Aalborg Universitet Udmattelsesforsøg med laminerede limtræbjælker. Delrapport 16: Prøvning af serie N Hansen, Lars Pilegaard; Rathkjen, Arne

(1)

Udmattelsesforsøg med laminerede limtræbjælker. Delrapport 16: Prøvning af serie N

Hansen, Lars Pilegaard; Rathkjen, Arne

Publication date:

1993

Document Version

Også kaldet Forlagets PDF

Link to publication from Aalborg University

Citation for published version (APA):

Hansen, L. P., & Rathkjen, A. (1993). Udmattelsesforsøg med laminerede limtræbjælker. Delrapport 16:

Prøvning af serie N. Aalborg Universitetsforlag. R : Institut for Bygningsteknik, Aalborg Universitet Nr. R9319

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

- Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research.

- You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain - You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal -

Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at vbn@aub.aau.dk providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.

Downloaded from vbn.aau.dk on: March 24, 2022

(2)

INSTITUTTET FOR BYGNINGSTEKNIK

DEPT. OF BUILDING TECHNOLOGY AND STRUCTURAL ENGINEERil~·G

AALBORG t"NIVERSITETSCENTER • AUC • AALBORG • DANMARK

L. PILEGAARD HANSEN & A. RATHKJEN

UDMATTELSESFORSØG MED LAMINEREDE LIMTRÆBJÆLKER DELRAPPORT 16: PRØVNING AF SERIE N

JUNI 1993 ISSN 0902-7513 R9319

(3)

(4)

INSTITUTTET FOR BYGNINGSTEKNIK

DEPT. OF BUILDING TECHNOLOGY AND STRUCTURAL ENGINEERING AALBORG UNIVERSITETSCENTER • AUC • AALBORG • DANMARK

L. PILEGAARD HANSEN & A. RATHKJEN

UDMATTELSESFORSØG MED LAMINEREDE LIMTRÆBJÆLKER DELRAPPORT 16: PRØVNING AF SERIE N

JUNI 1993 ISSN 0902-7513 R9319

(5)

(6)

l

l. Indlednin~:

Laminerede limtræbjælkers udmattelsesegenskaber er undersøgt i en række forsøg, som startede allerede i 1987.

Der er dels tale om nogle indledende forsøg, se [1], udført fra 1987 til 1989 og dels en meget stor forsøgsrække omfattende serie A til K. Denne forsøgsrække er beslcrevet i [3]- [15], og udført i perioden 1989-1992.

Den foreliggende rapport omfatter serie N og er udført i 1993.

Forsøgene, beslcrevet i [l] og [3]-(15], var alle flytningsstyrede forsøg og med samme fortegn for midterflytningen, således, at bjælken kun blev påvirket til en side (udfra midterstillingen). Hele forsøgsopstillingen er imidlertid blevet ombygget med nye lejer og nye anordninger til lcraftpåførsel, således, at det har været muligt

l. at påføre flytninger (lcræfter) med modsat fortegn, dvs. påvirke bjælken til hver side af midterstillingen, og

2. at udføre såvel flytningsstyrede som lcraftstyrede forsøg.

Der er således tale om en væsentlig forbedret forsøgsopstilling.

Herudover er systemet udbygget med en række silcringsanordninger, en brandalarm samt en støjdæmpende skærm.

Figur 1.1 viser selve forsøgsopstillingen, hvor det også kan bemærkes, at lcræfteme ved understøtningerne også måles.

(7)

Figur 1.1 Forsøgsopstilling efter ombygning.

Et mere detaljeret billede af anordningen, hvor en enkeltkraft påføres, er vist i figur 1.2.

Figur 1.2 Foto af kraftangrebspunkt.

(8)

3

Der tillades vinkeldrejning samt vandret bevægelse i punktet, som sikres dels ved 2 rullelejer ved midteraksien samt "vogne" ved over- og underside hver forsynet med 4 kuglelejer (hjul). Hele anordningen forspændes med de 2 viste bolte forsynet med tallerkenfjedre.

Såfremt der opstår for store sammentrykninger ved kraftangrebspunkterne eller ved lejerne, afbrydes forsøget ved hjælp af indbyggede rnicroswitche.

Da forsøgene afvikles uden manuel betjening, når de først er startet, er det som nævnt tidligere vigtigt at sørge for passende sikkerhedsforanstaltninger.

Ved et enkelt forsøg blev der (heldigvis i dagtimerne) konstateret et stort langsgående forskydningsbrud, som gav anledning til stor varmeudvikling med deraf følgende røg- (brand) udvikling! Efter denne episode er en brandalarm tilsluttet, se figur 1.3, som viser forsøgsopstillingen set gennem støjskærmen.

Figur 1.3 Forsøgsopstilling med brandalarm set gennem vindue i støjskærm.

