Doktorandprojekt: Förband och tryck vinkelrätt fiberna i korslimmat trä
Huvudsyftet med detta projekt är att i en kombinerad experimentell-numerisk studie förutsäga det mekaniska beteendet hos trä, speciellt i det tvärgående planet, för att få en bättre förståelse för hur årsringarnas struktur påverkar hur en belastning sprids. Detta blir till hjälp vid undersökningar av den konstruktionsmässiga reaktionen hos träbaserade produkter som korslimmat trä (KLT) under tryck vinkelrätt mot fiberriktningen, liksom hos förband i KLT-konstruktioner.
Bild: Jämförelse av skjuvspänningsfördelning från experiment och numerisk modellering.
Fakta om projektet
Doktorand
Shaheda Tahmina Akter
Handledare
Thomas K Bader och Jan Oscarsson, Linnéuniversitetet; Erik Serrano, Lunds tekniska högskola
Deltagande organisationer
Linnéuniversitetet, Lunds tekniska högskola
Tidsplan
Febr 2017–maj 2022
Ämne
Byggteknik (Institutionen för byggteknik, Fakulteten för teknik)
Avhandling
Lnu.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2:1652130
Mer om projektet
Moderna träbaserade produkter blir allt viktigare som bärande element i konstruktioner. Särskilt andelen korslaminerat trä (cross-laminated timber; CLT) i träkonstruktioner ökar avsevärt, även i de nordiska länderna, på grund av träets förnybara egenskaper och dess lastkapacitet. CLT är en sammansatt struktur av trälameller som limmas ihop korsvis i ett antal lager.
Doktorandprojektet syftar till att undersöka materialegenskaper och cylindriskt ortotropa effekter hos trä vad gäller dess lastbärande beteende genom att fastställa ett samband mellan materialegenskaper hos trä och CLT på produkt- och strukturnivå. En beräkningsmodell, som kan beskriva och förutsäga beteendet hos CLT under tryckbelastning vinkelrätt mot fiberriktningen, kommer att utvecklas i detta projekt. Beräkningsmodellen kan minska den tid och de insatser som krävs för experimentella tester av CLT i produkt- och strukturskala. Dessutom kommer beräkningsmodellen att göra det möjligt att genomföra en parameterstudie för att observera effekterna av materialegenskaper och årsringsorientering i lameller, effekten av antal lager och lamineringstjocklek, så att den kan användas för produktoptimering.
Projektet består av ett kombinerat experimentellt och numeriskt tillvägagångssätt för att ge experimentella bevis för utveckling, validering och kalibrering av modellen. Experimentella undersökningar kommer att utföras med hjälp av avancerade system för mätning av deformering, för att visualisera och kvantifiera effekterna av årsringstrukturer samt lastfördelningseffekter. Effekten av en globalt överlagrad skjuvbelastning, förutom kompression vinkelrätt mot fiberriktningen, på det lokala spännings- och töjningsfältet kommer att studeras för att få en bättre förståelse av den mekaniska responsen av CLT under kompressionsbelastning.
Förutom den mekaniska responsen hos CLT-produkten, utgör de lastbärande egenskaperna hos förband i CLT-konstruktioner en viktig designfråga som kommer att behandlas i detta projekt. Detta omfattar beteendet hos CLT i kontaktsituationer, vilket inducerar relativa deformationer på grund av kompression vinkelrätt mot spänningarna i fiberriktningen, såväl som förband med mekaniska fästelement. Detta förväntas leda till förbättrade designkoncept för förband i CLT-strukturer.
Doktorandprojektet är en del av projektet Tryck vinkelrätt fiberriktningen i korslimmade träprodukter.
