| dc.description.abstract | Målet med denne masteroppgaven er å belyse viktige temaer som kan ha bidratt til kollapsen av Tretten bru, med særlig vekt på trevirkets relasjon til blokkutrivning og utmatting. Det vil bli gjennomført eksperimentelle tester på tilsendte limtreprøver fra diagonalelement 13B for å definere relevante styrkeparametere. Resultatene fra eksperimentet vil senere bli brukt til å regne på kritiske forbindelser og deres kapasitet til utmattelse.
Kapittel 2 består av en teoridel som omhandler trevirkets unike egenskaper og karakteristikker. Bakgrunnen for denne delen er å skape et grunnlag for å forstå treets anvendelser og potensiale i brukonstruksjoner. De sterkt miljøavhengige materialegenskapene til trevirke vil bli beskrevet i relasjon til utfordringene som følger med dem.
Kapittel 3 inneholder en litteraturstudie av relevant forskning med fokus på faktorer som er relatert til kollapsen av Tretten bru. Informasjon om forskningsstudier relatert til syklisk og statisk utmattelse vil bli presentert. Videre inneholder kapittelet en oppsummering av de foreløpige rapportene utstedt av SHK (Statens havarikommisjon) angående bruens kollaps. I disse rapportene fremstår utmattelse og blokkutrivning av diagoalelementene som avgjørende svakheter i bruas strukturelle integritet.
Kapittel 4 omhandler gjennomførte eksperimenter. Rapporten inneholder gjennomgangen av 4 strekktester, 3 blokkutrivningstester, 4 firepunkts bøyningstester og ytterligere 10 trykktester. Prøvene for blokkutrivning opplevde rotasjoner og dynamiske forskyvninger før kollaps, noe som indikerer en kapasitetsbegrensning på grunn av asymmetrisk svikt. Likevel viste data samlet fra blokkutrivningstestene og bøyningstest konsistente resultater for ft,0 som varierte mellom 32 til 33 MPa. Videre ble fc,0 og Ec,0 definert som henholdsvis 39 MPa og 11420 MPa. Resultatene indikerer derfor at kvaliteten på lamellene T14.5 som ble brukt i diagonal 13B oppfyller kvalitetskravene som er angitt for GL32c i EN14080.
Kapittel 5 omhandler en case-studie av kapasitetsberegning til kritiske forbindelser i diagonal 6 og 7 relatert til blokkutrivning og utmatting. Resultatet indikerer kfat verdier tilsvarende 0.7 og 0.8 for respektive diagonaler. S-N kurver ble så konstruert basert på disse verdiene, som videre beskriver at diagonal 7 er forventet å tåle 432 sykluser. S-N diagrammene illustrerer en brattere kurve for diagonal 7 i forhold til diagonal 6 ved samme spenningsnivå, dette impliserer at diagonal 7 er den kritiske diagonalen. | |
| dc.description.abstract | This Master’s thesis aims on contributing to the ongoing investigation of the collapse of Tretten bridge with a particular emphasis on GLULAM’s relations to block failure and fatigue. Various experimental tests are conducted on GLULAM specimens from diagonal element 13B to define static strength parameters for a fatigue-related case study.
Chapter 2 consists of an in-depth examination of the unique properties and characteristics of timber, serving as a comprehensive foundation for understanding its utilization and potential in civil engineering. The highly environmentally dependent material properties of timber are elaborated, shedding light on the challenges that accompany them.
Chapter 3 conducts a state-of-the-art review of relevant literature focusing on topics that are plausibly related to the collapse of Tretten bridge. Noteworthy areas of investigation include prior research studies on cyclic and static fatigue. Furthermore, a summary of the preliminary reports issued by the Norwegian safety investigation authority (NSIA) regarding the bridge collapse is presented. From the latter, fatigue and block failure within the dowel connections emerges as decisive weaknesses in the bridge’s structural integrity.
Chapter 4 presents the laboratory experiments conducted, including 4 tension tests, 3 tests focused on block failure, 4 four-point bending tests, and an additional 10 compression tests. Block failure specimens experienced sudden rotations and dynamic displacement responses prior to failure, indicating a capacity limitation due to unsymmetrical failure. Nevertheless, data from the block failure test and bending test indicated consistent results of ft,0 that varies between 32 to 33MPa. Furthermore, fc,0 and Ec,0 was defined as 39 MPa and 11420 MPa, respectively. Consequently, the results indicate that the material quality of the lamellas T14.5 used in diagonal 13B does satisfy the qualities provided for GL32c in EN14080.
Chapter 5 contains a simplified case study on block capacity-related fatigue failure of critical connections in diagonal 6 and 7. A simplified design method for fatigue verification in EC5-2 is described and utilized in order of establishing S-N curves. The S-N curves are constructed based on a load scenario presumably similar to the one that led to the collapse of Tretten bridge. The results yield kfat values of 0.7 and 0.8 for diagonals 6 and 7, respectively. This indicates a greater design stress level for diagonal 7, resulting in failure after 432 cycles. Additionally, diagonal 7 exhibits a steeper S-N curve than diagonal 6, indicating a lower number of cycles at the same stress level. Consequently, diagonal 7 is the critical diagonal. | |
