Cross-Laminated Timber (CLT) is a pre-engineered timber product that has gainedmuch popularity over the last three decades as a sustainable construction material.CLT has excellent mechanical properties, and connections between CLT elementsand other structural elements in CLT structures are often critical in the engineeringdesign. The aim of this thesis is to develop a Finite Element Method (FEM)model for connections with dowel-type fasteners in CLT structures. Through athorough analysis from the embedment behaviour of timber to the simulation ofCLT structures with connections, this thesis aims to deepen the understandingof the load transfer and deformation behaviour of connections. Papers I and IIinvestigate with own and previous experiments the embedment behaviour ofdowel-type fasteners in timber and CLT. A non-linear analytical spring model forthe prediction of CLT embedment behaviour from the embedment behaviour ofthe constituent layers is proposed and shows good agreement with experiments.A Finite Element Method (FEM) model for the non-linear force-displacementbehaviour of single-fastener CLT connections is presented in Papers III andIV. A ‘Beam-on-Foundation’ (BoF) model is implemented in the FEM modelfor simulating the connection behaviour. The BoF model is validated withexperiments on steel-to-CLT and concrete-to-CLT connections, before it is usedto investigate the influence of various parameters on both the strength and slipmodulus of CLT connections. In Paper V, several single-fastener BoF models areintegrated into a multiple-fastener CLT connection model. The FEM model isvalidated with experiments on laterally loaded multiple-fastener steel-to-CLTconnections and used to investigate the influence of various parameters on thestrength and slip modulus of multiple-fastener CLT connections. From theresulting database, a design equation for the group effect in the slip modulusof steel-to-CLT connections with multiple-fasteners is derived. In Paper VI, theFEM model is applied to simulate angle bracket and hold-down bracket CLTconnections, as well as full-scale CLT shear walls with multiple connections.Due to the integrated BoF models, the FEM model provides insight into theload distribution between various connections. The developed FEM model is aneffective tool for the prediction of the force-displacement behaviour, the ductilestrength and the slip modulus of CLT connections with dowel-type fasteners.As it is implemented using a parametrised python script, the FEM model ishighly adaptable to accommodate numerous material and geometrical parameters.In addition to the effectiveness of the developed FEM model, the study alsohighlights the need for further developments in the simulation of the interactionof loading conditions and experimental validation.

Korslimmat trä (KL-trä) är en hållbar träbaserad byggprodukt som har blivitmycket populär under de senaste tre decennierna. KL-trä har utmärkta mekaniskaegenskaper och utformningen av förband mellan element av KL-trä och andradelar av stommen är ofta avgörande för den tekniska utformningen ochdimensioneringen. Syftet med detta avhandlingsarbete har varit att utveckla enberäkningsmodell baserad på finita elementmetoden för mekaniska förband iKL-träkonstruktioner. Genom noggrann analys av såväl detaljer såsom betydelsenav hålkanttryck mot trä till simuleringen av fullskaliga KL-träbaserade skjuvväggarmed flera samverkande förband syftar denna avhandling till en fördjupadförståelse av lastöverföring och deformationer i förband i KL-träkonstruktioner.I artikel I och II undersöks experimentellt hålkanttryck mellan förbindare ochträmaterial. En icke-linjär analytisk fjädermodell för hålkanttryck hos KL-trä,härledd från hålkanttryck hos enskilda lameller eller lager av lameller, visar godöverensstämmelse med experimentella resultat. I artikel III och IV presenterasen finita elementmodell (FE-modell) för det icke-linjära sambandet mellan kraftoch förskjutning hos förbindare i KL-träförband. I FE-modellen representeras enenskild förbindare, och dess lastöverföringen mot angränsande material, av enbalk på fjädrande bädd. Modellen valideras genom experiment där komponenterav stål respektive betong trycks mot KL-trä, innan FE-modellen används för attundersöka effekten av olika parametrar på hållfasthet och förskjutningsmodul hosförband i KL-trä. I artikel V integreras flera förbindare, representerade av balkarpå fjäderbäddar, i en FE-modell av ett sammansatt KL-träförband. Modellenvalideras med experiment på förband med stål mot KL-trä och används för attundersöka betydelsen av olika parametrar på hållfasthet och förskjutningsmodulhos förband med flera förbindare. Den resulterande databasen används för attutveckla en dimensioneringsmodell som fångar gruppeffekten med avseendepå förskjutningsmodulen för stål mot KL-trä i förband med flera förbindare. Iartikel VI tillämpas FE-modellen för att simulera beteenden hos vinkelbeslag ochdragankare med flera förbindare, samt fullskaliga KL-träbaserade skjuvväggarsom omfattar flera förband. Genom att enskilda förbindare och deras kontakttryckrepresenteras av balkar på fjädrande bädd ger FE-modellen insikt i lastfördelningenmellan olika förband och hur olika förbindare bidrar i lastöverföringen. Denutvecklade FE-modellen av KL-träförband är ett effektivt verktyg för att förutsägakraft-förskjutningsegenskaper, hållfasthet och förskjutningsmodul för duktilaKL-trä-förband. Eftersom FE-modellen är implementerad i ett parametriseratPython-skript är den flexibel och kan anpassas för att utvärdera många olikamaterial- och geometriparametrar. Utöver att visa på användbarheten hos denutvecklade FE-modellen visar även studien på behovet av fortsatta, fördjupadestudier avseende fleraxiella belastning, modellering och experimentell valideringav mekaniska förband i KL-träkonstruktioner.