Строительство

 Abstract

The widespread adoption of the European design code for timber structures (EC5) will facilitate a number of design options previously unsupported by British Standards. This code uses design equations that need characteristic material data, which exists for solid timber and some sheet materials, but not for the structural timber composites that were evaluated in this research. In this programme high-tensile steel black bolts have been used with solid timber, glulam and two commercially available structural timber composites--Microlam[TM] and Parallam[TM]. The results suggest that the timber composites offer similar performance to high-density timbers in line with EC5 design guidance.

Keywords: Timber; Bolts; Composites

1. Introduction

The UK imports a significant proportion of its construction timber but is keen to better utilise its home-grown resources through various industry and government initiatives. One method that has the potential to use the available resources efficiently is to produce reconstituted wood products. Existing commercial products include small pieces of wood bonded in a formaldehyde-based resin-known as parallel strand lumber (PSL), and, more commonly, thin plies bonded into a laminate-laminated veneer lumber (LVL). These composite materials offer reduced variability and the removal of strength-reducing defects such as knots. A possible cause for concern is the fact that the reconstitution of the wood may give rise to internal voids which will cause stress concentrations and hence increased deformations within the highly stressed areas of a mechanically fastened joint. The results presented in this paper are taken from a larger investigation into the performance of mechanically fastened joints in structural timber composites. As part of this programme the use of resin-injected dowelled joints has also been assessed.

2. Research significance

This paper presents results in order to show the comparative performance of glued laminated timber (glulam) and two structural timber composites utilising a standardised bolted connection. The work shows the relative strength and stiffness of the reconstituted wood materials when used with this jointing system. The application and relative merits of the composites are discussed. The new European design code, EC5, is currently a draft for development within the UK. It requires characteristic material data in order to facilitate timber design. There is currently a lack of available data for the design of joints, particularly with structural timber composites.

3. Literature review

3.1. The use of structural timber composites

Structural timber composites were introduced to the USA in the late 1980s in order to provide high-quality structural timber that was proving difficult to obtain from the natural forest resource [1]. These materials were introduced to the UK construction industry in the early 1990s and offered significantly higher grade stresses than either solid softwood timber or glulam. As can be seen in Table 1, the benefits of reconstitution are an increase in permissible stresses of between approximately 50 and 200% on the original solid timber. This results in the reconstituted products being assigned a strength class of SC7 to BS 5268:1990 (based on bending strength). The modulus of elasticity is largely unaffected and since it is deflection that usually governs the design of timber beams, the composites appear to be best utilised in axially loaded structures such as trusses. However, for joints in such structures, the design grade is recommended as SC5. This apparent restriction on the design of joints in structural wood composites was one of the main reasons for initiating this programme of research.

Structural timber composites are currently used in the UK predominantly to provide the more highly stressed elements in timber-framed buildings [2] although their use in the USA has extended into short and medium span highway bridges [3]. Several established sources for the mechanical properties of solid wood species … Абстрактний

Широкого впровадження європейських норм проектування для дерев'яних конструкцій (EC5) сприятиме ряд конструктивних варіантів раніше не підтримується Британською стандартам. Цей код використовує дизайн рівнянь, які повинні характерні даним матеріалом, який існує для твердої деревини та деяких листових матеріалів, але не для структурних композитів деревини, які оцінювалися в цьому дослідженні. У цій програмі надміцної сталі чорні болти були використані з твердої деревини, клеєна і двох комерційно доступних структурних композитів деревини - Microlam [TM] і Parallam [TM]. Результати показують, що деревина композити пропонують аналогічні продуктивність з високою щільністю деревини відповідно до дизайну EC5 керівництва.

Ключові слова: деревині; Болти, композити

1. Введення

Британія імпортує значну частину своїх будівельна деревина, але дуже хоче, щоб краще використовувати свої доморощені ресурси, за допомогою різних промислових та урядових ініціатив. Один метод, який має потенціал, щоб використовувати наявні ресурси ефективно є виробництво відновлених виробів з деревини. Існуючі комерційні продукти включають в себе невеликі шматочки деревини пов'язані в формальдегід, смоли на основі відомих як паралельний пиломатеріалів стружкою (PSL), і, більш широко, тонких шарів пов'язані в ламінат, клеєного бруса (LVL). Ці композиційні матеріали зниженої мінливості і видалення силу зниження дефектів, таких як вузли. Можливою причиною для занепокоєння є те, що відновлення дерева може призвести до виникнення внутрішніх пустот що призведе до концентрації напруг і, отже, збільшилася деформації в сильно навантажених областях механічним кріпленням суглоба. Результати, представлені в цій статті взяті з великих розслідування продуктивність механічним кріпленням суглобів в структурних композитів деревини. В рамках цієї програми використання смоли вводять з'єднаний штирями суглобів також була оцінена.

2. Дослідження значення

Ця стаття представляє результати, щоб показати, порівняльної продуктивності з клеєного бруса (клеєна) і двох структурних композитів деревини використанням стандартизованих болтові з'єднання. Робота показує відносну силу і жорсткість відновлених матеріалів з дерева, при використанні цього зрощування системи. Програми та відносні достоїнства композитів обговорюється. Новий європейський код дизайну, EC5, в даний час проекти з метою розвитку у Великобританії. Вона вимагає характерних даних матеріалів в цілях сприяння деревини дизайну. Існує в даний час відсутності необхідних даних для розробки суглобів, особливо в структурних композитів деревини.

3. Огляд літератури

3.1. Використання структурних композитів деревини

Структурні композити деревини були введені в США в кінці 1980-х з метою надання високоякісних структурних деревини, яка була довести важко отримати з природних лісових ресурсів [1]. Ці матеріали були введені в будівельній галузі Великобританії на початку 1990-х і запропонував значно вищу оцінку, ніж підкреслюється яких твердих хвойних порід деревини або клеєної деревини. Як видно з таблиці 1, переваги відновлення є збільшення допустимої напруги між приблизно 50 і 200% від первісної твердої деревини. Це призводить до відновленої продукції, присвоюється класу міцності SC7 до BS 5268:1990 (засновано на вигин). Модуль пружності в значній мірі впливає і так як це відхилення, яке звичайно визначає дизайн деревини балки, композити здається, краще всього використовувати в аксіально навантажений структур, таких як ферми. Тим не менше, для швів в таких структурах, дизайн класу рекомендується як SC5. Це явне обмеження на розробки ущільнювачів в структурних композитів деревини була однією з головних причин початку цієї програми досліджень.

Структурні композити деревини в даний час використовуються у Великобританії, переважно забезпечити більш сильно навантажених елементів у дерев'яному каркасі будівлі [2], хоча їх використання в США поширився на короткі та середні мости проміжок шосе [3]. Кілька встановлених джерел для механічних властивостей твердих порід дерева ...ити до поздовжнього