Blokkutrivning i stavdyblerforbindelser

Abstract

I Norge er det lange tradisjoner for bruk av trevirke i byggenæringen. I de senere årene har imidlertid trevirke fått et dårlig rykte som konstruksjonsmateriale som følge av en rekke uheldige hendelser der feil bruk av tre har ført til kollaps av store trekonstruksjoner. Oppgaven har som hensikt å sette fokus på sprø bruddmekanismer, og viktigheten av forbindelsens utforming for å unngå disse. Målet har dermed vært å gjennomføre en analyse av dagens regelverk for kontroll av kapasitet mot blokkutrivning, og alternative beregningsmetoder, samt andre faktorer som er avgjørende for å sikre forbindelsens kapasitet. Ved hjelp av manuelle beregninger har man kontrollert blokkutrivningskapasiteten til en valgt forbindelse ved bruk av fem forskjellige metoder for kapasitetskontroll. Her ble metoden for revidert Eurokode 5, med en kt =1,0 og et konservativt netto areal for strekkbrudd, funnet til å være den mest konservative. Metoden utviklet av Hanhijärvi og Kevarinmäki skiller seg klart mest ut fra de andre beregningsmetodene ved at den gir en komplett kontroll av alle sprø bruddmekanismer, i tillegg til at den tar høyde for interaksjonen mellom de ulike bruddmekanismene. Metoden kan anses å være et godt alternativ til kontrollen gitt i Eurokode 5. Forbindelsens kapasitet mot blokkutrivning er avhengig av fordelingen av forbindelsesmidlene, samt forbindernes dimensjoner og fasthet. Fordi forbindelsens strekkapasitet som oftest er dimensjonerende, vil det være spesielt viktig å tilstrebe et stort netto strekkareal, blant annet ved tilstrekkelig stor avstand mellom dyblene på tvers av fiberretningen.

In Norway, there are long traditions using timber in the construction industry. In recent years, however, timber has gained a bad reputation as construction material as a result of a series unfortunate incidents where the incorrect use of timber has led to the collapses of massive timber constructions. The purpose of this thesis is to set focus on brittle failure modes, and the importance of the connection’s design to avoid these. The goal has therefore been to conduct an analysis of today’s regulations for the control of block tear-out failure, and alternative calculation methods, as well as other factors which are crucial to secure the connection’s capacity. Using manual calculations, one has controlled the block tear-out capacity of a chosen connection by the use of five different methods for capacity control. Here, the revised Eurocode 5 method with a kt = 1.0 and a conservative net area for tensile failure was found to be the most conservative. The method developed by Hanhijärvi og Kevarinmäki clearly stands out the most from the other calculation methods in that it gives a complete control of all brittle failure modes, in addition to that they take account for the interaction between the different failure modes. This method can be seen as a good alternative for the control given in Eurocode 5. The connections block tear-out capacity relays on the distribution of the connector agents, as well as the dimensions and strength of the connectors. Because the connection’s tensile capacity often is decisive, it is especially important to strive for a big net tensile area, by a sufficiently large distance between the dowels across the grain.