Deformation och brottutveckling i träförband med dymlingar

Sammanfattning

Arbetet som presenteras i denna rapport avser undersökningar av deformation och brottutveckling i träförband med dymlingar, med fokus på intryckningen av hålet under de första belastningstimmarna. Examensarbetet är ett fortsättningsarbete på ett pågående forskningsprojekt där både korttids- och långtidsförsök har genomförts. I långtidsförsöken belastades förbanden med en konstant last motsvarande 80 % av den maximala lasten från korttidsförsöken, medan korttidsförsöken drev provkropparna till brott inom 2–5 minuter. Ett centralt problem i långtidsförsöken var att intryckningen under de första timmarna inte kunde mätas tillförlitligt, vilket detta arbete framför allt undersöker. Ett ytterligare syfte har varit att utvärdera beräkningsmetoder för belastning vinkelrätt mot fiberriktningen enligt Eurokod 5 (EC5), genom jämförelse med praktiska försök. För att möjliggöra tillförlitliga mätningar under de inledande timmarna användes FEM beräkningar i Abaqus/CAE. Modellen efterliknade provkropparnas beteende och användes som underlag för utformning av en fungerande provuppställning baserad på trepunktsböjning och för val av mätmetoder. Materialbeteendet justerades för att realistiskt motsvara verkliga träprov, och tidigare experimentella resultat användes för att fastställa flytkriterier. En jämförelse genomfördes sedan mellan EC5:s beräknade brottlaster och de brottlaster som uppmättes i försöken. De experimentella resultaten visade att både acetylerade och obehandlade furuprover uppvisade liknande last-bärande beteende, men med tydliga skillnader. Acetylerat trä är ett kemiskt modifierat material som framställs genom att träet impregneras med ättiksyraanhydrid. De acetylerade proverna uppvisade mindre intryckning vid dymlingen, men hade lägre spricklaster. De obehandlade proverna uppvisade större intryckning, men klarade högre belastning innan brott genom uppsprickning. Vid konstant last fortsatte intryckningen att öka markant hos de obehandlade proverna, medan utvecklingen var långsammare hos de acetylerade. Intryckning uppstod i båda träslagen men var mer uttalad i de obehandlade, vilket kan ge tydligare förvarning innan brott. Brottlasterna i de praktiska försöken visade sig vara lägre än de värden som beräknas med Eurokodens ekvationer. EC5:s teori är utvecklad för att fungera under vissa förutsättningar och tar därför främst hänsyn till provkropparnas geometri, med antagandet att alla övriga krav – såsom träslag och materialegenskaper – uppfylls. Detta resulterade i stort sett i samma i beräknade brottlast för alla prover, oberoende av träslag. Jämfört med de experimentella resultaten gav beräkningar enligt EC5 betydligt högre brottlaster, där de obehandlade provkropparna i praktiken visade högre brottlast än de acetylerade.