Stomsystem – så fungerar det

Systemets uppbyggnad

Ett stomsystem består av flera delar, bland annat balkar, pelare, bjälklag och grundläggning. Det är byggnadskonstruktören som är ansvarig för att stomsystemets alla separata delar fungerar tillsammans som det är tänkt. Det innebär att själva projekteringen av stomsystemet kräver stor kunskap och förståelse för hur stommens olika delar fungerar tillsammans, hur de tillverkas samt hur de enklast monteras.

Tanken med en byggnads stomsystem är att föra ner lasterna (vikterna) i marken, alltså ner till själva husgrunden. Vanligtvis beräknar man hur stor belastning byggnaden tål genom balktabeller, jämviktsekvationer och numerisk analys. Det är ett arbete som en ingenjör vanligtvis utför.

Kraft och spänning

När stomsystemet och hela konstruktionen belastas skapas olika typer av rörelser:

• Drag
• Tryck
• Skjuvning
• Böjning

Laster delas upp i normalkraft och normalspänning samt tvärkraft/skjuvspänning och böj- och vridmoment. Normalkraft och normalspänning innebär att ett material i husets stomme blir utsatt för en vinkelrät tryckkraft eller dragkraft. Normalkraft uppstår exempelvis i husets grund som blir utsatt för tyngden av själva huset som står rakt ovanpå.

Tvärkraft och skjuvspänning uppstår istället när en kraft parallellt belastar en yta. Då upplevs en skjuvspänning över ytan.

Böj- och vridmoment är inte lika vanliga belastningar men kan ändå uppstå i ett stomsystem. Det innebär att konstruktionen blir utsatt för böjning och vridning. Det är viktigt att känna till de olika spänningsbegreppen när man bygger hus eftersom de kan beskriva gränsvärdet för när ett material bryts, böjs eller trycks sönder. När ett material går sönder till följd av laster kallas det för brottsspänning.

Olika typer av laster

En byggnad måste tåla olika typer av laster, bland annat permanenta laster, vilket är själva huset. Det finns även variabla laster, vilket kan vara tyngden från inredning och människor. Den här typen av laster kan vara tillfälliga med olika varaktighet. Andra laster:

• Snölast. Hur stor snölast huset ska konstrueras efter bestäms genom de uppmätta snömängderna i den zon byggnaden står i. Sverige delas upp i olika snölastzoner, du kan hitta information i EKS (Europeisk Konstruktionsstandard) samt hos Boverket. Med hjälp av zonkartan kan du bedöma vilken snölast som krävs på en viss plats.
• Vindlast. I likhet med snölaster är även vindlaster vindens påfrestning på byggnaden. Det finns vindmätare över hela landet som visar vilka vindlaster olika zoner utstår. Du kan hitta kartor med vindlastzoner hos EKS och på Boverkets sida.
• Dynamisk last. Den här typen av laster är bland annat orsakad av maskiner och fordon samt av människor i rörelse.
• Tvångslast. Den här typen av laster orsakas bland annat av att ett material expanderar eller krymper vid temperaturförändringar. Det kan exempelvis vara en betongvägg som gjuts mot en betongplatta. När väggen väl torkat drar den ihop sig, då uppstår en rörelse i väggen som hålls emot av den redan torra betongplattan. Det gör att det uppstår en mothållande tvångskraft mellan de två konstruktionerna. Risken är att det uppstår sprickor.
• Olyckslast. Den här typen av laster är oförutsedda och kan uppstå tillfälligt under byggnadens livstid. Det skulle kunna vara till följd av en påkörning eller en explosion.

Olika typer av stomsystem

En byggnads stomme kan bestå av olika material, bland annat platsgjutna betongbjälklag samt stål och trä. Vilken typ av stomsystem man ska välja beror på byggnadens storlek. Ju större och högre byggnad, desto högre krav ställs på dess bärighet. En prefabricerad stomme innebär en kortare byggtid men ökar samtidigt tiden för planering.

