李 橋 王志強(qiáng) 梁芝君 李 龍

(1.南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 南京 210037；2.湖北天欣木結(jié)構(gòu)房屋制造有限公司 漢川 431600)

正交膠合木(cross-laminated timber，CLT)是一種至少由3層實(shí)木鋸材或結(jié)構(gòu)復(fù)合板材正交組坯并采用結(jié)構(gòu)膠黏劑壓制而成的矩形、直線、平面板材形式的工廠預(yù)制工程木產(chǎn)品(FP Innovations，2011)。與實(shí)木或其他工程木相比，CLT具有很好的平面內(nèi)外抗彎剛度、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性和防火性能等物理力學(xué)特性，可直接作為木結(jié)構(gòu)建筑中樓面板、屋面板和墻面板使用。CLT材料的出現(xiàn)，促進(jìn)了中高層木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，據(jù)研究，全球CLT市場(chǎng)復(fù)合增長(zhǎng)率2018—2024 年預(yù)計(jì)達(dá)15%，其產(chǎn)值2024年將達(dá)16.06億美元(廖世容，2019)，利用CLT作為主要承重材料建造中高層木結(jié)構(gòu)建筑的相關(guān)研究已成為世界木結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)的研究熱點(diǎn)和重要發(fā)展戰(zhàn)略。

歐洲和北美主要采用歐洲云杉(Piceaabies)和云杉-松-冷杉(spruce-pine-fir，SPF)等針葉木材作為層板材料生產(chǎn)CLT(Aicheretal.，2016)，CLT材料物理力學(xué)性能取決于原材料層板性能(Pangetal.，2019)，為改善CLT物理力學(xué)性能并擴(kuò)大層板原材料來(lái)源，一些密度較大的闊葉材和當(dāng)?shù)啬静?Crovellaetal.，2019；Lietal.，2019；Ehrhartetal.，2018；Sikoraetal.，2016；Navaratnametal.，2020)，以及一些工程木產(chǎn)品，如層疊木片層積材(laminated strand lumber，LSL)、定向木片層積材(oriented strand lumber，OSL)等，被作為CLT層板材料與實(shí)木鋸材混合形成混合結(jié)構(gòu)CLT(hybrid CLT，HCLT)(Wangetal.，2015；Davidsetal.，2017；Niederwestbergetal.，2018；Zhouetal.，2018)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用這些新樹(shù)種木材或工程木作為層板生產(chǎn)CLT或HCLT具有較好可行性，尤其是采用力學(xué)性能好、幅面尺寸大的工程板材作為CLT層板，可以提升CLT力學(xué)、防火性能和生產(chǎn)效率(Gong，2019)。國(guó)內(nèi)CLT研究處于發(fā)展階段，也主要采用SPF和歐洲云杉等進(jìn)口木材生產(chǎn)CLT，開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)資源豐富的速生木材和工程木產(chǎn)品生產(chǎn)HCLT，對(duì)促進(jìn)國(guó)內(nèi)CLT材料發(fā)展和提升國(guó)內(nèi)木材產(chǎn)品附加值具有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者已研究了速生楊木(Populus)、桉木(Eucalyptus)和日本落葉松(Larixkaempferi)等國(guó)產(chǎn)速生木材(Wangetal.，2018；Liaoetal.，2017；龔迎春等，2018)、單板層積材(laminated veneer lumber，LVL)以及竹材(王志強(qiáng)等，2016；董惟群，2019；Weietal.，2019；李昊等，2019)等用于CLT材料的可行性，關(guān)于HCLT研究還處于初始階段，HCLT優(yōu)化的組坯結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能模擬等方面都有待深入探索。

在北美地區(qū)，70%以上的定向刨花板(oriented strand board,OSB)用于木結(jié)構(gòu)房屋建筑中的結(jié)構(gòu)板坯(樓面板、屋面板或墻面板)，而在國(guó)內(nèi)僅占15%(肖再然等，2020)，大部分OSB仍為裝飾或家具材料等非結(jié)構(gòu)用途。相比非結(jié)構(gòu)用途OSB，結(jié)構(gòu)用OSB(construction OSB，COSB)厚度大、力學(xué)性能好，常用于生產(chǎn)集裝箱底板。本研究探究國(guó)產(chǎn)COSB與SPF規(guī)格材混合組坯正交膠合木(HCLT)的抗彎性能，明確組坯結(jié)構(gòu)和層數(shù)對(duì)HCLT抗彎性能的影響，以期為COSB在CLT材料中的使用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)，促進(jìn)COSB在木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

COSB，原材料為速生楊木(Populus×euramericanacv.I-214)，平均密度0.72 g·cm-3，平均含水率4.8%，長(zhǎng)度2 440 mm、寬度1 220 mm、厚度24 mm，康欣新材料股份有限公司生產(chǎn)和提供。

