Järnbalk HEA / HEB / IPE under utbyggnad - dimensioneringshjälp

[Albireo]

Hej!
Har en utbyggnad som är 8x4m

Inloggade ser högupplösta bilder

Logga in

Skapa konto

Gratis och tar endast 30 sekunder

Under den kommer jag att gräva en källare (av olika orsaker)
För att lyckas med mitt projekt kommer jag att behöva en balk nästan mitt under huset.
Idag finns en befintlig syll (som jag - just nu - inte vet höjd / bredd på)
Den håller upp golvåsarna. - Vad jag förstår är takstolarna självbärande, dvs. vikten kommer inte på balken utan ytterväggarna.
Under syllen (som ligger på hålstenen på bild) tänkte jag placera en järnbalk för att få fri golvyta.

Inloggade ser högupplösta bilder

Logga in

Skapa konto

Gratis och tar endast 30 sekunder

Började planera för en limträbalk (men i sommar är det inte läge att köpa en sådan)
Så jag måste skaffa en järnbalk. (sedan kanske järnbalk ger något lägre bygghöjd?)

Söker en passande typ (HEA / HEB / HEM / IPE) som bygger minst på höjden.
Är det stor prisskillnad på balkarna?
Har försökt uppskatta vikten som ska bäras upp, men hamnar med god marginal på ca 2000kg - 2500kg
Balken bör vara ca 4m + upplägg
Vad behövs mer för att dimensionera balken?

 

[Hedberge]

Ett tråkigt svar men jag rekomenderar att kontakta en konstruktör.

 

[Albireo]

Något förslag?

De jag har kontaktat svarar "för litet projekt"...
Kommer den kontakten bli dyrare än balken?

Det jag tror är problemet är att konstruktören inte har "full koll på läget" och måste ge "garanti" på projektet.
Om det hade varit ett nybygge hade hen fått "full kontroll" och vetat laster som ska matas in i ett program.
Nu ingår det en massa antaganden och "känsla"...

 

[coccon]

Något förslag?

De jag har kontaktat svarar "för litet projekt"...
Kommer den kontakten bli dyrare än balken?

Det jag tror är problemet är att konstruktören inte har "full koll på läget" och måste ge "garanti" på projektet.
Om det hade varit ett nybygge hade hen fått "full kontroll" och vetat laster som ska matas in i ett program.
Nu ingår det en massa antaganden och "känsla"...

Verkar känsligt att svara på frågor som denna så jag ska försöka ge ett svar utan att gå utanför acceptabla gränser.

Priset för en balk är, enligt mig, väldigt lågt. Problemet brukar bli frakten men om du kan få balken kapad från fabrik så kan det kanske bli lite rimligare.

Problem nummer två är att det kan vara svårt att beräkna den korrekta lasten på balken, både den statiska (konstant) och dynamiska (varierande).
Det är inte tillräckligt att göra en beräkning efter vad du tror att du kommer använda ovanliggande konstruktion till för då är risken att scenariot blir väldigt tråkigt för någon annan användare i framtiden. Gör som baloo och ta i från tårna när du beräknar max belastning!

Problem nummer tre är att få till en fullgod infästning av balken där underlaget tåler lasten och inte ger vika för tidens tand.

Vad väldigt försiktig och självkritisk om du bestämmer dig för att ge dig på arbetet!
Med dessa klausuler avklarade kan vi hoppa vidare till dimensionering...

Jag hade ritat upp ett sk. TM-diagram och gjort beräkningen. (tvärkraft och momentdiagram)
Googlar du på det så får du fram allt du behöver veta.
Är du mer praktiskt lagd och vill ha ett mindre teoretiskt tillvägagångssätt hade jag laddat hem gratisversionen av Autodesk fusion 360 och ritat upp balken och placerat ut krafterna. Vill du snedda kan ladda ner en step-fil på en balk och importera.
Det går faktiskt mycket snabbare och enklare än man tror alternativt så är det jag som är arbetsskadad.