Stomsystem	Ytvikt (kg/m2)	Egenfrekvens (Hz)	Exempel
Tunga stomsystem	500 – 800	~3 – 4	Platsgjutna betongbjälklag
Medeltunga stomsystem	300 – 500	~5 – 6	Stål och lättbetong
Lätta stomsystem	100 – 200	~9 – 11	Plåt- och träbjälklag

En konstruktion, oavsett om stommen är tung, medeltung eller lätt, är nästan alltid i rörelse, även om det inte alltid är synligt för ögat. Den naturliga rörelsen som en konstruktion har kallas för egensvängning. Hur stor egensvängning konstruktionen har bestäms bland annat av stomsystemet. Tunga bjälklag har vanligtvis en lägre egensvängning, vilket innebär att rörelserna är långsammare. Om ett bjälklag utsätts för dynamiska laster i samma rörelsefrekvens som dess egensvängning skapas resonans, vilket innebär att lasternas effekt på konstruktionen ökar och i värsta fall kan det leda till att byggnaden kollapsar.

Trästomme

Trä är ett mycket vanligt byggnadsmaterial i Sverige. Det är ett organiskt material vilket innebär att materialet rör sig i olika riktningar. Hur mycket fukt träet innehåller påverkar också stommens bärförmåga och deformation. Trä tenderar att krympa och svälla beroende på temperatur och fuktmängd. Byggnader som är mindre och lägre, upp till två våningar, kan med fördel byggas med trästomme. Vanligtvis byggs då stomsystemet av pelare, stolpar eller träreglar i konstruktionens vertikala delar. Den här konstruktionen är mer känd som lösvirkeshus. Konstruktionens horisontella delar byggs av träbjälkar eller fackverk av trä. Byggnader med trästomme har ofta en bärande yttervägg. Men om det gäller ett tvåvåningshus är ofta även vissa innerväggar bärande.

Betongstomme

För konstruktioner med måttliga spännvidder (6 – 9 meter) används vanligtvis platsgjuten och armerad betong samt prefabricerade bjälklagselement av betong. Gäller det mindre spännvidder (under 6 meter) används oftast armerade lättbetongplattor. Är spännvidderna större än 7 – 9 meter används sällan massiva betongplattor eftersom de blir för tjocka och tunga. Istället kombinerar man betongplattan med balkar av armerad betong. När man bygger en stomkonstruktion av betong kan den antingen gjutas på plats med hjälp av gjutformar, eller så bygger man med prefabricerade betongelement. Många gånger kombinerar man prefabricerade betongelement med platsgjuten betong.

Stålstomme

Hur bra hållfasthet en stålstomme har påverkas i hög grad av mängden kol i stålet och andra tillsatsämnen. När stommen skapas smälts stålet och formas till pelare eller balkprofiler. Profilerna formas när stålet antingen är varmt eller svalnat. Metoden kallas då för antingen varm- eller kallvalsning. Metoden påverkar stålets egenskaper gällande töjning och egenspänning. Stålstommar används vanligtvis till enklare envåningsbyggnader, som garage. Men det går även att bygga höghus med stålstomme. Eftersom stål blir mjukt vid höga temperaturer, runt cirka 400 till 450 grader, behöver man ofta brandsydda stålet i bärande konstruktioner. Det görs vanligtvis med skivmaterial eller brandskyddsmålning.

Murstomme

En byggnad kan även byggas med murverk, den sammanfogas då genom block. De vanligaste murverken består av block av tegel, lättklinker eller betong. Det finns flera typer av murblock, bland annat massiva eller med hål. Ofta förstärker man murverket med armering, vilket minskar risken för sprickbildning. Murstommar är väldigt vanliga och består oftast av tegel. Det är ett byggmaterial för bärande ytter- och innerväggar i flervåningshus. Murade konstruktioner är särskild bra för tryckkrafter och fungerar effektivt till vertikala bärverk. Även om murade konstruktioner tål tryckkrafter mycket bra klarar de inte av dragkrafter lika bra. En lösning på det problemet är att mura valv och bågar och i moderna byggnader är fönstervalven ofta ersatta med armerade tegelbalkar där armeringsjärnen klarar av dragkraften.

Vanliga frågor och svar