En i dagsläget vanlig byggteknik i Sverige är användandet av en stålstomme i kombination medprefabricerade betonghåldäck. Detta arbete grundar sig på frågeställningen om KL-träbjälklag skullekunna vara ett reellt alternativ till betongbjälklag i en sådan konstruktion, i kombination medhattbalkar. Som ett första steg skisserades en typkonstruktion för att ha en väl definierad utgångspunkt för enanalys. Utgångspunkten för denna typkonstruktion var främst en studie av två tidigare konstruktioner,konstruerade med stålstomme med hattbalkar och håldäcksbjälklag. Litteraturstudien fokuserade påbakomliggande teorier i relation till bjälklagets funktion i konstruktionen. Ett antal områdendefinierades som utgångspunkt för en teknisk utvärdering. Dessa områden var spännvidder,dimensionering i brottgränstillståndet, dimensionering i bruksgränstillståndet, knutpunkter,dimensionering för olyckslaster, akustik och byggbarhet. Utgående från ovanstående områdenutvärderades så tekniska förutsättningar för användandet av KL-träbjälklag i den aktuellakonstruktionstypen. Det konstaterades att det på många områden finns väl fungerande lösningar ochatt det finns många positiva aspekter med ett lätt och lättmonterat KL-träbjälklag. De problemområdensom hittats kan sammanfattas som: 1. Begränsad spännvidd 2. Ökade horisontella deformationer i bjälklaget 3. Beräkning av svängningar med hänsyn till upplag på stålbalkar 4. Förband mellan bjälklag och hattbalkar 5. Akustisk dimensionering Två av dessa områden valdes för vidare analys; förband mellan bjälklag och hattbalkar samt denbegränsade spännvidden. För förbandet utvecklades en lösning med en klack på hattbalkens fläns ikombination med en slits i KL-träskivan som enkelt ska kunna hakas på vid montage. För att ta krafterlängs balkens längd måste dock lösningen sedan kompletteras med ett skruvförband genombalkflänsen. Förhoppningen är att en enklare lösning för att ta dessa förhållandevis små krafter skakunna utvecklas som komplement till det primära förbandet med klack och slits. Handberäkningarutfördes för det utvecklade förbandet och det konstaterades att det är möjligt att utforma ett sådantförband, med rimliga dimensioner, för alla verkande laster. Som den sista delen av arbetet studerades lösningar för att kunna uppnå längre spännvidder, för ettplattbjälklag är spännvidden begränsad till något mindre än 7,7m. Olika typer av samverkansbjälklagstuderades och det konstaterades att samverkan med ett prefabricerat betongbjälklag med en limmadförbindelse skulle kunna vara en lämplig lösning. Limmade förbindelser studerades så mer ingåendeoch det konstaterades att en limmad förbindelse mellan trä och prefabricerad betong medför storstyrka och styvhet. Upp mot 100% samverkan har observerats för samverkansbjälklag med denna typav förbindelse. En osäkerhetsfaktor är dock långtidseffekter, där fler studier behöver hittas ellerutföras för att få en större kunskap på området. Handberäkningar utfördes enligt teorin i SS-EN 1995-1-1 på två typer av samverkansbjälklag med ett antal olika dimensioner. I beräkningarna medräknades100% samverkansgrad. Det konstaterades att 9m spännvidd skulle kunna uppnås med en kombinationav KL-trä och betong, medan 12m spännvidd kan uppnås med hjälp av mellanliggande träreglar. Andraberäkningsmodeller för svängningar där egenfrekvensen inte är den begränsande faktorn skulle kunna leda till bättre resultat för denna typ av samverkansbjälklag. / A currently common building technology in Sweden is the use of a steel structure in combination withprefabricated HD/F concrete slabs. This work is based on the issue of whether CLT slabs could be asuitable alternative to concrete slabs in such a structure, in combination with the type of weldedplated beams that are often called hat beams. As a first step a type-structure was sketched to have a well-defined starting point for an analyze. Thebasis for this structure was mainly a study of two designs constructed with steel structures composedof hat beams and HD/F slabs. The literature study was focused on underlying theories in relation to theslabs function in the structure. A number of areas were defined as a basis for an evaluation of thebuilding type. These areas where spans, design in the ultimate limit state, design in the serviceabilitylimit state, joints, design for accidental actions, acoustics and constructability. Based on the above,technical conditions for the use of CLT slabs in the building type in question were evaluated. It wasfound that in many areas