• Om den angivna profilhöjden i den yttre ramen eller tvärmåttet för ståndare och stag är 10 mm eller mindre ersätts motsvarande värde med 80 mm.
• Tvärmåttet för ståndare och stag begränsas av det tillgängliga utrymmet mellan delarna i den yttre ramen.

Dessa begränsningar används för att skapa den geometriska modellen och är inte föreskrivna normmått för stålfackverk.

Rörprofiler. Samma profilhöjd används för över- och underramen. För ståndare och stag anges ett separat tvärmått. Det andra måttet hos ett rektangulärt rör påverkar inte den tvådimensionella geometrin.

Beräkning av antal delar och sammanlagd rörlängd

Antal delar. Varje geometriskt avvikande del får ett eget nummer. I ett symmetriskt dubbelsidigt lutande fackverk grupperas identiska spegelvända delar i par om 2 stycken. Enskilda delar räknas som 1 styck.

Sammanlagd längd. Den totala rörlängden beräknas separat för den yttre ramen, ståndarna och stagen. Längden på varje del avrundas till närmaste hela millimeter och multipliceras med antalet identiska delar. Därefter summeras värdena:

Ltot = Σ(ni × Li)

Här är n_i antalet identiska delar och L_i den avrundade längden för en del i mm. Summan omvandlas till meter genom division med 1000 och visas med en noggrannhet på 0.001 m, utan onödiga avslutande nollor.

En faktor på 1.00 används vid summeringen av längder. Inga extra tillägg för kapning, tillverkningsspel eller materialspill räknas in.

Europeiska standarder

Vid dimensionering av stålfackverk i Europa är bland annat EN 1993-1-1 ”Eurokod 3: Dimensionering av stålkonstruktioner. Allmänna regler och regler för byggnader” och EN 1993-1-8 ”Eurokod 3: Dimensionering av stålkonstruktioner. Dimensionering av knutpunkter och förband” relevanta. Utförandekrav, inklusive måttoleranser och arbetskvalitet, behandlas i EN 1090-2 ”Utförande av stål- och aluminiumkonstruktioner. Del 2: Tekniska krav för stålkonstruktioner”.

De beräknade måtten kan användas för att ta fram fackverkets detaljritningar. Vid framställning av arbetsritningar beaktas tillämpliga utgåvor av europeiska standarder och nationella bilagor.

FAQs

Varför är en lutande ramdel längre än fackverkets horisontella längd?

En lutande ramdel bildar hypotenusan i en rätvinklig triangel, så den geometriska längden ökar med höjdskillnaden. Ju större lutning, desto större är skillnaden mellan horisontell projektion och faktisk längd. Även geometrin hos ändkapningarna beaktas vid bestämning av kapmåttet.

Hur påverkar antalet ståndare fackverkets geometri?

Fler inre ståndare minskar avståndet mellan dem och ändrar måtten på de enskilda facken. Detta påverkar längderna på ståndare och stag samt det totala antalet delar. Vid planering av tillverkningen bör det finnas tillräckligt med utrymme mellan angränsande delar för deras förband.

Varför anges vissa delar som två stycken i ett dubbelsidigt lutande fackverk?

Ett dubbelsidigt lutande stålfackverk är symmetriskt kring sin lodräta mittaxel. Överramens delar, ändstavarna och vissa ståndare och stag bildar identiska spegelvända par. Kalkylatorn visar måtten för en del i varje par, men räknar med båda i den sammanlagda rörlängden.

Varför har stagen olika längd trots att avståndet mellan ståndarna är lika?

Längden på ett stag beror både på det horisontella avståndet mellan angränsande delar och på höjden i det aktuella facket. Den lutande överramen förändrar denna höjd längs konstruktionen. Profilbredden och ändförbandens geometri påverkar också kapmåtten.

Hur används den sammanlagda rörlängden vid materialplanering?

Den sammanlagda längden visar det totala rörbehovet för varje grupp av delar, med hänsyn till antalet identiska delar. Exempelvis innebär 12.5 m en sammanlagd kaplängd på 12500 mm, inte längden på ett enda rör. Värdet kan jämföras med tillgängliga handelslängder och den planerade kaplistan.