Hållfasthetslära

Om hållfasthet hos material och konstruktioner

Ett materials eller en byggdels hållfasthet är ett mått på hur stora påkänningar materialet tål innan det går sönder och ett ”brott” uppstår – eller permanent deformeras (så att byggdelar inte kan återta sin ursprungliga form och hållfasthet).

  • Hållfasthet är grundläggande för byggande medan beständighet hos olika material är avgörande för materialens lämplighet i olika konstruktioner!
  • Beständigheten, är ett mått på (eller en bedömning av) hur länge ett material vid påverkan av laster, fukt, väder och vind mm kan upprätthålla sin hållfasthet, stabilitet och funktion.

Genom laboratorietester av skiljer man mellan byggmaterialens drag-, tryck och böjhållfasthet. Hållfasthet mäts liksom påkänningar i enheten Pascal/MPa och varierar med byggmaterialens sammansättning och densitet.

Materialtillverkare och -leverantörer kan redovisa sina produkters hållfasthet som fastställts genom provningar och beräkningar. De allra flesta materialleverantörer har uppgifter om sina olika produkter på sin hemsida på internet. För att hitta rätt produktinformation är det bra om man har produktens namn och eventuella beteckning tillgänglig.

Elasticitetsmodulen – en viktig materialegenskap

Elasticitetsmodulen för byggmaterial är en ur hållfasthets och beständightessynvinkel viktig egenskap. Denna s k E-modul anges i Pascal (MPa) och är et mått på hur mycket ett material töjs eller defomeras i förhållande till den påkänning/spänning materialet utsätts för samt hur väl materialet återgår till sin ursprungliga form och hållfasthet efter det att belastningen upphört.

Belastning och hållfasthet i jämvikt

Lite förenklat kan man nog påstå att ett material eller en byggdel måste ha minst lika stor hållfasthet i MPa som de påkänningar/spänningar som uppstår i materialet när det belastas.

I figuren nedan tar de uppåtriktade krafterna R1 och R2 upp tyngden av hela konstruktionen (egenvikten) – samt den extra belastningen på 5oo kg:

Motriktade krafter skapar jämvikt

Det är viktigt att förstå hur kraften kan orsaka spänningar/påkänningar i olika materialriktningar, var tryck- respektive dragpåkänning uppstår samt vilka material som lämpar sig bäst i olika konstruktioner.

Byggnadsstommens, byggdelarnas och materialens hållfasthetsegenskaper medverkar¨till att det i ett stabilt ”jämviktsläge” alltid finns lika stora motriktade krafter – som de krafter som belastning av t ex människor och maskiner i en byggnad eller snö på taket orsakar.

.

Annons