Förbandsaspekteter i större limträkonstruktioner
Att trä har en benägenhet att krympa och svälla när fuktkvoten i träet ändras är känt. Vidare kan man i de flesta trähandböcker läsa att dessa rörelser inte ska motverkas av konstruktionens uppbyggnad. I alla typer av träförband, där stor kraftöverföring samt styvhet erfordras, skapar förbandets utformning sådana mothållande krafter.
I en ny avhandling från Växjö universitet har Johan Sjödin studerat lastkapacitet och fuktaspekter för förband i limträkonstruktioner. Det specifika förbandet som studerats består av stålplåtar som är inslitsade i träet och förbinds med ett antal ståldymlingar. Dessa så kallade dymlingsförband är vanliga i olika typer av fackverkskonstruktioner av limträ, Elmiahallen i Jönköping är ett exempel.
Förband är en viktig komponent i träkonstruktioner där stora statiska och dynamiska krafter skall överföras mellan anslutande element. Konstruktionens totala lastkapacitet är starkt beroende av kapaciteten hos enstaka förband. Betydelsen av ett förbands egenskaper har aktualiserats på senare tid efter att två större limträkonstruktioner rasade i Norden under 2003. Trenden mot längre spännvidder och mer komplicerade konstruktioner ökar betydelsen av säkra förbandslösningar.
Johan Sjödin har i sin avhandling påvisat att lastkapaciteten för dymlingsförband påverkas negativt av uttorkning. Förklaringen till detta är att fuktinducerade spänningar uppstår i limträet vid uttorkning. En mindre studie har även gjorts för att undersöka om lastkapaciteten hos sadelbalkar också påverkas av uttorkning. Resultaten här visade liknande lastreduktion på grund av uttorkning, som konstaterats för förbanden.
Det som är av särskilt intresse är att de klimat som har använts i undersökningarna motsvarar den naturliga variationen i vanligt inomhusklimat, dvs. motsvarande klimatklass 1 enligt EC5 (Eurocode 5 2004) eller klimatklass 0 (eller 1) enligt BKR (Boverkets konstruktionsregler 2003). Dessa regler tar endast hänsyn till lastvaraktighet och fuktinnehåll i en konstruktion, dvs. inte till den påvisade reduktionen av lastkapaciteten när en byggnadsdel utsätts för uttorkning i ett torrt klimat.
Johan Sjödin har också i sin avhandling utvecklat två numeriska metoder för beräkning av lastkapaciteten i ett dymlingsförband. Han har uppnått bra överensstämmelse med experimentella resultat samt resultat beräknade med traditionella beräkningsregler. Det finns flera fördelar med att införa numeriska metoder vid dimensionering av förband. En fördel är att komplicerade lastsituationer lätt kan beaktas. En annan fördel är att man kan utforma förbandet relativt fritt, med till exempel oregelbundet placerade dymlingar. Med hjälp av de traditionella beräkningsregler som används idag är detta svårt.
Johan Sjödin är civilingenjör och anställd av Skanska som industridoktorand vid Växjö universitet sedan 2003. Avhandlingsarbetet har skett i nära samarbete med limträindustrin och Skanska.
Avhandlingen ”Strength and Moisture Aspects of Steel-Timber Dowel Joints in Glulam Structures ? An Experimental and Numerical Study” försvaras den 18 april 2008 kl. 10:00 i Södrasalen, Växjö universitet. Opponent är professor Per Johan Gustafsson, Lunds Tekniska Högskola.
Kontaktinformation
För mer information kontakta Johan Sjödin på telefon 070-480 44 83 eller e-post: johan.sjodin@skanska.se eller johan.sjodin@vxu.se
Avhandlingen går att beställa genom Kerstin Brodén, Växjö University Press, telefon: 0470-708267 eller e-post: vup@vxu.se.
