تأثير تقويت‌كنندۀ ورق فولاد گالوانيزه، آلومينيوم و الياف شيشه بر عملكرد خمشي گلولام ساخته‌شده از صنوبر با اتصال‌دهندۀ پيچ

Effect of reinforcement of the galvanized steel, Aluminum sheet and Glass fiber reinforcement polymer wrapped on flexural behavior of screwed glued laminated timber (glulam) made with poplar

هدف اين تحقيق، تقويت عملكرد خمشي گلولام ساخته‌شده از صنوبر (Populus alba) و پيچ بود. براي ساخت گلولام سه‌لايه از چسب پلي‌اورتان براي اتصال لايه‌ها و پيچ براي اعمال فشار استفاده شد. متغيرهاي بررسي‌شده شامل نوع تقويت‌كننده (ورق آلومينيوم، فولاد گالوانيزه و الياف شيشه) و آرايش قرارگيري تقويت‌كننده (آرايش 1 (در قسمت پايين (كششي))، آرايش 2 (در قسمت پايين (كششي) و بالا (فشاري))، آرايش 3 (در پايين، بالا و بين دو لايۀ پايين) و آرايش 4 (در پايين، بالا و بين لايه‌ها) بودند. آزمون خمش با ASTM D7341 و دستگاه اينسترون انجام گرفت. بيشترين مدول گسيختگي (MOR) (MPa 82/96) و مدول الاستيسيته (MOE) (MPa 33/10166) در گلولام‌هاي تقويت‌شده با ورق فولاد گالوانيزه با آرايش 2 و كمترين MOR (MPa 57/82) و MOE (MPa 4397/33) نيز در گلولام‌هاي تقويت‌شده با الياف شيشه با آرايش 1 مشاهده شد. MOR و MOE گلولام شاهد به‌ترتيب 48/1 و MPa 4330 بود. مقدار افزايش MOR در نمونه‌هاي تقويت‌شده با ورق فولاد گالوانيزه، ورق آلومينيوم و الياف شيشه نسبت به نمونه‌هاي شاهد به‌ترتيب 72/5، 57/8 و 42/6 درصد بود. اين مقدار افزايش براي MOE به‌ترتيب 134/8، 57/6 و 28/4 درصد بود. با كاربرد تقويت‌كننده تردشكني به شكست نرم تغيير مي‌كند و خواص خمشي بهبود مي‌يابد. نتايج نشان داد كه تأثير مستقل نوع و آرايش تقويت‌كننده بر MOR و MOE و همچنين تأثير متقابل آنها بر MOE در سطح اعتماد 95 درصد از نظر آماري معني‌دار است.

The aim of this study was to investigate flexural strengthening of screwed Glulam made with poplar (Populus alba). Polyurethane adhesive and screw were used for joining layers and applying pressure for manufacturing of three-layer glulam. The variables of this study were types of reinforcing (galvanized steel, aluminum sheet and glass fiber reinforcement polymer) and arrangements of reinforcing: No. 1 (bonded on the bottom (tension) side); No. 2 (bonded on the bottom and top (Tension and compression) side); No. 3 (bonded on the bottom, top and between two bottom layers); No. 4 (bonded on the bottom, top and among layers). Bending test was conducted by Instron according to ASTM D7341. The highest MOR (82.96 MPa) and MOE (1066.33 MPa) were both observed in Glulams reinforced by galvanized steel sheet with arrangement of No. 2 and the lowest MOR (57.82 MPa) and MOE (4397.33 MPa) were both related to Glulams reinforced by GFRP wrapped with arrangement of No. 1. MOR and MOE of control Glulams were 48.1 and 4330 MPa. The increasing percentage of MOR due to reinforcing by galvanized steel, aluminum sheet and GFRP Wrapped were 72.5, 57.8 and 42.6, respectively. The increasing percentages for MOE were 134.2, 57.6 and 28.4, respectively. Failure modes of Glulams changed from brittle to ductile by reinforcing resulted in improving of flexural behavior. The independent effect of types and arrangements of reinforcing on MOR and MOE and also the interaction of types and arrangements of reinforcing on MOE were statistically significant.