Structural particulars of glued laminated beams of variable height

The first part of the paper presents the main structural characteristics of laminated timber and describes some Eurocode 5 code requirements which can be more elaborate than for solid timber. The second part of the paper presents a parametric comparison of two most typical forms of double beams of variable height with levelled or saddled lower edge. The stress conditions were compared for a number of differently-shaped double-tapered and pitched cambered beams. The results obtained for a refined mesh of finite elements in the SAP2000 computer program were compared with the results obtained by simplified formulae given in Eurocode 5. It was demonstrated that, in general, a correctly modelled finite element model could account for all structural particulars of beams of variable height; while the main advantage of the finite element approach seems to be the freedom of forms, shapes, and material characteristics used in the mathematical model.

Nowoczesne klejone warstwowo drewno strukturalne jest produktem wykorzystującym najbardziej zaawansowane technologie, które czerpią z najnowszych odkryć dotyczących materiałów, projektowania i teorii struktur. Drewno klejone warstwowo jest wytwarzane przez sklejenie poszczególnych elementów drewna wymiarowego w kontrolowanych warunkach, co skutkuje powstaniem interesującego, atrakcyjnego i uniwersalnego materiału budowlanego do zastosowań architektonicznych i strukturalnych. Celem niniejszego opracowania jest sprawdzenie możliwości stosowania nowoczesnych programów komputerowych FEM do analizy belek glulam o zmiennej wysokości. W pierwszej części artykułu zaprezentowano najważniejsze właściwości strukturalne drewna klejonego i opisano niektóre wymagania kodeksu Eurocode 5. W drugiej części artykułu przedstawiono porównanie parametryczne dwóch najbardziej typowych form belek podwójnych o zmiennej wysokości z wyrównaną lub siodłową krawędzią dolną. Porównano warunki naprężeń belek dwutrapezowych i zakrzywionych o zmiennym przekroju i różnych kształtach. Obserwowano naprężenie w strefie kalenicy, jak również maksymalne naprężenie zginające oraz jego lokalizacje. Wyniki uzyskane dla oczyszczonej siatki elementów skończonych w programie komputerowym SAP2000 porównano z wynikami uzyskanymi przy zastosowaniu uproszczonych formuł podanych w kodeksie Eurocode 5. Udowodniono, że model dla elementów skończonych, o odpowiedniej gęstości siatki współrzędnych i z lokalnymi osiami ustawionymi w kierunku przebiegu włókien, wykorzystujący odpowiedni materiał drzewny, może wskazywać wszystkie szczegóły strukturalne belek o zmiennej wysokości. Jednakże, główną zaletą podejścia opartego na wykorzystaniu elementów skończonych pozostaje ogólna swoboda wyboru form, kształtów, różnych orientacji włókien i różnych specyfikacji materiałów zastosowanych w modelu matematycznym.