Då det är ett stort tomrum gällande KL-trä anslutningars prestanda vid brand finns det mer att undersöka och nya aspekter att tillföra. Huruvida beräkningsmetoden kan tillämpas till verkligenheten bör verifieras med brandtester vilket skulle kunna vara en vidare studie. Även andra anslutningar i KL-trä kräver liknande utredningar. Till exempel anslutning mellan vägg och bjälklag utförda med självborrande träskruvar.
Denna studie täcker endast skjuvhållfasthet i dymlingarna men då även skruvarna blir belastade vid brand vore det intressant att ta fram liknande metoder för dem.
41
13 Referenser
Audebert, M., Dhima, D., Bouchaïr, A. & Frangi, A. (2019). Review of experimental data for timber connections with dowel-type fasteners under standard fire exposure. Fire Safety Journal, 107, pp. 217-234.
Audeberta, M., Dhima, D., Taazounta, M. & Bouchaïra, A. (2011). Numerical investigations on the thermo-mechanical behavior of steel-to-timber joints exposed to fire. Engineering Structures, 33, pp. 3257–3268.
Boverket. 2020. Brandklasser för golv, väggar, tak, rörisolering och kablar. Hämtad 2020-04-17 från: https://www.boverket.se/sv/PBL-kunskapsbanken/regler-om-byggande/boverkets-byggregler/brandskydd/brandklasserd-for-ytskikt/
Boverket. 2020. Indelning i byggnadsklass och verksamhetsklasser. Hämtad 2020-04-17 från:
https://www.boverket.se/sv/PBL-kunskapsbanken/regler-om-byggande/boverkets-byggregler/brandskydd/byggnadsklass-och-verksamhetsklasser/
Brandner, R., Flatscher, G., Ringhofer, A., Schickhofer, G. & Thiel, A. (2016). Cross laminated timber (CLT): overview and development. European Journal of Wood and Wood Products, 74, pp. 331-351.
Brandon, D, Landel, P., Ziethen, R. & Albrektsson, J. (2019). High-Fire-Resistance Glulam Connections for Tall Timber Buildings. Research Institutes of Sweden.
Bryman, A. (2006). Integrating quantitative and qualitative research: how is it done?. Qualitative
Research, 6 (1), 97-113.
Craft, S., Barber, D., Klippel, M., Schmid, J. & Frangi, A., (2018). Test Methods to Evaluate the Adhesive Performance in CLT when Exposed to Fire. World Conference on Timber Engineering. Korea. Crielaard, R., Kuilen, JW., Terwel, K., Ravenshorst, G. & Steenbakkers, P. (2019). Self-extinguishment of cross-laminated timber. Fire Safety Journal, 105, pp. 244-260.
Falk, A., Dietsch, P. & Schmid, J., (2016). A competitive wood product for visionary and fire safe buildings. SP Report 2016:41, KTH Royal Institute of Technology.
Klippel, M. & Schmid, J. (2017). Design of Cross-Laminated Timber in Fire. Structural Engineering
International, 2, pp. 224-230.
Lawrence, A., Laupp, J. & Snelson, T. (2016). Three steps to make timber a standard material for
multi-storey buildings. World Conference on Timber Engineering. Österrike.
Lineham, S., Thomson, D., Bartlett, A., Bisby, L. & Hadden, R. (2016) Structural response of fire-exposed cross-laminated timber beams under sustained loads. Fire Safety Journal, 85, pp. 23-34 Maraveas, C., Miamis, K. & Matthaiou, Ch.E. (2015). Performance of Timber Connections Exposed to Fire: A Review. Fire Technology, 51, pp. 1401–1432.
42 McGregor, C. (2013). Contribution of Cross Laminated Timber Panels to Room Fires. Department of Civil and Environmental Engineering Carleton University.
Mohammad, M., Douglas, B., Rammer, D. & Pryor, S., (2013). Chapter 5: Connection in Cross-Laminated Timber Buildings. CLT Handbook: Cross Cross-Laminated Timber. USA: USDA Forest Service Binational Wood Council.
Peng, L., Hadjisophocleus, G., Mehaffey, J. & Mohammad, M., (2011). Predicting the Fire Resistance of Wood–Steel–Wood Timber Connections. Fire Technology, 47, pp. 1101-1119.
Pousette, A. & Lazaros, T. Brandskyddat trä – egenskaper och användning, state-of-the-art. SP Rapport; 2016:44. Skellefteå och Stockholm:
Regeringskansliet, Näringsdepartementet. (2018). Inriktning för träbyggande. Stockholm: Regeringskansliet.
