Analyse av påvirkningen horisontal forspenning har på nedbøying og vibrasjonsegenskaper til dekker i KL-tre og samvirkedekker av KL-tre og betong

Bygninger står for en tredjedel av klimagassutslippene til atmosfæren (Hestnes & Eik-Nes, 2017). For å redusere utslippene har en av de viktigste tiltakene vært å se på alternativ, og mer miljøvennlig materialbruk. Dette har igjen ført til en økning i konstruksjoner oppført i tre, og bruken er utvidet til nye typer bygninger. Denne utviklingen har ført til ny satsning på krysslimt tre, og etterspørselen har økt eksponentielt de siste årene. Tre som konstruksjonsmateriale har likevel noen begrensinger som gjør at det ikke er anvendbart i alle sammenhenger. For store bygg har begrensninger i spennvidden, og krav til vibrasjoner og nedbøying på dekker vært problematisk. Et middel som er mye brukt for å øke spennvidden til dekker og broer i betong er forspenning. I denne oppgaven er det gjort en analyse av påvirkningen forspenning har på KL-tre dekker og samvirkedekker av KL-tre og betong. Analysen utføres både ved modellering og fullskala tester. Det ble utført nedbøyning- og akselerasjonstester før og etter forspenningen for å påvise eventuelle endringer i dekkenes egenskaper. To KL-tre dekker og to samvirkedekker av KL-tre og betong har blitt analysert. Alle elementene har dimensjoner på 1,74 x 9 meter. Både resultatene fra den numeriske modellen og fullskalatestene tyder på at stivheten kan økes med forspenning. For samtlige elementer var økningen i stivhet høyere i testene enn i den numeriske modellen. Fullskalatestene viste en økning i stivhet på 23,5% og 11,5% for massivtreelementene og 0,29% og 8,65% for samvirkeelementene. I den numeriske modellen økte stivheten med 6,8% for massivtreelementet og ble redusert med 4,2% for samvirkeelementet. Testene og den numeriske modellen viste at forspenning hadde gode effekter på nedbøying. Fra dette er det konkludert med at forspenning kan være et middel for å møte krav dersom krav til nedbøying er dimensjonerende. Fra fullskalatestene ble det funnet liten eller ingen endring i egenfrekvenser før og etter forspenningen. Den numeriske modellen viste derimot økning i egenfrekvensene. For modellen av massivtreelementet økte egenfrekvensen med 0,94 Hz og modellen av samvirkeelementet økte med 0,48 Hz. Fra fullskalatestene kan det ikke påvises at forspenning har noen påvirkning på vibrasjonsegenskapene. De numeriske analysene indikerer at forspenning har påvirkning på vibrasjonsegenskapene. De beregnede verdiene for demping var høye, og resultatene ble derfor vurdert til ikke å være pålitelige. Fra testene er det derfor ikke mulig å trekke noen slutning i om forspenning påvirker demping. Akselerasjonene fra gangtestene viste at alle elementene har problemer med resonans. På grunn av kun én testperson og et begrenset antall tester ble resultatene vurdert til ikke å kunne brukes til sammenlikning. Fra testene er det derfor ikke mulig å trekke noen slutning i om forspenning påvirker akselerasjon. Testresultatene knyttet til stivhet og egenfrekvens, som påvirker akselerasjonen, indikerer likevel at akselerasjonen i elementene ikke har endret seg i stor grad