Dock så kvarstår problemet att dimensionera för rätt last. Får hoppas att folket på forumet inte går bananas när jag skriver detta men det går ju att höfta.
Är du stressad/bekväm/lat kan du göra en snabb beräkning och utgå ifrån och sen överdimensionera ordentligt. T.ex. Multiplicera din beräknade vikt på ovanstående konstruktion med PI och/eller därefter lägga på en säkerhetsfaktor (multiplicera med mellan 3-10)!
Tänk på att balken alltid kommer att böja sig, frågan är bara hur mycket man vill acceptera.

Sista utvägen som fungerar hyfsat är att välja en balk med samma bygghöjd, eller steget under, som en träregel i C24-virke. Är regeln stark nog för att hålla så är garanterat balken det också.

Dock så brukar det sluta med att om ovanliggande konstruktion inte måste vara helt stum och inte består av 1-2dm betong använder jag träregel alternativt limträbalk (beroende på spännvidd). Vill man ha det styvare minskar man CC mellan reglerna. (har kört ner till CC 300mm och även dubbel-limmat träregel som jag sen dragit ihop med bultar.
Kostnaden för materialet brukar vara det minsta problemet även om priset för trä har gått upp markant.

Lycka till!

 

[justusandersson]

En primärbalk av det slaget (som i sin tur ska bära upp befintliga golvbjälkar) bör dimensioneras efter en mycket begränsad nedböjning. Balklasten blir ca 12 kN/m vilket gör att du landar på en HEA200 eller en HEB180. HEM och IPE är inte intressanta i sammanhanget. Du måste också kontrollera att upplagen klarar de laster som blir aktuella.

 

[coccon]

En primärbalk av det slaget (som i sin tur ska bära upp befintliga golvbjälkar) bör dimensioneras efter en mycket begränsad nedböjning. Balklasten blir ca 12 kN/m vilket gör att du landar på en HEA200 eller en HEB180. HEM och IPE är inte intressanta i sammanhanget. Du måste också kontrollera att upplagen klarar de laster som blir aktuella.

Av ren nyfikenhet, vad har du räknat på för last, vilken säkerhetsfaktor och vad får du för fmax?
Räknar man det hela helt enkelt som en utbredd last?

Är det någon mening med att fixera de befintliga golvbjälkarna i balken eller ska den enbart spännas upp emot dessa?

Kanske kan lära mig något då jag inte van vid att dimensionera till huskonstruktioner...

 

[justusandersson]

Dimensionering med hänsyn till bruksgräns. Nyttig last plus egenvikt bör vara 3 kN/m2. Jag har räknat med en max nedböjning på L/600 på balken eftersom det är en primärbalk som ska ersätta en grundmur.

 

[Albireo]

Tack för Ert engagemang! (det blir kanske inte många som orkar läsa mitt "resonemang"...
Men känner att jag behöver förtydliga en del saker.)

Verkar känsligt att svara på frågor som denna så jag ska försöka ge ett svar utan att gå utanför acceptabla gränser.

Priset för en balk är, enligt mig, väldigt lågt. Problemet brukar bli frakten men om du kan få balken kapad från fabrik så kan det kanske bli lite rimligare.



Problem nummer två är att det kan vara svårt att beräkna den korrekta lasten på balken, både den statiska (konstant) och dynamiska (varierande).
Det är inte tillräckligt att göra en beräkning efter vad du tror att du kommer använda ovanliggande konstruktion till för då är risken att scenariot blir väldigt tråkigt för någon annan användare i framtiden. Gör som baloo och ta i från tårna när du beräknar max belastning!

Problem nummer tre är att få till en fullgod infästning av balken där underlaget tåler lasten och inte ger vika för tidens tand.

Vad väldigt försiktig och självkritisk om du bestämmer dig för att ge dig på arbetet!
Med dessa klausuler avklarade kan vi hoppa vidare till dimensionering...

Jag hade ritat upp ett sk. TM-diagram och gjort beräkningen. (tvärkraft och momentdiagram)
Googlar du på det så får du fram allt du behöver veta.
Är du mer praktiskt lagd och vill ha ett mindre teoretiskt tillvägagångssätt hade jag laddat hem gratisversionen av Autodesk fusion 360 och ritat upp balken och placerat ut krafterna. Vill du snedda kan ladda ner en step-fil på en balk och importera.
Det går faktiskt mycket snabbare och enklare än man tror alternativt så är det jag som är arbetsskadad.

