1. 研究目的与意义
交错层压板(cross-laminated timber, clt)是一种至少由3层实木锯材或结构复合板材正交组坯,采用结构胶粘剂压制而成的矩形、直线、平面板材形式的工厂预制工程木产品。clt是20世纪90年代初首先在奥地利和德国生产出来的一种新型木质材料。21世纪初,clt的建筑用量明显增加。在欧洲的许多国家,这样的重型建筑系统在独立家庭住房和多层住宅建筑中是相当典型的。近年来,建筑用clt板的使用量呈增长态势,世界各地使用clt建造了数以百计的令人印象深刻的建筑物和其他构筑物。
截面尺寸较大的木构件在火灾中的表现证明,大尺寸木构件本身具有很好的耐火性能。这主要是因为木材的炭化作用使其表面形成炭化层,起到了很好的隔热和隔离氧气的作用,保护了构件内部受到火的进一步作用。
重型木结构防火设计的思路,是使构件在受火后截面减小的情况下,仍能承担设计所需的荷载。只有当残余截面承受的荷载超过其最大承载力时,构件才会出现破坏。因此,重型木结构构件的结构防火设计是基于残余截面强度和刚度的计算,这就必须考虑到炭层的厚度、未炭化部分的温度和含水率分布、以及高温下木材的强度性能变化。
2. 国内外研究现状分析
新西兰规范把木材的炭化速率设计值定为0.65mm/min;
欧洲规范 eurocode5给出的木材炭化速率设计值见表。其中,β0代表木材在标准火暴露条件下的一维炭化速率;而βn则是在考虑了构件圆角效应以及炭化层表面龟裂等影响后的名义炭化速率。
美国 afpa 推荐的计算方法则是采用有效炭化速率,见方程式。该方法基于white 的研究工作,考虑了炭化速率随时间的非线性变化,并通过提高一维炭化速率20%的方法来计算有效炭化速率。据称该有效炭化速率考虑了构件边缘的圆角效应,以及炭化线以内受热的木材强度和刚度的折减。
3. 研究的基本内容与计划
2.2.1实验材料
木材:云杉-松-冷杉(spf)规格材,宽度89mm,厚度38mm,长度2.4m。
胶黏剂:单组份聚氨酯胶。
4. 研究创新点
本论文主要针对交错层压板的炭化速率进行研究,分析CLT横向层间隙宽度对其炭化速率的影响,为CLT建筑的防火设计提供参考依据,从而可以生产出符合防火要求的CLT构件。
