Selvborrende skruer som forsterking i utsparte limtrebjelker: Eksperimentelle tester og analytiske betraktninger

Abstract

Oppgaven baseres på en studie av 100 forskjellige testbjelker med dimensjoner B=36, H=300, L=4200[mm] levert fra Kjelstad Sag i Selbu. Målet var å få et større grunnlag for dimensjonering av limtrebjelker med store utsparinger, i størrelsesorden 50-60% av total bjelkehøyde. Både kapasitets og stivhetstap er kjente problemer som følger av utsparinger og det hadde vært til stor nytte å klare å forbedre begge deler med enkle metoder, som i denne oppgaven med skruer.

Tilgjengelig litteratur på området er studert for å finne ut av hva som er blitt gjort tidligere. Den analytiske beregningsmetoden som foretrekkes pr dags dato er beregninger via Weibull teori, som har vis seg å kunne tilpasses bra til testresultater. I Tyskland er det utarbeidet et mindre formelverk for beregning av skruenes kapasitet, dette formelverket blir benyttet for å bestemme kapasiteter og potensiale for de benyttede skruene i denne oppgaven.

Det er laget en detaljert forklaring til hvordan testene er utført samt hva slags utstyr som er benyttet.Dette for at arbeidet skal kunne fortsettes på samme premisser som i denne oppgaven. Vidre arbeider nødvendig på området, da er det viktig at alt gjennomført arbeid skal kunne vertifiseres og sammenlignes.

Skruene benyttet i denne oppgaven viste seg å være overdimensjonert og det medførte at mindre enn halve kapasiteten ble utnyttet. Det foreslås å benytte tynnere skruer, men da med forborring for å unngå at skruen blir bøyd ut under montering. Det er viktig at ved montering på byggeplass må montører ha tilstrekkelig kunnskap om spenninngenes retninger slik at ikke feilplasseringer forekommer. Skruene vil i de tilfeller ikke ha noen virkning på kapasiteten til bjelkene. Det burde konsulteres med fagpersoner dersom skruer skal ettermonteres for å sikre at de blir plassert korrekt.

Det er sett på to forskjellige plasseringer av utsparinger, i skjær- og moment-dominert sone.For bjelkene med utsparinger plassert i skjærdominert sone viste det seg at skruene hadde mindre effekt på både stivhet og kapasitet. Dette fordi det svakeste punktet gikk fra å være utsparingen til å være kvaliteten på spesiellt ytre lameller rundt midten av bjelkene, når det ble benyttet skruer.Særlig stor sammenheng hadde bruddene med plassering av bjelkeskjøter og lamelleskjøter i belastede områder. Naturlige defekter som kvister og sprekker medførte også ofte brudd i sammenheng med fingerskjøter. Heterogeniteten til trevirket sørger for at det alltid er noe variasjon i testresultatene.