1. 研究目的与意义
作为新型木质材料和建筑材料,国外已对CLT进行了大量的研究,其可能对今后的建筑行业建造形式产生革新,而国内关于CLT材料的研究竟是一片空白,所以对CLT的研究显得尤为重要。木结构建筑主要有三种形式,普通木结构、胶合木结构和轻型木结构。然而,不管是哪种形式的木结构建筑,在建筑安全性要求下,层数都不宜过高。我国人口众多,土地资源相当宝贵,如果木结构建筑要在国内重新发展,可建高层的木结构建筑材料就成为首要的因素。并且我国的森林资源比较匮乏,对木材的砍伐有一定的限制,所以对木材的利用要更加合理更加高效。实行改革开放政策之后,我国经济飞速发展,国家经济建设以及人民生活水平的提高都需要大量木材作为支撑。这就要求在材料的使用中科学而高效,而CLT在建筑材料领域所体现的众多特性,必定会被人们了解熟知,会被大量应用到建筑及其他领域。
本实验基于CLT材料,以五层CLT为例,测试保持整体厚度不变时,分别缩小或增大1、3、5层的厚度,研究不同层厚情况下,CLT板的性能变化,找出最优的厚度值,使得CLT的性能相对最高水平。试验的意义在于,通过实验研究,更加深刻了解CLT的性能,掌握其构造特性,在其制造中做出最佳方案。对于CLT的发展以及推广有着重要意义。影响建筑行业的材料和构造方式变革,以及对环境的保护,土地森林资源的保护利用都有积极意义。
2. 国内外研究现状分析
国外:
anderafrangi对比了muf(三聚氰胺改性脲醛树脂胶)和pu(聚氨酯胶)生产的clt对于防火性能的影响,实验得出clt采用muf胶比采用pu胶更易获得较高的防火性能,clt的防火性能主要受到用胶的影响,胶层是否耐高温对clt整体结构的防火性能起到关键作用,因为胶层在高温下是否保持一定粘结强度直接决定了炭化层的是否脱落,这对clt防火性能的高低起到决定性作用。
fpinnovation(加拿大森林产品创新研究院)对与基础连接的clt墙体进行了抗震性能的研究,实验发现墙体只会有少许剪切位移,表现的性能与刚体相似,剪切位移的原因在于墙体和地基的连接处发生了错位。
3. 研究的基本内容与计划
内容:
在对胶合木进行多次抗弯试验时,当荷载达到承载力的50%左右时,随着加载的进行,构件断断续续出现轻微劈裂声。接近破坏时,构件下层板木纤维断裂,时间出现由于横纹拉伸而引起的纵向劈裂,裂缝迅速向两端延伸,导致试件瞬间破坏。胶合木梁的这一脆性破坏主要原因在于木材横纹方向抗拉强度较低,而clt梁因其独特的纵横交错的组坯方式而克服了胶合木梁这一缺陷,具有更高的结构稳定性。试件以5层clt梁为例,整体高度保持95mm不变,试验中在截面尺寸一定的情况下,究长、宽方向层板厚度比例对clt梁结构性能的影响。主要研究弹性模量、静曲强度、剪切强度、剪切模量、胶层抗剪强度、握钉力以及剥离率等方面性能的影响。
计划:
4. 研究创新点
国内对于CLT的研究较少,进一步研究其性能有助于对CLT的认识以及使用;以杉木作为木结构建筑构件用材,促进了杉木在现代木质产品中的应用;研究CLT的最佳厚度比对实现结构的最优化以及材料的利用率有着积极的意义。