Dock så kvarstår problemet att dimensionera för rätt last. Får hoppas att folket på forumet inte går bananas när jag skriver detta men det går ju att höfta.
Är du stressad/bekväm/lat kan du göra en snabb beräkning och utgå ifrån och sen överdimensionera ordentligt. T.ex. Multiplicera din beräknade vikt på ovanstående konstruktion med PI och/eller därefter lägga på en säkerhetsfaktor (multiplicera med mellan 3-10)!
Tänk på att balken alltid kommer att böja sig, frågan är bara hur mycket man vill acceptera.

Sista utvägen som fungerar hyfsat är att välja en balk med samma bygghöjd, eller steget under, som en träregel i C24-virke. Är regeln stark nog för att hålla så är garanterat balken det också.

Dock så brukar det sluta med att om ovanliggande konstruktion inte måste vara helt stum och inte består av 1-2dm betong använder jag träregel alternativt limträbalk (beroende på spännvidd). Vill man ha det styvare minskar man CC mellan reglerna. (har kört ner till CC 300mm och även dubbel-limmat träregel som jag sen dragit ihop med bultar.
Kostnaden för materialet brukar vara det minsta problemet även om priset för trä har gått upp markant.

Lycka till!

1) Priset kanske "ligger sist" i prioriteringen.
Låg balkhöjd och vikt ligger högst (med en fungerande balk)

2) Har försökt göra en uppskattning på den belastning som balken kommer att belastas med.
Började med limträbalken
Försökte hitta en lösning på byggbeskrivningar.se (om limträbalkar) https://www.byggbeskrivningar.se/dimensionering/oppning-innervagg-2-planshus/
Valde följande .:

• Tungt träbjälklag (ovanför är det två rum - ett med klinker)
• Bostad - vistelselast
• L1 = 4000 mm
• H = 2100
• B = 8000
• B1 = 4000
• Taklutning = 18grader

Det enda värdet jag tycker är relevant för denna balk är är L1 (och möjligen B1)
Takstolarna tror jag är självbärande och tynger ytterväggarna.
Resultatet blev en last på drygt 4000kg (upplever att det är i klass med vad hela utbyggnaden väger)
Det närmaste jag kom var en limträbalk på 315 x 140 x 4000mm (räknade inte med upplag.)
Önskar att balken bygger ned så lite som möjligt, för att inte förlora för mycket i takhöjd.
_____________________________________________________________________________

Det enda (som jag kan förstå) är att golvåsarna vilar på en syll som finns "i mitten".
Ovan golv, finns ett rum med klinker och kakel, samt några garderober och en tunn innervägg mellan garderoberna och ett sovrum...

Den belastning som balken ska bära upp kan inte vara 4ton. (Hur mycket väger då hela utbyggnaden på 4x8m)?
Allt som vilar på stenfoten / hussockeln kan räknas bort. dvs. yttertak / tak och ytterväggar. Kvar finns golvåsar, golv och lite innerväggar.

Ett försök till överslag (med många antaganden)
Beräkning av vikt för golvåsar - Antag 7st golvåsar på 2x4m (delade i mitten = 8m)
Antag dimensionen 2"x6" dvs. 50x150mm (0,15*0,05*8*7=0,42m3)
Antag att vikten på träet är 450kg/m3
Det skulle medföra att golvåsarna väger 189kg (varav halva vikten vilar på hussockeln)
Belastningen på balk => 100kg (uppskattning)
Antag att golvet väger lika mycket => 100kg på balken (uppskattning)
Antag att garderoberna som står i mitten av byggnaden väger lika mycket = 100kg
Sedan kommer vi till det kaklade rummet (med uppskattade mått) 3m djupt 2,3m högt och 3,5m bredd samt att kaklet/klinkern väger 21kg/m2.
Korta väggen är 3m djup * 2,3m hög * 21kg * 2st väggar ~ 290kg
Långa väggen är 3,5m lång * 2,3m hög * 21kg * 2st väggar ~ 340kg
Totalt ca 650kg vara halva vikten vilar på ytterväggarna = 325kg (har inte räknat bort öppningar / dörrar och fönster)
Kanske måste lägga till fog - uppskatting 50kg?
Ok - det finns ett tvättställ och en toa och en säng (med största vikten mot yttervägg) Men upskattar 100kg på balk

Oj jag glömde att vi hade kalas så 6st vänner på 100kg var hälsar på och alla ville stå mitt i utbyggnaden (garderoben). => 600kg
Antag att jag vill lyxa till det med ett bubbelkar på 800kg (dock kommer största vikten att hamna mot yttervägg i detta fall - där avlopp är osv.)
Men vi säger 500kg på balken.

