Handverkaren sine innspel til konstruksjonsanalyse

Diskusjon om praktisk erfaring som grunnlag for å forstå konstruksjonar

Denne teksten var skriven som ei fundering til intern bruk i samband med oppstarten av arbeidet med bachelor-oppgåvene til Pål Sneve Prestbakk og underskrivne. Det viste seg at det me tek opp til diskusjon, var av interesse for fleire (enn me hadde trudd). Dermed gjengir me notatet her på bloggen.

Pål og eg skal arbeida med høvevis kammadragarar og grindabygg i bachelor-oppgåvene våre.

Magne Kleiveland, student Tradisjonelt bygghandverk, NTNU

 

Døme på problemstilling. Jordgravne stolpar i jernalderhus

I hustufter frå jernalderen og vikingtida finn arkeologane som regel hol etter jordgravne stolpar. Dei fleste fagfolk innan feltet er einige om at dette er spor etter noko type bereverk som har halde oppe eit tak over huset, og at stolpehola er det nedste punktet i dette bereverket.
Eg vil nedanfor nytta spørsmålet om korleis beresystemet i jernalderhusa kan ha sett ut, som eit døme på ein diskusjon der handverkaren sitt perspektiv kan tilføra nye måtar å forstå ein huskonstruksjon på.
Døme på arkitekten sitt perspektiv

Sivilarkitekt MNAL Helge Schjelderup har publisert mykje materiale om tradisjonelle konstruksjonar, og gjev mellom anna følgjande vurdering av dei forhistoriske husa:

«Hus skal være i stand til å tåle stort vindpress. En fordel med å grave stavene ned, var at huset da ble «fastspent» i jorda. Det var derfor ikke nødvendigvis påkrevd med særlig avstivning ut over dette.» (Schjelderup m.fl., 1997, s. 20)

Døme på arkeologen og statikaren sitt perspektiv

Arkeolog Jochen Komber har arbeidd med problemstillinga om korleis bereverket i jernalderhusa kan ha sett ut, og har samarbeidd med bygningsingeniør Olav Vannes om problemstillinga. Komber diskuterer dei nedgravne stolpane ut frå eit statikk-perspektiv. Han argumenterer for eit anna syn enn Schjelderup, og at fastspenninga i jorda ikkje gjev god nok sideavstiving av huset:

«Et blikk på det norske husmaterialet påviser at stolpehullenes dybde ligger i grovt gjennomsnitt ved 20-40 cm. Ved en antatt fri høyde av stolpene på minst 1,8 m kan den grunne nedgravingen ikke holde stand mot et eventuelt bøyningsmoment.» (Komber, 1989, s. 42)

Komber vert med sin innfallsvinkel ståande att med følgjande forklaring på kvifor stolpane er gravne ned i bakken og fastspent:

«Som siste alternativ forblir altså verikalkreftene fra taket. Fastkilingen av stolpene medfører en forminsking av fundamenttrykket ved hjelp av friksjon. En varig kileefekt forutsetter imidlertid at stolpeendene er en anelse tilspisset (fig 4.4-4).» (Komber 1989, s. 62)

stolpehol etter Komber

(Skisse etter Komber.)

Døme på handverkaren sitt perspektiv

Troms Kraft Nett AS følgjer nasjonale nedgravings-tabellar for stolpereis, som oppgjev at dei kortaste straum-stolpane selskapet brukar (9 meter), skal gravast ned 1,5 meter i gode massar, og 1,8 meter i dårlege massar. Dei lengste stolpane (24 meter) har eit krav til 4 meter nedraving i gode massar, og 4,5 meter djupne i dårlege massar.
Slike stolpar vert monterte på ein måte som gjer at dei ikkje får horisontal last frå kablane. Den horisontallasta -og dermed bøyemomentet- dei vert utsette for, er frå kreftene som oppstår av vinden mot stolpen og kablane, og eventuelle setningar og forskyvningar i grunnen. (I ei stolperekkje der ein stolpe får horisontal last frå kablane, vert stolpen anten bardunert (strekk) eller skorda (trykk).)
Roar Sivertsen arbeider som montør i Troms Kraft Nett AS, og har mykje praktisk erfaring med å reisa jordgravne stolpar.
Intervju den 05.11.2018 med Roar Sivertsen:

