Artikel Dynamiska egenskaper i byggnadssystem av trä och betong

Byggnadssystem i trä och betong är en innovativ lösning för att öka andelen trämaterial som används i dagens byggnader.

Då trä är en naturlig råvara, finns det vissa egenskaper som måste beaktas när det används för byggproduktion. Som exempel påverkas styvhet och hållfasthet av variabler som fiberriktning och fuktkvot. Dessutom är trä ett material med förhållandevis låg densitet, som påverkar den dynamiska prestandan i byggnader som använder bärande träelement. För att möta de krav som ställs på dagens byggnader, kombineras i flera fall bärande element i trä med bärande element i betong. Denna typ av byggnad kallas hybridkonstruktioner i trä och betong. Arbetet syftar på att öka andelen hybridkonstruktioner inom byggsektorn. Målet med denna studie är att utvärdera hur den här typen av byggnader beter sig för att kunna ge konstruktörer ökad kunskap om säker och robust dimensionering.

Det här arbetet presenterar fyra olika typer av hybridkonstruktioner i trä och betong som används i Sverige. I den här typen av projekt används fler konstruktörer än i traditionella byggnadsprojekt, detta då kompetensen inom träkonstruktion är bristfällig hos de traditionella konstruktörerna. Dessutom använder konstruktörer olika antaganden och statiska modeller för sina beräkningar, även om de gäller samma byggnad.

Ett mobilt mätsystem har utvecklats för att kunna genomföra dynamiska mätningar på plats. Under byggtiden av ett 9-vånings flerbostadshus har det mobila mätsystemet använts för att fånga in dess dynamiska egenskaper och för att validera beräkningsmodeller. En jämförande studie visade vilka parametrar som i hög grad påverkar resultaten i dessa modeller. De avgörande parametrarna var främst skjuvstyvheten i KL-träväggarna, grundläggningen, samt icke-bärande innerväggar.

Långtidsmätningar av de dynamiska egenskaperna hos en 4-vånings kontorsbyggnad presenteras också. Dessa resultat visar på en tydlig säsongsvariation i egenfrekvenserna hos byggnaden som korrelerar väl med den uppmätta fuktkvoten inuti ett KL-träbjälklag över mätperioden på tre år. Resultaten visar tydligt på att det omgivande klimatet bör beaktas vid jämförandestudier med en finita elementmodell. Utöver detta presenteras en modell som predikterar egenskaperna för implementering i ett system för tillståndsövervakning för skadedetektering så att den naturliga variationen kan filtreras bort.