Som ved de tidligere forsøg er fiberhældningens indflydelse undersøgt. Der er benyttet følgende fiberhældninger:

(9)

Serie M:

Serie N:

Fiberretning 1:10 med bjælkeakse Fiberretning 1:5 med bjælkeakse

Disse 3 forsøgsserier er alle afviklet som flytningsstyrede forsøg. Det er hensigten senere at supplere forsøgsrækken med kraftstyrede forsøg.

(10)

5

2. Prøvele2emer

Forsøgene er udført med laminerede limtræbjælker af gran. Bjælkerne har længden ca.

2140 mm og tværsnitsdimensionerne b x h

=

ca. 68 mm x 140 mm, se figur 2.1 og tabel 3.1. Bjælkerne er oplimet af lameller med lamelhøjde på ca. 19 mm, som danner hældningen 1:5 med bjælkeaksen, se figur 2.2. På figur 2.3 ses en skitse af forsøgsop- stillingen.

68

Figur 2.1 Bjælketværsnit, mål i mm.

2140

Figur 2.2 Længdesnit i bjælke, mål i mm.

(11)

~

Midterkraft Mi d terflytning

/

Figur 2.3 Skitse af forsøgsopstilling.

(12)

7

3. Forsøa:safviklin&:

oa:

måleresultater

Før hvert belastningsforsøg blev bjælkens tværsnitsdimensioner, bredde b og højde h, målt i 3 tværsnit. Middelværdier er anført i tabel 3.1.

Fugtindholdet i bjælkerne blev målt umiddelbart før og efter forsøgene. Også disse resultater er anført i tabel 3.1.

På de efterfølgende sider er for hver enkelt bjælke i serien anført belastningshistorien og et foto, som viser brudformen. For de bjælker, der blev udført statiske forsøg med, er der yderligere angivet sammenhængen mellem midterkraft P og midterudbøjning u, mens der for de bjælker, der blev brugt til udmattelsesforsøg, er vist både, hvorledes p max og p min

aftager med antallet af svingninger n, og hvorledes sammenhængen P - u er før, samt eventuelt under og efter forsøget.

Forsøgsresultaterne før udmattelsesforsøgene er angivet med signaturen D, mens resultater efter forsøgene er angivet med *. Andre benyttede signaturer er angivet ved figurerne.

V ed hver arbejdslinie er endvidere indlagt den bedste rette linie svarende til forsøgs- resultaterne før udmattelsespåvirkningen. Udtrykket for hver enkelt bjælke er angivet i tabel 4.1, der ligeledes indeholder bøjningselasticitetsmodulet udregnet på baggrund af dette udtryk for arbejdslinien.

Figurerne er nummereret 3.k.l, 3.k.2 og 3.k.3, hvor k er bjælkenummeret

(13)

Forsøgs- Bredde Højde Fugtighed Fugtighed

nummer. b b før efter

mm mm % %

N1 68,1 140,7 10,6

-

N2 68,0 140,7 10,8

-

N3 67,9 140,8 11,9 11,1

N4 68,0 140,6 11,5 12,0

NS 67,9 140,7 12,4 11,6

N6 68,0 140,6 11,8 11,7

N7 68,1 140,7 12,0 12,4

N8 68,1 140,8 11,2 11,0

N9 67,9 140,7 11,5 10,2

N10 68,0 140,8 11,4 11,3

N11 68,1 140,7 11,8 10,3

N12 68,1 140,7 12,0 11,6

N13 67,9 140,7 11,6 11,2

N14 67,9 140,8 12,1 12,4

N15 68,0 140,9 11,8 12,2

Tabel3.1 Tværsnitsdata og fugtmålinger for serie N.

(14)

9

(15)

Statisk forsøg

Figur 3.1.1 Bjælke i urlbøjet tilstand.

Figur 3.1.2 Trækbrud ved kraftangrebspunkt.

(16)

11

LIMTRÆBJÆLKE N1

Arbejdslinie

12 ··-

10

z .::.: a-+-···

--;::!

~ 6, •••••••••••••••m•••+••••• .... ••••••••••••••••+-•·•-•••••••••~••••••••••••••••••••••••,••••••••~C-^••i .. •

-t Q)

:§ 4 . ···-····-··· •···-··· ·7t'f···-········'""___,-c ...... , ...... .

~

-2+---r---~----~----~----~--~~--~

o ² ⁴ ⁶ ⁸ ¹⁰ ¹² ¹⁴

Midterilytning i mm

Figur 3.1.3 Arbejdslinie.

(17)

Statisk forsøg.

Figur 3.2.1 Bjælke i udbøjet tilstand.

Figur 3.2.2 Skrå revne langs limfuge.

(18)

13

LIMTRÆBJÆLKE N2

Arbejdslinie

12 10

z 8

::t!

·-

;:: 6

<Ø

~

...

Q) 4

~ ~

2

o

-2 -2 o 2 4 6 8 10 12 14

Midlerflytning i mm

Figur 3.2.3 ArbejdsliDi e.

