Kurs-PM Ba rande tra konstruktioner, 7,5 hp EN KURS INOM EXPERTKOMPETENS FÖR HÅLLBART TRÄBYGGANDE Author: Thomas Bader och Johan Vessby Semester: Hösten 2016 Course code: 4BY100
Introduktion Syftet med denna kurs är att ge studenterna fördjupade kunskaper inom området bärande träkonstruktioner med särskild tonvikt på hur gällande europeiska dimensioneringsregler, Eurokoderna, används. Kursen innehåller föreläsningar, ett större projektarbete och en mer praktisk del med studiebesök till aktuella träbyggprojekt och slutligen laborationer och datoranalyser. De områden som speciellt kommer att beröras är limträkonstruktioner, förband i dessa och stabilisering för såväl limträkonstruktioner som regelbyggande. Var och en av kursens tre moduler omfattar 2,5 högskolepoäng (hp). En hp motsvarar ca 3 dagars heltidsstudier inklusive självstudier. Kursen ges på kvartsfart, dvs. den är förlagd över hela höstterminen 2016 med start i september och slut i december. Kursupplägg Kursen är uppdelad i tre moduler, var och en om 2,5 hp. För att gå vidare från en modul till nästa krävs i denna kurs att man avslutat föregående kursmodul eller att den studerande kan visa sådan dokumentation avseende kunskap och erfarenhet att kursansvarig kan medge undantag. Modul 1 omfattar främst självstudier med hjälp av filmade föreläsningar och handledning från lärare. I Modul 2 genomför studenterna på egenhand eller i mindre grupper ett projektarbete som bygger på en frågeskällning från studenternas arbetsplats. Modul 3 innefattar studiebesök på en arbetsplats och laborationer på universitetet i Växjö. I var och en av de tre modulerna träffas studenterna fysiskt vid ett eller två tillfällen. I den första modulen ingår föreläsningar och övningar som bygger på den så kallade partialkoefficientsmetoden. Den studerande får här i detalj gå igenom de olika moment som anges för dimensionering av limträkonstruktioner i Eurokod. Modulen är upplagd med inspelade föreläsningar som sänds via nätet och räkneövningar som löses på egen hand. En övning på varje område skickas in till kursansvarig för bedömning och utgör en del av examinationen. I den andra modulen genomförs ett stort projekt med syfte att tillämpa de teoretiska kunskaperna i ett praktiskt exempel. Detta projekt kan vara ett projekt från studentens hemmiljö som väljs i samråd med lärarna eller ett exempel konstruerat på universitetet. Exempel på projekt är ett bärande stomsystem som väljas, dimensioneras och ritas upp med konstruktionsritningar. Projektet rapporteras i en projektrapport som sänds till kursansvarig för bedömning och utgör en del av examinationen. Den tredje modulen omfattar aktiviteter i form av studiebesök och laborationer. Första delen är studiebesök vid några tidigare färdigställda eller nu pågående byggprojekt. Varje student skall därefter i rapportform beskriva den bärande stommen i ett av de aktuella byggprojekten. Del två i denna modul omfattar labförsök och beräkningar med hjälp av datorprogram. Denna modul genomförs under tre dagar på Linnéuniversitet. Laborationerna omfattar material provning med effekt av fiber riktning, fukt och tid, pelarknäckning och dragprov av ett större träförband. Beräkningsdelen omfattar en FEM-beräkning av en limträbalk med varierande tvärsnittshöjd för att studera spänningsfördelning. En av laborationerna dokumenteras i en labrapport som lämnas till kursansvarig för bedömning och utgör en del av examinationen. 2 (6)
