Massivtreelement

Massivtreelementer består av flere lameller eller bord av konstruksjonsvirke som settes sammen til større elementer ved hjelp av ulike typer forbindelsesmidler for statisk samvirke. De mest vanlige forbindelsesmidler er spiker/skruer, lim, tredybler og stålstag. Vi deler vanligvis massivtreelementer i to hovedgrupper ut ifra oppbygging: kantstilte elementer og flersjiktselementer.

Kantstilte elementer består av lameller/bord på høykant som settes sammen til større elementer. Tykkelsen til et kantstilt element er avhengig av bredden til de lamellene som inngår i elementet.

Flersjiktselementer er bygd opp av flere sjikt med lameller. Sjiktene krysslegges vanligvis slik at sjiktene vekselvis orienteres i henholdsvis elementets lengderetning (spennretning) og på tvers av denne retningen. Enkelte flersjikts elementer produseres slik at noen sjikt er orientert 45 grader i forhold til elementets lengderetning (spennretning). Flersjiktselementer kan i prinsippet sammenlignes med en kryssfinérplate i oppbygning.

Tykkelsen til flersjiktselementet er avhengig av antall sjikt og tykkelsen til de enkelte sjikt. Vanligvis produseres elementene med 3, 5 eller 7 lag og med en total tykkelse fra 65 mm til 240 mm. Elementer med større tykkelser og flere sjikt produseres også. I Norge produseres det hovedsakelig flersjiktselementer, hvor det benyttes lim eller tredybler som forbindelsesmiddel. I limte flersjiktselementer limes det mellom hvert sjikt. I tillegg kan kantene mellom hver lamell limes. For limte flersjiktselementer med store krav til synlige overflate er det ofte en fordel at yttersjiktet ikke kantlimes. Dette gjøres for å unngå skjemmende tørkesprekker i lamellbordene.

Dyblede flersjiktselementer har vanligvis treplugger av bøk som forbindelsesmiddel mellom sjiktene. Bøkepluggene er tørket ned til ca. 3 % trefuktighet. Når de presses inn i elementet vil de ta opp fuktighet fra lamellene og svelle. Dermed låses sjiktene sammen.

Fasthetsklasser

Kantstilte elementer består av lameller/bord av samme fasthetsklasse, vanligvis C18 eller bedre. Flersjiktselementer har stort sett en symmetrisk oppbygging av tverrsnittet, både når det gjelder fasthetsklasser og tykkelse for de ulike sjikt. Yttersjiktene består som regel av lameller med høyere fasthetsklasse enn lamellene i innersjiktene, siden disse har størst betydning for styrke- og stivhetsegenskapene til elementet. Innersjiktene består gjerne av lameller med fasthetsklasse C14 eller C18, mens yttersjiktene vanligvis består av fasthetsklasse C24 eller C30.

Treslag

Lamellene som inngår i produksjonen av elementene er vanligvis gran eller furu. I flersjiktselementer er det også mulig å kombinere treslag, ved for eksempel å benytte gran i innersjikt, mens yttersjiktene kan bestå av furu eller lauvtre. Krav til utseende eller anvendelse vil ofte være avgjørende for valg av treslag.

Råstoff

For flersjiktselementer er det mulig å bruke trevirke av lavere kvaliteter i innersjiktene uten at det har særlig betydning for styrke og stivhet. Dette har stor betydning for råstoffutnyttelsen og elementenes konkurranseevne.

Fuktighet

Avhengig av bruksområde og det klimaet elementene eksponeres for, vil trefuktigheten til lamellene og sjiktene tilpasses dette. Trefuktigheten til lamellene og sjiktene som inngår i elementet vil vanligvis være mellom 8-18 %. For flersjiktselementer som skal eksponeres innendørs, produseres elementene ofte med tørrere yttersjikt enn innersjikt for å minske faren for oppsprekking i overflaten. Da kan yttersjiktene være tørket ned til 8-12 %, mens innersjiktene kan ha en fuktighet på 14-18 %. Massivtreelementer skal ikke eksponeres for klimaklasse 3 (i henhold til NS 3470-1) såfremt elementet ikke består av trykkimpregnerte lameller. Brukt utendørs bør elementet være beskyttet slik at det tilfredsstiller klimaklasse 2.

