Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Momentinspänning av konsolbalkar i limträ och korslimmat trä: En jämförelse mellan två semistyva förband
Karlstad University, Faculty of Technology and Science, Department of Energy, Environmental and Building Technology.
Karlstad University, Faculty of Technology and Science, Department of Energy, Environmental and Building Technology.
2019 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 15 credits / 22,5 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

En vital del att ta hänsyn till i lastbärande stommar i trä är knutpunkterna där olika typer av förband sammanfogar två eller flera träelement. Dessa knutpunkter tenderar att vara svagare än de träelement som sammanfogas, vilket innebär att stor vikt behöver läggas på utformning av dessa knutpunkter.

Knutpunkterna vid balkonger kan utföras på ett flertal sätt men arkitekten föredrar som oftast en infästning där träbalkongen är inspänd i byggnadsstommen, detta på grund av att de övriga infästningarna bidrar till skymmande sikt från balkongen. Denna infästning leder till att förbandet behöver uppta momentkrafter vilket kan innebära utmaningar vid konstruktioner i trä, genom att trä som material är eftergivligt och har vissa materialegenskaper som begränsar kapaciteten med avseende på så väl styvhet som styrka.

Alternativen för bärande element i en inspänd infästning i trä är korslimmat trä och limträ. Korslimmat trä används i dagsläget som stora planelement. På grund av dess uppbyggnad med vartannat skikt korslagt, tillsammans med att deformationerna i momentbelastade förband beror av vilken riktning till fibrerna som belastas, ger att en balk av korslimmat trä skulle kunna vara ett fördelaktigt alternativ till limträ vid utformning av momentinspända balkelement.

Denna studie genomfördes i syfte att undersöka hur två balkar; en i limträ och en i korslimmat trä, förhåller sig till varandra i ett förband där de är mekaniskt sammanfogade med övrig byggnadsstomme. Metoden för arbetet har varit att genom provning mäta den relativa rotationen i förbandet samt nedböjningen av en balk av korslimmat trä samt en balk av limträ med samma dimensioner, förbandsutförande samt påverkan från yttre last för att utvärdera vilken av dessa som innehar högst rotationsstyvhet samt lägst nedböjning av balk och således med fördel kan användas vid momentinspänning av lastbärande träelement. Beräkningar enligt Eurokod 5 har även utförts för att jämföra med resultat från experimentella försök och därigenom fastställa huruvida de teoretiska beräkningarna överensstämmer med det praktiska utslaget.

Studien visar på att balken i korslimmat trä är fördelaktigt då den får en lägre nedböjning orsakad av den relativa rotationen i förbandet tillsammans med en lägre nedböjning orsakad av balkens böjning. Brottet för limträbalken karakteriserades som ett sprött brott där sprickbildning uppkom plötsligt utan förvarning, vilket inte är ett fördelaktigt brott vid balkonginfästningar, medan brottet i balken av korslimmat trä karakteriserades som ett segt brott med synliga deformationer i förbandet. Detta visar på att det finns potential i att utföra balkar av korslimmat trä som komplement till de större planelementen av korslimmat trä.

Teoretiska beräkningar stämmer till stor del stämmer överens med praktiskt utslag för limträbalken dock så visas på variationer i jämförelse av teoretiskt och praktiskt utslag för balken av korslimmat trä. Andra studier har visat på att en konstruktions styvhet kan vara tillförlitliga i vissa tester och opålitliga i andra, vilket innebär att studier på ett större antal provkroppar behöver utföras för att säkerställa användandet av formlerna vid beräkning av korslimmat trä.

Abstract [en]

A vital part to take care of in a load-bearing framework in a wooden material is the joints where different types of connections merge two or more elements. Those joints tend to be weaker than the elements that’s being merged, which means that great importance must be attached to the design of these joints.

The joints at balconies can be carried out in a number of ways, but the architect usually prefers an attachment where the wooden balcony is clamped in the building frame, this is because the other attachments contribute to obscure views from the balcony. This attachment means that the joint needs to take up torque forces, which can entail challenges in wood constructions, because wood as a material is resilient and has certain material properties that limit the capacity with regards to both rigidity and strength.

The alternatives for load-bearing elements in a clamped joint in wood is cross laminated timber and glue laminated timber. Cross laminated timber is currently used as a large planar element. Due to its build up with every other layer crossed, together with that the deformations in torque-loaded joints depends on the direction to the fiber being loaded, a beam of cross laminated timber could be an advantageous alternative to glued laminated timber when designing joints exposed to torque forces.

This study was conducted in order to investigate how two beams; one in glue laminated timber and one in cross laminated timber is related to one another in a joint where they are mechanically joined with the building frame. The method for the work has been to measure, by testing, the relative rotation in the joint and the deflection of a beam of cross laminated timber and a beam of glue laminated timber with the same dimensions, joint design and influence of external load to evaluate which of these beams has the highest rotational stiffness and lowest deflection of beam and thus advantageously can be used in torque clamping of load-bearing wooden elements. Calculations according to Eurocode 5 have also been carried out to compare with the experiments in the study and thereby state whether the theoretical calculations correspond with the practical outcome.

The present study shows that the beam in cross laminated timber is advantageous since it causes a lower deflection of the relative rotation in the joint, together with a lower deflection of the beam's resilience. The failure of the glue laminated beam was characterized as a brittle failure where cracking suddenly occurred without warning, which is not an advantageous failure at balcony attachments, while the failure in the beam of cross laminated timber was characterized as a tough failure with visible deformations in the joint. This shows that there is potential in perform beams of cross laminated timber as a complement to the larger planar elements of cross laminated timber.

Theoretical calculations are, to a large extent, consistent with the practical outcome of the glue laminated beam, however, it shows variations in the comparison of theoretical and practical results for the beam of cross laminated timber. Other studies have shown that the rigidity of a construction can be reliable in some tests and unreliable in others, which means that studies on a larger number of test specimens need to be carried out in order to ensure the use of the formulas in calculating cross laminated timber.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 119
Keywords [sv]
Momentinspänning, korslimmat, limträ, semistyv, förband, träförband, balkong
National Category
Building Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-72958OAI: oai:DiVA.org:kau-72958DiVA, id: diva2:1329543
External cooperation
WSP
Educational program
Study Programme in Building and Construction Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-06-25 Created: 2019-06-24 Last updated: 2019-06-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3033 kB)64 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3033 kBChecksum SHA-512
727211634c1676976dc2c725781da4e39deee30865afdd5d3f1e40f1948ec591c03d2bb03d5ce2ecabc24d55aed244004c08c4c10c24b75abfb3f1ee53a59de8
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Energy, Environmental and Building Technology
Building Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 64 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 221 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf