umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Avväxling på sammansatt byggelement: Provningar med balksko och skruvar i balkfläns
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2018 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Lintel on composite building elements : Tests with hanger and bolts throe beam flange (English)
Abstract [sv]

Lättelement AB i Örnsköldsvik tillverkar sammansatta självbärande byggelement i form av tak, väggar och bjälklag. Elementen är uppbyggda med lättbalkar som stomme och elementen fylls med isolering mellan lättbalkarna. På lättbalkarnas översida spiklimmas en plywoodskiva med syfte att ta upp tryckkrafterna och på undersidan av lättbalkarna spiklimmas en tunn plåt som tar dragkrafterna i elementet.

Vid yttertak finns oftast behov av ventilationshuvar och takluckor som medför att ett hål måste utformas i takelementen. Håltagning i elementen innebär att bärande lättbalkar avväxlas med en avväxlingsbalk, en så kallad primärbalk. Lättbalkarna som avväxlas kallas för sekundärbalk. I denna studie har en infästning utformats mellan en sekundär- och primärbalk som undersökts genom fyra olika provningar.

Infästningen bestod dels av en utvikt balksko som fästes med ankarskruvar. Primärbalkens övre- och undre fläns sattes fast med två träskruvar genom sekundärbalkens flänsar. Provserie 1 hade syftet att vara ett referensprov med balkar av massivt trä med infästningen beskriven ovan. Provserie 2 bestod av lättbalkar och med infästningen. Provserie 3 var uppbyggd av lättbalkar med en plywoodskiva på översidan och en plåt på undersidan.  Provserie 4 bestod av två lättbalkar, en plywoodskiva och en plåt samt med den utformade infästningen.

Provningarna genomfördes hos underleverantören Masonite Beams i Rundvik. Samtliga provkroppar utsattes för en tryckkraft för att undersöka infästningens bärförmåga för respektive provserie. Deformationen mättes under balkskon, som låg placerad vid ena upplaget, med ett digitalt skjutmått. Den karakteristiska bärförmågan beräknades fram utifrån kraften som respektive provserie utsattes för vid en förskjutning på 1,5 mm. En provkropp i respektive provserie utsattes för en högre last för att kontrollera ifall ett spräckbrott skulle uppstå längs primärbalken. Ett spräckbrott kan uppstå när en balk utsätts för en kraft vinkelrätt fiberriktningen som kan resultera till ett brott längs träets fiberriktning.

Provserie 1 tillverkades och provades inte, eftersom inga tecken på spräckbrott uppstod längs primärbalken på de övriga provserierna. Resultatet från provningarna blev att provserie 2 hade en karakteristisk bärförmåga på 16,47 kN och brottet för samtliga i provserie 2 resulterade till att sekundärbalken slutligen gav vika. Testerna för provserie 3 visade en kraftig förskjutning mellan balkarna som medförde att plåten slutligen gick sönder. Provserien ansågs inte fylla någon funktion varav ingen bärförmåga togs fram för provserie 3. Resultatet för provserie 4 visade att provserien klarade av störst last jämfört med de övriga provserierna och brottet blev att sekundärbalken gav vika. Den karakteristiska bärförmågan beräknades till 15,32 kN vid en förskjutning av balkskon på 1,5 mm.

Slutsatsen blev att infästningens förstärkta träskruvar bidrog till ett för tidigt brott som medförde att balkflänsen på sekundärbalken sprack i både provserie 2 och 4.  Under samtliga provserier uppstod inga tecken på spräckbrott på primärbalken. Brottet som skedde blev ett balkbrott på sekundärbalken för både provserie 2 och 4. Resultatet visade att provserie 2 hade en högre karakteristisk bärförmåga jämfört med provserie 4, detta berodde på att provserie 4 hade en större spridning på provkropparnas resultat jämfört med provserie 2.

För framtida arbeten rekommenderas att utforma fler provningsserier med ett större antal provkroppar inom varje serie för att undersöka varje del för sig, detta skulle ge en ökad förståelse för hur konstruktionen påverkas som helhet. Samt utforma infästningen svagare jämfört med balkens bärförmåga för att undersöka risken för spräckbrott längs primärbalken.

Abstract [en]

Lättelement AB in Örnsköldsvik manufactures self-supporting building elements in the form of roofs, walls and building floors. The elements are structured with light beams as frame filled with insulation. A plywood sheet is nail and glued on the upper side of the light beams and a thin steel plate is placed on the underside.

In roofs there is usually a need for ventilation holes and roof hatches. A hole in the element means that load bearing light beams must be cut off to transfer the load to a lintel, called primary beam. The load bearing beam is called secondary beam. In this study, a connection has been designed between a secondary- and primary beam that has been analyzed in four different test series.

The connection consisted partly of a hanger attached with anchor screws. The upper and lower flanges of the primary beam were attached with wooden screws placed through the flanges of the secondary beam. Test series 1 had the purpose of being a reference sample with beams of solid wood attached with the connection described above. Test series 2 consisted of light beams and with the connection. Test series 3 consisted of light beams, a plywood sheet placed one the upper side and a plate one the underside. Sample series 4 consisted of light beams, one plywood sheet and one plate and with the designed connection.

The tests were performed at the subcontractor Masonite Beams in Rundvik. All test specimens were subjected to a compressive force to calculate the characteristic resistance of the connection for each test series. The deformation was measured under the hanger with a digital slider. The characteristic resistance was calculated based on the force at a displacement of 1.5 mm of the hanger. One specimen in each test series was subjected to a higher load to check if a crack fracture would occur along the primary beam. A crack fracture can occur when a beam is subjected to a force perpendicular to the fiber direction which can result in a break along the fiber direction of the wood.

Test series 1 was not manufactured or tested because the results from the other test series didn’t have no signs of crack fracture on the primary beam. The result of the tests showed that test series 2 had a characteristic resistance of 16.47 kN and the failure for all specimens in test series 2 resulted in to that the secondary beam broke. The tests for test series 3 showed a strong displacement between the beams, which eventually caused the plate to break. The test series was not interesting to evaluate so no characteristic resistance was calculated for test series 3. The result for test series 4 showed that the test series managed the largest load compared to the other series of tests and the failure was that the secondary beam breaks. The characteristic resistance was calculated to 15.32 kN with a displacement of 1.5 mm under the hanger.

The conclusion was that the wooden screws in the upper flanges resulted to the first break. The upper beam flange on the secondary beam cracked in both test series 2 and 4. During all series of tests, no sign of crack fractures occurred on the secondary beam. The result showed that test series 2 had a higher characteristic resistance compared to test series 4, this was because the test series 4 had a lager dispersion between the specimens compared to the test series 2. For future work it is recommended to design more test series with a larger number of specimens of each series to examine each part separately. This would give an increased understanding of the whole structure. As well as design the connection weaker than the beam´s bearing capacity to investigate the risk of crack fractures along the primary beam.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 29
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-156112OAI: oai:DiVA.org:umu-156112DiVA, id: diva2:1285887
External cooperation
Lättelement AB
Subject / course
Byggteknik
Educational program
Bachelor of Science Programme in Civil Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-02-05 Created: 2019-02-05 Last updated: 2019-02-05Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Avväxling på sammansatt byggelement; Provningar med balksko och skruvar i balkfläns(2669 kB)112 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2669 kBChecksum SHA-512
c3dc40934f6e868c6d9990f18e050ddad3d28e7edeb8b35e96f6a3f63005193941195c086882f5092604b353bef2cfa0dc9aecb404dc07220011eb83e9310f36
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 112 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 153 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf