Instabilitetsfenomen i underspända limträbalkar

Sammanfattning: Syftet med detta arbete var att undersöka olika parametrars betydelse för instabilitetsfenomen i ett underspänt balksystem av limträ. Arbetet syftade även till att undersöka den komplexitet av modellering som krävs för att nå tillräcklig noggrannhet med avseende på instabilitet. Komplexitet i modellering avsåg i detta arbete typ av beräkningsmodell avseende geometrisk representation (1D, 2D, 3D) och beräkningsteori (1:a, 2:a eller 3:e ordningens teori). I byggnader med krav på ett stort fritt utrymme, som idrottshallar, har underspända takstolar av limträ blivit en populär lösning. Då dessa balkar ofta är slanka i syfte att maximera styvheten i planet är dessa typer av takstolar ofta känsliga för instabilitet. Inte sällan görs felaktiga antaganden gällande instabilitet vilket belystes av takraset i Tarfalahallen 2020. Efter detta ras har flertalet andra byggnader med underspända system behövts förstärkas eller stängas. I det europeiska regelverket Eurokod 5 finns det råd för hur instabilitet bör hanteras generellt, däremot finns det i dagsläget inga råd som nämner hur instabilitet i underspända system bör hanteras annat än att överhöjning bör användas för system utan andra avstyvande system. I syfte att undersöka vilken komplexitet gällande modellering som krävs och olika parametrars påverkan på instabilitet, utfördes flera parameterstudier. Dessa utfördes med hjälp av interaktion mellan programmeringsspråket Python och det kommersiella FE-programmet RFEM. De parametrar som undersöktes var: - Takstolens geometri; i form av primärbalkens lutning och antalet strävor samt deras placering. - Slankhet för primärbalk, avseende tvärsnittets höjd-bredd förhållande. - Rotationsstyvhet i spikförband mellan primärbalk och trycksträvor. - Axialstyvhet i tryckbom - Rotationsstyvhet i ramled - Förspänning i dragband, med och utan tryckbom Analyserna visade att för slanka tvärsnitt på primärbalken bör en modell vilken kan ta hänsyn till tvärböjningens effekter användas för att analysera instabilitet. Vidare bör även rotationstyvheten i förbandet mellan trycksträva och primärbalk uppskattas med en noggrann analys. För låga lutningar på primärbalken bör trycksträvor inte stabiliseras ut ur planet med överhöjning, utan annan stabilisering erfordras, till exempel med tryckbom i underkant.