康家誠

摘 要：旋切板膠合木是一種人造工程木，一般采用防水結(jié)構(gòu)膠，將鋸材拼接起來后沿木材纖維方向平行層積膠合熱壓而制成的工程木產(chǎn)品。和實木材料相比，旋切板膠合木（LVL）強度高，尺寸穩(wěn)定性好，抗震性能良好，尺寸規(guī)格靈活，經(jīng)濟性能好，耐火性能、隔音保溫性能良好，防火性能好，易于加工，可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，但在建筑行業(yè)應(yīng)用不多。本文將旋切板膠合木制成6榀框架構(gòu)件，分別為LVL植筋連接純框架、LVL鋼填板純框架以及LVL填充剪力墻梁柱式木框架，通過一系列試驗研究了旋切板膠合木框架的受力性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：旋切板膠合木； 框架； 受力性能

Abstract： Rotary cut veneer wood is a kind of man-made engineered wood. In general， the waterproof structure adhesive， the lumber splicing up along the fiber direction of the wood layer parallel product of hot press gluing and made of engineered wood products. Compared to the material and solid wood， rotary cut veneer wood （LVL） high strength， good dimensional stability， good seismic performance， flexible sizes， good economic performance， fire resistance， sound insulation performance is good， good fireproof performance， easy processing， realize the continuous production， but in the construction industry applications. The rotary cut veneer wood into 6 pin frame member， respectively for LVL bonded rebar connection pure framework， LVL steel fill in the pure frame and LVL filled shear wall beam column wood frame， through a series of experiments on the rotary cutting veneer wood frame of the nature of the force.

Key words： Laminated veneer lumber， framework， mechanical property

1.前言

我國速生林資源豐富，在制漿、造紙、人造板等林產(chǎn)工業(yè)和家具、裝修等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但在建筑行業(yè)應(yīng)用不多?，F(xiàn)代木材深加工技術(shù)成功應(yīng)用于木材加工業(yè)，旋切板膠合木發(fā)展?jié)摿薮?，和實木材料相比，旋切板膠合木物理性能更優(yōu)，易于加工，產(chǎn)品附加值高。

旋切板膠合木（LVL）強度高，尺寸穩(wěn)定性好，抗震性能良好，尺寸規(guī)格靈活，經(jīng)濟性能好，耐火性能、隔音保溫性能良好[2][3]。防火性優(yōu)于木材，可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。

我國雖然漸漸開始有建筑物使用旋切板膠合木， 但是數(shù)量極少，試驗小組將通過不同的試驗來對旋切板膠合木結(jié)構(gòu)受力性能進行一定的研究。

2.LVL木框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)性能試驗

2.1試件的制作

（1）LVL鋼填板純框架（KJ1）

準備好框架所需要的材料，測量畫線并孔槽的位置，分別對梁柱開槽、取孔，之后T型鋼板，完成柱腳鋼板拼接以及梁柱節(jié)點的拼接，最后進行框架組裝。（如圖1、2所示）

（2）LVL植筋連接純框架（KJ2）

LVL植筋純框架構(gòu)件柱腳開槽與成孔過程與鋼填板連接純框架類似，只是在植筋節(jié)點的加工上有所區(qū)別。（如圖3、4所示）

（3）LVL填充剪力墻梁柱式木框架（KJ3）

框架KJ3采用最基本的填充剪力墻梁柱式木框架混合體系，通過釘連接將LVL框架與LVL木剪力墻組合在一起?？蚣苤孛娉叽鐬?50mm×150mm，框架梁截面尺寸為75mm×150mm，梁柱節(jié)點處均為鋼填板螺栓連接，框架與木剪力墻處為單釘連接。（如圖5、6所示）

2.3測點布置及測量內(nèi)容

本次研究共進行了三組框架的試驗，每組兩榀框架，對每組框架分別施加單向和低周反復(fù)水平荷載。三組實驗總共測量了基礎(chǔ)底座水平滑移，柱腳處的水平位移，梁端處的水平位移，框架的極限承載力，墻骨柱的上拔量，框架剪力墻的極限承載力共6項測量內(nèi)容。

在框架上布置百分表以及位移傳感器，以更好的測試分析試件整體以及局部的變形性能。測點詳細布置如圖7所示，圖中WYJ表示位移計。梁的中軸線處安裝兩個位移計，測量柱與作動器等高度處的水平位移，柱腳安放兩個位移計測量柱腳位移，通過柱兩端位移之差與柱高的比值可以計算出柱的轉(zhuǎn)角，為考慮試驗加載過程中基礎(chǔ)地梁的水平滑移的影響，在基礎(chǔ)地梁上安置百分表用以監(jiān)測底座的滑移。

2.4加載方案

國際上木結(jié)構(gòu)試驗標準主要有美國的ASTM-E2126（2003）[4]、歐洲的CEN-12512 （2001）[5]以及ISO-16670（2003）[6]，本次試驗采用ISO-16670（2003）加載程序，采用位移控制，該標準也是美國ASTM-E2126標準的加載程序之一，本次試驗共分為3組試件，分別進行單向與低周反復(fù)荷載試驗。

