تأثیر پلیمر الیاف شیشه بر مقاومت مکانیکی تیرچه‌های I – شکل ساخته شده از چندسازه لایه‌ای (LVL) و چوب رشته موازی (PSL)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل، ایران

2 علوم وصنایع چوب و کاغذ

3 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه زابل

4 گروه چوب و کاغذ - دانشکده منابع طبیعی - دانشگاه زابل

10.22034/ijwp.2023.2000248.1609

چکیده

استفاده از فرآورده‌های چوبی مهندسی‌شده در صنعت ساخت‌وساز به دلایل مختلف فنی و اقتصادی نظیر نسبت بالای مقاومت به وزن، عدم محدودیت در دسترسی به ابعاد مختلف و امکان تولید با استفاده از ضایعات‌ به‌طور مداوم در حال افزایش هستند. تیرچه‌های I شکل یکی از انواع فرآورده‌های مهندسی‌شده چوبی هستند که خواص آنها با توجه به نحوه طراحی و نوع مواد به‌کار رفته در آن قابل‌کنترل است. این مطالعه باهدف بررسی تقویت تیرچه‌های I- شکل ساخته‌شده با الوار تراشه موازی و تخته چندلایه تقویت‌شده با الیاف شیشه و رزین اپوکسی انجام‌شده است. عوامل متغیر این تحقیق شامل نوع جان و بال تیرچه بود. ویژگی‌های مکانیکی تیرچه‌های ساخته‌شده شامل مقاومت خمشی، مدول الاستیسیته، مقاومت برشی جان، مقاومت فشاری موازی بال و مقاومت فشاری حد تناسب بال مورد بررسی و آزمون قرار گرفتند. نتایج به‌دست‌آمده در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و از آزمون دانکن برای گروه‌بندی میانگین‌ها استفاده شد. نتایج نشان داد استفاده از الوار لامینه تقویت-شده با پلیمر الیاف شیشه در جان تیرچه نسبت به الوار لامینه شده معمولی باعث بهبود 6/49 درصدی مدول گسیختگی، 17/73 درصدی مدول الاستیسیته، 55/55 درصدی مقاومت برشی جان، 41/16 درصدی مقاومت فشاری موازی بال و 65/20 درصدی مقاومت فشاری حد تناسب بال گردید. همچنین استفاده از الوار لامینه شده تقویت‌شده با پلیمر الیاف شیشه در بال تیرچه‌ها نسبت به الوار لامینه شده معمولی، الوار تراشه موازی و الوار تراشه موازی تقویت‌شده با پلیمر الیاف شیشه دارای عملکرد مکانیکی بسیار بهتری بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kuram, E. 2022. Advances in development of green composites based on natural fibers. A review. Emergent Materials, 5(3), 811-831.
[2] Nasir, M., Khali, D. P., Jawaid, M., Tahir, P. M., Siakeng, R., Asim, M. and Khan, T. A. 2019. Recent development in binderless fiber-board fabrication from agricultural residues: A review. Construction and Building Materials, 211, 502-516.
[3] Echeverria, C. A., Pahlevani, F. and Sahajwalla, V. 2020. Valorisation of discarded nonwoven polypropylene as potential matrix-phase for thermoplastic-lignocellulose hybrid material engineered for building applications. Journal of Cleaner Production, 258, 120730.
[4] Hasan, K. F., Horváth, P. G. and Alpár, T. 2022. Lignocellulosic fiber cement compatibility: a state of the art review. Journal of Natural Fibers, 19(13), 5409-5434.
[5] Sotayo, A., Bradley, D., Bather, M., Sareh, P., Oudjene, M., El-Houjeyri, I. and Guan, Z. 2020. Review of state of the art of dowel laminated timber members and densified wood materials as sustainable engineered wood products for construction and building applications. Developments in the Built Environment, 1, 100004.
[6] Sun, X., He, M. and Li, Z. 2020. Novel engineered wood and bamboo composites for structural applications: State-of-art of manufacturing technology and mechanical performance evaluation. Construction and Building Materials, 249, 118751.
[7] Gong, M. 2021. Wood and Engineered Wood Products: Stress and Deformation. In Engineered Wood Products for Construction. IntechOpen.
