مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

بررسی عملکرد خمشی چندسازه ساختمانی با لایه‌های چوبی متقاطع (CLT) ساخته‌شده از صنوبر و تقویت‌شده با پیچ و میخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
اکبر رستم پور هفتخوانی 1
فائزه مهماندوست 2
معراج شرری 3
محمد احمدی 3
بیتا معزی پور 4
علی شکروند شکیبا 5
1 عضو هیئت علمی دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه چوب و کاغذ
2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، گرایش سازه، موسسه آموزش عالی اقبال لاهوری
3 استادیار گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی،
4 دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران
5 دانشجوی کارشناسی گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی
چکیده
این مطالعه باهدف بررسی عملکرد خمشی CLT ساخته‌شده از گونه صنوبر (Populus alba)، چسب پلی­اورتان و اتصال­دهنده­های مکانیکی انجام شد. مقدار مصرف چسب 300 گرم بر مترمربع بود. برای ساخت CLT، تخته­های صنوبر در هوای آزاد خشک و سپس از چهار طرف رنده شدند. ضخامت و پهنای تخته­ها به ترتیب 19 و 100 میلی‌متر بودند. ضخامت و پهنای نمونه CLT سه لایه برای آزمون خمش به ترتیب 57 و 80 میلی‌متر و نسبت طول دهانه به ارتفاع مقطع حدود 12 بود. آزمون خمش با دستگاه اینسترون مدل 4486 انجام شد. متغیرهای موردبررسی شامل نوع اتصال‌دهنده (شامل میخ فولادی گالوانیزه، میخ شانه­ای یا تیپو ST و پیچ پانلی رزوه درشت)، تعداد اتصال‌دهنده (2 و 4)، چسب (با و بدون چسب) و جهت پانل (جهت طولی و عرضی پانل) بودند. نتایج نشان داد که بیشترین مقاومت خمشی (MOR) و مدول الاستیسیته خمشی (MOE) مربوط به جهت طولی CLT­های ساخته‌شده با ۴ عدد پیچ پانلی به همراه چسب و همچنین کمترین آن‌ها نیز مربوط به جهت عرضی CLT­های ساخته‌شده با ۲ عدد میخ تیپو به همراه چسب بوده است. نتایج نشان داد که مقاومت و مدول الاستیسیته خمشی با تغییر مستقل نوع اتصال‌دهنده، چسب (با و بدون چسب) و تعداد اتصال‌دهنده (2 و 4) به ترتیب 71 و 16، 16 و 400، 1 و 10 درصد تغییر می­کند. مقاومت و مدول الاستیسیته خمشی نمونه­های CLT در جهت طولی به ترتیب حدود سه و چهار برابر بیشتر از نمونه­های CLT‌در جهت عرضی است. نتایج نشان داد که مقاومت­های خمشی CLT های ساخته‌شده با چسب به همراه میخ تیپو، میخ فولادی و پیچ در حد استاندارد ISO 16696-1 بود، اما مدول الاستیسیته خمشی آن‌ها به‌خصوص مدول در جهت طولی پانل در حد استاندارد نبود که لازم است مطالعات جامعی برای مقاوم­سازی آن انجام ­شود.
کلیدواژه‌ها
عملکرد خمشی
چندسازه ساختمانی با لایه‌های چوبی متقاطع (CLT)
صنوبر
اتصال‌دهنده پیچ و میخ
  1. Gagnon, S. and Pirvu, C. 2011. CLT handbook: cross-laminated timber. 1st ed., Pointe-Claire, Quebec: FPInnovations. 572 p.
  2. Khazaeian, A., Yaghmaei, F. and Tabarsa, T., Investigation on Bending and Compression Strength of Paulownia fortunie Wood Grown in Gorgan Region, Journal of Wood & Forest Science and Technology, 16(3):1-22.
  3. Merrikh, F., Araghi, M.K. and Bagheri, R., 2007. Designing and manufacturing of a poplar harvester for short rotation system, Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 16(3): 367-354.
  4. Rostampour Haftkhani, A., 2018. Structural performance of cross-laminated timber (CLT) made out of poplar and preparing model for its mechanical behavior by finite element method, PhD thesis, University of Tehran.
  5. Rostampour Haftkhani, A., Layeghi, M., Ebrahimi, GH. and Pourtahmasi, K., 2017. Evaluation of bending performance for cross laminated timber (CLT) made out of poplar (Populus alba), Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 8(1): 67-78.