2.4.1 單向加載試驗方案

根據(jù)加載方案ISO-16670（2003），單向荷載試驗采用位移控制，速率恒為7.5mm/min。在試驗前，以試驗破壞荷載預(yù)估值的10%為加載值進行預(yù)加載，持續(xù)加載2分鐘后卸載，若所有儀器正常，試驗裝置可靠，試件與加載端接觸良好，則待荷載完全卸除后2分鐘，再將所有儀表讀數(shù)清零，進入正式加載階段。正式加載時，當試件完全失去承載能力或者荷載下降至極限荷載的80%時即可終止試驗。

2.4.2 低周反復(fù)加載試驗方案

在低周反復(fù)荷載試驗中，常用的加載制度有力加載、位移加載、力和位移混合加載。本實驗參照ASTM-E2126標準中的國際標準協(xié)會ISO16670，采用位移控制加載，速率恒為5mm/秒。低周反復(fù)荷載試驗的控制位移采用相同試件單向荷載試驗所確定的極限位移（試件出現(xiàn)嚴重破壞時或者荷載下降至極限荷載的80%的位移），分兩個階段加載：

階段一：根據(jù)控制位移值的1.25%、2.5%、5%、7.5%、10%三角波依次進行一次循環(huán)加載，中間無停歇。

階段二：根據(jù)控制位移值的20%、40%、60%、80%、60%、100%和120%的三角波依次進行三個循環(huán)加載。（達到每一級循環(huán)位移值的峰值時停頓15s，以便進行試驗現(xiàn)象的記錄。）

這種加載制度的優(yōu)點在于能夠全面的研究試件的綜合性能。

2.5試驗現(xiàn)象

（1）試件KJ1與KJ2

試件KJ1與KJ2膠合木純框架，其中KJ1為鋼填板連接純框架，KJ2為植筋連接純框架。試驗過程中，隨著水平位移不斷增大，木材被柱腳螺栓與鋼填板擠壓，不斷發(fā)出響聲。位移達到60mm時，鋼填板框架KJ1柱腳出現(xiàn)劈裂裂縫，位移達到50mm時植筋框架KJ2柱腳出現(xiàn)劈裂裂縫，位移繼續(xù)增加，柱腳裂縫逐漸延伸并未穿過螺栓孔。作動器到達最大量程后 （﹣100mm～100mm），KJ1與KJ2的承載力仍然不斷上升。（如圖8所示）

（2）試件KJ3

KJ3為填充剪力墻木框架混合結(jié)構(gòu)，破壞時的極限位移較小，主要為木剪力墻的破壞，木框架基本無變化。

單向荷載的作用下，當位移達32mm時，面板拼接處發(fā)生錯動，后位移繼續(xù)增加，墻面板腳部擠壓破壞，OSB面板在平面外有明顯的翹曲，拼接處釘子被拔出，右側(cè)面板脫離墻骨柱。

在整個試驗過程中，木剪力墻中間墻骨柱上拔最明顯，兩端墻骨柱幾乎無上拔，在此過程中膠合木框架梁端與柱端狀態(tài)完好。當木框架剪力墻發(fā)生破壞并喪失極限承載力之后，由于木框架的作用，結(jié)構(gòu)仍然有殘余承載力。（如圖9所示）

2.6試驗現(xiàn)象分析

2.6.1單向加載位移﹣荷載曲線

2.6.2 各試件承載力及位移值

各試件的承載力及位移值如下表：

3.結(jié)論

通過三組LVL框架的加載試驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)分析，得出了以下結(jié)論：

（1）LVL純框架抗側(cè)剛度較小，在受到側(cè)向力時會產(chǎn)生較大的側(cè)向變形。LVL螺栓-鋼填板連接純框架的極限承載力要高于LVL植筋連接純框架，但抗側(cè)剛度要小于植筋連接純框架。

（2） LVL框架-剪力墻的水平極限位移遠小于純框架，側(cè)向剛度與極限承載力大于純框架。

參考文獻

[1] 張磊、李志國、王敏杰、王俊杰.膠合木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].低溫建筑技術(shù)，2011.12（162）：28-30.

[2] 李登華、楊學兵、王永維.膠合木結(jié)構(gòu)特點評述[J].四川建筑科學研究，2010.36（5）：62-66.

[3] 陸偉東、楊會峰、劉偉慶、岳孔、程小武.膠合木結(jié)構(gòu)的發(fā)展、應(yīng)用及展望[J].南京工業(yè)大學學報（自然科學版），2011，33（5）：105-110

[4] STM-E2126，Standard test methods for cyclic load test for shear resistance of framed walls for building.2003，Pennsylvania，USA：ASTM international.

[5] CEN-2512，Timber structures-Test methods-Cyclic testing of joints made with mechanical fasteners，2003，European Committee for Standardization.

[6] ISO-16670，Timber structure-Joints made with mechanical fasters–Quasi-static reversed cyclic test method.2003：International Organization for Standard.