Fransman blev doktor på träbjälklag i Luleå
Den 7 maj disputerade Nicolas Jacquier vid Luleå tekniska universitet. Han försvarade framgångsrikt sin avhandling, om hur bjälklag i CLT och limträ ska fästas och skarvas med skruv, plåt och liknande för optimal styrka. Bland annat visar han att plåtförband kan göras starkare genom att fästas med lutande skruvar.
Hans arbete handlar om en av de viktigaste frågeställningarna i utvecklingen av träbyggsystem för flervåningshus, nämligen bjälklagen.Arbetet fokuserar på utveckling av samverkansbjälklag där massivträ (Cross Laminated Timber, CLT) skivor används strukturellt. Bland annat har han undersökt beteendet hos ett skjuvförband mellan prefabricerade betongbalkar och CLT. Huvuddelen av avhandlingen bygger på undersökningar och analys av samverkanselement av limträ och CLT och speciellt de mekaniska skjuvförbindare som använts för att uppnå samverkan i ett nyutvecklat skjuvförband.
Det nya förbandet är ämnat för ett samverkansbjälklagselement av limträ och CLT och består av dubbelsidiga spikplåtar. För att säkra förbandet mot eventuella separationskrafter och för att utvärdera om den skjuvupptagande förmågan förändras utvärderades en kombination av lutande skruvar och de dubbelsidiga spikplåtarna i experimentella tester. Det visade sig att dubbelsidiga spikplåtar effektivt kan kombineras med lutande skruvar. Böjtester som utfördes på bjälklagselement av limträ och CLT med 6,4 meters spännvidd som fogats med dubbelsidiga spikplåtar, med och utan lutande skruvar. Det visade sig då att förbandet betedde sig tillfredsställande, även utan lutande skruvar.
Resultaten pekar på att ett bjälklagselement sammanfogat av dubbelsidiga spikplåtar bör vara lämpligt för bjälklag med spännvidder upp till 7 meter. Dock föreslås ytterligare undersökningar innan dubbelsidiga spikplåtar kan föreslås som enskilt förband för att åstadkomma ett samverkansbjälklag i trä (limträ eller/och CLT). Ytterligare forskning behövs för att bedöma beteendet hos dubbelsidiga spikplåtar för långsiktig belastning och kombinationen skjuv- och separationskrafter.
Jacquier presenterade även en modell för att bestämma styvheten för lutande skruvförband . Modellen tar hänsyn till dymlingseffekter och utdragskrafter av skruven samt friktionen mellan träkomponenterna. En fördel med modellen är att olika materialegenskaper och geometrier kan användas i var och en av de skarvade träkomponenterna. Modellen är tillämplig för lutningsvinklar mellan 30 och 60 grader mellan skruvaxeln och normalen till skjuvplanet. Dock krävs mer materialtestning för att erhålla vissa kritiska materialvärden för denna modell.
Diagrammet visar hur lutningen på skruven påverkar den styvhet skruvförbandet ger.