(19)

Statisk påvirkning u

=

O - 4,0 nun

Udmattelsespåvirkning u

=

^±4,0 mm til n

=

697240 Statisk påvirkning u = O - 4,0 mm

Figur 3.3.1 Revner parallelle med fibrene

(20)

LIMTRÆBJÆLKE N3

Kraftforløb for

+ -

4 mm

3

z ¹-t-··-····-···i·······+-···-···+···+···i··· •...

::t:.

--

Oi o+·-··· ··-····. +·-···

;t::

~

æ

-1+--··--··· ,---··+···-··'--·+····+···1--~---···1···-···+-··-··-·-···-+···+-·-··+···+·-+·-l·'·l

Figur 3.3.2

100000 Antal cykler

Midterlaaften som funktion af antal cykler.

LIMTRÆBJÆLKE N3

Arbejdslinier

1000000

5.---~----~--~--~---~----~--~--~

4 3

z 2-i···i······+····t········-···;·

::t:.

;j; 1

~ III o

:§ Q) -1

~ -2 -3 -4

-5+----+----r----r--_,----+----T----r----r--~

-5 -4 -3 -2 -1 o 2 3 4

Midtertlytning i mm

-e- ^P+=¹,033u+0,02 -e-^{P-= 1},003u-(), 15 --'!lE-P+ =0,283u-(),54 -?lE-P-=0,317u-(),49

Figur 3.3.3 Arbejdslinie før og efter udmattelsesforsøg.

15

(21)

=

O - 2,0 mm

Udmattelsespåvirkning u = ± 2,0 mm til n = 2326000 Statisk påvirkning u = O - 2,0 mm

Figur 3.4.1 Ingen synlige skader

(22)

z ~

....

Q)

.t: æ

~

LIMTRÆBJÆLKE N4

Kraftforløb for

+ -

2 mm

2

*

1,5 . ^K ^{. .}^•^)lE

1 - ^---.l.

0,5

o

-0,5 -1 -1,5

-2 *

,_ L.Ll ._u!

l i ! '

li

! i i l l

*-~--~-·~~·~~----~~--~)!~(--~)!(~~~

i

! . .

^;^l^'·;·.^'i

-2,5 ! ! ~ ^!^j^l

10000 100000 1000000

Antal cykler

Figur 3.4.2 Midtericraften som funktion af antal cykler.

LIMTRÆBJÆLKE N4

Arbejds l i nier

2,5 2 1,5

z ¹

~

.t: 0,5

11:1 .... o

~ ....

Q) -0,5

-

"U

~ -1 ^·-^-

-1,5 -2 -2,5

-2,5 -2 ·-1,5 -1 -0,5 o 0,5 1,5

Midterflytning i mm

10000000

2

-a-P+=1,002u -e-P-=0,968u..Q,06 -?tE-P+=1,008u+0,02 -?tE-P-=0,974u..Q,03

17

(23)

=

O - 5,0 mm

=

^±5,0 mm til n

=

⁷¹⁴⁷⁰⁰

Statisk påvirkning u = O - 5,0 mm

Figur 3.5.1 Revner parallelle med fibrene

(24)

19

LIMTRÆBJÆLKE N5

Kraftforløb for

+ -

5

mm

5~---~---~~--~~~

4 3 ..

2+ ··-···-···-,···-----,

~ 1 ·--····

-2 -+ -- ---·· _____ , ...... _, -3+·-... -... ; ... ..

-4·+------... .

-s~====+===t==l=~~++t==~=+~+--+---+---;-+-~

1 0000 1 00000 1 000000

Antal cykler

LIMTRÆBJÆLKE N5

Arbejdslinier

6

4 ·

z ₂

.:.::

;:=

!U "- o

-t Q)

:§ -2 ::?!

-4

-6 -6 -4 -2 o 2 4 6

Midterflytning i mm

-El-P+=1,025u+0,03 -El-P-=0,988u-0,15 -?lE-P+=0,389u-0,75 -?lE-P-=0,162u-0,74

(25)

=

^{O- 5,0 mm}

=

± 5,0 mm til n

=

⁶⁶⁴⁴⁰

=

O- 5,0 mm

Figur 3.6.1 Revne parallel med fibrene

(26)

21

LIMTRÆBJÆLKE N6

Kraftforløb for

+ -

5 mm

z ₁

.::.:.

·-_... '

o ·-

Cl>

.t= ···

æ ... -1

~

-2 -3 -4 -5

*-

-

i

t~:=

T:*

_'

~

l

10000 100000

Antal cykler

Figur 3.6.2 Kraften som funktion af antal cykler.

LIMTRÆBJÆLKE N6

Arbejdslinier

5~---~--~~--~---~---~---=

4+· --····--·; ... ; ...•...•.... ., ....... + --

3 +-· ···'·· ··· ····'· ········· ...... '···-··•············- ... ; ....... ·-· ⁱ

z ²+···-···+···· ···,f-···-···+···--··i······

.::.:.

=

¹^{+ ·}^- ^-^-·+·······i········; ... ;

~ ^o⁺ ^{· - ·}^;· ^···-·^•·-· ^·^········ +···· · -- /~·-···· , -·· +·--·+-····-c~

...

