层板胶合木轴心受压构件稳定性试验和设计理论研究

Glued-laminated timber(Glulam) is a high-quality engineered product consisting of multuple layers of wood with thickness less than 45mm glued together.It is a product with advantages of wood but no limits on dimensions.The wood will be made full use and the strength of the product can be greatly improved through the laminating.As a kind of green building,glulam structures are widely used in residences,single floor industrial buildings and large-scale public buildings.This project will research the failure models and the stability performance of glulam columns in axial compression through the buckling tests.The compression strength parallel to the grain and the modulus of elasticity will be determinated by in-grade tests and clear wood tests,respectively.The influence of defects on the properties of wood will be evaluated from the comparison tests.The model of finite element will be developed taking into account the initial defects such as knots,initial bending,etc.The results from the finite element procedure will be compared with the test data and the design equations included in the codes.Based on the reliability analysis,the buckling curve will be obtained. Then,the stability capacity and coefficient of glulam column under axial compression load will be suggested.The results of this project will provide test data and be the basis of theory for relative codes to revise.

层板胶合木（简称"胶合木"）是一种以厚度不大于45mm的层板叠层胶合而成的高品质木制品，它具有天然木材的优点但不受木材尺寸限制，可大大提高木材利用率和木材强度。作为一种绿色建筑，胶合木结构被广泛应用于住宅、单层工业建筑和各种大中型公共建筑。本申报项目将通过胶合木轴心受压构件稳定承载力试验，深入了解胶合木构件轴心受压时的破坏模式和稳定性能。通过足尺试件的材性试验确定材料的顺纹受压强度和弹性模量，并进一步与清材小试件试验结果对比，获得木材缺陷影响系数。考虑木材缺陷和初弯曲等初始缺陷的影响，进行有限元数值模拟分析，将理论分析和试验数据、规范设计方法进行对比，结合可靠度验算，获得胶合木轴心受压构件的柱子曲线，以及整体稳定承载力和稳定系数的计算方法。项目的实施将为我国相关规范的修订提供试验数据和理论依据。

胶合木是由不同树种、不同强度等级的层板沿木纹方向胶合而成的工程木产品，它具有提高木材利用率并不受木材尺寸限制的特点，可广泛应用于工业与民用建筑中。而我国关于胶合木的研究正处于起步阶段，并且缺乏使用经验，项目的研究对相关规范的修订以及促进胶合木的应用具有重要的作用。. 项目选用常用强度等级的TCT21 和TCT24的胶合木试件作为研究对象，通过足尺试件的材性试验确定了胶合木材料的顺纹受压强度和弹性模量。试验研究表明，胶缝方向对截面的弹性模量性能有一定的影响，国产胶合木的弹性模量和顺纹受压强度能够满足规范相应强度等级的要求。在材性试验基础上，对以上两种强度等级的胶合木，分别进行了设计长细比为50、70、90、120（TCT24调整为110）的胶合木轴心受压试件的稳定承载力试验。试验研究表明，不同长细比的胶合木试件轴心受压时的破坏模式均为失稳破坏，当长细比较小时，表现为弹塑性破坏，长细比超过110时，表现为弹性破坏。进一步的理论分析表明，当长细比较小（小于70）时， TCT21试验数据与GB/T50708稳定系数曲线吻合好一些，黄绍胤教授提出的公式（6.7）和GB50005稳定系数曲线偏保守；TCT24试验数据与公式（6.7）和GB50005曲线吻合很好，GB/T50708曲线略偏不安全。当长细比较大（大于70）时，试验数据与公式（6.7）曲线吻合更好，GB/T50708曲线偏安全，可以适当提高。.