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

摘要

Some of the most important material properties of engineered wood products, like cross-laminated solid wood panels, are the elastic properties. Regarding panels, the two in plane MOEs (E_(ii)) and three shear moduli (G_(ij)) are of particular interest. In order to determine these parameters with an economically and non-destructive technique, a method was developed which allows to determine all five parameters in one experiment only. This method was approved on 24 square-shaped cross-laminated solid wood panels with side-length of 2.5 m, thickness of 70 mm and two different layer sizes. The panels were produced by two plants applying different technologies. The determined elastic parameters were verified by bending tests and compared with stiffness parameters calculated on basis of the elastic compound theory. Four elastic parameters could be determined and proven to be correct. The results did neither depend on the different production technologies of the panels nor on the two different compositions of layers. The determinabil-ity of the elastic parameter G_(23) depends on the geometry of the panels. Noteworthy is the fact that stiffness parameters calculated assuming that the raw material of the single layers corresponds to strength class C24, can be on the "unsafe side".%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 (E_(ii)) in Plattenebene und die drei Schubmoduln (G_(ij)). 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 2,5 m und einer Dicke von 70 mm 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 G_(23) 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 können.