Ringhofer, A., Brandner, R. & Blaß, H. J., (2018). Cross laminated timber (CLT): Design approaches for dowel-type fasteners and connections. Engineering Structures, 171, pp. 849-861. Schmidt, T. & Blaß, H., (2018). Recent development in CLT connections part l: In-plane shear conncetion for CLT bracing elements under static loads. Wood and Fire Science, 50, pp. 48-57 Svenskt trä, 2017. KL-trähandbok – Fakta och projektering av KL-träkonstruktioner. Svenskt trä, 2016a. Limträhandbok Del 1 – Fakta om limträ.
Svenskt trä, 2016b. Limträhandbok Del 2 – Projektering av limträkonstruktioner Swedish Standar Institute. (2004). SS-EN 1995-1-1:2004. Stockholm: SIS Förlag AB. Swedish Standar Institute. (2004). SS-EN 1995-1-2:2004. Stockholm: SIS Förlag AB. Swedish Standar Institute. (2015). SS-EN 16351:2015. Stockholm: SIS Förlag AB.
Tuhkanen, E. & Ojamaa, M. (2019). Early experimental investigations on slotted- in steel plate connections with self-perforating dowels in CLT. Wood Material Science & Engineering, pp. 1-8. Wang, Y., Zhang, J., Mei, F., Liao, J. & Li, W. (2020). Experimental and numerical analysis on fire behaviour of loaded cross- laminated timber panels. Advances in Structrual Engineering, 23(1), pp. 22-36.
Wiesner, F., Randmael, F., Wan, W., Bisby, L., M. Hadden, R., (2017) Structural response of cross-laminated timber compression elements exposed to fire. Fire Safety Journal ,91, pp. 56-67.
Zelinka, S., Pei, S., Bechle, N., Sullivan, K., Ottum, N., Rammer, D. & Hasburgh, L. (2018). Performance of wood adhesive for cross laminated timber under elevated temperature. World
Conference on Timber Engineering. Korean Institute of Forest Science.
Zhou, J., Yue, K., Lu, W., Chen, Z., Cheng, X., Liu, W., Jia, C. & Lijuam T. (2017). Bonding performance of melamine-urea-formaldehyde and phenol-resorcinol- formaldehyde adhesives in interior grade glulam. Journal of Adhesion Science and Technology, 31(23), pp. 2630-2639.
43 Östman, Birgit (2012). Brandsäkra trähus 3: nordisk - baltisk kunskapsöversikt och vägledning. Version 3 Stockholm: SP Sveriges tekniska forskningsinstitut
Östman, B., Mikkola, E., Stein, R., Frangi, A., König, J., Dhima, D., Hakkarainen, T. & Bregulla, J. (2010). Fire safety in timber buildings – Technical guideline for Europe. Stockholm: SP Trätek.
Besöksadress: Kristian IV:s väg 3 Postadress: Box 823, 301 18 Halmstad Telefon: 035-16 71 00
E-mail: registrator@hh.se www.hh.se
Bilaga 1 - Beräkning av effektivt tvärsnitt
Väggskiva
Beräkning av effektivt tvärsnitt av två olika väggdimensioner. Väggen blir utsatt för 60 minuters standardbrand och icke lastupptagande lager beräknas med hänsyn till tryckt sida. Indata: !" = 0.065((/(*+ ,-,/0 = 60(*+ 12345 = !"∙ ,-,/0 = 39(( Alternativ 1 ,9,: = 40(( ,<,=,> = 30(( ℎ = ,9+ ,<+ ,=+ ,>+ ,: = 170(( C" = ℎ 15+ 10.5 = 21.8(( 1F/ = 12345+ C" = 60.8(( ℎF/ = ℎ − 1F/ = 109.2(( Alternativ 2 ,9,=,: = 40(( ,<,> = 30(( ℎ = ,9+ ,<+ ,=+ ,>+ ,: = 180(( C" = ℎ 15+ 10.5 = 22.5(( 1F/ = 12345+ C" = 61.5(( ℎF/ = ℎ − 1F/ = 118.5((
109,2 mm motsvarar 3 kvarvarande skikt som bidrar till bärförmågan (40B+30+30B). Resterade 9,2 mm av hef är i ett icke bärande lager och bidrar ej.
118,5 mm motsvarar 3 kvarvarande skikt som bidrar till bärförmågan (40B+30+40B). Resterade 8,5 mm av hef är i ett icke bärande lager och bidrar ej.
Båda alternativen har tre kvarvarande skikt, varav två bärande. Alternativ 2 ger större bärförmåga då skikttjockleken är större på det tredje skiktet.
