تاثیر تقویت‌ چندسازه ساختمانی با لایه‌های چوبی متقاطع (CLT) با الیاف شیشه بر عملکرد برشی اتصال با یک صفحه برش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدیر فرهنگی دانشگاه محقق اردبیلی

2 استادیار گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانشگاه محقق اردبیلی

4 دانشجوی کارشناسی گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

در این مطالعه تاثیر تقویت چندسازه ساختمانی با لایه‌های چوبی متقاطع (CLT) با الیاف شیشه بر نیروی برشی اتصال با یک صفحه برش بررسی شد. برای ساخت CLT سه لایه، از لایه‌های چوب صنوبر (Populus alba) استفاده شد. در این تحقیق در مرحله اول، تاثیر تقویت CLT با سه لایه الیاف شیشه و تاثیر آن بر نیروی برشی اتصال ساخته شده با پیچ سرمهره، پیچ بتنی، پیچ چوب و میخ فولادی با فاصله تا انتهای یک سانتیمتر بررسی شد. در مرحله دوم، تاثیر تعداد لایه‌های الیاف شیشه بر نیروی برشی اتصال ساخته شده با پیچ سر مهره با فاصله تا انتهای یک سانتیمتر بررسی شد. در مرحله سوم، تاثیر مستقل و متقابل جهت پانل CLT (طولی و عرضی)، نوع اتصال دهنده (پیچ سرمهره، پیچ بتنی، پیچ چوب و میخ فولادی) و فاصله تا انتها (یک و سه سانتیمتر) بر نیروی برشی اتصال بررسی شد. نتایج نشان داد که با تقویت اتصال‌ها، نیروی برشی 22 تا 53% افزایش یافته است که این افزایش مقاومت در اتصال دهنده‌های با قطر کمتر محسوس‌تر بوده است. با افزایش تعداد لایه‌های الیاف شیشه از یک به سه لایه، نیروی برشی اتصال‌ها 27% افزایش یافت. با افزایش فاصله تا انتها ، تغییر نوع اتصال‌دهنده و جهت پانل CLT مقدار نیروی برشی اتصال به ترتیب 7/114%، 6/219% و 7% تغییر کرد. تاثیر متقابل متغیرها بر نیروی برشی نشان داد که با تغییر همزمان نوع اتصال دهنده×فاصله تا انتها مقدار نیروی برشی اتصال حدود 447% تغییر کرد، که بیانگر اهمیت چشمگیر انتخاب اتصال دهنده مناسب با فاصله تا انتهای کافی برای ساخت اتصالات با ورق‌های فلزی با یک صفحه برش مانند براکت‌ها است.

کلیدواژه‌ها


[1] Karacabeyli, E., and Gagnon, S., 2019. Canadian CLT Handbook. 2019 Edition. Digital. Pointe-Claire, QC: FPInnovations.
[2] Ringhofer, A., Brandner, R., and Blaß, H.J., 2018. Cross laminated timber (CLT): Design approaches for dowel-type fasteners and connections. Engineering Structures, 171: 849-861.
[3] Taj, M.A., Najafi, S.K., and Ebrahimi, G., 2009. Withdrawal and lateral resistance of wood screw in beech, hornbeam and poplar. European Journal of Wood and Wood Products, 67 (2): 135-140.
[4] Eshaghi, S., Faezipour, M., and Taghiyari, H.R., 2013. Investigation on lateral resistance of joints made with drywall and sheet metal screws in bagasse particleboard and comparison with that of commercial MDF. Maderas. Ciencia y tecnología, 15 (2): 127-140.
[5] 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.
[6] Mohamadzadeh, M., Haftkhani, A.R., Ebrahimi, G., and Yoshihara, H., 2012. Numerical and experimental failure analysis of screwed single shear joints in wood plastic composite. Materials & Design, 35: 404-413.
[7] Jockwer, R., Caprio, D., and Jorissen, A., 2021. Evaluation of parameters influencing the load-deformation behaviour of connections with laterally loaded dowel-type fasteners. Wood Material Science & Engineering: 1-14.
[8] Kode, A., Amini, M.O., van de Lindt, J.W., and Line, P., 2021. Lateral Load Testing of a Full-Scale Cross-Laminated Timber Diaphragm. Practice Periodical on Structural Design and Construction, 26 (2): 04021001.
[9] Li, Z., Wang, X., and He, M., 2020. Experimental and analytical investigations into lateral performance of cross-laminated timber (CLT) shear walls with different construction methods. Journal of Earthquake Engineering: 1-23.
[10] Mahdavifar, V., Sinha, A., Barbosa, A.R., Muszynski, L., and Gupta, R., 2018. Lateral and withdrawal capacity of fasteners on hybrid cross-laminated timber panels. Journal of Materials in Civil Engineering, 30 (9): 04018226.
[11] Rezvani, S., Zhou, L., and Ni, C., 2021. Experimental evaluation of angle bracket connections in CLT structures under in-and out-of-plane lateral loading. Engineering Structures, 244: 112787.
[12] American Wood Council. (2015). NDS National Design Specification for Wood Construction: With Commentary. American Wood Council.
[13] Mohammad, M., Blass, H., Salenikovich, A., Ringhofer, A., Line, P., Rammer, D., 2018. Design approaches for CLT connections. Wood and Fiber Science, 50 (Special): 27-47.
[14] Oh, J.-K., Kim, G.-C., Kim, K.-M., Lee, J.-J., and Hong, J.-P., 2017. End distance of single-shear screw connection in cross laminated timber. Journal of the Korean Wood Science and Technology, 45 (6): 746-752.
[15] Brown, J.R., and Li, M., 2021. Structural performance of dowelled cross-laminated timber hold-down connections with increased row spacing and end distance. Construction and Building Materials, 271: 121595.
[16] Haftkhani, A., Ebrahimi, G., Arabi, M., Tajvidi, M., and Layeghi, M., 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.
[17] Coleman, G., GE, C., and HT, H., 1974. Timber structures reinforced with light gage steel.
[18] Ahad, S., Singh, J., Bhat, J.A., and Sethi, A.S., 2019. An experimental study of CLT beams reinforced with steel bars, cold formed steel plate and FRP. International Journal for Technological Research In Engineering, 6 (11): 5790- 5799.
[19] Nowak, T., Jasieńko, J., Kotwica, E., and Krzosek, S., 2016. Strength enhancement of timber beams using steel plates–review and experimental tests. Drewno: prace naukowe, doniesienia, komunikaty, 59.
[20] ASTM D1037 – Standard Test Method for Evaluating Properties of Wood-Base Fiber and Particle Panel Materials
[21] Yoon, D., Kim, S., Kim, J., and Doh, Y., 2020, Study on bearing strength and failure mode of a carbon-epoxy composite laminate for designing bolted joint structures. Composite Structures, 239: 112023.
[22] Fridley, K.J., Pollock, J.D.G., and Cobeen, K., 2006. Design of Wood Structures-ASD/LRFD. McGraw-Hill New York, NY.
[23] Williamson, T.G., 2002. APA engineered wood handbook. McGraw-Hill Professional Pub.