Performance under lateral load of CLT walls produced from native wood species

Abstract

The use of CLT in the world is developing rapidly, especially due to the many advantages it offers to construction sector and the positive environmental effects like many other wooden materials. In addition, a lateral load resistance system that is effective in earthquake effect can be created in CLT structures and ductility of the structure can be increased with many small connections. It has been stated in literature that variables such as wood species, gluing type and wall thickness influence the structural behaviour of CLT walls. In this study, it is aimed to determine the horizontal deformation under lateral load of CLT walls produced from native wood species. In addition, the effects of some variables to be used in the production of CLT walls on the horizontal deformation were also revealed. The horizontal deformations of the CLT walls, which were formed by using different wood species (scots pine and spruce), gluing method (surface, surface + edge) and wall thickness (75 - 150 mm), were determined according to ASTM E 72 standard. As a result of the study, it was observed that CLT walls produced from spruce wood gave 8.47% higher deformation values compared to the groups produced with scots pine. However, it was determined that the walls produced with a thickness of 150 mm gave 43.32% higher horizontal deformation values than the CLT wall groups produced as 75 mm. According to the glueing method, it was observed that CLT walls produced as surface + edge gave 3,76% higher horizontal deformation values than those with only edges glued.

Keywords

• CLT wall
• Horizontal deformation
• Wood species
• Gluing type
• Wall thickness

Yerli ağaç türlerinden üretilen CLT duvarların yanal yük altındaki performansı

Abstract

Çapraz Lamine Ahşap (CLT)' nin dünyada kullanımı özellikle inşaat sektörüne sunduğu pek çok avantaj ve diğer birçok ahşap malzemede olduğu gibi olumlu çevre etkilerinden dolayı hızla gelişmektedir. Ayrıca CLT yapılarda deprem etkisi anında etkili olan bir yanal yük direnç sistemi oluşturulabilmekte ve çok sayıda küçük bağlantılarla yapının sünekliği artırılabilmektedir. Literatürde; ağaç türü, tutkallama şekli ve duvar kalınlıkları gibi değişkenlerin CLT duvarların yapısal davranışları üzerinde etkili oldukları belirtilmiştir. Bu çalışmada, yerli ağaç türlerinden üretilen CLT duvarların yanal yük altındaki yatay deformasyon miktarlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bununla birlikte CLT duvarların üretiminde kullanılacak bazı değişkenlerin yatay deformasyon miktarları üzerine etkileri de ortaya konulmuştur. Farklı ağaç türü (sarıçam ve ladin), tutkallama şekli (yüzey, yüzey+kenar) ve duvar kalınlığı (75-150 mm) kullanılarak oluşturulan CLT duvarların yanal yük altındaki yatay deformasyonları ASTM E 72 standardına göre belirlenmiştir. Çalışmanın sonucunda, ladin ağaç türünden üretilen CLT duvarların, sarıçam ile üretilen gruplara göre %8,47 daha yüksek deformasyon değerler verdiği görülmüştür. Bununla birlikte, 150 mm kalınlığında üretilen duvarların 75 mm olarak üretilen CLT duvar gruplarına göre %43,32 daha yüksek yatay deformasyon değerleri verdiği tespit edilmiştir. Tutkallama şekline göre ise yüzey+kenar olarak üretilen CLT duvarların, sadece kenarları tutkallananlara göre %3,76 daha yüksek yatay deformasyon değerleri verdiği görülmüştür.

Keywords

• CLT Duvar
• Yatay deformasyon
• Ağaç türü
• Tutkallama şekli
• Duvar kalınlığı

References

1. ASTM E 72, 2014. Standard Test Methods of Conducting Strength Tests of Panels for Building Construction, West Conshohocken, A, United States.
2. Bal, B., C., Bektaş, I., 2013. Okaliptüs, Kayın ve Kavak Kaplamalarından Üretilen Kontrplakların Eğilme Özellikleri, Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 13, 2, 175-181.
3. Bozkurt, A., Y., Erdin, N., 1992. Odun Anatomisi. İstanbul: İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, Yayın No: 415.
4. Ceccotti, A., Sandhaas, C., Yasumura, M., 2010. Seismic Behaviour of Multistory Cross-laminated Timber Buildings, International Convention of Society of Wood Science and Technology, Geneva, Switzerland
5. Ceccotti, A., 2008. New technologies for construction of medium-rise buildings in seismic regions: the XLAM case. Structural Engineering International, 18(2), 156-165.
6. Christovasilis, I. P., Brunetti, M., Follesa, M., Nocetti, M., Vassallo, D., 2016. Evaluation of the mechanical properties of cross laminated timber with elementary beam theories. Construction and Building Materials, 122, 202-213.
7. Demirkır, C., 2012. Çam Türlerinden Elde Edilen Kaplamaların Yapı Maksatlı Kontrplak Üretiminde Değerlendirilmesi, Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
8. Doğangün, A., Livaoğlu, R., Tuluk, Ö.İ., Acar, R., 2005. Geleneksel Ahşap Yapıların Deprem Performansları, Deprem Sempozyumu, Mart, Kocaeli, Bildiriler kitabı, 797-799.

9. Hristovski, V., Dujic, B., Stojmanovska, M. and Mircevska, V., 2012. Full-scale shakingtable tests of XLam panel systems and numerical verification: specimen 1. J. Struct. Eng. 139, 11, 2010-2018.
10. O’Ceallaigh, C., Sikora, K., Harte, A., 2018. The influence of panel lay-up on the characteristic bending and rolling shear strength of CLT. Buildings, 8, 9, 114.
11. Popovski, M., Schneider, J., Schweinsteiger, M., 2010. Lateral load resistance of cross-laminated wood panels. In World Conference on Timber Engineering, 20-24.
12. Quenneville, P., Morris, H., 2007. Japan Kobe earthquake shake table simulation-The earthquake performance of multi-storey cross laminated timber buildings. New Zealand Timber Design Journal, 15(4), 3-8.
13. Schwarzmann, G., Hansen, E., Berger, G., 2018. Cross-laminated timber in North America: What can we learn?. Bio Products Business, 81-91.
14. Tran, D. K., Jeong, G. Y., 2021. Effects of wood species, connection system, and wall-support interface type on cyclic behaviors of cross-laminated timber (CLT) walls under lateral loads. Construction and Building Materials, 280, 122450.
15. Ulusal Deprem Stratejisi ve Eylem Planı. T.C. Başbakanlık Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, 2012-2023. https://www.afad.gov.tr/upload/Node/2403/files/udsep_1402013_kitap.pdf. 21.12.2016. Erişim: 03.05.2021.
16. Wieruszewski, M., Mazela, B., 2017. Cross Laminated Timber (CLT) as an Alternative Form of Construction Wood, Drvna Industrija, 68, 4, 359-367.
17. Winter, W., Tavoussi Tafreshi, K., Fadai, A., Pixner, T., 2010. Development of wood based sustainable construction methods for high-rise buildings under lateral loading. High Rise Towers Tall Build. 1-8