711 Dimensionering av knutpunkter med spikningsplåtar och förband mellan primär- och sekundärbalkar

Publicerad: 8 oktober 2014

Projektets syftar till:
a) att skapa ett underlag till dimensioneringshjälpmedel för knutpunkter/förband,
b) att ta fram karakteristiska värden med hjälp av provningar för ett antal olika förbandstyper. Förbandtyp väljs i samverkan med industri och resultaten skall ligga till grund för del a.

Område: Industriellt träbyggande
Budget: 600 000 kr
Tidplan: februari - juni 2015
Projektledare: Mats Ekevad, LTU

Finansiering: Detta delprojekt ingår i projektet TräCentrum Norr 2014 med finansiering från Länsstyrelsen i Norrbotten, Region Västerbotten, Skellefteå kommun, Piteå kommun, Luleå tekniska universitet samt TCNs industriparter.

Bakgrund

Införandet av Eurokod 5 har inneburit att ett antal tidigare använda knutpunktslösningar måste förstärkas och därmed har det medfört kostnadsökningar. Tryck vinkelrätt fiberriktningen och risk för tvärdragsprickor är exempel på detta. En möjlighet för att öka dimensionerande lastnivåer är att redovisa beräkningar baserade på verifierade provningsvärden. Att uppnå generalla formler som senare kan inarbetas i Eurokod är en omfattande process men med väl begränsade typlösningar kan lösningar uppnås inom rimliga tidsperspektiv. Två olika förbandstyper har därför valts ut, knutpunkter med spikningsplåtar och förband med risk för spjälkningsbrott.

I första förbandstypen har en förstudie genomförts under 2013 i projektet ”Knutpunkter med spikningsplåtar”. Projektet hade som målsättning att fastställa betydelsen av spikningsplåtarnas bidrag till att förbättra bärförmågan vinkelrätt fibrer. Inom projektet har uppnåddes bland annat följande resultat:

- Värden för tryck vinkelrätt fiberriktningen ökade från fc,90=4,7 till 5,2 MPa när ytan ökade från 140x405 mm2 till 215x405 mm2 (prov 1A-2A). Detta kan tyda på kanteffekter/storlekseffekter.

- För förband med dimensioner 140x405 mm2 ger spikningsplåtar och när spikarnas antal överstiger 20+20 stycken per plåt, en ökning av bärförmågan.

- Ökat antal spikar ger högre total bärförmåga men bärförmågan per spik avtar.

- För förband med dimensioner 215x405 mm2 fås motsvarande effekt dock krävs det troligen större antal spik innan tydlig effekt erhålls.

- Nyttan av spikningsplåtar minskar för spikförband där det förekommer tryck parallellt fiberriktningen.

I förstudien genomfördes fyra olika provningsomgångar och där provomgång 1 och 2 visade på tydliga ökningar av förbandens bärförmåga. Inom varje provomgång finns det dock provserier som avviker utan påtagliga förklaringar vilket kan bero på litet statistiskt underlag. För att kunna fullt ut använda resultaten som stöd till dimensionering bör ytterligare studier göras.

I förstudien gjordes också en finit elementsimulering där teoretiska spänningar bestämdes hos en specifik knutpunkt utan spikplåtar och med tryck parallellt och tvärs fibrerna. Beräkningarna visade att i detta fall utan spikplåtar så spelar friktionen mellan stålbeslag och trä stor roll för spänningen tvärs fibrerna. Detta indikerar att spikplåtar i detta fall skulle ha stor betydelse eftersom man kan anta att spikplåtars införande motsvarar att friktionen mellan stål och trä ökar.

I andra förbandtypen med anslutningar av typ primär- mot sekunderbalk har nuvarande dimensioneringsregler medfört större dimensioner på grund av teoretiskt ökad risk för spjälkningsbrott. Med värden baserade på konkreta provningar förväntas kunna visa på högre dimensionerade värden.

Syfte och mål

Projektets syftar till:

a) att skapa ett underlag till dimensioneringshjälpmedel för knutpunkter/förband,

b) att ta fram karakteristiska värden med hjälp av provningar för ett antal olika förbandstyper. Förbandtyp väljs i samverkan med industri och resultaten skall ligga till grund för del a.

Projektets huvudmål är att:

1) Fastställa karakteristiska värden för knutpunkter med spikningsplåtar för användning vid dimensionering.

2) Fastställa karakteristiska värden för 1-2 förbandstyper med risk för spjälkningsbrott och användning vid dimensionering.

Relaterade projekt

LST BD REG AC.jpg