بررسی عملکرد خمشی و برشی چندسازه ساختمانی با لایه‌های چوبی متقاطع (clt) ساخته‌ شده از گونه راش و صنوبر با استفاده از روش تجربی و اجزای محدود

در این پژوهش مقاومت به خمش و برشی چندسازه ساختمانی با لایه های چوبی متقاطع (clt) سه لایه ساخته شده از ترکیب گونه پهن برگ صنوبر (populus deltoides) و راش (fagus orientalis) با استفاده از روش تجربی بررسی گردید. نمونه های آزمایشگاهی با نسبت های طول به ضخامت 6، 10، 15، 20 و 25 و پهنای 30 سانتیمتر و ضخامت 6 سانتیمتر در هر دو جهت اصلی و فرعی پنل ساخته شدند و مقاومت آنها با استفاده از آزمون خمش سه نقطه ای بر اساس استاندارد 198 astm d بررسی شد. همچنین با استفاده از روش اجزای محدود با نرم‌افزار آباکوس، نمونه های پنل clt تحت بار خمشی مدل سازی شدند. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت طول به ضخامت تیر از 6 تا 25، مقدار میانگین مدول الاستیسیته (moe) و مقاومت خمشی (mor) cltها در هر دو جهت اصلی و فرعی افزایش یافت. بعکس میانگین مقاومت برشی ( ) نمونه ها در هر دو جهت اصلی و فرعی پنل کاهش یافت. نتایج توزیع تنش نمونه ها با روش اجزای محدود نشان داد که مکان و مقدار توزیع تنش های خمشی و برشی هر لایه از پنل در جهت اصلی و فرعی پنل با یکدیگر متفاوت است و در جهت اصلی پنل clt لایه های سطحی سهم بیشتری در تحمل بار نهایی دارند، اما در جهت فرعی پنل لایه وسط مهمترین نقش را در تحمل بار نهایی ایفا می کند. در این پژوهش نتیجه گیری شد که می توان برای محاسبه مدول الاستیسیته و خمشی clt از نمونه هایی با نسبت های طول به ضخامت بالاتر از 15 بر اساس استاندارد 198 astm d استفاده کرد. به همین دلیل اختلاف کمتر از 10 درصد بین نتایج مدول الاستیسیته حاصل از مدل سازی عددی و نتایج تجربی، مدول الاستیسیته clt بر اساس روش اجزای محدود قابل پیش بینی بود.

Performance assessment of bending and shear stiffness of hybrid Beech-Poplar cross-laminated timber (CLT) using experimental and finite element methods

This study investigated the bending and shear strength of hybrid crosslaminated timber (CLT) manufactured from beech (Fagus orientalis) and poplar (Populus deltoides) wood using experimental and finite element methods. The CLT panels were manufactured at various span to depth ratios 6, 10, 15, 20 and 25 with width of 30 cm and thickness of 2 cm in both major and minor directions. Then, the bending and shear strength of CLTs were measured using threepoint bending test according to ASTM test methods. The results indicated that with the increase of span to depth ratio of the beam from 6 to 25, the averages modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR) values were increased in both major and minor directions. On the contrary, the averages shear modulus ( ) values of specimens in both directions were decreased.  Moreover, the results of finite elements showed that the amounts of stress distributions and their locations were different in major and minor directions of the beam. In the major direction, the surface layers were primarily contributed loadcarrying capacity of CLT panels, while in the minor direction the middle layer played the most significant role for loadcarrying capacity. In this research, it was resulted that specimens with span to depth ratio greater than 15 based on ASTM D198 can be used for calculating MOE and MOR of CLT panels. Furthermore, due to existence of lower difference than 10% between experimental and numerical results, modules of elasticity of CLTs were predictable according to finite element method