Bjälklagsskiva
Beräkning av effektivt tvärsnitt av två olika bjälklagsdimensioner. Bjälklagets undersida blir utsatt för 60 minuters standardbrand och icke lastupptagande lager beräknas med hänsyn till dragen
sida. Indata: !" = 0.065((/(*+ ,-,/0 = 60(*+ 12345 = !"∙ ,-,/0 = 39(( Alternativ 1 ,9,: = 40(( ,<,=,> = 30(( ℎ = ,9+ ,<+ ,=+ ,>+ ,: = 170(( C" = ℎ 100+ 10 = 11.7(( 1F/ = 12345+ C" = 50.7(( ℎF/ = ℎ − 1F/ = 119.3(( Alternativ 2 ,9,=,: = 40(( ,<,> = 30(( ℎ = ,9+ ,<+ ,=+ ,>+ ,: = 180(( C" = 100ℎ + 10 = 11.8(( 1F/ = 12345+ C" = 50.8(( ℎF/ = ℎ − 1F/ = 129.2((
119,3 mm motsvarar 3 kvarvarande skikt som bidrar till bärförmågan (40B+30+30B). Resterade 19,3 mm av hef är i ett icke bärande lager och bidrar ej.
129,2 mm motsvarar 3 kvarvarande skikt som bidrar till bärförmågan (40B+30+40B). Resterade 19,2 mm av hef är i ett icke bärande lager och bidrar ej.
Båda alternativen har tre skikt, varav två bärande. Alternativ 2 ger större bärförmåga då skikttjockleken är större på det tredje skiktet.
Bilaga 2 – Applicering av ny beräkningsmetod
Branddimensionering av anslutning i KL-trä med hänsyn till skjuvning i dymlingar. Anslutningen består av KL-skivor med tjockleken 180 mm, ståldymlingar och stålplåt.
Indata: h = 180 mm b = 0° d = 10 mm rk = 400 kg/m3 fu,k = 400 N/mm2 k = 0.045 td,fi = 60 min Beräkning: ,9 =ℎ − H 2 = 85(( 1 = ,9 4 = 22(( I3,J,KLM =0.031(1 − 0,0151)PJ9.9Q 1.1 C*+<! + RSC<! = 21.7 U/((< VW,XJ =1
60.8IY,J1= = 567 893 U((
Z[,XJ = (*+ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎧ I3,J,KLM,91 = 40 519.8 U (`) I3,J,KLM,91 ab2 + 4VW,XJ I3,J,KLM1,9<− 1c = de efg. h i (j) 2.3kVW,XJI3,J,KLM1 = 37843.0 U (R) l = mnJop,qr = 0.067 Z-,o,/0 = lZ[,XJ = 1717.8 U
Alltså klarar en ensam dymling i en sådan anslutning en last på 1718 N.
Ekvation (b) blir dimensionerande. Karakteristisk bärförmåga innan reducering m.h.t brand beräknas därför till 25 560.3 N per dymling.
`9 = s3 + 2tSC(!)u1 = 110(( + =1000
`9 = 9.1 C, , `vwx+1`C xyy ,*zz 10 C,. Z-,o,/0,o{o = Z-,o,/0∙ 2+ = 34 456 U/(
För att presentera ett resultat i form av maximal last per meter tas hänsyn till a1. Eftersom dymlingarna sitter i två rader multipliceras n med 2.
Resultatet visar att om dymlingar placeras med 110 mm avstånd i två rader, klarar anslutningen en last på 34.5 kN/m.
Bilaga 3 – Jämförelse av metod för limträ
Branddimensionering av en anslutning i limträ med hänsyn till skjuvning i dymlingar. Ingångsvärden (även t1 och d) är identiska med beräkningen i Bilaga 2 för att kunna jämföra
skillnad mellan beräkningsmetoderna. Indata: rk = 400 kg/m3 t1 = 85 mm fu,k = 400 N/mm2 d = 22 mm td,fi = 60 min k = 0.045 Beräkning: Iℎ,|= 0,082(1 − 0,011)P| = 25.5 U
VW,XJ = 0,3IY,J1<.Q = 371 091 U((
Z[,XJ = (*+ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎧ I3,J,91 = 47 842.0 (`) I3,J,91 ab2 + 4VW,XJ I3,J1,9<− 1c = de }hd. ~ i (j) 2.3kVW,XJI3,J1 = 33 240.0 U (R) l = mnJop,qr = 0.067 Z-,o,/0 = lZ[,XJ = 1724.1 U
Alltså klarar en ensam dymling i en sådan anslutning en last på 1724 N.
Ekvation (b) blir dimensionerande. Karakteristisk bärförmåga innan reducering m.h.t brand beräknas därför till 25 732.4 N per dymling.