Korslimmat trä – Styvhet vid balkbelastning i planet

Sammanfattning: Problemställningen för detta examensarbete är att utvärdera en föreslagen beräkningsmodell för korslimmat trä (KL-trä) vid balkbelastning. I detta ingår att undersöka de antaganden som ligger till grund för beräkningsmodellen och att undersöka huruvida lamelltjockleken har en inverkan på styvheten i kontaktytan mellan lamellerna. Beräkningsmodellen är presenterad i Marcus Flaigs doktorsavhandling från 2013 och även i andra, senare vetenskapliga publikationer. Vidare diskuteras olika typer av beräkningsmodeller för KL-trä vid balkbelastning i planet och vilka värden på styvhetsparameterar som bör användas för de respektive beräkningsmodellerna. Målet med detta examensarbete är att utvärdera lamelltjocklekens inverkan på skjuvstyvheten i kontaktytan mellan longitudinella och transversella lameller samt kunna redogöra för vilka styvhetsparametrar som bör användas för olika typer av beräknings-modeller. För att kunna göra denna studie krävs en fördjupning i Flaigs beräkningsmodell samt en kartläggning hur väl modellen beskriver styvheten i elementets korsningsområde mellan de transversella och longitudinella lamellerna i KL-trä. En litteraturstudie har gjorts där Flaigs avhandling är den centrala litteraturen. Även andra vetenskapliga publikationer har också använts som komplement till avhandlingen. För att kunna undersöka validiteten i Flaigs antaganden har testresultat utvärderats och jämförts med beräkningsmodeller. Beräkningar baserade på en 3D solidmodell har utförts i Finita elementprogrammet Abaqus, för att undersöka lamelltjocklekens inverkan på styvheten i korsningsområdet. Resultat som presenteras i detta examensarbete visar att lamellens tjocklek har en inverkan på styvheten vilket gör att lamelltjockleken är en faktor som bör beaktas vid vidare dimensionering. Vidare presenteras också att värdet på styvhetsparametern K för 1D-balkmodell och balkrostmodell bör vara ungefär enligt de värden som Flaig och Meyer mätt upp, ett medelvärde på cirka 8 N/mm3 för en lamelltjocklek på 20 mm. För en 3D-solidmodell har det visat sig vara annorlunda. För att erhålla en total rotationsstyvhet som motsvarar K_ut på ca 7.5 N/mm3 vid utvärdering av provuppställningen som Flaig och Meyer gjort måste man för FE-beräkningar ansätta ett värde av styvheten i kopplingen mellan lamellerna på ca 1000 N/mm3 för en lamelltjocklek på 20 mm. Vidare kan ett värde på K_ut erhållas från vårt framräknande resultat som presenteras i figur 21 för varierande lamelltjocklek och användas i 1D-balkmodell och balkrost beräkningsmodell.