there were working solutions, and that there are many positive aspectsrelated to the use of a light and easily mounted CLT slab. The issues that were found can be concluded as: 1. Limited span lengths 2. An increase of horizontal deformations in the slab 3. Calculations of vibrations with respect to the flexible support 4. Joints between slabs and hat beams 5. Acoustic design Two of these issues were chosen for further analysis: joints between slabs and beams and the limitedspan length. A solution was developed for the joint, composed of a heel on the flange of the steelbeam in combination with a slit in the CLT slab. The joint is supposedly easy to mount during assembly.To be able to handle the forces along the length of the beam the solution must however becomplemented with a secondary screw joint through the flange of the beam. The hope is that a simplersolution to handle these relatively small forces can be developed, as complement to the primary jointmade up of the heel and slit. Calculations were performed by hand for the developed joint and it wasfound that it is possible to design such a joint, with reasonable dimensions, for all the acting loads. As the last part solutions to achieve longer spans were studied, for a flat CLT slab the span length islimited to somewhat less than 7,7m. Different types of composite slabs were studied and it was notedthat a composite with a prefabricated concrete slab and a glued connection could be a suitablesolution. Glued connections were then studied more closely, and I was found that a glued connectionbetween wood and prefabricated concrete entails great strength and rigidity. About 100% unitedaction has been observed for this type of connection. An uncertain factor is however long-term effectswhere further studies need to be found or performed to achieve more knowledge. Hand calculationswere performed using the theory in SS-EN 1995-1-1 on two types of composite slabs for a couple ofdifferent dimensions. In the calculations 100% united action was used. It was found that 9m span couldbe achieved with the combined action of CLT and concrete, while 12m could be achieved using woodenstuds for spacing. Other theories for the calculations where the natural frequency isn’t the limiting factor could lead to better results for this kind of composite slabs.

The risk of moistening wood material should be considered and avoided as varying moisture content in the air causes the wood to swell and shrink. Moisture content in the material has influence on its mechanical properties, which may lead to damage due to reduced strength of the material. Wood material should be stored in places where the external climate does not contribute to an increase in the moisture content of the element. An optimal storage location is where the moisture content of wood material decreases. The purpose of this study is to increase knowledge about how the moisture content in cross-laminated timber (CLT) changes under different storage conditions. To achieve the purpose and get a broad picture of how moisture varies within CLT element, a measurement method that could handle measurements at different depths in the element was chosen. Furthermore, the CLT elements were placed in several storage places that simulated storage conditions at the workplace, where the amount of moisture in the environment varied based on the diurnal variation. The study has shown that, over the entire measurement period, the CLT elements that were placed indoors had a reduction of moisture content by 4.5%. The elements that were placed in a tent hall showed a decreasing of moisture content by about 1.5%. The elements that were placed outdoors with weather protection had an increasing moisture ratio of about 3%. The elements that were placed outdoors without weather protection had been affected greatly by the external climate and during precipitation the moisture content increased even greater. According to the study, CLT should be stored indoors or in a tent hall where the external climate does not contribute to an increase in the element's moisture content compared with outdoor storage. Furthermore, the study showed that cracks in the CLT elements led to higher moisture contents in the material. For the elements that were placed outdoors without weather protection that the cracked element reached its saturation point during precipitation, while the element without cracks showed increase of moisture content by a certain percentage and this increase is much slower.

