KONSTRUKTIONS- OPTIMERING Helena Johnsson, 2009-03-11
Ramverk Utvecklingsprojekt som drivs tillsammans med ett flertal industripartner. Är finansierat från TCN och företagen och delat i två delar: - volymer. Lindbäcks bygg och Moelven Byggmodul. Fokus på stabilisering och brand för modulbyggda trähus - limträ. Martinsons, Moelven Töreboda och Långshytte Limträ. Fokus på 3Dverktyg för beräkningar av träkonstruktioner. Limträdelen handlar om att bygga på den befintliga programvaran FemDesign från StruSoft med en trämodul. Projektet drivs som ett utvecklingsprojekt med StruSoft och Consultec som parter. Budget: 1 MSEK. Beräknad sluttid är 2009-06. LTU är passiv partner, projektet fick ingen forskningsöverbyggnad då finansiering inte kunnat säkerställas.
Forskning/utveckling Projektet är ett utvecklingsprojekt och bedrivs därför inte som ett normalt forskningsprojekt med teoriuppbyggnad och analys. Kortare och mer väldefinierade insatser. Forskningsartiklar planeras från arbetet, tentativa titlar: The effect of local strengthening on the shear capacity of plasterboard sheathing Timber frame walls subjected to fire
Hjälpmedel för bärförmåga Har tagit fram ett Excel-blad där bärförmåga för skivväggar kan beräknas. Avsikten är att kunna använda Excel-verktyget för att beräkna bärförmågan vid stabilisering, alltså endast den horisontella bärförmågan. Kontroll av stämpeltryck och extra förstärkning med dragstag ingår. Tillsammans med konstruktör på WSP utvecklat lathundar för att uppskatta bärförmågan i stabilisering i ett tidigt skede.
Genomförda försök - tester av tunna stålband som förstärkning av skivans kanter. Detta gav 30% ökning av bärförmågan. Skulle kunna användas för att förstärka endast hörnen. - tester på bjälklagsinfästning hos Moelven.
Öppningar Utvecklat enkel beräkningsmodell som verifierats av Bo Källsner för att utnyttja kringliggande konstruktioner för att föra lasten förbi öppningar. Volymbyggnad har den fördelen att konstruktionen upprepar sig, alltså kan man säkerställa samma geometri varje gång
Förankring Utvecklat en lösning som fungerar för volymbyggnad. En stor begränsning är att konstruktionen är sluten inåt volymen. Därför måste konstruktionslösningen vara monterbar från utsidan. Antalet reglar beror på: - dragkraften - stämpeltrycket - förbandets bredd
Tredimensionella effekter Resultaten visar att: VIND - Lyftkrafterna kan minska med 12-15% - Taket har stor inverkan för fördelning av lasterna mellan tornen - Vindlasten kan beräknas till ett lägre värde - Elastiska infästningar ger mycket stora deformationer, men minskar lyftkrafterna ytterligare
Brand Har genomfört lastnedräkning i brandlastfallet för 15 olika planlösningar Planlösningarna är i huvudsak av tre olika typer: När volymerna placeras längs med byggnaden fås värsta fallet eftersom både nyttig last och snölast då samtidigt belastar ytter- och korridorväggar. 4 vån 5 vån 6 vån LS YV KV LS YV KV LS YV KV Min 9,4 11,4 16,5 12,3 14,1 19,8 15,1 16,8 23,1 Max 22,5 16,4 33,6 27,9 18,7 43,0 33,4 21,0 52,4 Medel 12,2 14,6 23,4 15,7 17,0 28,7 19,1 19,5 34,0
Försöksupplägg Baserat på lastnedräkningen har önskade lastnivåer etablerats. Planen är att genomföra ett antal (7-8 st) strategiskt valda brandprov som bör leda till att kravet R90 skall uppnås Idag har volymbyggnation etablerade lösningar som klarar R60 d.v.s. upp till 4 våningar utan problem. Tester på bjälklag i byggsystemet har klarat R90. Försöken genomförs tillsammans med SP Trätek och kommer att instrumenteras så att de kan användas för att kalibrera den beräkningsmodell som tagits fram av SP och som idag är EUstandard
Belastade brandprov Brandproven kommer att vara belastade av domkrafter då de antänds. De ingående trämaterialen (reglarna) skall hållfasthetstestas innan väggen byggs samman. Detta har aldrig gjorts tidigare, utan bedömning av hållf.klass har gjorts okulärt. Brandtester har hittills aldrig gjorts med repetition i försöken, alltså finns idag inte ett sannolikhetsteoretiskt angreppssätt till behandlingen av försöksresultat. Detta gör att den beräkningsmodell som tagits fram har mycket stora inneboende säkerheter. Här finns en möjlig utveckling i att arbeta med tillförlitlighet som i BKR och EC.
Aktuella varianter Ytterväggar i byggsystemet är idag inget problem. Korridorvägg och lägenhetsskiljande vägg utgör utmaningarna. 2 lager brandgips 45x95 stomme K24 Ultimate-isolering från Isover 2 lager brandgips 45x145 stomme K24 Ultimate-isolering från Isover Varianter: Knäcklängd (2.5 m/3.0 m) Hållfasthet (K18/K24) Isolering (Glasull/Ultimate)