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)

Liggjande kledning på vranga

Laksegiljer i Osterfjorden

IMG_2297
Første laksegilja etter at sjølve hyttar er riven, og stillas er komme opp.

I samband med restaurering og oppatt-byggjing av to laksegiljer, kom me over ein sjeldan byggjedetalj, som eg ikkje har sett før. Kledningen var montert på innsida av stavane.

Ei laksegilje er ei slags utkikkshytte, der den gamle fangstmetoden gjekk ut på å koma mest mogleg loddrett over vatnet, slik at fangstmannen kunne sjå laksen nede i fjorden mot ein lyst malt flake i fjorden, eller ein lys sandbotn. Nede i fjorden under gilja var det lagt ut ei såkalla sittjenot. Når fangstmannen såg laks, slo han ut ein utløysar-mekanisme som slepte tunge lodd utfor gilja, og via tau og blokker drog nota opp av vatnet og fanga laksen.

I den første gilja me bygde oppatt, skulle stort sett berre stolpane brukast på nytt. Sjølve utkikkshytta skulle berre dokumenterast og så lagast ny, sidan hytta var svært dårleg. Me kunne berre bruka oppatt sjølve utløysarmekanismen og døra i tillegg til stolpane.

For å arbeida trygt og sikkert i slik høgde, som var omlag 30 meter, tok det mykje tid å laga eit påliteleg stillas på utsida av gilja.

Den andre gilja var heilt vekke. Dermed skulle ho byggjast opp att ut frå informasjon frå grunneigar og informant Erling Kleiveland, som var med på dette laksefisket heilt fram til 1993. Me hadde også nokre bilete frå rundt 1960 som me kunne støtta oss til. Det stod i prosjektbeskrivelsen at byggjetekniske detaljar me kunne få frå informanten og biletet, skulle nyttast i oppatt-byggjinga.

På biletet la me merke til to spesielle ting med kledningen på gilja. For det første var kledningen montert i vifteform, slik at nedste bordet låg parallelt med golvet, og øvste bordet låg parallelt med pulttaket. Det same hadde me sett, og demontert, på den andre gilja.

1_2017-08-17 00.08.02
Denne gilja var heilt vekke og skulle byggjast ny. Stavane (i alle fall den fremste) står på utsida av kledningen, og kledningen er montert i viftefasong. Bilete frå omlag 1960.

I tillegg såg me på bileta at staven i veggen stod på utsida av kledningen. Det var litt vanskeleg å tolka detaljane, og det er mogleg at kun fremste staven var på utsida. Me valde å tolka det slik at alle stavane var på utsida. Dette knepet såg me sjølvsagt umiddelbart store føremuner med, sidan heile hytta då kunne byggjast frå innsida, utan stillas. Me sparte mykje tid ved å gjera det slik.

Sidan alt er tungvindt å gjera på ein forsvarleg sikra måte i slik høgde, går det seint. Ein rask kik på timelista, viser at det gjekk til saman rundt 40 arbeidstimar å byggja stillas på den andre gilja. Dette var nok tid som dei gamle også likte å spara seg for, og me reknar med at dette er grunnen til at dei valde å gjera det på denne måten.

IMG_2350
Avbindingsplassen.

 

2017-08-18 18.30.59
Ny laksegilje er under oppføring, med stavane utanpå kledningen. Det er forfattaren som står. Saman med Jørund Kleiveland til høgre.

For å montera den liggjande kledningen frå vranga og få han rett sua, måtte me naturleg nok starta med øvste bordet i veggen i staden for det nedste, som det jo elles er relativt solid tradisjon for. Så forhalte me kvart bord omlag ein halv tomme i eine enden for å koma ut med viftefasongen slik at det skulle stemma med golvet som var i vater.

Sjølvsagt er det ikkje noko optimal løysing for varigheita at staven står på utsida av kledningen, men den gamle gilja stod greitt i mange mange tiår, og det var stormen som tok ho til slutt. Me veit ikkje heilt korleis det var med råte då ho forsvann, men med god material kan det nok stå svært lenge likevel. Kledningen står i alle fall luftig nok i ei laksegilje.

Magne Kleiveland, student tradisjonelt bygghandverk

Felling av golvbjelkar med svalehale og berebryst

I samband med bygging av ein liten fjøs saman med Harry Hillestad.

