Statiska modeller
Statisk kalkylering och mekaniska brottmodeller
När man konstruerar ett Ljudgolv är det inte bara den akustiska funktionen som måste övervägas. Mjuk- och tjockisolering ger väldigt bra akustiska värden, men är inte alltid bäst ämnade för att bära någon vikt. Ett bra Ljudgolv är därför en god kompromiss mellan akustiska- och styrkeegenskaper.
Isoleringsmaterialen som vi har fört in i Ljudkalkyleringsprogrammet, såsom Weber Ljudgolv (Stepisol), tunna Ljudgolv (Ljudmatta Floor 4955) och Komfortgolv är bra kombinationer av dessa egenskaper för bostäder, kontor och offentliga byggnader Ju tyngre belastning, desto tunnare och styvare bör isoleringen vara och desto tjockare måste fördelningsplattan på ovansidan vara. En ökad massa hos plattan förbättrar också den akustiska funktionen. Med tyngre platta kan vi kompromissa lite med de akustiska egenskaperna av själva isoleringsmaterialet.
Eftersom isolering normalt är billigare än att lägga pumpad avjämningsmassa, används sällan tjocka plattor av akustiska skäl i normala bostadsområden.
Extern belastning kan indelas i:
- Punktlast (koncentrerad)
- Utbredd last
- Dynamisk last
Punktbelastning (kN) orsaka två typer av brott:
- Stansning (rakt igenom en golvplatta) eller
- Böjningsbrott i mitten, vid kanten eller vid hörnan av plattan.
Stansning
Stansning förekommer om belastningen, T. ex. överskrider den rena stresskapaciteten τ. ex området A av den stansade konen.
Belastningen nödvändig för att stansa ett Weber Ljudgolv är vanligen i magnituden av > 10 kN, d.vs mer än 1 000 kg belastning av en 25 x 25 mm punkt. Sådan belastning existerar inte i normala kommersiella byggnader.
- Stansningsbrott av Ljudgolv är inte ett problem i normala bostads- och komersiella byggnader.
- Böjningsbrott vid kanten av ett Ljudgolv
med 9 kN punktbelastning.
Böjbrott och moment
Böjningsbrott förekommer vanligen under byggnadsprocessen, när tunga pallar av väggipsskivor flyttas, knuffas ner från tröskeln på kanten av ett Ljudgolv.
Plattans förmåga att ta upp böjmoment ökar upphöjt med 2 av tjockleken hos plattan, d.vs M är proportionell till h². Därför är en 40 mm platta 4 gånger styvare än en 20 mm platta, men eftersom den underliggande isoleringen är del av böjningsstödet är det inte möjligt att ge en standardformel för att beräkna vilken punktbelastning som konstruktionen tål. För en mer exakt kalkylering, måste geometrin och materialen modelleras i en FEM-analys, vilket inte är praktiskt att göra för normala byggnader.
Istället, med hjälp av praktiskt utförda provningar kan vi konstatera vilka belastningar som konstruktionerna kan ta. Intill nedanstående illustrationer finns resultaten från provningarna. Samtliga resultat bygger på min 25 mm fiberförstärkt avjämningsmassa typ Floor 4310 eller 4320 på en mineralull med densitet om 140 kg/m³.
Böjbrott, mitten
-
Böjbrott, kant
Vid denna typ av brottsbild uppkommer brott i avjämningsmassan vid punktlaster 3…6 kN.
-
Böjbrott, hörn
Vid denna typ av brottsbild uppkommer brott i avjämningsmassan vid punktlaster 2,5…6 kN.
Detta är normalt mer än vad som behövs för normal belastning under användning av byggnaden. Fortfarande är det dock förnuftigt att lägga ner plywood eller liknande plattor över trösklarna under byggnadsprocessen om belastningen är tung.
Utbredd last
Utbredd last (kN/m²) orsakar vanligen jämn belastning (kompression) av isoleringsplattan. Enligt BBR skall golv i allmänna lokaler som sjukhus och kontor dimensioneras för en utbredd last motsvarande 400 kg per m². Vid denna last komprimeras 20 mm Stepisol till 18,8 mm.
Isoleringsplattor är klassificerade enligt hur mycket distribuerad belastning de kan motstå med en kompression av 10 %. För en 30 mm tjock platta, utgör 10 % 3 mm, och om plattan är klassificerad som 60 eller 100 kN/m², kan vi se att 6 eller 10 ton belastning per m² är onormalt hög belastning i byggnader, vilket fortfarande inte skadar våra golv.
Utbredd last är huvudsakligen intressant för belastningsbärande strukturer, sällan för våra flytande plattor.
Dynamisk last
Provas enligt EN 1818 med en last om 1,2 kN under 10 000 cykler. Golvkonstruktionens förmåga att klara av utmattning från rullande hjullaster ex. sjukhus, kontor samt lätt industri m.fl.
Sammanfattning av yttre krafter och brottsmodeller
I normala hem- och kontorsfastigheter fungerar standard stegljudsisoleringsplattor i ungefärlig tjocklek av 5-10 mm, i kombination med en 25-35 mm Weber pumpbar avjämningsmassa bra.
Emellertid, de flesta sprickorna orsakas inte av extern belastning. Läs mer om krökning och sprickbildning samt krympning på sidorna