(Innertaket hänger nog på takåsarna?)

Nu finns följande uppskattad belastning på balken .:

• Golvåsar 100kg
• Golv 100kg
• Garderober och innerväggar 100kg
• Kakel 350kg
• Fog 50kg
• Toa tvättställ 100kg
• Vänner 600kg
• Bubbelkar 400kg

Total statisk belastning av balk .: 1800kg
Vet inte var de resterande 2200kg kan hittas. (enligt trä guiden)

Min beräkning stannar på 1800kg (om jag inte summerat fel)
Upplever att redan i denna uppskattning finns "marginal".

Det andra som påverkar hållfastheten är den befintliga "syllen" ovanför hålstenarna.
Har skattat att den är lika bred som syllen efter yttervägg 130mm (och borde vara ungefär lika hög som golvåsarna kanske 150mm? höga). Den i sig kommer att bära upp en belastning.
Vilken balk skulle fungera med denna belastning? Allt annat grövre skulle öka "marginalen".
Antag att belastningen på balken ökar 1000kg - vilken balk hamnar man då på?

Hur mycket kommer den befintliga syllen att "bära"? (enda jag kan säga är att den kommer att hjälpa till - och höja "marginalen" ytterligare, men infästning av den i respektive vägg är dålig / obefintlig.)
Eftersom vikt för mig är en begränsning - En tyngre balk blir svårare att hantera "för hand".
En överdimensionerad balk ger förmodligen en lägre takhöjd (som alltid kommer att märkas).
Kanske måste acceptera en balk på 300kg, för att klara en belastning på 2000kg???

____________________________

Skulle gärna göra egna beräkningar .:
Nedböjningen vid utbredd/linje last har följande formel .: 5 Q L³ / ( 384 E I )

• Q = last [N] (antagen)
  
• L = Längd [mm] (befintligt mått)
  
• E = Stålets elastitestmodul [N/mm2] (?)
  
• I = Balkens tröghetsmoment [mm4] (Hämtas från tabell IA)

Nedböjningen vid punktlast har formeln .: P x L³ / ( 192 x E x I )

• P = last [N] (antagen)
  
• L = Balkens längd mellan stödpunkterna när punktlasten är i mitten [mm]
  
• E = Stålets elastitestmodul [N/mm2] (?)
  
• I = Balkens tröghetsmoment [mm4] (Hämtas från tabell IA)

Samma här - Stålets elastitetsmodul E (Var finns den informationen?)

3) Rätt - infästningen är avgörande. (men upplever fortfarande att belastningen är måttlig - typ 1000kg/ände)
Jag hade tänkt att balken skulle få vila på respektive stenmur (ingen bult mellan balk och mur).

Har tittat på TM-diagram (och formler) - inte helt fel väg att gå - dock hittade jag inget "passande" exempel.
De exempel jag hittat, grundar sig på "bro konstruktioner" med möjlighet till längdförränding.
(vet inte om det blir samma beräkningar och formler i detta fall)

Laddade ned Autodesk och lyckades (till sist) få möjlighet att "rita något".
Har inte rett ut vad en "step-fil" är för något eller var den finns att hämta. (en "färdig" balk av HEA / HEB / HEM / IPE) är att föredra - Då kanske dess "inbyggda" värden följer med?
Men det kommer att ta en stund innan första testet av balk blir möjligt för mig.

En primärbalk av det slaget (som i sin tur ska bära upp befintliga golvbjälkar) bör dimensioneras efter en mycket begränsad nedböjning. Balklasten blir ca 12 kN/m vilket gör att du landar på en HEA200 eller en HEB180. HEM och IPE är inte intressanta i sammanhanget. Du måste också kontrollera att upplagen klarar de laster som blir aktuella.