KL-trä är ett stommaterial som blir allt intressantare på marknaden. Kunskapen är hos mångakonstruktörer idag begränsad. Genom att utgå från en betongstomme, där många konstruktörer har goderfarenhet av projektering och dimensionering, kan en jämförelse mellan dessa två stommaterial vara relevant. Frågan som då kan ställas är hur en KL-trästomme dimensioneras enligt Eurokoderna och vadskillnaderna och dess konsekvenser på boarea och byggnadshöjd, i jämförelse med en betongstomme. Genom att för en byggnad göra om dess betongstomme till en KL-trästomme så kunde dessa skillnader undersökas. KL-trä eller korslimmat trä är ett skivmaterial av sammanlimmade brädor, där vartannat lager liggerkorslagt mot föregående lager. Denna uppbyggnad ger KL-träskivan bärförmåga i två riktningar ochkan användas som vägg- och bjälklagselement. KL-trä är ett stommaterial med låg vikt, jämfört medexempelvis betong, och har precis som andra lätta konstruktioner utmaningar med att uppfylla ljudkrav. Trä som utsätts för brand brinner med en konstant hastighet. Då kolskiktet som bildas har enisolerande effekt, brinner det med en låg hastighet. Detta gör det enkelt att dimensionera för brand. KL-trä har mindre fuktbetingade rörelser jämfört med konstruktionsvirke. Handlingar för en referensbyggnad med betongstomme erhölls av Kåver & Mellin. Med målet attbehålla byggnadens ursprungliga arkitektoniska kvaliteter utformades en ny byggnad i KL-trä därhänsyn togs till krav för bärighet, ljud, värmeisolering, brand och fukt. Resultatet som presenteras är en metod för dimensionering av KL-träväggar och -bjälklag. Därefterföljer en uppställning av typdetaljer för väggar och bjälklag, dess ingående material och till vilken gradkraven uppfyllts. Förslag till anslutningar mellan utvalda byggnadsdelar visas. Boarean minskade iförhållande till referensbyggnaden. Byggnadhöjden alternativt rumshöjden påverkas negativt. KL-träbyggnaden visades väga 118 ton mindre än referensbyggnaden. Vid val av KL-trästomme måste hänsyn tas till den ökade tjockleken av lägenhetsskiljande bjälklagväggar som kan leda till minskad area och ökad byggnadshöjd, och dess ekonomiska konsekvenser. Den påtagliga skillnaden i vikt är betydelsefull vid grundläggning och hantering av vindlaster.

Increasing awareness of sustainable building materials has led to interest in enhancing the structural performance of engineered wood products. Wood is a sustainable, renewable material, and the increasing use of wood in construction contributes to its sustainability. Multi-layer wooden panels are one type of engineered wood product used in construction. There are various techniques to assemble multi-layer wooden panels into prefabricated, load-bearing construction elements. Assembly techniques considered in the earliest stages of this research work were laminating, nailing, stapling, screwing, stress laminating, doweling, dovetailing, and wood welding. Cross-laminated timber (CLT) was found to offer some advantages over these other techniques. It is cost-effective, not patented, offers freedom of choice regarding the visibility of surfaces, provides the possibility of using different timber quality in the same panel at different points of its thickness, and is the most well-established assembly technique currently used in the industrial market. Building upon that foundational work, the operational capabilities of CLT were further evaluated by creating panels with different layer orientations. The mechanical properties of CLT panels constructed with layers angled in an alternative configuration produced on a modified industrial CLT production line were evaluated. Timber lamellae were adhesively bonded in a single-step press procedure to form CLT panels. Transverse layers were laid at a 45° angle instead of the conventional 90° angle with respect to the longitudinal layers’ 0° angle. Tests were carried out on 40 five-layered CLT panels, each with either a ±45° or a 90° configuration. Half of these panels were evaluated under bending: out-of-plane loading was applied in the principal orientation of the panels via four-point bending. The other twenty were evaluated under compression: an in-plane uniaxial compressive loading was applied in the principal orientation of the panels. Quasi-static loading conditions were used for both in- and out-of-plane testing to determine the extent to which the load-bearing capacity of such panels could be enhanced under the current load case. Modified CLT showed higher stiffness, strength, and fifth-percentile characteristics, values that indicate the load-bearing capacity of these panels as a construction material. Failure modes under in- and out-of-plane loading for each panel type were also assessed. Data from out-of-plane loading were further analysed. A non-contact full-field measurement and analysis technique based on digital image correlation (DIC) was utilised for analysis at global and local scales. DIC evaluation of 100 CLT layers showed that a considerable part of the stiffness of conventional CLT is reduced by the shear resistance of its transverse layers. The presence of heterogeneous features, such as knots, has the desirable effect of reducing the propagation of shear fraction along the layers. These results call into question the current grading criteria in the CLT standard. It is suggested that the lower timber grading limit be adjusted for increased value-yield. The overall experimental results suggest the use of CLT panels with a ±45°-layered configuration for construction. They also motivate the use of alternatively angled layered panels for more construction design freedom, especially in areas that demand shear resistance. In addition, the design possibility that such 45°-configured CLT can carry a given load while using less material than conventional CLT suggests the potential to use such panels in a wider range of structural applications. The results of test production revealed that 45°-configured CLT can be industrially produced without using more material than is required for construction of conventional 90°-configured panels. Based on these results, CLT should be further explored as a suitable product for use in more wooden-panel construction. / <p>External cooperation: Martinson Group AB and Research Institutes of Sweden (RISE)</p>