Cl>

~ -1

~ -2 -+·-·-····-··"··-····+·······-···

-3+·--···+·-··-·~t~~~···-·-··-···r··-·-······+···-·······'·······- ' ---· : ········ + ···-···-:-·-····--·-!

-4 ... .

-5+--4~--r---r-_,--~---+--~---r---r--,_~

-6 -5 -4 -3 -2 -1 o 1 2 3 4 5

Midterflytning i mm

-e- P+ =0,984u+0,02 -e-P-=0,958u-0,13 --')!E-P+ =0,146u-0,99 --')!E-P-=0,621 u-0, 79

(27)

=

O - 6,0 mm

Udmattelsespåvirkning u = ± 6,0 mm til n = 12000 Statisk påvirkning u

=

O - 6,0 mm

Figur 3.7.1 Meget stor revne parallelt med fibrene

(28)

På grund af det ringe antal cykler til brud er kraftforløbet ikke optegnet

Figur 3. 7:1. Midterlaaften som funktion af antal cykler.

LIMTRÆBJÆLKE N7

Arbejdslinie

6.---~----~----~----~!----~----~,--~--~

4-+·-····--··--···-·-····+ -·--·······-···1···-·-····-······ t· ····--- ·-+··· .. ·········+ v · · · ·········- ~- ^.^.^....^.^.

~ 2 ; / ......... -···········

~ o, ... , ... , ... ; ... ^~-^-··^··^·~p~-- -·-········-

-t: ~

j

^-2+-···-··-·-···+-····-··--···+~·-... ~L······-··-+-···--·-··· -+ -······1-···

4+···--··-·--····-j ···-~~·-·-··---···-··-··+-· ···-··-·-· -···--··i--···+··· --·- 1

~

-6 ·········--···-··· ... i

! !

-8+---+---+---+---+---+---~--~

-8 -6 -4 -2 o 2 4 6

Midterflytning i mm

j--s-

P+ =0,996u+0,04 --B-P-=0,964u-0,20

Figur 3.7.3 Arbejdslinie før udmattelsesforsøg.

23

(29)

=

O - 6,0 mm

Udmattelsespåvirkning u = ± 6,0 mm til n = 59900 Statisk påvirkning u = O - 6,0 mm

Figur 3.8.1 Revne parallel med fibrene

(30)

LIMTRÆBJÆLKE N8

Kraftforløb for

+ -

6

mm

6,---~---~--~--~~---

4+ ························ ····· .... f

2~---- -·---···-··· ... ; ................. .

. ....... --·---~ .... ···+ ···--·---··

-2+·······-···-······ ... ; ........ . --···+··· ·-···-·-··--··+··· ····-·!···

-4-l ··················-···· + ···-·--···--·---i. ... -.... ; ... ,:,.,,,_ ···i-""'''''

*) 1(--- )

-6+---~---r----+---,_--~~-+-4~

1 0000 1 00000

Figur 3.8.2

4

z 2

.::.::.

Antal cykler

Midtericraften som funktion af antal cykler

LIMTRÆBJÆLKE N8

Arbejdslinier

~ o~· - ---+- -·-·· --' -··--···

.::.::. ~ ...

Q) -2 ····-·······--·-i···-···········+······

~

::?! -4 +···-···-·-···-·---+-·-···--····:7""'~·-·-··-··-···-···

-8+---1---r----~---r---~----~

-8 -6 -4 -2 o 2 4 6

Midterflytning i mm

-B-P+ =0,997u+0,03 -B-P-=0,971 u-0, 19 ---*-P+ =0,501 u-0,46 ---*-P-=0,755u-0,61

25

(31)

=

O - 3,0 mm

Udmattelsespåvirkning u = ± 3,0 mm til n

=

2249000 Statisk påvirkning u = O - 3,0 mm

(32)

27

LIMTRÆBJÆLKE N9

Kraftforløb for+ -3 mm

31----l:~*~==!F.·IE~,· ... ^=>F.·^...

'E; __ ..

^'.f_.:',P^...^··^.^.^.····.==~==;:~~;;;;;;~~~-r-r-:TTTn ^)l(

* :)l(:*

t..:?K11El(~~~~~~-L( ' : ! :

. . ' !

: ; ! ~ ^ti r ..• : .•.... ',1 . . . • '_i. _ .• '_t . . ,: . . ,1 ....

-···f ··-···! ---~---··,····1···+-·i·-+-~---···--·~---·······i- · ···1 ···!

1 i i :

' ; .

2 ^..^·1^-...! ... ;. --~ .. ; ..

~ 1 j

! ; '

• j •

.. ) ... ----~---~---~---~--~-+-~---······-l ... [ -·-··!···. . ... i···~-..•.. ,... .•

! ! ^{i i}l;

1. : j ; ;

... 1 ...

.l ....

¹^...¹^...^!^..^l^.^·

o ... , ... , ... , - - - -

i ! ! ! i ~

. ; ; ; ; ; ~ l j !

