Kursplan för Träkonstruktioner

Kursplan fastställd 2022-02-14 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnTimber engineering
  • KurskodVSM196
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPSEB
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeSamhällsbyggnadsteknik
  • InstitutionARKITEKTUR OCH SAMHÄLLSBYGGNADSTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 22116
  • Max antal deltagare72
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0107 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		 7,5 hp
  • 02 Jun 2023 fm J
  • Kontakta examinator
  • 15 Aug 2023 fm J

I program

Examinator

  • Robert Jockwer
Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

God förståelse för träets materialbeteende, om strukturmekanik och om dimensionering och analys av bärande konstruktionselement, t.ex. genom kurserna Materialprestanda (BOM065), Bärande konstruktioner (BOM580) och Stomsystem (VBB122). Grundläggande kunskaper om finit element metod rekommenderas, till exempel genom kursen Finita elementmetoden - grunder (VSM167).

Syfte

Syftet är att ge fördjupade kunskaper om utformningen av enkla och komplexa träkonstruktioner, detaljer och anslutningar. Detta omfattar de färdigheter som krävs för att utvärdera och dimensionera det strukturella systemet för flervåningsbyggnader i trä och konstruktioner med stor spännvidd med väggar, bjälklag, pelare, balkar och/eller fackverk som består av träelement. Kursen ger en förståelse för både allmänna konstruktionsegenskaper och hur olika mer komplexa element såsom EWP-produkter (förädlade träprodukter) inklusive limträ, korslimmat trä, träbaserade balkar och I-balkar samt träbaserade skivor, beter sig i konstruktionen. Dessutom fokuseras det på att förstå utformningen av anslutningar och vissa detaljer samt utformningen av element med kombinerade tvärsnitt, för att möjliggöra en utvärdering av olika elementens beteende under driftsförhållanden, inklusive vibrationer och svikt i träbaserade bjälklag. Kursen är baserad på den senaste tekniken och ger en introduktion till de bestämmelser som anges i Eurocode 5 (den europeiska standarden för dimensionering av träkonstruktioner).

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

Studenten skall efter kursen kunna arbeta på ett konsultföretag och kunna konstruera de flesta träkonstruktioner. Studenten kommer genom kursen få praktisk erfarenhet av möjligheterna att utforma de viktigaste delarna av ett flervåningsträhus och konstruktioner med stor spännvidd. För att göra detta, ska studenten kunna:
- Identifiera och förklara de specifika aspekterna av träkonstruktioner, styrkor och svagheter samt förklara vissa specifika utmaningar i samband med konstruktioner 
- Utföra konstruktionsberäkningar genom att tillämpa Eurokod 5
- Beskriva, förklara, konstruera, undersöka (utforma) och verifiera stabiliserande strukturella system för flervåningsträhus
- Beskriva effekterna av de olika komponenterna i träbaserade bjälklagselement, utvärdera deras statiska beteende, undersöka deras dynamiska egenskaperna samt bedöma de delar och egenskaper som påverkar detta beteende
- Identifiera de krav som ställs på anslutningar som används inom träkonstruktioner och sammanställa och utforma lämpliga anslutningar för enskilda situationer.
- Optimera konstruktioner med avseende på strukturell prestanda, ekonomi och utseende, baserat på kritisk förståelse av egenskaper och beteende hos element och anslutningar

Innehåll

Kursen består av fyra huvudområden som omfattar:
A) Introduktion till Eurokod 5 (EC5)
i. Materialegenskaper som berör EC5
ii. Konstruktionsvirke, limträ, KL-trä och ingenjörsbaserade träprodukter (EWP) - huvudsakliga skillnader mellan dessa
B) Dimensionering av konstruktionselement i brott- och bruksgränstillstånd
i. Drag och tryck samt belastning i vinkel mot fiberriktningen
ii. Tvärsnitt utsatta för olika spänningar
iii. Limträbalkar med varierande tvärsnitt: sadelbalkar, krökta och bumerangbalkar
iv. Limmad, tunn I-balk, lådbalkar och utbärande element
v. Vibration och svikt i bjälklaget
vi. Brand & trä
C) Design och produktion av flervåningshus
i. Bärande system och byggnadsmetoder för träbyggnader
ii. Stabiliserande system för flervånings trähus och konstruktioner med lång spännvidd
iii. Modeller för skivverkan i vägg och bjälklag samt deras utformning
iv. KL-trä konstruktioner
D) Detaljer och anslutningar
v. Dymlade förband - teori och optimering
vi. Uppfattning av mekaniska och limmade förband
vii. Förstärkning och reparation av träkonstruktioner
viii. Balkar med urtag och hål; brott och sprickbildning 

Organisation

Undervisningen och inlärningen i kursen omfattar föreläsningar, övningar och projektarbete. 

Föreläsningar: För att främja djupinlärning kommer klassrumsaktiviteterna att innehålla en blandning av föreläsningar, övningar och gästföreläsningar. Studenterna måste läsa innehållet i förväg för att förbereda sig för diskussioner under föreläsningarna.

Övningar och exempel: Uppgifterna under föreläsningarna är utformade för att ge studenterna möjligheter till grupparbete, diskussioner och presentationer. Övningar och exempel ges till studenterna för att de individuellt ska kunna lösa frågorna och träna kursinnehållet. 

Projektarbete: I kursen ingår projektarbete som omfattar en konstruktionsuppgift och en FEM-workshop. Mer information finns i kursbeskrivningen och i instruktionerna för konstruktionsuppgiften och FEM-workshopen. Projektarbetet är utformat så att studenterna ska kunna lösa "öppna frågor" och vara kreativa i designprocessen för en träkonstruktion. Projektarbetet kommer att rapporteras och presenteras av studenterna i slutet av kursen. Konstruktionsuppgiften och FEM-workshopen kommer att utföras i grupper av studenter.

Litteratur

Listan över kurslitteratur finns i kursbeskrivningen och omfattar följande:
- Instruktioner för konstruktionsuppgiften, FEM-workshop, föreläsningsanteckningar, övningar och exempel.
- Utdrag från Eurocode 5 
- "Dimensionering av träkonstruktioner Del 1, 2, 3". 2019 av Svenskt trä, Stockholm.
- Ytterligare böcker med användbar bakgrund:
o "Timber Engineering - Principles for Design", 2017 by C. Sandhaas and H.J. Blaß, Karlsruhe KIT Scientific Publishing, DOI: https://doi.org/10.5445/KSP/1000069616 
o "Structural Timber Design to Eurocode 5" 2013 by J. Porteous and A. Kermani.

Examination inklusive obligatoriska moment

Bedömningen i kursen består av följande delar:

- Projektarbete som består av:

o Konstruktionsuppgift (i grupp)

o FEM-workshop (i grupp)

- En sluttentamen (individuellt).


Projektarbetet (konstruktionsuppgift och FEM-workshop) står för 30 % av kursens slutbetyg, och sluttentamen står för 70 % av kursens slutbetyg. För att klara den här kursen är det nödvändigt att klara tentamen.


För att kunna delta i tentamen måste båda delarna av projektarbetet (konstruktionsuppgift och FEM-verkstad) vara godkända. Tentamen består av två delar; en del med teoretiska frågor (beskrivande frågor och flervalsfrågor) och en beräkningsdel med dimensioneringsuppgifter. För att klara tentamen måste båda delarna godkännas (minst 40 % av poängen för varje del), och minst 40 % av den totala poängen krävs. Anmälan till tentamen sker via Studentportalen.


Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om riktat pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.