Med dessa laster klarar inte mina tänkta upplägg.- mina domkrafter kommer att svika mig.
Det skulle innebära att hela balken blir belastad med nästan 48.000kg (vad väger då hela byggnaden?)
Det som jag tror väger mest är ytterväggar med tegeltak med mycket snö...

Klarar verkligen HEA200 / HEB180 denna belastning?
Vilken nedböjning skulle det kunna bli?
Själv har jag lite svårt att se problemet med en nedböjning på ett par cm.

 

[justusandersson]

Totala lasten på balken blir ca 48 kN, dvs 4800 kg. Om man accepterar för stor nedböjning när man ersätter en mur med en balk så kommer det att bildas en grop i mitten av golvet. Jag skulle välja en HEA 200. Den är endast 10 mm högre än HEB 180, men 8 kg mindre vikt per meter och har en bredare fläns vilket minskar trycket på upplaget.

 

[Albireo]

Totala lasten på balken blir ca 48 kN, dvs 4800 kg. Om man accepterar för stor nedböjning när man ersätter en mur med en balk så kommer det att bildas en grop i mitten av golvet. Jag skulle välja en HEA 200. Den är endast 10 mm högre än HEB 180, men 8 kg mindre vikt per meter och har en bredare fläns vilket minskar trycket på upplaget.

Bra tanke ang. val av balktyp. Rätt ang. vikten! Tack! (blev fel av mig).
- Men jag förstår fortfarande inte var belastningen kommer från.
5 ton av innerväggar och golv samt att bärigheten hos den befintliga balken verkar bara bli en "belastning"
Vad väger då hela utbyggnaden? (Delar av huset i bakgrunden hade jag inget problem att lyfta med en 12ton domkraft.)

 

[justusandersson]

Den största delen av lasten kommer från det man kallar "nyttig last". Det är det samlade värdet av bjälklagets användning, dvs möbler och personer. Där räknar man schablonmässigt med 2 kN/kvm i bostäder. Stora delar av utbyggnadens vikt inklusive taklaster hamnar på långsidornas grundmurar och påverkar inte balkens dimensionering.

 

[Albireo]

Den största delen av lasten kommer från det man kallar "nyttig last". Det är det samlade värdet av bjälklagets användning, dvs möbler och personer. Där räknar man schablonmässigt med 2 kN/kvm i bostäder. Stora delar av utbyggnadens vikt inklusive taklaster hamnar på långsidornas grundmurar och påverkar inte balkens dimensionering.

Bra med schabloner, dock är de lite "fyrkantiga" och inte alltid lätt att använda vid renovering situationer.
Ingen aning vad som ingår i 200kg/m2.
Med detta som grund skulle vi få följande belastning .: 200kg/m2 x 4m x 8m = 6400kg.
Omkretsen på utbyggnaden är 4m + 8m + 4m + 8m = 24m, Längden på balken = 4m dvs. det finns totalt 28m syll som utbyggnaden idag vilar på.
Hur mycket nedböjning av balken kan vara "acceptabelt"?

 

[witten]

Även om nyttiga laster kanske är schabloner så är de också normkrav, dvs inte frivilliga. Gäller även vid ombyggnad. I 200 kg/m² ingår möbler och personer, men ej mellanväggar, installationer och golvbeläggning mm.

 

[Albireo]

Tack för Er tid och engagemang!
Av dessa 6400kg. Kommer 4000kg att hamna på denna balk?
Hur mycket kommer den befintliga syllen att bära upp?
Det är "på gräns" att den befintliga balken klarar lasten. (men den får höja säkerheten.)
Vilka regler finns runt "nedböjning" L/200 L/400 eller?

 

[Albireo]

Har gjort ett kalkylblad för att få en känsla över olika typer av balkar. (Lasten i beräkningen har jag satt till 2000kg)

Inloggade ser högupplösta bilder

Logga in

Skapa konto

Gratis och tar endast 30 sekunder

Dock har jag ingen känsla hur mycket den befintliga syllen kommer att bära upp
Eller kommer den att skapa två punktlaster i var sin ände?

Finns det någon liknande formel för träbalkar / limträ? (nu är detta en "vanlig" träsyll)