Skriv ut

Temperaturrörelser

Alla material krymper eller utvidgas vid temperaturförändringar. Storleken på dessa rörelser beror dels på materialet dels på den uppkomna temperaturskillnaden.

För att bestämma storleken på rörelserna måste hänsyn tas till materialets längdutvidgningskoefficient.

Längdutvidgningskoefficienten anges som den rörelseändring som uppstår vid 1 °C temperaturskillnad.

Längdförändringen – Dl – kan bestämmas med följande samband:

Dl = L x a x (t2 - t1) = Dl = L x a x Dt
(Formel 1)

där
L = plåtens längd
α = den termiska längdutvidgningskoefficienten
t2 = dimensionerande plåttemperatur
t1 = plåtens temperatur vid läggningstillfället.

Material Längutvidgningskoefficient α °C-1 Längdutvidgning per m vid 100 °C temeraturskillnad
Aluminium   23 x 10-6 2,3 mm
Bly   29 x 10-6 2,9 mm
Koppar   17 x 10-6 1,7 mm
Mässing   19 x 10-6 1,9 mm
Olegerat stål   12 x 10-6 1,2 mm
Rostfritt stål   16 x 10-6 1,6 mm
Titanzink   22 x 10-6 2,2 mm

Tabell 8:1. Längdutvidgningskoefficient för olika metaller. De värden som anges avser det temperaturintervall som kan förekomma på tak och fasader.

Plåtens temperatur under en het sommardag kan vara upp emot + 75 °C. Om det vid läggningstillfället är + 20 °C innebär det att en 15 m lång stålplåt kan få en längdökning på Dl = 15 x 12 x 10-6 x 55 = 0,0099 m = 9,9 mm. På vintern kan plåten få en temperatur på – 25 °C vilket innebär att plåten i förhållande till utgångsläget får en längdminskning på Dl = 15 x 12 x 10-6 x 45 = 0,008 m = 8 mm

Som framgår av ovanstående exempel är det temperaturen vid lägg-ningstillfället som är avgörande för hur stora längdförändringarna blir. Detta anger också den rörelsemån som måste finnas i eventuella rörelsefogar och vid detaljer för att det inte ska uppstå skador i plåten eller på anslutande byggnadsdelar eller material.

Tabell 8:2 visar längdförändringen vid olika läggningstemperatur. Tabellen avser stålplåt och har som högsta temperatur på sommaren + 75 °C och på vintern – 35 °C. L avser plåtlängd från en fast punkt (zon).

Längdförändring i mm/m Längdförändring i mm/m
 Läggningstemperatur °C Sommar (+ 75 °C) Vinter (- 35 °C)
- 10 + 1,0 x L - 0,3 x L
0 + 0,9 x L - 0,4 x L
+ 10 + 0,8 x L - 0,5 x L
+ 20 + 0,7 x L - 0,7 x L
+ 30 + 0,5 x L - 0,8 x L

Tabell 8:2. Längdförändring på stålplåt vid olika läggningstemperaturer.

Beräkningsexempel

Temperaturen vid läggning: + 20 °C Avstånd L från fast punkt (zon) till takfot (språng): 10 m. Detta ger en största längdutvidgning på sommaren som är + 0,7 x 10 = ~ + 7 mm.

Den största sammandragningen under vintern blir – 0,7 x 10 = ~ – 7 mm.

Vid utformning av detaljer, infästningar med mera måste hänsyn tas till de rörelser som kan uppstå i plåten. Det är också viktigt att tänka på de rörelser som kan uppstå i underlaget som plåten ligger på eller är infäst till. I vissa fall kan dessa rörelser samverka med plåten vilket innebär att de fram-räknade värdena är på den säkra sidan. Men det kan också vara tvärtom, det vill säga att underlaget rör sig och inte plåten. Exempel på detta är rörelsefogar i stommen till en byggnad. Plåtens rörelser kan vara helt underordnad de rörelser som finns i stommen och detaljerna måste naturligtvis utformas med hänsyn till detta.