[8] Markström, E., Kuzman, M. K., Bystedt, A., Sandberg, D. and Fredriksson, M. (2018). Swedish architects view of engineered wood products in buildings. Journal of Cleaner Production, 181, 33-41.
[9] Milner, H. R. 2009. Sustainability of engineered wood products in construction. In Sustainability of construction materials (pp. 184-212). Woodhead Publishing.
[10] Shahnewaz, M., Islam, M. S., Tannert, T. and Alam, M. S. (2019). Flange-notched wood I-joists reinforced with OSB collars: Experimental investigation and sensitivity analysis. In Structures (Vol. 19, pp. 490-498). Elsevier.
[11] Spulle, U., Lipinskis, I. and Tuherm, H., 2017. Some bending properties of I-joists made with birch laminated plywood panels. Drewno: prace naukowe, doniesienia, komunikaty, 60.
 [12] Islam, M. S., Shahnewaz, M. and Alam, M. S. 2015. Structural capacity of timber I-joist with flange notch: Experimental evaluation. Construction and Building Materials, 79, 290-300.
[13] Porteous, J. and Kermani, A. 2013. Structural timber design to Eurocode 5. John Wiley & Sons.
[14] Singh, P., Singh, S., Ojha, R., Tiwari, P., Khan, S., Kumar, R. and Gupta, A. 2022. Characterization of Wear of FRP Composites: A review. Materials Today: Proceedings.
[15] Hollaway, L. C. 2010. A review of the present and future utilisation of FRP composites in the civil infrastructure with reference to their important in-service properties. Construction and building materials, 24(12), 2419-2445.
 [16] Corradi, M., Vemury, C. M., Edmondson, V., Poologanathan, K. and Nagaratnam, B. 2021. Local FRP reinforcement of existing timber beams. Composite Structures, 258, 113363.
[17] Borri, A., Corradi, M. and Grazini, A. 2003. FRP reinforcement of wood elements under bending loads. In Proceedings of the 10th International Conference on Structural Faults+ Repair, London, UK (Vol. 13).
[18] Borri, A., Corradi, M. and Grazini, A. 2005. A method for flexural reinforcement of old wood beams with CFRP materials. Composites Part B: Engineering, 36(2), 143-153.
 [19] Raftery, G. M. and Rodd, P. D. 2015. FRP reinforcement of low-grade glulam timber bonded with wood adhesive. Construction and building materials, 91, 116-125.
[20] Nazerian, M., Rezaian, A. and Shamsian, M. 2019. Effect of web configuration and flange type on bending strength of I-joist beams. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 34(2): 263-275. [In Persian]
 [21] Morales-Conde, M. J., Rodríguez-Liñán, C. and Rubio-de Hita, P. 2015. Bending and shear reinforcements for timber beams using GFRP plates. Construction and Building Materials, 96, 461-472.
[22] dela Rosa García, P., Escamilla, A. C. and García, M. N. G. 2013. Bending reinforcement of timber beams with composite carbon fiber and basalt fiber materials. Composites Part B: Engineering, 55, 528-536.
[23] Campilho, R. D. S. G., De Moura, M. F. S. F., Barreto, A. M. J. P., Morais, J. J. L. and  Domingues, J. J. M. S. 2010. Experimental and numerical evaluation of composite repairs on wood beams damaged by cross-graining. Construction and Building Materials, 24(4), 531-537.
 [24] Alam, P., Ansell, M. P. and Smedley, D. 2009. Mechanical repair of timber beams fractured in flexure using bonded-in reinforcements. Composites Part B: Engineering, 40(2), 95-106.
 [25] Fu, Q., Yan, L., Ning, T., Wang, B. and Kasal, B. 2020. Interfacial bond behavior between wood chip concrete and engineered timber glued by various adhesives. Construction and Building Materials, 238, 117743.