~ ! l l 1 ~ . : ~ ! i i ~

! ~ 1 1 l t ~ ! 1 ······-~---·· ·--!---! ...•.. 1---~---!.-~--~----··· ··---~---··· ; .. ·--~---; .... ~---~---~--~--

... T . .... , ... T.TTTT!T' '..

ⁱIl

: !_. ;_: t__ ~ ^!.. l . . . _l _!_l_~

··i .... ---~---··+···~-·+--+-+-+··· .... ···+ ... --~ .. ··---~·-··-~··· .j .. ·1·. ·l·.~.~-... . ... ···t ... : . . .. +·. ··+·· +·+·-1·-l··

; ; l . . . . ; ! ~ ~ ! [

l i i ; : ^ji i ^j ^{: : ; ;}

i ; i i l l ~ i ~

-3 ... ; ... >**--t-4!E~Ec-!!HI'i)K+! -t-' -t-' t--'*--H!JIE~: ^lli<-K~:liE-lE _ilK~IE~f.l(~·~. "-*"""'*:.• st; __ • O!Gt.is<;_· ~~-· ^·. . . _ . . . .f ... :_· ..

·i ...

^{·l. ·•}^,:^··^.^:.

! : i!!

! ..

1 ^_:!^,!.-~l

! j l ~ i ~

-4+----;--,_-r,_rr~---r--r-r.-rr+M<----r--r-r-r+++H

... -~ ... ~ . . .. j ... ~-.. ~ .. ~-.~-...

. j.--~---~--j ..

j j ~

~ ^l l ! l !

... ... . L ...

!. ----~ --··--l---1---~--l--

! ~ ~ l l

. . .. . -r· ... ••i ... ···-~

·2 .. . .... ,.

; ; i : : : ;

10000 100000 1000000 10000000

Antal cykler

LI M TRÆBJÆLKE N9

Arbejdslinier

4.---,----- --,---, ----, --- ,- ---.--- . 3

2

-2 -3

-4+---r---r---4---~---+---,_----~

-4 ·3 -2 -1 o 2 3

Midlerflytning i mm

-B-P+ =1,025u+0,01 -B- P-=0,992u-0,09 -;>~E-- P+ =1,015+0,08 -;>~E--P-=1 ,001 u-0,01

(33)

=

O - 4,0 mm

=

^±9,0 mm til n

=

⁵⁶⁸¹⁰⁰

=

O - 4,0 mm

(34)

3

z 1

.::t:.

·-(jj o

æ

~ -1

-3

Figur 3.10.2

LI M TRÆBJÆLKE N 1 O

Kraftforløb for

+ -

4 mm

100000 Antal cykler

Midterkraften som funktion af antal cykler.

LI M TRÆBJÆLKE N 1 O

Arbejdslinier

1000000

4.---~--~----~--~--~----~--~--~--~

z .::t:.

·-

3 2

~ o+···•···

~ ^-¹^...... L-~-~~-t:::7l'

~ :::?:

-4 ···8!': ... .

i

-5+---~---4----+----r--~----+----r--~----1 !

-5 -4 -3 -2 -1 o 1 2 3 4

Midterflytning i mm

-B-P+=1,003u+0,02 -B- P-=0,972u-0,10 ---?tE-- P+=0,000-0,21 ---?lE--P-=0,169u-0,25

29

(35)

=

O - 3,0 mm

Udmattelsespåvirkning u = ± 3,0 mm til n

=

318885 Statisk påvirkning u

=

O - 3,0 mm

Figur 3.11.1 Revne parallel med fibrene

(36)

LIMTRÆBJÆLKE N11

Kraftforløb for

+ -

3

mm

3

~--!l~~~~~.~ . ~==~:-~TT!T

_:

:Tn

_l

2 ^·-¹^-········i···-~---···+···-~---··+···+··+·-i

~ j :

: ; ; ^! ^~

1 ······ ..... i. ... l. .... .. ~ ···~···-~-----~····•··•··•·······

l l ~ j j j

... ~-... -i ... i-.... ; .. --t-..

! !

·--~-----+----~----1---t--

! l

j i ^l

j i l ;

o ... ... ...•...• ; .. : ... ; ... i····i····!···j······j···j ... ; ... j····+··-i .... : ...

y . .

"- . i l j i ;

~

^-1 ... }.·-···+·· ···t····

+ ....

^{j ..}

t .

^..i.^...^!··+······

l··· ···+···+-···-~---·

^-ⁱ^....^j^.^.

^+·+·

i ! ^{i l} ⁱ ^: ~ i ^l

-2 .... ···· ·t···t···t···i···+····+ ... ; .. , .................. j······· .... '···j···t···r·· t . ·! ~-

1 : ~ l ! ; !

-3 ...

+ ---~ ···--~l---··f- --- -1---f··.JJ+---· --~c---),c! . -A - ^... ^;

----·j····r

^· ^· ^...

