Avstivningssystem i fleretasjes trehus; en sammenligning av skjærskiver i betong og massivtre

Abstract

Større konstruksjoner av tre blir stadig mer populært på grunn av miljøeffektene det gir å bruke tre i stedet for mer tradisjonelle byggematerialer som stål og betong. Oppgaven ser på hvordan man så materialeffektivt som mulig kan bruke skiver av massivtre i avstivningssystemet i stedet for betong. Det er et krav at modellene i massivtre er like gode eller bedre enn betongmodellen, både med tanke på stivheten konstruksjonen får og dens dynamiske egenskaper med tanke på kravene som stilles til komfort.

Det er bygd opp en grunnmodell med avstivningssjakt av betong, og mange modeller med avstivningssystem ved hjelp av massivtreelementene krysslaminterte treskiver. KLT modellene varierer plassering, tykkelse, lengde og hvordan de er festet til hverandre.

For å teste modellene er FEM-programmet Robot brukt for å kunne gjøre mange og nøyaktige modelleringer på kort tid.

Oppgaven viser at sjakter som er fast innspent i hverandre, er effektivt og gir stor stivhet. Den viser at for å oppnå gode avstivningsegenskaper på en materialeffektiv måte er det fordel med lange vegger framfor tykke vegger. Det er også sett på effekten av å ha flere vegger som stiver av om svak akse enn sterk akse. Det er også dette som gir den mest materialeffektive løsningen. Stivheten fra èn sjakt alene viser seg å ikke være godt nok; derfor legges det inn to ekstra vegger som gir den ekstra stivheten som trengs. Dettte gir bedre både statiske og dynamiske egenskaper enn grunnmodellen i betong.

Taller constructions built with timber are growing in popularity, because of the environmental effects that comes from replacing the more traditional building material steel and concrete, with timber. This thesis looks at how to use walls of timber in lateral steadying instead of concrete in the most material effective way as possible. It is a criterion that the timber models are as good or better than the concrete model, both in stiffness and in dynamic response. The dynamic response in the models are compared in ISO 10137 comfort criteria.

There has been made one model with stiffening core of concrete, and several models using timber shear walls with cross-laminated-timber elements. The CLT-models are varying placement, thickness, length and how the walls are fixed to each other.

To test these models, the FEM-program Robot are used. Robot helps with doing a high number of tests with high accuracy in short time.

The study shows that cores that are fixed to each other are effective, and that they also give a higher amount of stiffness than cores that is not fixed to each other. It also shows that long walls give high stiffness in a more material effective way than thick walls. The effect of having more walls working in the construction’s weak axis than the strong axis is also shown. It is this solution that shows to be the most material effective solution. The stiffness from one core alone will not give enough stiffness. With two extra shear walls the timber-building will achieve the lateral stiffness it needs for having better static and dynamic characteristics than the concrete model.