| dc.description.abstract | Interessen i å kombinere betong med tre til "tre-betong hybridkonstruksjoner" har vokst betydelig i de siste årene. Å koble disse to materialene sammen, i komposittstrukturer har gitt fordelene til både tre og betong og bidratt til en mer bærekraftig konstruksjonsteknikk. Norge er et av verdens mest bærekraftige land og har alltid lagt stor vekt på å skape et grønnere samfunn og bevare naturen. Det er mange fordeler ved å bruke tre-betong komposittkonstruksjoner i motsetning til ren betong, for eksempel reduksjon av egenlast og CO2-utslipp. Tre er et naturlig organisk bærekraftig materiale; Derfor er det bærekraftig å erstatte noe av betongens volum med tre.
Målet med denne masteroppgaven er å fremme forskningen på tre-betong Hybridstrukturer, ved å gjennomføre en endelig elementanalyse (Finittelementmetoden) på et tre-betong hybrid-gulvsystem. Gulvsystemet består av en bjelkeramme av limtre overlagt med en 70 mm betongdekke. Den numeriske analysen er basert på resultatene av et fysisk eksperiment av bøyeoppførselen til et tre-betong hybrid-gulvsystem utsatt for en firepunkts bøyetest. Den eksperimentelle studien ble brukt til å vurdere nøyaktigheten av finittelementmetoden.
FEM-programvaren som ble brukt i denne numeriske analysen var ANSYS Mechanical APDL R2 2023. Den numeriske analysen av gulvsystemet var utfordrende på grunn av tre ortotropiske naturen og kravet på å beregne limtrebjelkenes mekaniske egenskaper.
FEA-analysen med ANSYS ga et lovende resultat, som nøyaktig matchet resultatet av det fysiske eksperimentet. Det nøyaktige resultatet av den numeriske analysen tillot en avansert undersøkelse, i form av tre parametriske studier. Effekten av, de forskjellige parameterne til gulvsystemet, på resultatet, ble analysert i disse parametriske studiene. Den første parametriske studien undersøkte påvirkning av "tykkelse av betongdekke" på maksimal forskyvning, Von Mises spenninger og de totale spenningene i kontaktelementet. På den andre siden, undersøkte den andre parametriske studien effekten av styrkeklassen av limtrebjelker, mens den tredje studien analyserte påvirkningen av lastplasseringen.
Resultatene av den parametriske analysen ga indikasjon på at tykkelsen på betongdekken er avgjørende effektiv på maksimal forskyvning og spenninger i tre-betong hybrid-gulvsystemer. Ved å øke tykkelsen på betongdekken med 20 mm, reduserte man maksimalt bøyning med 10 % og spenning med 14 %.
På den andre siden, å unngå konsentrerte laster i midtspennet og flytte lastene mot opplagerne, reduserte maksimal forskyvning med 29 % og spenningene med 33 %.
Videre arbeid som involverer effekten av "tykkelse til betongdekke" på naturlig frekvens og vibrasjon anbefales for avansert kunnskap om tre-betongkomposittgulvsystemer. | |