Lärandemål Efter kursen skall studenterna: ha grundläggande förståelse för konstruktionsteknik och lastberäkningar ha förståelse för verkningssättet hos konstruktioner i trä och träbaserade produkter ha förmåga att dimensionera avancerade träkonstruktioner inklusive stabilisering av dessa, specialbalkar i limträ, träförband, nedböjningar och vibrationer kunna utforma, dimensionera och analysera avancerade träkonstruktioner ha en uppfattning om den senaste forskningen inom området kunna, inom sitt eget yrkesområde, tillämpa, fördjupa och delge de kompetenser som förvärvats. Kursinnehåll Kursen innehåller: bakgrunden till konstruktionsnormerna och lastberäkningar grundläggande förståelse för trä som konstruktionsmaterial; sortering, inverkan av klimat och lastvaraktighet dimensionering av träelement utsatta för drag, tryck eller böjning dimensionering av krökta limträbalkar och balkar med varierande tvärsnittshöjd stabilisering av träkonstruktioner träförbandsteknik förståelse för uppförandet och dimensionering introduktion till bruksgränstillstånd. Förkunskapskrav För att vara behörig krävs examen på grundnivå i ämnet byggteknik eller motsvarande. Den tidigare utbildningen ska innehålla en grundläggande kurs i byggnadsmekanik och minst en grundläggande kurs i konstruktionsteknik eller motsvarande. Sökande som inte uppfyller dessa formella krav men kan visa att de har motsvarande förkunskaper exempelvis genom arbete som konstruktörer kan söka kursen och valideras som behöriga. Kurslitteratur Obligatorisk litteratur [1] Crocetti, Roberto (ed.) (2015). Limträhandboken Del 1-3, Stockholm: Svenskt Trä [2] Bergkvist, Per (ed.) (2015). Design of timber structures, Volume 1: Structural aspects of timber constructions. Stockholm: Swedish Forest Industries Federation. [3] Bergkvist, Per (ed.) (2015). Design of timber structures, Volume 2: Rules and formulas according to Eurocode 5. Stockholm: Swedish Forest Industries Federation. [4] Bergkvist, Per (ed.) (2015). Design of timber structures, Volume 3: Examples: Swedish Forest Industries Federation. Referenslitteratur [5] EN 1990: Eurokod Grundläggande dimensioneringsregler för bärverk [6] EN 1991-1-1: Laster på bärverk Del 1-1: Allmänna laster Tunghet, egentyngd, nyttig last för byggnader [7] EN 1991-1-3: Laster på bärverk Del 1-3: Allmänna laster Snölast [8] EN 1991-1-4: Laster på bärverk Del 1-4: Allmänna laster Vindlast [9] EN 1995-1-1: Eurokod 5: Dimensionering av träkonstruktioner Del 1-1. Allmänt Gemensamma regler och regler för byggnader 3 (6)
Lärare Examinator och kursansvarig Thomas Bader (TB) 0470-767579 thomas.bader@lnu.se Övriga lärare Anders Olsson (AO) Bertil Enqvist (BE) Johan Vessby (JV) Kirsi Jarnerö (KJ) Marie Johansson (MJ) Roberto Crocetti (RC) Sigurdur Ormarsson (SO) SP Trä LTH Modul 1 Föreläsningarna är filmade och kan nås via LNUs lärplattform. Övningar är tänkta att vara studenten till hjälp vid inlärandet av materialet, hemuppgifter skall lösas av studenten och skickas in till ansvarig lärare för bedömning. Uppskattad tidsåtgång för hemuppgifterna är 20 timmar. Modul 2 I denna modul genomförs ett store projektarbete där studenten skall dimensionera ett stomsystem eller genomföra motsvarande uppgift med handledning från lärare i kursen. Projektet bör i första hand hämtas från studentens hemmiljö och väljas i samråd med lärare. Alternativt kan ett projekt med en simhall med en bärande limträkonstruktion väljas. Projektet skall redovisas i form av skisser, beräkningar och ritningar. Omfattningen av projektet bör motsvara en tidsåtgång av ca 5 heldagars arbete. Modul 3 Den tredje modulen omfattar studiebesök och laborationer. I den första kursomgången genomförs ett studiebesök till en trähusfabrik, ett flervåningshus i trä och ett större arenabygge. Studenterna skall dokumentera ett av de besökta objekten i rapportform. Rapportens