Zerstörungsfreie Bestimmung elastischer Eigenschaften quadratischer 3-schichtiger Brettsperrholzplatten mit symmetrischem Aufbau

Zusammenfassung: Die Steifigkeiten von Holzwerkstoffen, wie z.B. von Brettsperrholzplatten, zählen bei statischen Berechnungen zu den wichtigsten Materialeigenschaften. Bei Platten sind es insbesondere die zwei Elastizitätsmoduln (Eii) in Plattenebene und die drei Schubmoduln (Gij). Um diese Parameter zerstörungsfrei und mit wenig Arbeitsaufwand bestimmen zu können, wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem auf Grundlage von Schwingungsanalysen alle fünf Steifigkeiten in nur einem Versuch bestimmt werden können. Das Verfahren wurde auf 24 aus zwei verschiedenen Herstellerwerken stammenden, quadratischen Brettsperrholzplatten mit Seitenlänge 2.5m und einer Dicke von 70mm mit zwei unterschiedlichen, symmetrischen Aufbauten angewandt. Die so experimentell ermittelten Steifigkeiten wurden mit Biegeversuchen verifiziert und mit auf Grundlage der Verbundtheorie berechneten Steifigkeiten verglichen. Für alle Platten konnten unabhängig von deren Produktionsmethode und Aufbau vier Steifigkeiten sicher bestimmt und die Richtigkeit der Werte verifiziert werden. Die Bestimmbarkeit der Steifigkeit G23 ist von der Geometrie der Platte abhängig. Bemerkenswert ist die Tatsache, dass in der Praxis oft angewendete Steifigkeitsberechnungen, die unter der Annahme durchgeführt wurden, dass das Rohmaterial der einzelnen Schichten der Festigkeitsklasse C24 entspricht, zu optimistische Werte liefern könne

Influence of wood moisture content on bending and shear stiffness of cross laminated timber panels

The bending and shear stiffness of cross-laminated timber (CLT) made from softwood depend on the moisture content of the panel. In principle, the stiffness properties drop with increasing moisture content within the hygroscopic range. However, swelling provokes closing of open gaps of the middle layers and leads to an apparent increase of stiffness due to internal friction. This increase in stiffness is only relevant for low deflections and can provoke misinterpretation of measuring results when deriving stiffness properties of CLT by means of dynamic methods such as modal analysis. Drying, on the other hand causes cracking within CLT, which manifests itself in a distinct reduction of the bending stiffness perpendicular to the grain direction of the face layers. Calculating bending stiffness of CLT perpendicular to the grain direction of the face layers by means of the compound theory not taking into account the face layers therefore is a common and correct procedur

Comparison of bending stiffness of cross-laminated solid timber derived by modal analysis of full panels and by bending tests ofstrip-shaped specimens

The design of cross-laminated solid timber (CLT) as load-bearing plates is mainly governed by serviceability criterions like maximal deflection and susceptibility to vibration. Hence, predicting the respective behavior of such plates requires accurate information about their elastic properties. According to product standards, the bending stiffness of CLT has to be assessed from 4-point bending tests of strip-shaped specimens, cut from the CLT panels. By comparing elastic properties of CLT derived by means of modal analysis of full panels with the results of bending tests on 100mm and 300mm wide strip-shaped specimens it is shown, that by testing single 100mm wide strip-shaped specimens bending stiffness of full panels cannot be assessed correctly, whereas single 300mm wide strips or averages of 5 to 6 100mm wide strip-shaped specimens lead to acceptable results. Hence, strip-shaped specimens should only be used in the course of factory quality control or when assessing the bending stiffness of parts of CLT panels used as beam-like load-bearing elements but not to derive bending stiffness of gross CLT panels. Verification by carrying out static bending tests of gross CLT panels under different loading situations showed that alternatively to tests on strip-shaped specimens or estimations with the compound theory, the overall stiffness properties of CLT can be derived directly by a modal analysis of full-size panel

Versuche und Berechnungen an allseitig gelagerten 3-schichtigen Brettsperrholzplatten

Zusammenfassung: Im Rahmen eines umfangreichen Forschungsprojektes wurden Brettsperrholzplatten (BSP), die im Bauwesen auch als statisch tragende Bauteile eingesetzt werden, untersucht. Quadratische dreischichtige BSP mit Seitenlänge 2,5m und Dicke 70mm von zwei Herstellern wurden statisch senkrecht zur Plattenebene bis zum Bruch geprüft. Untersucht wurden drei verschiedene Laststellungen und zwei Querschnittsaufbauten. Ultraschallmessungen an den Einzelschichten vor der Verklebung dienten zur Schätzung der Elastizitätsmoduln der Einzelschichten. Die Elastizitätsmoduln und Festigkeiten der verklebten Platten parallel und senkrecht zur Faserrichtung der Deckschicht wurden zusätzlich in Balkenversuchen ermittelt. Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Ultraschallmessungen, Balken- und Plattenversuchen werden präsentiert. Verschiedenste Balken- und Platten-Berechnungsmodelle für die BSP werden vorgestellt. Die Versuchsresultate werden mit den Berechnungen verglichen. Ein Berechnungsvorschlag für die Praxis wird präsentier

Comparison of bending stiffness of cross-laminated solid timber derived by modal analysis of full panels and by bending tests of strip-shaped specimens

ISSN:0018-3768ISSN:1436-736

Versuche und Berechnungen an allseitig gelagerten 3-schichtigen Brettsperrholzplatten

ISSN:0018-3768ISSN:1436-736