Rationella byggsystem för medel till långa träkonstruktioner

Syftet med forskningsprojektet var att utveckla en ny typ av resurseffektiva träkonstruktioner i byggsystem med medel till långa spännvidder där traditionella stålplåtar kommer att ersättas med varianter i björkplywood. Ingående delar till systemet har tillverkats i en digitaliserad styrd process av standardiserade delar. Eftersom standardiserade delar ger skalfördelar, modularisering ger ökad hanterbarhet och numeriska processer ger upprepade toleranser.

Målet var att öka resurseffektiviteten och minska klimatpåverkan vid tillverkning och montage av träkonstruktioner i byggsystem med medel till långa spännvidder jämfört med traditionella träkonstruktioner. Detta har gjorts via studier i fyra olika skalor:

1. Materialegenskaper och detaljer i nya anslutningar
2. Test av nya material och anslutnings­detaljer i pilotskala i lab
3. Försök i full skala för att undersöka monteringsbarhet, styvhet och hållfasthet
4. Test av, delvis modifierad, lösning i en fullskalig demonstrator. 

Resultaten visade att björkplywood har utmärkta mekaniska egenskaper, särskilt i planet för olika belastningsvinklar. Tester av ramhörn i labskala med björk­plywood visade att tekniken kan hantera komplexa spänningstillstånd. Slutsatsen är att björkplywood har potential att ersätta stål­plåtar i träkonstruktioner och att analytiska och numeriska modeller kan ge tillfreds­ställande uppskattningar av för­bandens hållfasthet och styvhet. De fullskaliga testerna av ramhörn visade att limmade förband var 27 % starkare och 33 % styvare än skruvade förband. Brott i limmade förband uppstod i rambenet, medan brott i skruvade förband uppstod både i rambenet och rambalken. Som ett sista steg i projektet så har också en variant av det framtagna förbandet testas i en demobyggnad.

Publikationer

• T Wang, Y Wang, M Debertolis, R Crocetti, M Wålinder, L Blomqvist (2024) Spreading angle analysis on the tensile capacities of birch plywood plates in adhesively bonded timber connections, Engineering structures 315, 118428
• Y Wang, T Wang, M Debertolis, R Crocetti, M Wålinder, L Blomqvist (2024) Glulam frame corner joints built of birch plywood and mechanical fasteners: An experimental, analytical, and numerical study. Engineering structures 310, 118112
• Y Wang, T Wang, M Debertolis, R Crocetti, M Wålinder (2024) Design of birch plywood as gusset plates in timber-timber uniaxial tension connections: Influence of fastener pattern, face grain orientation, and discussions based on the Whitmore effective width theory. Journal of Building Engineering 86, 108796
• T Wang, Y Wang, M Debertolis, R Crocetti, M Wålinder, L Blomqvist (2024) Bonding strength between spruce glulam and birch plywood at different load-to-plywood face grain angles. European Journal of Wood and Wood Products, 1-13
• Y Wang, T Wang, R Crocetti, M Wålinder (2024) Effect of moisture on the edgewise flexural properties of acetylated and unmodified birch plywood: a comparison of strength, stiffness and brittleness properties. European Journal of Wood and Wood Products 82 (2), 341-355
• T Wang, Y Wang, J Ringaby, R Crocetti, M Wålinder, L Blomqvist (2024) Glulam beams adhesively bonded by birch plywood plates in moment-resisting beam-to-beam connections. Engineering structures 302, 117471
• Y Wang, T Wang, M Debertolis, R Crocetti, M Wålinder, L Blomqvist (2024) Quantifying the load spread angle in plywood gusset plates with mechanical fasteners: experiments, analytical analysis, and validations (Journal Pre-proof)
• Y Wang, T Wang, J Ringaby, R Crocetti, M Debertolis, M Wålinder (2023) Testing and analysis of screw-connected moment joints consisting of glued-laminated timbers and birch plywood plates. Engineering Structures 290, 116356
• Y Wang, T Wang, R Crocetti, M Schweigler, M Wålinder (2023) Embedment behavior of dowel-type fasteners in birch plywood: Influence of load-to-face grain angle, test set-up, fastener diameter, and acetylation. Construction and Building Materials 384, 131440
• T Wang, Y Wang, R Crocetti, M Wålinder, R Bredesen, L Blomqvist (2023) Adhesively bonded joints between spruce glulam and birch plywood for structural applications: experimental studies by using different adhesives and pressing methods. Wood Material Science & Engineering 18 (3), 1141-1150