Me har bruk for ei samanføying mellom golvbjelke og rama nede (svilla), som hjelper til å halda rama i ytterveggen av bygget på plass. (Den gamle muren som skal nyttast er litt rufsen, og delar av bygget skal stå på søyler over den gamle mottinga). Samstundes vil me ha mest mogleg ved att i rama/svilla i ytterveggen, både i høgda og i breidden av svilla. Me velgjer difor ei samanføying med bærebryst i kombinasjon med svalehale.
I andre enden av golvbjelkane, skal dei fellast ned i ei svill som ligg midt inne i bygget, og denne svilla har tett med understøtting. Her er det difor godt nok å fella bjelken på halv ved mot svilla. Skal svalehalen i andre enden av golvbjelkane (dvs v/ytterveggen) ha nokon misjon til å halda fast i svilla, må golvbjelken ha ei løysing for å ta strekk også i den enden som ligg midt inne i bygget, og dette gjer me ved å bora og slå ned ein nagel. (Vidare innover i golvet lagar me ei tilsvarande løysing, slik at det heile vert halde saman frå yttervegg til yttervegg.)
Svillene har dimensjon 6×8 tommar, medan golvbjelkane har dimensjon 6×6,5 tommar.

Skjematisk føregår nedfellinga av golvbjelken slik:

IMG_9414

Me startar med å kappa golvbjelken på det totalmålet me har frå yttersida av svilla i ytterveggen, og til til-og-med svilla midt i bygget. Så målar me 6 tommar innover frå kvar ende av golvbjelken, 6 tommar svarar til breidda av svillene. Her målar me den faktiske breidden på svillene og brukar dette, for å ta omsyn til småvariasjonar i materialdimensjonane. Svillene der denne bjelken skal liggja, står 15,2 mm breidde. (Me kunne ha lagt bjelken ned på svillene og streka, men bjelkane er lange og tunge, og me vil behalda dei i arbeidshøgde oppe på bukkane (spesielt sidan me har ein dårleg mann til å løfta, og det er 24,5 kuldegrader. (plastikk-vateren vår knakk av si eiga vekt i kulden, så den må ein hugsa å løfta på midten.))

Ut frå materialdimensjonane, velgjer me å saga ned 6 cm i undersida av golvbjelkane, og me nyttar ein vinkelmal av tre på 6 cm til dette. Så høgg me vekk, det me høgg vekk er då ein klosse på 6 cm x 15,2 cm i kvar ende av golvbjelken.
Berebrystet vil me ha på omlag 4 cm djupne inn i svilla, og me brukar breidda av stålvinkelen vår til å merkja for dette i golvbjelken. Det same gjeld tjukkelsen på bladet til svalehalen, og me merkjer på same måten med breidda av stålvinkelen.
Skredda på svalehale-bladet høver å måla inn 3 cm frå kvar side, då vert bladet 9 cm (15cm minus 3cm minus 3cm) på det smalaste, og fullbreidde, 15 cm, i den breiaste enden. Lengden på svalehale-bladet er omlag 11 cm (15cm minus 4cm).

Når golvbjelken er ferdig hogd i begge endar, legg me han ned på svillene, og han ser no slik ut i enden som har svalehale og berebryst:

Me legg han ned på plassen sin, og han ligg i det første hakket som er 6 cm djupt:

IMG_9396

Når golvbjelken ligg på plassen sin på svillene, har han no all informasjon i seg om dei hakka me skal ta ut i svillene.
Før dette har me hatt bjelken liggjande på bukkar, og me har så langt ikkje tatt omsyn til eventuell vriding i golvbjelken, me har kun passa på at han vert liggjande med krylen opp. Når me legg bjelken ned på svillene, fordeler me vriding i bjelken halvt om halvt i kvar ende. Me har laga alle fellingane i bjelken med kantane på bjelken som referanse, men sidan me tek fallet ned i svillene ved hjelp av passar, får ein likevel full kontakt overalt.