  6. Brandner, R. 2013. Production and Technology of Cross Laminated Timber (CLT): A state-of-the-art Report. Focus Solid Timber Solution-European Conference on Cross-Laminated Timber (CLT), 21: 3-36.
  7. Kairi, M., 2002. Glued / Screwed Joints / Screw Glued Wooden Structures, Chapter 4.4, In: Johansson C. J., Pizzi T. and Leemput M. V. eds., COST Action E13, Wood Adhesion and Glued Products, Working Group 2: Glued Wood Products: State of the Art Report, 2nd Ed, 205p.
  8. Standards for performance-rated cross-laminated timber, ANSI/APA PRG 320, 2012.
  9. Standard method of testing small clear specimens of timber. Annual Book of ASTM Standard, D143, 2015.
  10. Buck, D., Wang, X.A., Hagman, O. and Gustafsson, A. 2016. Bending properties of cross laminated timber (CLT) with a 45 alternating layer configuration. BioResources, 11(2): 4633-4644.
  11. Li, M., Lam, F. and Li, Y. 2014. Evaluating rolling shear strength properties of cross-laminated timber by torsional shear tests and bending tests, World Conference in Timber Engineering. p. 280.
  12. Chen, Y. and Lam, F., 2013. Bending performance of box-based cross-laminated timber systems. Journal of structural engineering, 139(12):1-12.
  13. Dinwoodie, J., 2000. Timber:Its Nature and Behavior. CRC Press, 272 p.
  14. Hochreiner, G., Füssl, J., Eberhardsteiner, J. and Aicher, S. 2014. CLT plates under concentrated loading–Experimental identification of crack modes and corresponding failure mechanisms. In: Materials and Joints in Timber Structures, Springer, 9:703-712.
  15. Franzoni, L., Lebée, A., Lyon, F. and Forêt, G., 2015. Advanced modelling of Cross Laminated Timber (CLT) panels in bending, European Conference on Theoretical, Numerical and Experimental Analyses in Wood Mechanics, 1-20.
  16. Ebrahimi, Gh., 2013. Mechanics of wood and wood composites, 4th Ed., University of Tehran press, 657 p. (In Persian).
  17. Zhou, Q. 2013. Development of evaluation methodology for rolling shear properties in Cross Laminated Timber (CLT), MSc thesis. University of New Brunswick, Fredericton, NB.
  18. Zhou, Q., Gong, M., Chui, Y. and Mohammad, M. 2014. Measurement of rolling shear modulus and strength of cross-laminated timber using bending and two-plate shear tests. Wood and fiber science, 46(2), 259-269.
  19. Rostampour Haftkhani, A., 2010. Investigation on withdrawal and lateral strength of various screws used in furniture industry in commercial wood plastic composites, MSc thesis, University of Tehran
  20. Rostampour Haftkhani, A., Ebrahimi, GH., M. Tajvidi, and M. Layeghi, 2011. Investigation on withdrawal strength of various screws used in furniture industry in commercial wood plastic composites (WPC) and comparison with those in commercial medium density fiberboard (MDF) and particleboard. Iranian Journal of Natural Resources, 64(4):369-382.
  21. Rostampour Haftkhani, A., Ebrahimi, GH., M. Arabi, M. Tajvidi and M. Layeghi, 2012. Investigation on lateral load of joints made with various screws on commercial wood-plastic composite. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 27(1): 100-113.
  22. Haftkhani, A.R., Ebrahimi, G., Tajvidi, M. and Layeghi, M. 2011. Investigation on withdrawal resistance of various screws in face and edge of wood–plastic composite panel. Materials & Design, 32(7), 4100-4106.
  23. Haftkhani, A.R., Ebrahimi, G., Tajvidi, M., Layeghi, M. and Arabi, M. 2011. Lateral resistance of joints made with various screws in commercial wood plastic composites. Materials & Design, 32(7), 4062-4068.
  24. Eckelman, C.A. 2003. Textbook of product engineering and strength design of furniture, West Lafayette, Indiana, 99 p.
  25. Timber structures, Cross-laminated timber, Part 1: Component performance, production requirements and certification scheme, ISO 16696-1:2019.
مجله صنایع چوب و کاغذ ایران
دوره 11، شماره 1
بهار 1399
صفحه 1-18