Kor mange år har du arbeidd med å reisa stolpar som er nedgravne i bakken?
– 27 år.
Kor mange stolpar nedgravne i bakken har du reist mens du har jobba i Troms Kraft?
– Sikkert 2000 høyspentstolper fra 10-24 meter og like mange lavspentstolper 9-12 meter.
Altså 4000 jordgravne stolpar til saman?
– Ja, nokka sånt, men det er no sånn cirka da.
Kva er viktigast utover djupna på holet, for å få ein stolpe til å stå godt?
-Skikkelig rotlås med stein i bunnen og topplås med stein på bakkenivå.
Trur du det går an å få et hus på 1 etasje til å stå oppreist med bereverk av jordgravne stolpar som er gravne 50 cm ned i bakken?
– Ja… men det må jo selvfølgelig stives godt av i toppen da, da må det jo bare gå kjempefint.
Men hvis ein tenkjer seg at det ikkje er stiva av oppe, i toppen, at kun fastkilinga av stolpane skal halda huset stivt?
– Nei, det går jo ikkje. Det vil dette ned før du er ferdig å bygge. Det må stives av i veggene eller panelet eller nokka.
Bygging av fotballmål

I 1989 bygde Runar Guest og underskrivne eit fotballmål. Me grov sidestolpane omlag 50 cm ned i bakken, men erfarte fort at dette var for lite djupne, stolpane sto ikkje godt nok fast til at fotballmålet vart stabilt nok, sjølv om me hadde kilt dei godt fast i bakken med trekilar og stein. Dermed måtte me ta dei oppatt, og auka djupna på hola til 70-80 cm, og kila endå betre med trekilar og stein. Då syntest me dei sto høveleg fast til å arbeida vidare med fotballmålet.
Fotballmålet er påverka av svært lite horisontal last, det begrensar seg stort sett til den vesle vindlasta som vil opptre mot stolpane, tverrliggjaren og nota. Med 70-80 cm djupne på stolpehola vurderte me at fotballmålet vart for ustabilt (det kunne me kjenna når me rørde på toppen av stolpen), og me var nøydde til å montera snedband i hjørnene oppe på fotballmålet, og også skråskorer bakover, frå toppen av målet og ned i bakken, som ekstra avstiving. Då vart fotballmålet stivt og stabilt i begge aksar.

Diskusjon

Boka til Komber kom ut same året som me bygde fotballmålet. Dersom Komber hadde tatt kontakt med oss da, kunne me bidratt til boka hans med følgjande praktiske kunnskap:
«Det var fint at stolpane sto godt kilte fast, for at dei skulle stå godt i rett posisjon fram til me hadde fått på tverreleggjaren, snedbanda i kryssa, og skråskorene bakover.»
Konstruksjonen vart stiva av oppe i begge aksar. Nedgravinga vart eigentleg først og fremst viktig for at stolpane skulle halda seg i posisjon fram til resten av konstruksjonen var montert.
Sjølv om dei utførande handverkarane si røynsle med jordgravne stolpar på dette tidspunktet var svært begrensa (kun 2 stk stolpar), får deira erfaring konsekvensar for vurderingane av konstruksjonen i jernalderhus:
Statikaren vil moglegvis få problem med sin hypotese «Som siste alternativ forblir altså vertikalkreftene fra taket». Handverkarane har lansert eit nytt alternativ, som statikaren ikkje hadde hatt oppe til vurdering i det heile teke, fordi han ikkje hadde tenkt på dette alternativet. Dermed må statikaren vurdera om hans «siste alternativ» verkeleg er det siste alternativet.
Arkitekten må på si side ut frå den handverksmessige erfaringa truleg forkasta heile hypotesen sin.
Handverkaren måtte sett opp praktiske forsøk i stort nok tal, i ulike type massar, med ulik djupne på hola osv, for å sannsynleggjera påstanden sin. For han/ho ville dette likevel vera eit spel for galleriet. Svaret vil vera gitt på førehand for handverkaren, fordi han/ho allereie gjerne har eit visst hundretals forsøk i «laboratoret». Det vil seia gjennom den erfaringa han/ho har gjort seg, i dette tilfellet med å få stolpar til å stå i jorda, slik som til dømes stolpereisaren Roar Sivertsen i Troms Kraft.
I tillegg kjem erfaringa handverkaren har med seg frå læremeistrane sine, og læremeistrane til læremeistrane osv.

