Trä Flashcards
Vad står reduktionsfaktorn γm för vid bestämning av hållfasthetsvärden för trä? Varför är den
högre för konstruktionsvirke än för limträ?
Det finns en viss osäkerhet vid tillverkning av trä. Den osäkerheten beaktas genom reduktionsfaktorn γm. Limträ uppvisar mindre spridning i hållfasthet än konstruktionsvirke.
Limträ av samma dimension som konstruktionsvirke är något starkare och därav mindre koefficient, limträ är en tillverkningskontrollerad produkt.
Beskriv trämaterialets uppbyggnad genom en analogi med en bunt sugrör som representerar vedcellerna. Hur går trä till brott i drag och tryck parallellt resp. vinkelrätt fibrerna?
Trämaterialet är uppbyggt av små cellulosafibrer, som kan ses som rör, orienterade i stammens längdriktning. Det hela hålls ihop av ligning som agerar ett slags ”lim”.
Trä är ett organiskt ämne och till följd av detta anisotropiskt och inhomogent, det vill säga olika egenskaper i olika riktningar samt variationer från träd till träd. Hållfastheten skiljer sig mellan parallellt och vinkelrätt träfibrerna.
Hållfastheten/bärförmågan sjunker om man belastar i en vinkel mot fibrerna och trä är starkare parallellt fibrerna än vinkelrätt. Vid tryck parallellt fibrerna sker knäckning av ”sugrör” och vinkelrätt fibrerna mosas dessa. Vid drag parallellt fibrerna så går dessa av och vinkelrät fibrerna dras dessa isär.
Trämaterialet påverkas av fukten i den omgivande luften. Hur tar man hänsyn till detta i normen? Använd fuktkvot som mått vid beskrivningen.
Trä innehåller alltid vatten och mängden kommer förändras med omgivningen. Detta kan medföra volym- och hållfasthetsförändringar vilket i sin tur kan ge dimensioneringsändringar.
Vid konstruktioner i trä bör man därför ta hänsyn till krympning och bygga med virke som har en fuktkvot (u) som är nära en jämviktsfuktkvot i bruksstadie.
I normen tas detta hänsyn till genom kmod som är en reduktionsfaktor beroende på lasttyp/lastvaraktighet och omgivande klimat/fuktighet (sid. 290, T. Isaksson).
Trämaterialet påverkas av lastens varaktighet. Hur tar man hänsyn till detta i normen?
Trä är visko-elastiskt, det kryper, vilket innebär att deformationen ökar under konstant last. I normen delas laster in i olika lastvarighetsklasser, P, L, M, S eller I.
(tabell 5.9, sid. 294, T. Isaksson)
Vid beräkning av dimensionerande hållfasthet tar en omräkningsfaktor, kmod, hänsyn till inverkan av fuktkvot och lastvaraktighet.
Beskriv i en graf och med ord hur träets hållfasthet varierar med fiberriktningen.
Träets hållfastheter skiljer sig mellan vinkelräta och parallella träfibrer. Hållfastheten sjunker om man belastar i en vinkel mot fibrerna medan när fibrerna belastas parallellt så är träet starkare.
Hur bestämmer man vilken hållfasthetsklass som gäller för konstruktionsvirke?
Vilka hållfasthetsklasser för konstruktionsvirke finns och vad står siffran i beteckningen för?
Hållfasthetsklassen för virke bestäms vid sågverk/hyvel där det sorteras och märks beroende på anisotropi, inhomohenitet, fuktrörelser och andra variabler som kan påverka hållfastheten.
Siffran i beteckningen anger hur stort tryck som virket kan ta, alltså ett mått på hållfastheten och hur mycket last balken kan bära, angivet i MPa.
Hur byggs ett tvärsnitt av limträ upp? Beskriv tillverkningen och vilka egenskaper den slutliga produkten har jämfört med konstruktionsvirke.
Limträ produceras genom att man limmar ihop minst 4 brädor/lameller med samma fiberriktning till en statiskt sammanverkande balk. Limträ kan fås i princip vilken dimension som helst eftersom det bara handlar om att limma ihop tillräckligt många brädor till en balk. Limträ har högre karakteristisk hållfasthet än konstruktionsvirke vid samma dimension och kan fås i mycket större dimensioner än konstruktionsvirke vilket resulterar i högre hållfasthet.
Varför finns det två värden angivet i norm på elasticitetsmodulen E parallellt fibrerna för trä?
Träets egenskaper varierar i radiell och tangentiell riktning eftersom trä är ett naturligt och anisotropiskt material. Detta ger upphov till att man behöver använda olika elasticitetsmoduler. De två värden som finns är Erk och Ek, som det står angivet gäller för bärförmågeberäkningar respektive deformationsberäkningar, men är värden för tangentiell och radiell elasticitetsmodul parallellt fibrerna.
Vad är det för skillnad på längsskjuvning och tvärskjuvning i trä?
Vid längsskjuvning förskjuts fibrerna och träet spricker längs med dessa. Vid tvärskjuvning rullar fibrerna på varandra.
Vad är volymeffekten för trä? Hur kommer den till uttryck i normen? Exakta formler behöver inte anges, men storleksförhållanden och fenomen efterfrågas.
Volymeffekt innebär att hållfastheten sjunker för större tvärsnitt → ökad sannolikhet för defekter. Korrigering görs genom koefficienten kh. Lägre tvärsnitt → hållfastheten ökar.
Ange de två förenklade beräkningsmetoder som finns för att beräkna hållfasthet i brandutsatta trätvärsnitt och förklara dessa kort.
De två metoder för att beräkna hållfasthet i brandutsatta trätvärsnitt är antingen reducerat tvärsnitt eller reducerat material.
Med reducerat tvärsnitt menas att man tar bort lite av tvärsnittet, zero-strenght layer/icke-bärande skiktet, och sätter Kmod,fi = 1. Vid reducerat material räknar man allt innanför kolskiktet, det icke-bärande skiktet är medräknat men nu sänks Kmod,fi till ett värde lägre än 1.
Vad innebär begreppet icke-lastbärande skikt och hur tillämpas det vid beräkning av brandutsatta träkonstruktioner?
Det är det skiktet som blivit brandpåverkat och förkolnat. Vid beräkning så införs ett effektivt resttvärsnitt som bestäms genom att det ursprungliga tvärsnittets samtliga brandutsatta sidor minskas med ett effektivt inbränningsdjup.
Det effektiva inbränningsdjupet är summan av det faktiska inbränningsdjupet och en zon innanför där hållfastheten och styvheten i träet är starkt reducerade. Innanför den zonen antar man att egenskaperna är opåverkade av branden.