upplägg och inriktning bestäms i samråd med läraren och behandlar i första hand den bärande stommen i ett av de objekt som besökts. Del två av modul 3 omfattar två dagar vid. Under dessa dagar genomförs tre experimentella studier i labbet och en FEM beräkningsövning. I labbet provas en träpelare till knäckning, och ett större dymlingsförband belastas till brott. Dessutom provas material egenskaper och analysera effekten av fiber riktning, fukt och tid. Förbandsförsöket skall dokumenteras i en labrapport som också skall innehålla handberäkningar av kapaciteten hos förbandet enligt Eurokod. En FEM-beräkning av en balk med varierande tvärsnittshöjd genomförs i datormiljö, speciellt skall spänningsfördelningen i balken studeras. Examination I kursen examineras var och en av de tre modulerna för sig. Modul 1 examineras på de hemuppgifter som inlämnas till läraren. Modul 2 examineras genom den skriftliga projektrapporten och modul 3 examineras genom deltagande i studiebesök och laborationer samt på den skriftliga rapporteringen från dessa. 4 (6)
Schema Justeringar av schemat kan förekomma, bland annat beroende på antalet studenter som antas till kursen. Datum Föreläsning Sal Övn. Lärare Modul 1 - Föreläsningar Torsdag 8/9 10.15 Kursintroduktion M1052 TB mfl. 11.15-12.00 Byggsystem i trä M1052 MJ 13.15-15.00 Eurokod, partialkoefficientmetoden M1054 TB 15.00-15.30 Pause 15.30-17.00 Laster och lastkombinationer M1054 Laster 1 TB 17.30 Gemensam middag Kafferummet hus M Fredag 9/9 8.15-10.00 Trä som bärande material, del 1 M1052 MJ 10.30-12.00 Trä som bärande material, del 2 M1052 B 1-4 MJ 13.15 15.00 Balkar och pelare, del 1 M1052 TB Föreläsningar som ges via webben 15/9 8.00-9.45 Balkar och pelare, del 2 P 1-4 TB 15/9 10.15-12.00 Limträbalkar - krökta balkar och balkar med LB 1-4 SO & 13.15-15.00 varierande höjd 16/9 8.00-9.45 Förbandstyper TB 16/9 10.15-12.00 Beräkning av förband F1-6 TB & 13.15-15.00 22/9 8.15-10.00 Stabilisering av träkonstruktioner - vindkryss S1-3 JV 22/9 10.30-12.00 Stabilisering av träkonstruktioner - skivverkan S4-6 JV 23/9 8.00-9.45 Bruksgränstillstånd, statiska och dynamiska krav Br1-4 KJ 23/9 10.15-12.00 Introduktion till cross laminated timber (CLT) JO 23/9 13.00-15.00 Koncept för träbroar RC Torsdag 6/10 10.15-11.00 Sammanfattning av föreläsningsserien M1050 TB 11.15-12.00 Genomgång av hemuppgifter M1050 TB mfl. 13.15-14.00 Genomgång av hemuppgifter M1050 TB mfl. 14.00-17.00 Introduktion till engineering design software M1050 TB 5 (6)
Modul 2 - Projektarbete Fredag 7/10 8.15-12.00 Studenterna presenterar förslag till projektarbete under ca 15 minuter 13.15- Diskussion i små grupper om projektarbetet och hur det ska genomföras Karlava gnen Karlava gnen ALLA ALLA Lärare besöker studenter på ordinarie arbetsplats enligt överenskommelse mellan inblandade. Modul 3 Studiebesök och Laborationer Torsdag 10/11 10.15-12.00 Presentation och diskussion av projektarbeten från K1254 ALLA modul 2 12.00-13.00 Lunch 13.00 Studiebesök 1 Trivselhus JV +fler Fredag 11/11 8.00-10.00 Information om träkonstruktioner i Växjö JV +fler 10.00- Studiebesök 2 Vallen JV +fler -15.00 Studiebesök 3 Limnologen JV +fler Torsdag 24/11 8.15-12.00 Introduktion till limträbalkar modellering med M1078 FEM och tid för eget arbete med datalaboration TB 13.15-17.00 Laboration 1 Material tests, fukt och tid M0053 BE/SO Fredag 25/11 8.15-12.00 Laboration 2 Knäckning M0053 BE/AO 13.15-17.00 Laboration 3 Förband M0053 BE/TB Schemat för de fysiska träffarna och bokade lokaler kan nås från timeedit.net, https://se.timeedit.net/web/lnu/db1/schema1/ Sök på kursnamn (Bärande träkonstruktioner) eller kurskod (4BY100) 6 (6)