Programvara för dimensionering av trä-betongkomposit (TCC) enligt Eurokod 5 | Engineering Platform
Starta den kostnadsfria TCC-kalkylatorn (Timber Concrete Composite) nedan och kontrollera din konstruktion på några sekunder!
Den nya standarden för europeisk massivträkonstruktion
Golvsystem av trä-betongkomposit (TCC) får allt större uppmärksamhet i takt med att ingenjörer söker efter lösningar som kombinerar träets hållbarhet med betongens styvhet och massa. Genom att integrera en betongplatta med träpaneler med hjälp av mekaniska fästelement kan TCC-system avsevärt förbättra den strukturella styvheten, vibrationsdämpningen och bärförmågan jämfört med golv som enbart består av trä.
Trots dessa fördelar är det fortfarande komplicerat att konstruera sammansatta golv av trä och betong. Det strukturella beteendet beror på samspelet mellan trä, betong och de skjuvförbindelser som överför krafter mellan de två materialen. Detta samspel måste utvärderas noggrant för att man ska kunna förutsäga böjstyvhet, inre kraftfördelning och långsiktig prestanda på ett korrekt sätt.
Inom ramen för Eurokod-systemet dimensioneras TCC-system vanligtvis med hjälp av EN 1992-1-1 – Eurokod 2 (Betongkonstruktioner) tillsammans med EN 1995-1-1 – Eurokod 5 (Träkonstruktioner). Eftersom sammansatta trä- och betonggolv inte omfattas av förenklade bestämmelser om ”anses uppfylla kraven” förlitar sig ingenjörer ofta på analytiska metoder såsom Gamma-metoden eller den utvidgade Gamma-metoden för att modellera partiell samverkan och verifiera konstruktionens bärförmåga, funktionsduglighet och anslutningsprestanda.
Den europeiska ingenjörsplattformen för konstruktion av trä-betongkomposit (TCC)
Vår plattform utför en kontroll av konstruktioner av trä-betongkomposit (TCC) enligt Eurokod 5. Beräkningsmodulen omfattar:
Nyheter från våra samarbetspartner
Den snabbast växande plattformen för specifikation av virke
Viktiga konstruktionsmöjligheter för kompositkonstruktioner av trä och betong (TCC)
Översikt över kompositsystem av trä och betong
System av typen trä-betongkomposit (TCC) kombinerar bärande träelement med en betongplatta som fästs med mekaniska fästdon. Det samverkande materialförhållandet mellan materialen ökar styvheten, bärförmågan och vibrationsdämpningen jämfört med golvsystem som enbart består av trä.
Med beräkningsverktyget SPEC Toolbox Timber–Concrete Composite kan ingenjörer analysera sammansatta golvsystem som består av:
-
CLT-träpaneler
-
betongplatta
-
lutande skruvkopplingar
Kalkylatorn beräknar:
-
konkret kapacitet
-
timmerkapacitet
-
anslutningskapacitet
-
böjningsegenskaper hos kompositmaterial
-
böjningsegenskaper
-
vibrationsrespons
Det strukturella samspelet mellan trä- och betongskikten modelleras med hjälp av mekaniska förbindningselement och teorin om sammansatta balkar, vilket möjliggör realistiska prognoser av systemets beteende.
För Eurokod-regionen använder beräkningsverktyget följande standarder:
Designkoder
-
EN 1992-1-1:2004 – Eurokod 2: Dimensionering av betongkonstruktioner
-
EN 1995-1-1:2004 – Eurokod 5: Konstruktionsberäkning av träkonstruktioner
Laddar kod
-
EN 1991:2002 – Eurokod 1: Belastningar på konstruktioner
Dessa standarder fastställer de materialmodeller, säkerhetsfaktorer och verifieringsförfaranden som används i analysen.
Geometri och komponenter
Ett golv av trä-betongkomposit består av två huvudsakliga konstruktionsdelar:
-
CLT-träpanel
-
betongplatta
Betongplattan motstår tryckkrafter och ökar böjstyvheten, medan träpanelen främst tar upp dragspänningar.
Systemets geometri definieras av:
-
Konstruktion av CLT-skivor
-
betongplattans tjocklek
-
förstärkningsparametrar
-
avstånd mellan anslutningarna
-
spännvidd
Dessa parametrar avgör kompositmaterialets styvhet och golvsystemets konstruktionsmässiga prestanda.
