Undersøkelse av bruddutvikling hos spikerplateforbindelser i takstol av trebaserte i-bjelker

Abstract

Denne masteroppgaven tar for seg aktuelle knutepunkt i takstoler av trebaserte i-bjelker. En trebasert I-bjelke har flenser av konstruksjonsvirke og steg av trebasert platemateriale, der tverrsnittets høyde kun er avhengig av stegets høyde. Bjelkens utforming forårsaker imidlertid problematikk rundt lokale påkjenninger ved spikerplateforbindelser. Kraftoverføring mellom flens og steg går gjennom limfuge langs bjelkens lengde. Store konsentrasjoner av skjærspenning vil være kritisk for trevirket som inngår i fuge da fasthetsegenskapene er betraktelig redusert i tverr- og høyderetning. Gjennom tre forsøksserier ble styrke i knutepunkt med- og uten forsterkninger kontrollert. Forsterkning var i hovedsak økt forankringsareal for spikerplate og bedre kraftfordeling ut i bjelken ved hjelp av kryssfinerlasker. Den trinnvise forsterkningen av knutepunktet resulterte i positiv utvikling av kapasitet. Det ble gjennomført to forsøksserier for kontroll av egenskaper knyttet til limfugen. Her ble både kapasitet mot uttrekk av flens og kraftfordeling langs bjelkens lengde beregnet. Dette ble benyttet under behandlingen av resultater fra knutepunktsprøvene. Også to forsøksserier vedrørende forankringsfasthet i kryssfiner ble gjennomført, da dette ble benyttet som forsterkning av knutepunkt. Det ble i etterkant avdekket metodefeil og resultater fra disse forsøk ble ikke tatt med i vurdering. Ved nærmere kontroll og sammenligning av resultater fra knutepunkt ble det etablert en metode for å forklare utviklingen rundt spikerplateforbindelsen fram til brudd. Ved å korrigere for lokale deformasjoner i komponenter som inngikk i forbindelse ble knutepunkt strippet ned til et felles, grunnleggende knutepunkt. Metode er basert på antakelser og overslag, men resultat viser sammenhenger mellom seriene. Felles for alle var liten toleranse i deformasjon mellom steg og flens. Limet er stivt og gir lite elastisitet i forbindelse, elastisiteten er derfor avhengig av egenskaper i trefibrene. I limfuge ble det ble ikke observert noen effekt av forsterkningen, høyere kapasitet var i stor grad knyttet til bedre kraftfordeling. Dette forsinket bruddutviklingen i limfuge, som oppstod hvis kraftfordelingen ble kuttet. De iboende egenskaper i bjelken må tas særskilt hensyn til ved dimensjoneringer.