,

^{.. ..}

j i

. l

-4+---~----~~-+-+~r++---~--~r--r-+~~~

10000 100000

Antal cykler

1000000

Figur 3.11.2 Midtericraften som funktion af antal cykler.

LI M TRÆBJÆLKE N 11

Arbejdslinier

4 3

z 2

~ 1

~ al .._

o

~ .._

-

Q) l:J -1 :::2:

-2

-3 ... .

-4+---+---+---~----~r---4---~~--~

-4 -3 -2 -1 o 2 3

Midterflytning i mm

-a-P+=1,021U+0,01 -a- P-=0,989u-0,11 --*- P+=0,178+0,08 --*-P-=0,511u+0,21

Figur 3.11.3 Arbejdslinie før og efter udmattelsesforsøg.

31

(37)

=

O - 5,0 mm

Udmattelsespåvirkning u = ± 5,0 mm til n= 231900 Statisk påvirkning u = O -5,0 mm

(38)

LIMTRÆBJÆLKE N12

Kraftforløb for

+ -

5 mm

5,---,---,-~~~~~----~--~-,~~~~

4 3 2

-2 ....... .

-3 -4

-5+---;---T--r-r,_rrT+----~---r~~~-rrH

10000 100000

Antal cykler

1000000

Figur 3.12.2 Midterkraften som funktion af antal cykler

LIMTRÆBJÆLKE N12

Arbejdslinier

6

4

z ₂

~ ·- .t: _~«< ... o

Q)

:Q _~-2

-4

-6

-6 -5 -4 -3 -2 -1 o 2 3 4 5

Midterflytning i mm

-B-P+ =1,023u+0,03 -B- P-=0,987u-0,14 """""*--- P+ =0,495+0,04 """""*---P-=0,615u+0,02

Figur 3.12.3 Arbejdslinier før og efter udmattelsesforsøg

33

(39)

=

O - 3,0 mm

=

^±3,0 mm til n

=

1487000 Statisk påvirkning u

=

O - 3,0 mm

Figur 3.13.1 Revne parallel med fibrene

(40)

LI M TRÆBJÆLKE N 13

Kraftforløb for

+ -

3 mm

3 ^··^···-~ ^{) ...}~ ... [ .... j .. J.J.J ..

j i ! ~ ~

! ' i . .

2 ···!···I···L.L.~_: .. 1..1~-~--···· ... :.~ ...

! ...

^j^...^j_{; l}

l ! ! l t ; i

; ;

: ' i i 1; . .... L .... L ... L.L.l .. L

1 ...... . ···---~---···-~---~-----i .... ! ... L .. l .. l.L ....... ~ .. ...• ·•. ···-.'! ...

: i·~

^{.. . . •}^,.i^...•^l···.·'j···'! ..

!,_ ! i i i j ; : ! .· . ! ! i i ! ;

l ~ ¹!

i i i i l l i ! i : ; ~

..

; : :

-------l .... l ...

f ...

^.1-..

J ..

^L.LL

i ! l j j

! l -.

---l---~---~----L .. l ... i .. L

1 j ! ; ~ ~ t :

__ , ____ .... L ... L---~---L .. L.l.l., ···--·---~ ..... , ... !" ··æ .. J.... L.I..I . , ,

! j 1 i ! ~--. .: ',··.· _; ⁱ i j j l

l ! j ~ l ! ^j l ~ l

-4+----r--r-~-;rH; iri!+!----r--r-r~~'~'~'+"----~-r-r~'~'~'~'

10000 -3

100000 1000000 10000000

Antal cykler

Figur 3.13.2 Midtericraften som funktion af antal cykler

.::.:. z

~ .... <U .::.:. ....

-u

Q)

~

LIMTRÆBJÆLKE N13

Arbejdslinier

4 3 2

o

-1

-4+---+---+---~---T---T---~

-3 -2. _-1 o

Midterflytning i mm

1 2

-B-P+=1,037u+0,02 -B-P-=1,014u-0,08 ~ P+=0,716-0,05 ~ P-=0,275u+O,OO

3

Figur 3.13.3 Arbejdslinier før og efter udmattelsesforsøg

35

(41)

Statisk påvirkning u = O- 4,0 mm

=

^±4,0 mm til n

=

³⁰⁰⁰⁰⁰

Figur 3.14.1 Revne parallel med fibrene

(42)

z .::.:.

....

<11 .t::

~ ru

4

3 ^l 2 ^l···

o

,

^....

-1 -2

,

^...

-3 -4 10000

Figur 3.14.2

....

...

LI M TRÆBJÆLKE N 14

....

... ....

...

, ...

Kraftforløb for+ -4 mm

i···

, ^..., ^...

,

^.... >····

,

... ... ... , ^...

i"'" ....

...

, ... , ... ... , ....

~ '

>· l

>····;···· , ...

,

^....^;^.... ^{c ....} .. ... ,

i ... ; .. ^;... ...

...

, ^....

' ;:j

100000 Antal cykler

'

'··· ···

, ... .... ^;...

,

^...

i"" ^...^...

b

^~-^···^··^,^..^....^,

, ...