CLT-panelen definieras genom manuell inmatning av lager, där användaren anger:
-
skikttjocklek
-
fiberriktning
-
virkesklass
-
staplingskonfiguration
Detta möjliggör modellering av anpassade CLT-konfigurationer.
Betongskiktet definieras med hjälp av:
-
betongklass
-
betongtjocklek
-
cementtyp
-
relativ luftfuktighet
Dessa parametrar påverkar kompositsystemets styvhet och långsiktiga beteende.
Förstärkningsparametrarna omfattar:
-
förstärkningshållfasthet
-
stångdiameter
-
avstånd mellan armeringsjärnen
Dessa värden används för sprickkontroll och kontroll av armeringen.
Designmetoder
Samverkan mellan trä- och betongskikten utvärderas med hjälp av analytiska metoder som tar hänsyn till förbindningselementens flexibilitet.
Kalkylatorn stöder följande analysmetoder:
-
Utvidgad gammametod
-
Metoden med ekvivalent gamma
Dessa metoder fastställer kompositprofilens effektiva böjstyvhet, med hänsyn tagen till glidning mellan trä- och betongskikten.
Ytterligare konstruktionsparametrar är bland annat:
-
kompositstyvhetsfaktor
-
verifieringsvillkor (t = 0 och t = ∞)
-
faktorer som påverkar materialvalet
Dessa parametrar påverkar verifieringen av kompositkonstruktioner.
Massor
Kompositgolvet analyseras som ett balkverk som utsätts för fördelade laster.
Användarna definierar:
-
spännvidd
-
villkor för stöd
-
lastfördelning
Analysen visar att:
-
böjspänningar
-
skjuvkrafter
-
spänningar i sammansatta sektioner
-
skjuvkrafter i kopplingar
Dessa värden används för verifiering av slutlig hållfasthet och funktionsduglighet.
Vibrationsmetoder
Golvets vibrationsbeteende utvärderas med hjälp av tillgängliga metoder för vibrationsbedömning.
Tillgängliga vibrationsmetoder:
-
Hamm m.fl. 2010
-
FPInnovations
-
prEN 1995:2023
Ytterligare vibrationsparametrar är bland annat:
-
golvets prestandanivå
-
sekundär bredd
-
dämpningsförhållande
-
gåfrekvens
-
styvheten hos en flytande avjämningsmassa
-
villkor för stöd
Dessa parametrar påverkar golvsystemets dynamiska respons.
Skruvdata
Samverkan mellan trä- och betongskikten åstadkoms med hjälp av snedställda skruvförbindelser.
Användarna definierar:
-
fästelementstyp
-
skruvens läge (lutande)
-
parametrar för kopplingens styvhet
Skruvarnas egenskaper anges manuellt, bland annat:
-
skruvtyp
-
draghållfasthet
-
relaterad densitet
-
nominell diameter
-
skruvlängd
-
gänglängd
-
inre gängdiameter
-
spetslängd
Anslutningsgeometrin definieras med hjälp av:
-
avståndet längs balken (a₁)
-
avståndet över balken (a₂)
-
kantavstånd (a₃)
-
inbäddningslängd
-
anslutningspunkt
Dessa parametrar avgör skjuvöverföringsförmågan mellan trä- och betongskikten.
Designkontroller
Efter analysen visar kalkylatorn en fullständig sammanfattning av verifieringen.
Följande kontroller utförs:
Slutlig gränstillstånd (vid t=0 och vid t=∞)
-
Faktisk kapacitet
-
Timmerkapacitet
-
Anslutningskonstruktion
Gränstillstånd för funktionsduglighet
-
Avböjning
-
Vibrationsegenskaper
Varje kontroll innehåller en utnyttjandegrad och en indikator för godkänd/underkänd, vilket gör det möjligt för ingenjörer att snabbt bedöma den strukturella prestandan hos kompositsystemet av trä och betong.
Vanliga frågor
Varför välja golv av trä-betongkomposit?
Golv av trä-betongkomposit förenar träets hållbarhet med betongens styvhet och massa. Detta förbättrar den strukturella styvheten, vibrationsdämpningen och bärförmågan jämfört med golv som enbart består av trä.
Varför är mekaniska anslutningar avgörande vid utformningen av TCC?
Mekaniska förbindningselement styr skjuvkraftsöverföringen mellan betongplattan och träelementet. Deras styvhet och inbördes avstånd avgör hur effektivt de två materialen samverkar som en sammansatt sektion.


CLT
Pluggar
Skruvar
GLT
Klamrar
Lättstomme
Räfflat däck
TCC