Me strekar rundt bjelken alle vegar, og loddar ned frå svalehalen, og tek fallet med passar:

Det er to ting me syter for å passa på når me strekar opp fallet med passaren: For det første er det betre at bjelken kjem ein millimeter for høgt, enn ein millimeter for lavt. Kjem bjelken for lavt, vil svilla midt i bygget stikka over nivået på bjelkane, og golvborda vil verta liggjane å ri over svilla.
I tillegg vil me vera sikre på at golvbjelken botnar i berebrystet, og ikkje mot svalehalebladet. Mer har ikkje full kontroll på tørken/krympen. Får me last på det relativt tynne svalehalebladet, kan me risikera at bjelken flaknar i enden.
Me har saga etter strekane i svilla. Når det er hogd ut, dunkar me bjelken på plass:

Magne Kleiveland, student på Tradisjonelt bygghandverk NTNU

Første strykebenken er ferdig

IMG_3538

Me er komne til siste dagen på denne studiesamlinga. No nermar fleire av benkane seg ferdige, og me har hatt ein gjennomgang av korleis ein strykebenk artar seg i bruk.

Strykebenken skal fungera til å retta kanten av eit bord. Ein får retta både vinkelen på kanten av bordet, og linja i lengderetningen på bordet, i same operasjonen. Ymse profilering og pløying kan takast i same slengen i tillegg. Benken må vera heilt korrekt, med heilt rette langbord, skal dette fungera.

Dersom ein med det same ønskjer å høvla plog og pinn (not og fjør) på golvbord til dømes, stillest det også høge krav til bordet ein høvlar. Det lyt vera heilt plant på oppsida, som vert den sida ein skuvar landet på høvelen mot sidevegs når ein høvlar i strykebenken. Baksida (undersida av eit golvbord) derimot, er det ikkje så farleg med. På gamle golv er dei oftast dimensjonert på tjukkelse kun på dei punkta dei ligg nedpå ein golvbjelke. Denne dimensjoneringa er gjerne gjort med øks dersom det er mykje som skal takast av, eller ein høvel (til dømes ein grubhøvel (skrubbhøvel)) dersom det er mindre material som må vekk.

 

Bukkane nermar seg ferdige

IMG_3468

Dei ymse strykebenkane og høvelbenkane som er under arbeid, tek no form. Understella («bukk», «krykkje») på strykebenkane har ein liggjande tverr-oke eller såle som ligg mot golvet, og opp frå denne står det vanlegvis to bein. Samanføyinga mellom sålen og beina, har ei eller form for tapping tvers gjennom sålen, og som regel også kile frå undersida, opp i tappen. På denne måten vert samanføyinga svært stiv.

Me ser at ein del gamle understell på originalbenkane har sprukken såle. Med ein stor tapp, og lite ved att på sidene av sålen, vil det vera fare for langsgåande sprekker i sålen. Spesielt dersom kilane i eller rundt tappen er slegne i på langs av veden i sålen, og dermed vil sprengja på veden. Samstundes er det viktig å få laga understella heilt stive i denne retningen, sidan det er denne vegen bukken vert røynd når ein skal høvla i benken.

Andre vegen, på tvers av høvelretningen når ein brukar strykebenken, er også viktig å få stiv. Men noko slakk denne vegen, vil straminga av benken ta seg av, når ein spenner borda fast for å høvla.

Mange av strykebenkane har skruvar til å stramma langborda med. Vanlege dimensjonar på skruvane ser ut til å vera to til to-og-ein-halv tomme. Verktøy til å skjera gjengar, finnest både i gamle heimelaga versjonar, men dei er også i handelen hjå til dømes Dieter Schmied.

 

Studiesamling -bygging av strykebenk

IMG_3397

Studentane ved Tradisjonelt Bygghandverk ved NTNU har denne veka si siste studiesamling i 2017. Samlinga er lagt til Vuku i Nord-Trøndelag, der me er samla på Auskin Kreative Senter. Senteret er godt ustyrt med både høvelbenkar, verktøy og høvande lokale.

Temaet for denne samlinga er strykebenkar / skottbenkar. Studentane har frå før levert ei dokumentasjonsoppgåve, der strykebenkar frå mange stader i landet vart fotograferte og målte opp, og no brukar kvar student dette materialet som utgangspunkt for å laga sin eigen strykebenk.

Det første me tek til med, er å retta emnene til strykebenkane, som i dei fleste tilfelle består av 2 sett bein (krykkjer, bukkar), og 2 langbord.