search query: @keyword stiffness / total: 10
results-list
reference: 4 / 10
« previous | next »
Author:Luntta, Jarkko
Title:Ristiinliimattu massiivipuulevykenttä rungon vaakakuormia siirtävänä rakenteena
Cross laminated timber diaphragm as a structural member resisting lateral loading of building frame
Publication type:Master's thesis
Publication year:2013
Pages:127      Language:   fin
Department/School:Rakennustekniikan laitos
Main subject:Talonrakennustekniikka   (Rak-43)
Supervisor:Puttonen, Jari
Instructor:Solarmo, Heikki ; Manninen, Janne
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto     | Archive
Keywords:CLT
cross laminated timber
lateral load resistance
stiffness
wood diaphragm
shear stiffness
diaphragm stiffness
non-linear spring model
joint slip
connection stiffness
CLT-levy
ristiinliimattu massiivipuu
levyjäykistys
levykenttä
epälineaarinen jousimalli
liitossiirtymä
levysauma
liitosjäykkyys
Abstract (eng): The use of cross laminated timber (CLT) panels as a lateral load resisting member of a building frame has been increasing in recent years.
CLT panels are typically connected with self-tapping wood screws, which results in a flexible interaction between the panels.
However, no previous research has been made on the effect of the connection flexibility on the CLT-diaphragm behaviour.
This thesis examines the behaviour of CLT floor and wall diaphragms by taking into account the joint slip of the connections.
Special emphasis is placed on study of a CLT floor diaphragm.

A multi-story column-beam frame office building was studied as a case example.
The building has a floor diaphragm with CLT panels of three layers.
The behaviour of the CLT-diaphragm was compared to the behaviour of a uniform and rigid diaphragm by means of FEM analyse.
The flexible interaction of the connections was modelled by using a thin elastic layer between the panels.
The elastic layers were described as non-linear force-displacement relation based on connection properties.
CLT-panels were modelled as multilayer orthotropic plates using 3D-elements.
The program used in FEM analysis was Com sol Multiphysics 4.3.
Also an analytical method to account the flexible interaction between CLT panels was developed.
Both analytical and numerical study was restricted to in-plane analyses.

The behaviour of the CLT-diaphragm was found to be most influenced by the stiffness properties of the connection.
The governing factor in the design of CLT floor and wall diaphragm was connection shear resistance.
The behaviour of the wall was heavily influenced by the anchorage slip.
The flexibility of the connection was emphasized, when connections were under tension forces.

According to the results, CLT floor diaphragms can be utilized as a lateral load resisting member in a building frame using ordinary connection solutions.
Service and ultimate limit state design criteria of the diaphragm were satisfied by using connections built up with 6 mm self-tapping screws and a screw spacing of 150 -300 mm.
When stiffer connections against normal forces were applied, the in-plane stiffness of the floor diaphragm was increased by over 40 %.
However, the inplane deformation of the diaphragm had had a significant influence on the load distribution to the shear walls.
When the diaphragm was modelled rigid, support reactions of the shear walls in the direction of horizontal load were underestimated by 33 % and overestimated by 10 %.
Respectively, support reactions of a uniform CLT diaphragm were underestimated by 16 % and overestimated by 13 %.
Results were strongly influenced by the stiffness relations of the shear walls.
Abstract (fin): Ristiinliimattujen massiivipuulevyjen (engl.
Cross Laminated Timber, CLT) käyttö rungon jäykistävänä materiaalina on yleistynyt viimeaikoina voimakkaasti.
CLT-levyt liitetään tyypillisesti itseporautuvilla ruuveilla, joiden liitossiirtymistä johtuen levyjen väliset levysaumat joustavat.
Aikaisemmin ei kuitenkaan ole tutkittu, miten levysaumojen joustaminen vaikuttaa vaakakuormitetun CLT-tason toimintaan.
Tässä diplomityössä tutkitaan analyyttisesti ja numeerisen laskennan kautta levysaumojen joustamisen vaikutuksia CLT-levyillä jäykistetyssä välipohjatasossa ja levyseinässä.
Työn pääpaino on CLT-rakenteisen välipohjan analysoinnissa.

Esimerkkikohteena tarkastellaan pilari-palkkirunkoista toimistorakennusta, jonka välipohja jäykistetään kolmikerroksisilla CLT-levyillä kootulla levykentällä.
CLT-levykentän toimintaa verrattaan yhtenäisen ja jäykän tason toimintaan levysaumojen joustamisen huomioivan FEM-mallin avulla.
CLT-levyt mallinnettiin kerroksellisena ja ortotrooppisena levynä käyttäen 3D-elementteja.
Levysaumojen joustaminen kuvattiin elastisella kontaktipinnalla, jolle määritettiin epälineaarinen voima-muodonyhteys levysauman jäykkyysominaisuuksista.
FEM-analyysissä käytetty laskentaohjelmisto oli Comsol Multiphysics 4.3.
Työn yhteydessä kehitettiin myös analyyttinen laskentamalli kahden joustavilla leikkaus- ja normaalivoimaliitoksilla kytkettyjen levyjen laskemista varten.
Levykenttien tarkastelu rajattiin tason suuntaiseen analyysiin.

CLT-levykentän toiminta havaittiin voimakkaimmin riippuvaiseksi levysaumojen jäykkyysominaisuuksista.
Sekä levyseinien, että välipohjan mitoittavaksi tekijäksi osoittautui liitosten leikkausvoimakestävyys.
CLT-levyseinän toimintaan vaikutti erityisesti vetorasituksia välittävien ankkurointiliitosten jäykkyysominaisuudet.
Liitossiirtymien vaikutus levyseinän toimintaan korostui etenkin tapauksissa, joissa runkoliitokset altistuivat vetorasituksille.

Tutkimus osoitti, että CLT-levyjä voidaan käyttää välipohjan jäykistämiseen käytännön liitosratkaisuilla myös suuremman jännevälin kohteissa.
Käyttö- ja murtorajatilan mukainen toiminta saavutettiin leikkausvoimaliitoksilla, joissa liittiminä käytettiin 6 mm itseporautuvia ruuveja 150 - 300 mm liitinvälillä.
Välipohjan tason suuntainen jäykkyys kasvoi yli 40 %, kun levykentässä käytettiin myös normaalivoimia valittavia jäykempiä liitososia.
Liitossiirtymistä aiheutuvalla välipohjan deformaatiolla oli kuitenkin selvä vaikutus kuormien jakaumaan pystyjäykisteille.
Kun CLT-taso analysoitiin jäykkänä, kuorman suuntaisten seinien tukireaktiot aliarvioitiin enimmillään 33 % ja yliarvioitiin 17 %.
Vastaavasti yhtenäisenä mallinnetun CLT-tason tukireaktiot aliarvioitiin enimmillään 16 % ja yliarvioitiin 13 %.
Tulokset havaittiin voimakkaasti riippuvaisiksi laskennassa käytettyjen seinien jäykkyyssuhdeyhdistelmistä.
ED:2013-06-14
INSSI record number: 46882
+ add basket
« previous | next »
INSSI