P ';

!" "• ···+·

:

...

,

^...

.. , ^...

Midterkraften som funktion af antal cykler.

LI M TRÆBJÆLKE N 14

Arbejdslinier

....

,

^...

....

1000000

5~---.----,---,---~---~---.----,----.

4 3

z 2 .::.:.

-3 -4

-5+----1----~----~---+----+----+----~---1----~--~

-5 -4 -3 -2 -1 o 2 3 4 5

Midterflytning i mm

-B-P+=1,049u+0,03 -B- P-=1,023u-0,14 ~ P+=0,212-0,08 ~ P-=0,306u-0,16

37

(43)

=

^±2,5 mm til n

=

^2300000

=

O - 2,5 mm

(44)

LI M TRÆBJÆLKE N 15

Kraftforløb for

+ -

2,5 mm

3.----.----~.-. . <n----.--,,-~-,.,~----~~--~~~

' : :; : . . l! i! l ! ! !

~' i+ rJjjp ... . . .. f11· H~~··-L mi Jml·· :.ji J

l

¹^T ^~ ⁱ ^l^{l 1}^! ^j ^j ⁱ

i i

~

, ' · ~ l · i !H l ^l ^! iltilt

¹

+

¹

rl!i·

... ! : i i ~ ! l ! t i ! l i ! i i i j i i l l i !

~ o ··· ··· ·····~·-···i·····+·+·t··t·t·t········t···f···

:··· · rt-·t ..

^ltt······~·-····!···~-

+ · ·:

^:f·ⁱ^·

æ

^i!!! ^{. . .}^,... ^" ^:^:

~

^-1 ··· ··· ·+ · • -l t··

rJ.q.t ... r···f···J ....

^j^..

.J .. ~ ..

^j^..q... · +· · · +· · + · · · : .

.L.L) ..

~ l i i !

l

¹ ^j ^{l ; :}^j ^!^jl ~

l j l l j l ~ i i ^l ^{l ;}^r

2 ... .

-2 ···! ···i·····:.'····-i-···1.···+··1· ·f·; · ... · ···•··· l ... .L .... L...L.L.Li.l.. .... ···f··, ... L ... l ... l .... L .. L..U ..

j i ! l 1 l!! j \j ;

-3+---~--~~--r;-)r ,'Er :r:Hli_l 'E ^__ ~f~c-- + ~)r t ~ 1_*r:~+:~+~r;r~- ~ - ~ - ~ -r:--r-+-~+ J +I~ J

10000 100000 1000000 10000000

Antal cykler

LIMTRÆBJÆLKE N15

Arbejdslinier

3.---,---~---,---,---,---.

2 ... ⁱ ···~····i········i-··· .. ···

i !

; j

; ; ! i

1 ............ .

i ; !

o

·······f······

i

···!-···t···l···

i !

l ⁱ

-2 ... ···r···-r-···r ···

i

-3+---~---~---+---~---+---~

-3 -2 -1 o

Midtartlytning i mm

2

-B-P+=1,013U+0,02 -B- P-=0,991u-0,07 -71(-- P+=0,969-0,02 -71(--P-=0,944u-0,04

3

39

(45)

I figurerne 4.1-4.3 er sammenholdt sammenhængen mellem P max• P min og n, idet resultaterne for bjælker med samme amplitude, A, er optegnet i samme diagram.

Figur 4.4 viser for alle bjælker i serien sammenhængen mellem antallet af svingninger til "brud", N, og flytningsamplituden, A. I de tilfælde, hvor der ikke forekom brud i bjælken, er punktet vist med en trekant.

Den i figuren indtegnede, retliniede W ohlerkurve har ligningen:

A

=

13,7 - 1,8l·log(n) [mm] (4.1)

Sluttelig er i tabel 4.1 anført en oversigt over hældninger (bestemt før udmattelsesfor- søgenes start) for P-u - kurverne i kapitel 3 samt en angivelse af bøjningselasticitets- modulet før udmattelsesforsøgets start.

Bøjningselasticitetsmodulet er bestemt udfra følgende udtryk:

5.P-L3 u =-----

162-E·/ =>

hvor P er midterkraften i kN

E = 7716.P

u [MPa] ^(4.2)

L er længden af bjælken mellem understøtningerne (spændvidden) i mm u er midterflytningen i mm

E er bjælkens bøjningselasticitetsmodul i MPa I er bjælkens inertimoment i mm⁴

P /u er bestemt og gengivet i tabel 4.1 som konstanten k_1•I regnes konstant for alle bjælker, I

=

70·14W /12

=

^1,60·10⁷^mm⁴^.

(46)

4

2

o

-2

-4 10000

Figur 4.1

4

2

z

_y:_

o

-4

-6 10000

Figur 4.2

--...

[\ ^....

""

\

^l~

1 . . . . N9

[<>- N11

'

16-- N13

Ir

.J' 'f ~

~

100000 1000000

Antal cykler

P max og P min for limtræbjælkerne N9, Nll og N13 ved en amplitude på ± 3 mm.

