Andra generationen av eurokoderna för kallformade profiler i stål och aluminium, Eurokod 3 – Del 1–3 och Eurokod 9 – Del 1–4 innehåller nya avsnitt som behandlar trapetsprofilerad plåt med överlapp över stöden. Möjliga system med överlapp och effekten av dessa på bärförmågan diskuteras nedan.
Dubbla överlapp – enkla överlapp – kontinuerlig plåt
Det finns två huvudsakliga statiska överlappande system för plåtar: Dubbel överlapp DOL och enkel överlapp SOL. Se figur 1. Normalt används fritt utkragade nedre plåtar SOL-L där fästelement vid den utkragade änden kan utelämnas eftersom det blir kontakttryck mellan de två plåtarna.
Figur 1 Dubbla och enkla överlapp
Statiskt system för trapetsprofilerade plåt med överlapp vid stöden. Ett statiskt system enligt Figur 2 används där fästelementen i ändarna modelleras som fjädrar med fjäderstyvheten för fästelementen i profilens botten som
EN 1999-1-4 (8.33)
där är en konstant som beror på var skruvarna sitter (0,07 vid en rad med skruvar, 0,13 vid två),
är brickans diameter,
är plåtens tvärsnittshöjd och
är den plana delen i profilbotten där skruven sitter.
För fästelement i profiltoppen bör hälften av det värdet användas och för fästelement i liven kan fjädern approximativt betraktas som styv.
Figur 2. Överlappssystem, last, överlapp med fjädrar, momentfördelning
Momentfördelning kan beräknas:
- med FEM
- analytiskt
- approximativt som kontinuerlig plåt
På grund av dubbla plåtar är styvheten i det överlappande området större än för kontinuerlig uppläggning, vilket resulterar i större moment vid stöden. Å andra sidan resulterar deformationen i infästningarna i en minskning av stödmomenten.
Skruvarna i slutet av överlappen kan placeras i liven, i profiltoppen eller i profilbotten. Se Figur 3.
Figur 3. Fästelement i profilliv, profiltopp och profilbotten
Stödreaktion
Om skruvarna placeras i profiltopp eller i liven, lyfter den övre plåten den nedre plåten vid stödet. Detta innebär att den vertikala belastningen i liven minskar, och då minskar inverkan av stödreaktionen.
Figur 4. a) Enkelt överlapp med fästelement i liven b) Enkel överlapp med fästelement i profilbotten
Om skruvarna placeras i profilbotten, blir resultatet det motsatta. Kraften som lyfter verkar tillsammans med reaktionskraften, vilket minskar bärförmågan för stödreaktionen. Se figur 4b.
I det här fallet bör den lyftande kraften läggas till stödreaktion i interaktionsformeln för böjning och stödreaktion. Se figur 4b.
Dubbla överlapp
Fästelementen ska placeras i liven och spridas över livhöjden för att följa skjuvspänningsfördelningen så nära som möjligt, se figur 5b). Annars finns det en risk för brott som i figur 5c). Av ergonomiska skäl sätts skruvarna i praktiken mellan livvecken, se figur 5b.
Figur 5. a) Dubbla överlapp, b) fästelement i liven och c) buckling på grund av placering av fästelement för nära toppen.
Jämförelser mellan olika överlappssystem, exempel
Figur 6. Inverkan på momenten av skruvplacering vid enkel överlapp
Momentfördelningen beror på positionen för skruvarna:
- Enkel överlapp med fästelement i liven är ungefär densamma som för en kontinuerlig plåt.
- Fästelement i profiltoppen ger mindre stödmoment.
Figur 7. Inverkan på momenten av skruvplacering vid dubbel överlapp
Dubbel överlapp ger upp till 10% större moment vid stödet än för det kontinuerliga fallet. Momentet i ytterfältet påverkas i mycket liten grad.
Fördelar
Plåt i fem fält enligt Figur 8 är beräknad för olika överlappar och positioner av skruvar i överlappen. Jämför i Tabell 1 där stödmomentet är momentet vid det första inre stödet, utnyttjandegraden gäller vid samma stöd, rangordning hänvisar till denna utnyttjandegrad, utnyttjande vid de yttersta fälten och nedböjning i detta fält. Som förväntat ger dubbla överlapp den bästa bärförmågan, men man bör tänka på att mängden plåt vid DOL är upp till 20 % större än för en kontinuerlig plåt och 10% vid SOL. Även om detta tas i beaktande blir rangordningen densamma. Därför kan ett optimalt system vara ett med dubbla överlapp i de första innerstöden och enkel överlapp i resten. I många fall är momentet i ytterfälten större än i övriga delar längs byggnaden. Detta gäller t ex vid lika spännvidder i anslutande fält. Se höger ände i figur 8. Vid vänster ände gäller inte detta eftersom andra fältet är längre än de övriga. För att ta hänsyn till större moment i enskilda fält kan tjockare plåt, extra sidöverlapp eller dubbel plåt användas där.
Figur 8. Plåt I fem fält (olika spännvidder) med dubbla överlapp vid yttersta inre stöden och enkel överlapp vid de övriga inre stöden
Tabell 1. Olika system för överlapp
| No | Placering av skruvar | System | Moment vid första inner-stöd | Utnyttjande-grad vid stöd | Rangordning | Utnyttjande-grad i end-fält | Nedböjning i end fält |
| 1 | Enkel överlapp, profiltopp | 5004 | 0,61 | 3 | 0,75 | 0,62 | |
| 2 | Enkel överlapp, profilbotten | 6283 | 0,94 | 5 | 0,71 | 0,56 | |
| 3 | Enkel överlapp, liv | 6988 | 0,59 | 2 | 0,67 | 0,51 | |
| 4 | Dubbla överlapp, liv | 7326 | 0,44 | 1 | 0,68 | 0,49 | |
| 5 | Kontinuerlig plåt | 6787 | 0,84 | 4 | 0,77 | 0,53 | |
| 6 | Fritt upplagd i alla fält | – | – | 6 | 1,09 | 1,04 |
Fördelar med överlappssystem
- dubbel överlapp där momenten är som störst normalt vid de yttersta inre stöden, enkel överlapp (eller annat) vid övriga stöd;
- större spännvidd blir möjlig;
- tjockare plåt kan användas i de yttre fälten;
- extra sidöverlapp (Figur 9) eller dubbel plåt i utvalda fält;
- risken att plåten faller ner vid överbelastning blir liten eftersom det finns flera skruvar i anslutning till livet.
Figur 9. Sidöverlapp
Referenser
[1] CEN/TC250, EN1993-1-3: 2025 Eurocode 9: Design of steel structures – Part 1–3 Cold-formed structures 2025.
[2] CEN/TC250, EN1999-1-4:2025 Eurocode 9: Design of aluminium structures – Part 1–4 Cold-formed structures 2025.
Författare
Torsten Höglund
