Träbyggnandet i Sverige gick in i en ny era när myndigheterna beslutade att upphäva förbudet mot att bygga byggnader som är högre än två våningar. Denna förändring i lagstiftningen har bidragit till att utveckla träbyggandet under det senaste decenniet. Cross Laminerat Timber (CLT) har blivit erkänt som en ny teknik som använt på ett korrekt sätt ger starka och pålitliga konstruktioner. Materialet visar sig mer och mer intressant huvudsakligen beroende på den styvhet och styrka det visar i olika tester. Ett av de projekt som använt CLT som bärande element är Limnologen i staden Växjö 500 kilometer söder om Stockholm. I detta projekt har både väggar och bjälklag med bärande delar av CLT använts. En av utmaningarna i samband med högre träbyggande är att beräkna och ta hänsyn till de vertikala förskjutningarna i stommen. Orsakerna till förskjutningen är momentana samt tidsberoende. I denna uppsats utvärderas dessa vertikala förskjutningar med två olika metoder. Den första av dessa är experimentell. Förskjutningarna mättes av en grupp forskare från Växjö universitet och utvärderas i denna rapport. Den andra är en Finit Element Modell där förskjutningarna simuleras beroende på parametrar som anses viktiga. Resultatet av simuleringen jämförs med de experimentellt erhållna värdena. Simulering är ett viktigt sätt att förutsäga förskjutningar i CLT byggnader i framtiden. Alla modeller har gjorts med hjälp av finita element programmet Abaqus. FEM- modellen av Limnologen består av ett väggelement per våning i sex våningar. Detta element är det element där också förskjutningarna mätts på plats. På så sätt kan modell och verklighet jämföras. Förutom väggelement modelleras också bjälklagselement och kopplingen mellan vägg och bjälklag. De experimentella resultaten har analyserats i programvaran Matlab. Resultatet blev ett antal grafer som redovisar förloppet. Det viktigaste resultatet är det som visar både den totala relativa förskjutningen samtidigt som den visar fuktkvoten i CLT- skivan. Fuktkvoten beräknades från temperatur och relativ luftfuktighet som båda mättes på plats. Slutsatsen är att man med en simulering kan åstadkomma en acceptabel tillförlitlighet med avseende på vertikala förskjutningar. Krympningen har spelat en viktig roll för förskjutningarna. Den maximala förskjutningen som erhållits från mätningar var 21 mm medan det maximala förskjutningen fått från simuleringen baserad på tre olika antaganden var 35 mm, 33 mm och 17 mm. Skillnaden i resultaten kan delvis förklaras av de antaganden som använts för beräkning av fuktkvot och antagandet om fiberriktningen i timret. I simuleringen antogs fuktkvoten vara konstant över alla tre lager i CLT- skivan i de två första fallen. Orienteringen av fibrerna antogs radiell och tangentiell. Det tredje antagandet bygger på att fukten enbart påverkar det yttersta lagret i skivan. Detta antagande är rimligt på grund av tidsåtgången att uppnå fuktjämvikt och på grund av det limlager som skiljer lagren åt och hindrar fukt att vandra från ett lager till ett annat. / The history of timber buildings in Sweden entered a new era when the authorities decided to lift the ban on constructing more than two-storey timber buildings in Sweden. This change in legislations has contributed to the emergence of timber construction during the last decade. The Cross Laminated Timber (CLT) has become recognized as a new technology that used correctly in construction gives strong and reliable structures. The building material is gaining more credit day by day mainly due to the stiffness and strength it proved throughout the tests in projects where it was used. One of the projects that used CLT as load bearing elements was Limnologen in the city of Växjö 500 kilometres south of Stockholm. In this project, a system of CLT floors as well as CLT walls has been used. One of the challenges related to medium-rise timber buildings in general is to calculate and take account of the vertical displacement of the whole building. The sources for the displacements are instantaneous elastic as well as time dependent. In this thesis we are introducing two evaluation methods for the vertical displacements in Limnologen. The first is the experimentally measured vertical displacement that was performed by a group of researchers from Växjö University, and the second is a Finite Element Model simulating the vertical displacement according to the factors and parameters thought to be important to be included in the modelling. The output of the simulation was to be compared with the experimentally obtained values. Simulation is an important way to predict the vertical displacement in future CLT buildings. All modelling were done using the finite element software Abaqus. The Abaqus model of the Limnologen building consists of six wall elements from six storeys. The modelled wall elements are the wall elements that the vertical displacement devices were installed on. The reason for this is to get a better picture of how the results from the model would yield in comparison to the site measurements. The floor itself and the sylodyn used in the interface between wall and floor were also modelled. The data collected from the site were processed in the software Matlab. Several graphs were attained out of the data processing. The most important graph is the one that include both the total relative displacement and the equivalent moisture content in the CLT. The equivalent moisture content was calculated from the measured temperature and relative humidity. In this thesis it is concluded that a simulation can accomplish an acceptable reliability with respect to the vertical displacements. The shrinkage factor has played a vital role in simulation of the displacements. The maximum displacement obtained from the measurements was 21 mm while the maximum displacement gained from the simulation based on three different assumptions was 35 mm, 33 mm, and 17 mm respectively with the similar displacement pattern. The difference in the results can partly be explained by the assumptions used for the equivalent moisture content and local coordinate system of the CLT layers. In the simulation the moisture content was assumed to be equal over each layer of the CLT-panel. The first two assumptions were formulated due to the amphibolous grain of the middle layer of the CLT-panel which was considered having effect on the vertical displacement. The third assumption was formulated due to the glue layer between the wood layers of the CLT-panel which was considered having effect on preventing moisture diffuse from one layer to another layer. In reality it is questionable if the moisture content is varied in the different layers of the CLT-panel. The diffusion of the moisture content hasn't been taken into account.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:vxu-5540 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Zeng, Xiong yu, Ren, Su Xin, Omar, Sabri |
| Publisher | Växjö universitet, Institutionen för teknik och design, Växjö universitet, Institutionen för teknik och design, Växjö universitet, Institutionen för teknik och design |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.1393 seconds