~

1-tf-4 .. N3

~f-af<; .., N10 r--r-r-^{... N14}

LJ

100000

Antal cykler

~li

...,

~ \

^..._^r--

-R.

l

^?^1--^f--^1-'

Ir j

l /

P max og P min for limtræbjælkerne N3, NlO og N14 ved en amplitude på ± 4 mm.

41

(47)

"

4

2

o

- 4

-6 10000

Figur 4.3

H ,....

...

~ ~

f - -

~

11 ...

~5

~6

t--J L

1-a

r~ /

l .J _..I

100000

Antal cykler

·~

~ [\-..

K 1'\

~ r-

l/

.r"

__.. v

P ^maxog P min for limtræbjælkerne N5, N6 og N12 ved en amplitude på ± 5 mm.

(48)

s s

l t l l

l . l l l l l .

'

..

^'

15

- - ---i-····+·+··H--F++---+----+-+-++-H-H---···+---!---++++H-!

IIII i li l ! ! l i il l i i ! IIIIIII

i i i i i i i i i i i iai>:Oicia bru(lt ~mile i i i i i

l l l 1ll l l 1 1 11

⁶

rr!i

⁶

ikk~ b~u~t ! eri~+ l

---rrrr ¹ w----,---rrrlll ¹ ^{l --} r ~-1-rrrf-~

: : ! i . i i i i i i i i i i i i i i i i i i . :i

! -~;--~----·r·--1----~--r··rr·l·i-1·---r----·---1---r-rr

r ·r

l l l c :

!

^l

!

l l l l 11111

5

i i ^l! ~ ! ::::::::.i.o i :0 ~ : i i i l l i i i ⁴ i i i ! i ~

6

! l l i l :

i i i i i i i l i i . i ^{i i} ^! i ⁱ ⁱ

o;----+--+-~~HH+---~--~~4Hrirt+---~~~-+~+H

10000 100000

Antal

1000000

cykler

^10000000

Figur 4.8 Woblerkurve for serie N.

43

(49)

N1 N2 N3 N4 NS N6 N7 N8 N9 N lO Nll N12 N13 N14 N15

Tabel 4.1

-

- -

P = 1,033u + 0,02 0,797

P = 1,002u 0,773

P = 1,025u + 0,03 0,791 P = 0,984u + 0,02 0,759 P = 0,996u + 0,04 0,768

P = 0,997u + 0,03 0,769

P = 1,025u + 0,01 0,790

P = 1,003u + 0,02 0,774

P = 1,02lu + 0,01 0,788

P = 1,023u + 0,03 0,789

P = 1,037u + 0,02 0,800

P = 1,049u + 0,03 0,809 P = 1,013u + 0,02 0,782

Formel bøjningselasticitetsmodul, ~øjning- i MPa før udmattelsesforsøg for serie N.

Aalborg Universitet Udmattelsesforsøg med laminerede limtræbjælker. Delrapport 16: Prøvning af serie N Hansen, Lars Pilegaard; Rathkjen, Arne

INSTITUTTET FOR BYGNINGSTEKNIK

INSTITUTTET FOR BYGNINGSTEKNIK

=

~

oa:

-

-

LIMTRÆBJÆLKE N1

LIMTRÆBJÆLKE N2

...

=

=

=

LIMTRÆBJÆLKE N3

+ -

--

æ

LIMTRÆBJÆLKE N3

=

LIMTRÆBJÆLKE N4

+ -

,_ L.Ll ._u!

li

! . .

LIMTRÆBJÆLKE N4

-

=

=

=

LIMTRÆBJÆLKE N5

+ -

mm

LIMTRÆBJÆLKE N5

=

=

=

=

LIMTRÆBJÆLKE N6

+ -

-

t~:=

T:*

l

LIMTRÆBJÆLKE N6

=

=

=

LIMTRÆBJÆLKE N7

j

~

j--s-

=

LIMTRÆBJÆLKE N8

+ -

mm

*) 1(---~~ )~~

LIMTRÆBJÆLKE N8

=

=

LIMTRÆBJÆLKE N9

'E; __ ..

* :)l(:*

.l ....

... T . .... , ... T.TTTT!T' '..

·i ...

... ... . L ...

LI M TRÆBJÆLKE N9

=

=

=

=

æ

LI M TRÆBJÆLKE N 1 O

+ -

LI M TRÆBJÆLKE N 1 O

=

=

=

LIMTRÆBJÆLKE N11

*) 1(--- )

^+·+·

+ ---~ ···--~l---··f- --- -1---f··.JJ+---· --~c---),c! . -A - ^... ^;

^· ^· ^...

^{.. ..}

, ' · ~ l · i !H l ^l ^! iltilt

-3+---~--~~--r;-)r ,'Er :r:Hli_l 'E ^__ ~f~c-- + ~)r t ~ 1_*r:~+:~+~r;r~- ~ - ~ - ~ -r:--r-+-~+ J +I~ J

l ⁱ