云杉-松-冷杉(SPF)規(guī)格材，平均密度=0.42 g·cm-3，平均含水率13.51%，截面尺寸38 mm×140 mm，長(zhǎng)度2 440 mm，No.3級(jí)，產(chǎn)地加拿大。

單組分聚氨酯膠黏劑(PUR)，型號(hào)Icema R 645/30，富樂(lè)(中國(guó))黏合劑有限公司生產(chǎn)。

1.2 組坯結(jié)構(gòu)

為比較不同組坯結(jié)構(gòu)和層數(shù)COSB/SPF混合結(jié)構(gòu)CLT的抗彎性能，制備2種層數(shù)(3層和5層)、5種組坯形式(COSB置于CLT的橫向?qū)踊蚩v向?qū)樱M坯方向平行或垂直)的試件，包括主、次2個(gè)強(qiáng)度方向，共10種組坯結(jié)構(gòu)，如表1所示。

表1 試件組坯結(jié)構(gòu)①Tab.1 Panel configurations of test specimens

1.3 試件壓制

所有試件板坯均在湖北天欣木結(jié)構(gòu)建筑公司壓制。主要步驟和工藝參數(shù)(Wangetal.，2015)為：1)材料準(zhǔn)備，SPF規(guī)格材兩面壓刨刨光，最終厚度24 mm，長(zhǎng)度截?cái)酁? 440 mm和1 220 mm 2種(分別用于縱向?qū)雍蜋M向?qū)訉影?；2)施膠，施膠前，將COSB表面清理干凈，并噴濕90 g·m-2，靜置2 min，直至表面無(wú)明顯水層；人工施膠，單組分聚氨酯膠黏劑單面施膠量220 g·m-2，層板側(cè)面不施膠；3)試件組坯，按表1組坯；4)加壓，冷壓，壓力為1.2 MPa，時(shí)間為3 h；5)試件切割，最終壓制的CLT試件尺寸為長(zhǎng)2 440 mm、寬1 220 mm，3層和5層CLT/HCLT試件厚度分別為72 mm和120 mm。參考《Timber Structures-Cross Laminated Timber-Requirements》(EN 16351—2015)加工試件，其中3層CLT試件長(zhǎng)度為1 600 mm、寬度為190 mm、厚度為72 mm，5層CLT試件長(zhǎng)度為2 200 mm、寬度為190 mm、厚度為120 mm。每組6個(gè)試件，共120個(gè)試件。

1.4 抗彎性能測(cè)試

參考《Timber Structures-Cross Laminated Timber-Requirements》(EN 16351—2015)，采用四點(diǎn)彎曲法測(cè)試試件抗彎剛度和抗彎強(qiáng)度。3層試件跨高比為21，跨度(l)為1 584 mm，加載點(diǎn)間距(l′)為432 mm；5層試件跨高比為16.6，跨度(l)為1 980 mm，加載點(diǎn)間距(l′)為660 mm，測(cè)試加載設(shè)置和實(shí)際裝置如圖1所示。

圖1 抗彎性能測(cè)試加載設(shè)置和實(shí)際裝置Fig.1 Loading and actual experimental setup for bending tests

位移計(jì)位于試件跨中位置下方，采用位移加載方式，加載速度為5 mm·min-1。記錄荷載-位移曲線、極限承載力和破壞模式。測(cè)試時(shí)，每組先隨機(jī)選取1個(gè)試件進(jìn)行破壞測(cè)試，獲得極限承載力Fmax作為該組試件的預(yù)估極限荷載，其他試件根據(jù)式(1)、(2)分別計(jì)算表觀抗彎剛度EIapp和抗彎強(qiáng)度f(wàn)b的試驗(yàn)值：

(1)

(2)

式中：a為加載點(diǎn)到相鄰支座的距離，mm；l為試件跨度，mm；ΔF為0.1Fmax和0.4Fmax的差值，N；Δw為ΔF對(duì)應(yīng)的跨中撓度差值，mm；Fmax為極限承載力，N；b為試件寬度，mm；h為試件厚度，mm。

1.5 理論計(jì)算

剪切類(lèi)比法(shear analogy theory)是目前國(guó)際上CLT結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的理論模型，北美CLT產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如《Standard for Performance-Rated Cross-Laminated Timber》(ANSI PRG 320—2019)等已將該方法作為CLT面外力學(xué)性能計(jì)算方法。根據(jù)式(3)—(7)分別計(jì)算試件有效抗彎剛度EIeff、表觀抗彎剛度EIapp和抗彎強(qiáng)度f(wàn)b的理論值。計(jì)算過(guò)程中，COSB層板主、次方向的彈性模量E和剪切模量G由試驗(yàn)測(cè)得；No.3 SPF 順紋彈性模量取值為9 000 MPa，橫紋彈性模量取值為順紋彈性模量1/30(300 MPa)，順紋剪切模量取值為順紋彈性模量1/16(563 MPa)，橫紋剪切模量取值為順紋剪切模量1/10(56 MPa)：