Mi handverkar-vurdering om stolpehola og konstruksjonen i jernalderhusa

Stolpehola i jernaldertuftene har ei typisk djupne på 20-40 cm, og i sjeldnare tilfelle ned til 80 cm djupne. At langhus med ei breidde på opp mot 8-9 meter (som ikkje har hatt sideavstiving mot steinveggar), kan ha stått imot den aktuelle horisontal-lasta utan å vera avstiva lenger oppe i konstruksjonen, er frå eit handverkarperspektiv utelukka.
Hypotesen om at fast-kiling i bakken skulle vera eit tiltak for å auka bere-evna til bakken/fundamentet, framstår som søkt i eit praktisk perspektiv. Det er mogleg å utføra dette, men til å avhjelpa eit problem med manglande bering i massane, finnest andre tiltak som både er mindre arbeid å utføra, og ikkje minst mykje meir effektive. At menneska som bygde langhus ikkje skulle ha opparbeidd seg denne innsikta for å auka bereevna i grunnen, framstår som utenkjeleg i ein byggjetradisjon som varte over fleire tusen år.
Dette at stolpane i jernalderhusa har vore gravne ned i bakken og ofte kilt fast, kan dermed ut frå eit handverksmessig perspektiv neppe ha å gjera verken med bere-evnen i grunnen, eller med den endelege avstivinga av konstruksjonen.
Slik står eg som handverkar (på same måten som statikaren gjorde det) att med eit «siste alternativ»: Det har ei praktisk årsak at stolpane er gravne ned. Dette kan til dømes vera at det er hendig og arbeids-sparande at stolpane står av seg sjølv fram til ein får stiva og låst konstruksjonen fast lenger oppe. Eit anna alternativ kan vera at det er praktisk at eit stavpar som vert velta opp, står nokonlunde fast fram til bygget er stiva av i lengderetningen.

Oppsummering

Ut frå dømet med jordgravne stolpar, utleier eg at handverkar-erfaringa kan gje utvida forståing i ein analyse av huskonstruksjonar generelt. Når ein konstruksjon skal reisast, gjer den som utfører arbeidet alltid større eller mindre praktiske handverksmessige vurderingar undervegs.
I dømet ovanfor har ein arkeolog, ein statikar, ein arkitekt og ein handverkar vurdert same problemstillinga, og komme med ulike bidrag til diskusjonen. Eg tek generelt ikkje stilling til om analysane til den eine faggruppa er betre enn analysane til den andre.

Denne teksten er meint til å illustrera at handverksfaget kan gje viktige bidrag til å forstå konstruksjonar. Som handverkarar treffer me stadig på liknande problemstillingar som den som er brukt som døme her, både i gamle og nye hus, både ved istandsettingsarbeid og ved nybygg.

Med innspel frå flest moglege fagfelt, får me ei best mogleg forståing for korleis konstruksjonar fungerer i verkelegheita.

Eg understrekar til slutt at sitata frå Komber og Schelderup ikkje gjev eit konkluderande og utfyllande bilete av deira analysar av jernalderhusa. Utsegnene deira er meinte som døme.

Litteratur:

Komber, J. (1989) «Jernalderens gårdshus, en bygningsteknisk analyse»
Arkeologisk Museum i Stavanger

Brekke, N. G. og Schjelderup H. m.fl. (1997) «Hus på Vestkysten gjennom 4000 år»
Fortidsminneforeningen, Norsk Kulturråd, Kulturlandsskapssenteret i Hordaland og Bergen Arkitekt Skole (BAS)

Legg att eit svar

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com logo

Du kommenterer no med WordPress.com-kontoen din. Logg ut /  Endre )

Google+ photo

Du kommenterer no med Google+-kontoen din. Logg ut /  Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer no med Twitter-kontoen din. Logg ut /  Endre )

Facebook-foto

Du kommenterer no med Facebook-kontoen din. Logg ut /  Endre )

Koplar til %s