Formstabilitet

Krysslagte flersjiktselementer vil pga. kryssleggingen av sjiktene være mer formstabile enn en enkelt trebjelke. Spesielt vil krymping og svelling på tvers av fiberretningen, som er mye større enn i fiberretningen, forhindres til en viss grad. Kryssende sjikt vil “låse” og minske den normale krympingen eller svellingen vinkelrett på fiberretningen. Krymping eller svelling i fiberretning vil være den samme som for vanlig konstruksjonstrevirke. I elementretningen (spennretningen) er krymping eller svelling lik som for trevirke i fiberretning og kan dermed settes lik 0,01 % per % fuktighetsendring. På tvers av elementretningen vil den være ca. 0,025 % per % fuktighetsendring.

Styrke og stivhetsegenskaper

Krysslagte massivtreelementer vil virke som en plate/skive ved at den har styrke- og stivhetsegenskaper i begge retninger (i lengderetning og vinkelrett på denne). Det som setter begrensing for plate-/skivevirkningen, er skjøtene som forbinder flere elementer sammen og som ofte er ”myke”. Elementene skrus vanligvis sammen med kryssfinérbord. Ved dimensjonering av massivtreelementer er det vanligvis krav til nedbøyning og komfortkriterier som er dimensjonerende. Det er sjelden at bruddgrensetilstand er dimensjonerende. For et massivtreelement brukt som etasjeskiller vil det være krav til statisk nedbøyning samt dynamiske egenskaper (egenfrekvens) som setter begrensinger til maksimal spennvidde for elementene. Avhengig av tykkelse og antall sjikt og sammenføyningsmetode, vil massivtreelementer kunne klare lengre spennvidder enn tradisjonelle bjelkelag. For eksempel vil et flersjiktselement sammenføyd med lim klare et fritt spenn på ca. 7-7,5 meter (for et element med tykkelse ca. 240 mm). For veldig store laster eller spennvidder kan massivtreelementer ev. også kombineres med andre materialer for å oppnå lengre spennvidder. F.eks. kan massivtre i statisk samvirke med betong klare spennvidder opptil ca. 10 meter. Ved å kombinere massivtreelementer med limtrebjelker i statisk samvirke, enten som ribbedekke eller som kassetverrsnitt, vil det kunne oppnås enda lengre spennvidder avhengig av oppbygning og tilgjengelig byggehøyde. Elementene vil også kunne inngå som en naturlig del av den avstivende funksjonen i et bygg.

Bruksområde

Massivtreelementer vil kunne brukes i et stort spekter av bruksområder. Kantstilte elementer er bl.a. mye brukt som dekkeelement i brokonstruksjoner. Flersjiktselementer benyttes enten som en del av et bygg (for eksempel tak, vegg, etasjeskiller) eller de kan utgjøre hele den bærende bygningskroppen, i tillegg til å benyttes som skillevegger innvendig. Pga. den store styrken og bæreevnen benyttes også elementene i større bygg, som for eksempel fleretasjes hus og større kontor-/næringsbygg. Elementene er også mye brukt som svalganger og balkonger.

For mer informasjon se Håndbok – bygge med massivtreelementer, Teknisk håndbok nr 1.

SINTEF Byggforsk har drøftet egenskapene ift brannmotstand og utfordringen med krysslaminerte konstruksjoner. I all hovedsak er dette mest utfordrende med klasse 3 bygg (mer enn 3 etasjer), men gjelder for alle bygg. Lenke til artikkel

Bruk av massivtre krever at det enten fremlegges analyser eller tester av den type elementer som tenkes benyttes.