Vredet til kollaps

En traditionel spærfagskonstruktion optager den ydre belastning ved momenter og normalkræfter i over- og underflanger (hoved og fod) samt træk og trykkræfter i diagonalerne, som forbinder hoved og fod.

Her vil brud som regel være varslet, idet et brud et sted ikke vil forårsage kollaps, fordi andre dele af konstruktionen vil overtage lasten. Det kræver altså flere brud, før bæreevnen er så udtømt, at der sker et kollaps.

Taget på Siemens Arena er derimod en limtræskonstruktion bestående af to buer - en trykbue og en trækbue - forbundet med lodrette stænger og en forskydningssamling i de to understøtninger. Konstruktionen optager den ydre lodrette belastning ved en trykbuevirkning i den øverste bue (store normalkræfter og små momenter), og de vandrette kræfter optages i trækbuen.

Den øverste trykbue er i virkeligheden en såkaldt to-charniers bue med et højt slankt tværsnit, hvor oversiden er fastholdt mod vandrette deformationer af tagfladen og åsene, mens den nederste del af tværsnittet frit kan rotere (vride sig) sideværts. Et brud i den type af konstruktioner vil som regel forårsage et totalt kollaps med et pludseligt uvarslet brud.

På grund af den ydre belastning vil tværsnittets nederste fibre have bøjnings- og trykspændinger, som gør buen ustabil i en torsionsmode omkring den øvre fastholdte del, altså en ikke lineær spændingstilstand, som giver pludseligt svigt i konstruktionen.

Dette er et kompliceret stabilitetsproblem, som løses matematisk ved at bestemme egenværdierne for konstruktionens stivhedsmatrice.

Dette sidestabilitetssvigt forstærkes ved, at der er næsten momentstivhed mellem øverste trykbue og nederste trækbue. Det medfører, at en sammentrækning af trækbuen på grund af udtørring vil overføre et negativt moment til trykbuen og forøge torsionsrotationen. Samtidig vil sammentrækningen fra udtørringen forøge normalkræfterne i de lodrette stænger og ligeledes forstærke torsionen.

Kilde: Civilingeniør, lic.techn. Arne Egerup, Euro-truss.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten