Digitala Vetenskapliga Arkivet

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
Traversupplag av limträ och korslimmat trä
Karlstad University, Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013), Department of Engineering and Chemical Sciences (from 2013).
2024 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 15 credits / 22,5 HE creditsStudent thesisAlternative title
Supports for overhead cranes of glulam and cross-laminated timber (English)
Abstract [sv]

För att uppnå EU:s klimatmål så måste industri-utsläppen i Sverige sänkas. Ett sätt att begränsa utsläppen – kopplat till byggteknik – är att utforma stomsystemet för industrier i trä, i stället för att bygga i stål eller betong. Tidigare forskning har visat att ett sådant byte kan medföra en sänkning av koldioxidekvivalenter om 85 CO2e kg/m². Laster kan också hanteras i sådana byggnader om tätare centrumavstånd för stomsystem i ramverk används. Bolag som vill bidra till omställningen kan få sina byggkostnader betalda via industriklivet.

Det som ej är lika väl undersökt, är hur lasterna från en travers hanteras av upplagen som bär traversbalk med dess medföljande last. Ett utstickande konsol-upplag behöver hantera stora böj- och skjuvspänningar som uppträder lokalt längs planet för utstickets infästningsyta.

Korslimmat trä utjämnar egenskapsskillnaderna i de olika riktningarna för fibrer gentemot belastning. Större belastning kan teoretiskt därmed upptas i planet för konsolens infästningsyta. Det är därför av intresse att utforma traversupplag i korslimmat trä och jämföra dessa mot provkroppar i limträ. Det är även av intresse att jämföra olika tvärsnittsmått, detta eftersom skjuvspänningen är omvänt proportionellt mot arean. Så en större bredd tillika skjuvarea borde medföra fördelar.

Nio provkroppar tillverkas och indelas i tre serier med tre provkroppar var. En serie tillverkas i limträ, medan de andra två i korslimmat trä, där bredden på provkroppen skiljer. Provkropparna är i övrigt geometriskt lika. Provkropparna belastas sedan i en hydraulpress för att mäta hållfasthet och styvhet. Stereoskopiska kameror i form av ett beröringsfritt mätsystem används för att mäta töjningar utöver kolvens rörelser vid tryckning. Resultaten utvärderades även analytiskt. Dels via en lastnedräkning, där ett dimensionerande lastvärde beräknas från ett lastfall och traversritningar. Dels via balkteori för att förutspå brottlasten. Parametrar som fukt och densitet uppmättes även för att se hur de inverkar på given brottlast. Den laborativa delen utfördes vid Karlstads universitet.

Resultaten visar att ett upplag utformat i korslimmat trä är 623% mera hållfast än utformning i limträ. Även styvheten är högre. Breddens inverkan på hållfastheten behöver undersökas ytterligare, men tillgängliga data tyder på stora fördelar med korslimmat trä. Ett mer pålitligt styvhetsvärde kan uppmätas via användande av ett beröringsfritt mätsystem. Fukt och densitet visade ett svagt samband till brottlasten, vilket kan bero på lokala materialegenskaper i vinkeln för konsolen. Analysen visar att balkteori ej är tillräcklig för dimensionering av balkupplag som dessa. Den dimensionerande lasten från lastfall och ritningar hamnar under medelvärdet för brottlast hos serierna i korslimmat trä. Detta påvisar goda utsikter för användandet av korslimmat trä som balkupplag, vidare efterforskning behövs dock, med större provkroppar och fler profiler per serie.

Abstract [en]

To achieve the EU's climate goals, industrial emissions in Sweden must be reduced. One way to limit emissions – linked to construction technology – is to design the frame system for industries in wood, instead of building in steel or concrete. Previous research has shown that such a switch can lead to a reduction in carbon dioxide equivalents of 85 CO2e kg/m². Loads can also be handled in such buildings if closer center distances for frame systems in frameworks are used. Companies that want to contribute to the conversion can have their construction costs paid via industriklivet.

What is not as well researched, is how the load from an overhead crane is handled by the beam supports that carry the traverse with its accompanying load. A beam support needs to handle large bending and shear stresses that occur locally along the plane of the attachment surface of the cantilever.

Cross-laminated timber (CLT) evens out the property differences in the different directions of fibers against load. Greater load can theoretically thus be absorbed in the plane of the bracket's attachment surface. It is therefore of interest to design cantilever supports in CLT and compare these against specimens in glue-laminated timber (glulam). It is also of interest to compare different cross-sectional dimensions, this because the shear stress is inversely proportional to the area. So, a greater width as well as shear area should bring benefits.

Nine specimens are manufactured and divided into three series of three specimens each. One series is made in glulam, while the other two in CLT, where the width of the specimen differs. The test bodies are otherwise geometrically similar. The specimens are then loaded in a hydraulic press to measure strength and stiffness. Stereoscopic cameras in the form of a non-contact measuring system are used to measure strains in addition to the movements of the piston during pressing. The results were also evaluated analytically. Partly via a design load calculation, where a load value is calculated from blueprints of a load case and overhead crane. Partly via beam theory to predict the failure load. Parameters such as moisture and density were also measured to see how they affect the given breaking load. The experimental part was conducted intramurally at Karlstad University.

The results show that a layout designed in CLT is 623% stronger than a design in glulam. The stiffness is also higher. The effect of width on strength needs to be further investigated, but the available data indicate major advantages of CLT. A more reliable stiffness value can be measured using a non-contact measuring system. Moisture and density showed a weak relationship to the failure load, which may be due to local material properties at the angle of the bracket. The analysis shows that beam theory is not sufficient for the evaluation of specimens like these. The design load from blueprints falls below the average value for failure load of the CLT series. This indicates good prospects for the use of CLT as a beam support, further research is however needed, with larger specimens and more profiles per series.

Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 81
Keywords [en]
Building technologies, industry, sweden, overhead crane, traverse, upplay, construction technology, renewable, beam support, support, wood, timber, cross-laminated timber, xlam, CLT, glue-laminated timber, glulam, GLT, construction, bending, shear, stress
Keywords [sv]
Byggteknik, industri, travers, upplag, förnybart, trä, korslimmat trä, limträ, konstruktion, industriklivet, dimensionering, böjning, skjuvning
National Category
Building Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-100706OAI: oai:DiVA.org:kau-100706DiVA, id: diva2:1881291
Subject / course
Construction Engineering
Educational program
Study Programme in Building and Construction Engineering
Presentation
(Swedish)
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-09-30 Created: 2024-07-02 Last updated: 2024-09-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Traversupplag av limträ och korslimmat trä - Dennis Adolfsson(30273 kB)294 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 30273 kBChecksum SHA-512
b63a00e5614ffc21e54add1e0c458721810beb47ddccf4c2f6a3eeda07a06c86d2b6d4fd02f5778f88562b6d62de930bd5dc34106ec3415d58283bbecacb4aa9
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Engineering and Chemical Sciences (from 2013)
Building Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 294 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: 345 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