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

摘要

Maßgebend in der Bemessung von Brettsperrholz (BSP) als lasttragende Platte ist meistens der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit, d. h. die Einhaltung von Anforderungen an die Durchbiegung oder an die Schwingungsempfindlichkeit. Demzufolge müssen die Stei-figkeiten der Platten in den Haupttragrichtungen bekannt sein. Gemäß den einschlägigen Normen ist die Biegesteifigkeit von BSP anhand von 4-Punkt-Biegeversuchen an Streifen zu bestimmen, welche man von den Platten abtrennt. Ein Vergleich von Plattensteifigkeiten von BSP bestimmt mittels Modalanalyse an ganzen Platten mit Resultaten aus Biegeversuchen an 100 mm bzw. 300 mm breiten Plattenstreifen zeigt, daß auf Basis von Versuchen an einzelnen 100 mm breiten Plattenstreifen die Steifigkeitseigenschaften von BSP-Platten nicht zuverlässig bestimmt werden können. Jedoch führen Versuche an einzelnen 300 mm breiten Streifen oder die Mittelwertbildung an Stichproben von 5 bis 6 100 mm breiten Streifen zu brauchbaren Resultaten. Versuche an Plattenstreifen sollten also nur im Rahmen der Produktionskontrolle oder zur Ermittlung der Steifigkeit von als Biegebalken eingesetzten BSP-Streifen angewendet werden, nicht aber zur Ermittlung der Biegesteifigkeit von BSP-Platten. Mittels statischer Prüfbelastung an ganzen Platten konnte des Weiteren gezeigt werden, daß die Steifigkeitsei-genschaften von BSP-Platten als Alternative zu Versuchen an Plattenstreifen und zu Berechnungen nach der Verbundtheorie auch mittels Modalanalyse bestimmt werden können.%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 100 mm and 300 mm wide strip-shaped specimens it is shown, that by testing single 100 mm wide strip-shaped specimens bending stiffness of full panels cannot be assessed correctly, whereas single 300 mm wide strips or averages of 5 to 6 100 mm 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 panels.