lu.se

Byggnadsmekanik

Lunds Tekniska Högskola

Denna sida på svenska This page in English

Forskning


Forskningen i byggnadsmekanik handlar om att studera hur komplexa strukturer påverkas av olika laster. Strukturer som studeras varierar i skala från de minsta träcellerna upp till broar och byggnader, samt hur egenskaper på dessa skalor samspelar. 

Verksamheten utgår till stor del från datorberäkningar och utveckling av beräkningsmetoder som Finita elementmetoden, FEM. Man bygger upp en datormodell av en struktur genom att beskriva de enstaka delarnas materialegenskaper, geometri och plats, samt vilka krafter som verkar på strukturen. Ur denna modell kan man simulera hur strukturen deformeras, om den håller, hur den svänger och samverkar med omgivningen.

Dessa beräkningar valideras genom testningar av enstaka material och hela strukturer i laboratorium där man mäter deformationer och brott vid olika belastningssituationer. Avdelningen förfogar bland annat över utrustning för mekanisk provning, inklusive en större anläggning med totalt 60 belastningsriggar för provning av konstruktionselement under långvarig belastning i naturligt varierande klimat (informationsblad).

Mer information om aktuell forskning och kontaktpersoner beskrivs under följande rubriker:

Strukturmekaniska beräkningar

Avdelningens kärnverksamhet utgår från att med hjälp av beräkningsmodeller hantera frågeställningar som t ex byggnadselements och knutpunkters lastbärande förmåga, dynamiska beteenden som vibrationer och resonansfenomen hos strukturer, och stötförlopp.

Fluid-strukturinteraktion

En gren av beräkningsmekaniken handlar om att studera hur en strukturs svängningar samverkar med omgivande fluider,
t ex hos vatten som strömmar i rör, hos luft som svänger med en vägg och orsakar ljudtransmission eller vinden som strömmar runt en flygplansvinge.

Materialmodellering

För att kunna förutsäga hur en struktur kommer att bete sig måste man känna till materialets mekaniska egenskaper som beskrivs i termer av styvhet, brottgräns, krypegenskaper, expansion vid ändring i temperatur eller fuktnivå osv. Material som studeras är betong, glas och elastomerer som gummi. Träbaserade material behandlas under nästa rubrik.

Träbaserade material

Vid Byggnadsmekanikavdelningen finns en tradition att särskilt studera trä och träbaserade material och frågeställningar som när och hur brott sker i trä, formstabilitet vid torkning, egenskaper hos träbaserade pappers-, fiber- och kompositma-
terial, samt egenskaper hos limfogar och limträbalkar.

Mätmetodik

Avdelningen har tillgång till avancerad mätutrustning som en servo-hydraulisk dragprovmaskin, accelerometrar, lastceller, shakers för att åstadkomma dynamiska laster och möjlighet till beröringsfria mätningar vid olika temperaturer och klimat. Mätningar kan dels syfta till att utvärdera egenskaper hos olika material eller att validera beräkningar på verkliga strukturer.

Programutveckling och datorsystem

FEM-beräkningar av strukturer skapar stora system av ekvationer som löses med dator. Det har skapat ett behov av att utveckla dels beräkningsmetoder och programvara, dels metoder för att använda stora kluster av datorer. Byggnadsmekanikavdelningen är därför nära kopplat till superdatorcentrum vid LU, Lunarc.

Sidansvarig: Bo Zadig