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

式中：Ei為第i層層板彈性模量，MPa；bi為層板寬度，mm；hi為第i層層板厚度，mm；Ai為第i層層板橫截面面積，mm2；Zi為第i層層中性軸到CLT中性軸距離，mm；GAeff為有效剪切剛度，N；Gi為第i層層板剪切模量，MPa；Ks為截面系數(shù)，取值9.4；l為試件跨度，mm；Ieff為有效慣性矩，mm3；h為CLT總厚度，mm；Mmax為最大彎矩，N·mm；Seff為有效截面模量，mm2。

2 結(jié)果與分析

所有試件抗彎剛度和抗彎強(qiáng)度的平均值和破壞模式如表2所示。

表2 抗彎試驗(yàn)結(jié)果①Tab.2 Experimental results of bending tests

2.1 荷載位移曲線和破壞模式

圖2為代表性試件(3-A1/B1、3-A3/B3、5-A4/B4和5-A5/B5組)加載過(guò)程中的荷載-位移曲線，所有試件均呈現(xiàn)一定程度的脆性破壞。加載過(guò)程中，試件位移隨著荷載增加幾乎呈線性變化，大部分試件在達(dá)到最大荷載時(shí)即瞬時(shí)發(fā)生破壞。3層試件破壞時(shí)，主、次方向試件最大位移差別較大，尤其是SPF規(guī)格材CLT(3-A1/B1組)。這主要是因?yàn)?層次方向試件的縱向?qū)又挥?層，降低了試件初始剛度；5層次方向試件的縱向?qū)訉訑?shù)和初始剛度增加，導(dǎo)致試件破壞時(shí)主、次方向的最大位移差異變小。最大承載力方面，3層和5層SPF規(guī)格材CLT在主方向的最大承載力分別是次方向的3.61和1.80倍，而3層和5層HCLT試件則為2.40～5.70和1.21～2.05倍。隨著層數(shù)增加，主、次方向試件最大承載力的差異也降低。

圖2 典型的荷載-位移曲線Fig.2 Typical loading-displacement curves

代表性試件的破壞模式如圖3所示。對(duì)于主方向試件，主要是跨中區(qū)域底層層板拉伸破壞，進(jìn)而伴隨引起相鄰層拉伸破壞和試件斷裂，如圖3a；當(dāng)SPF規(guī)格材作為芯層橫向?qū)訒r(shí)(試件A1和A4組)，除底層層板拉伸破壞外，鋸材橫向?qū)舆€會(huì)產(chǎn)生斜向的滾動(dòng)剪切裂紋，裂紋逐漸延伸到膠層，引起膠層開(kāi)裂，如圖3b。滾動(dòng)剪切(rolling shear)是指CLT構(gòu)件受面外加載時(shí)，其橫向?qū)愉彶脑谄錂M切面(RT面)產(chǎn)生剪切應(yīng)變的行為(Fellmoseretal.，2004)。當(dāng)CLT構(gòu)件受彎曲加載時(shí)，由于實(shí)木鋸材較低的滾動(dòng)剪切強(qiáng)度，滾動(dòng)剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)值僅取值為順紋剪切強(qiáng)度1/10(Forest Products Laboratory，2010)，其橫向?qū)尤菀籽啬贻喎较?早晚材分界處)、木射線方向等發(fā)生滾動(dòng)剪切破壞(Wangetal.，2018)。影響實(shí)木鋸材滾動(dòng)剪切性能的因素較多，除木材密度、層板參數(shù)(如寬厚比)、生產(chǎn)工藝和測(cè)試方法外，木材本身構(gòu)造和材質(zhì)也有較大影響(Forest Products Laboratory，2010)，如環(huán)孔材和散孔材管孔大小差異，管孔分布均不同，會(huì)導(dǎo)致2種木材不同的滾動(dòng)剪切性能和破壞模式(Ehrhartetal.，2018)。蔡詩(shī)晨(2019)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于密度接近但不同構(gòu)造特征(早晚材急緩變、環(huán)孔材散孔材、不同寬度木射線)的木材，其滾動(dòng)剪切性能和破壞形式均存在差別。而COSB作為橫向?qū)訒r(shí)(試件A3和A5組)，未發(fā)現(xiàn)COSB橫向?qū)訚L動(dòng)剪切破壞(圖3a)，這主要是因?yàn)镃OSB具有較高的滾動(dòng)剪切強(qiáng)度。對(duì)于次方向試件，由于本研究中同一層層板間沒(méi)有側(cè)面涂膠，其主要破壞模式為底層層板間縫隙處拉伸破壞，繼而引起相鄰層拉伸破壞，如圖3c和d分別為COSB層板和SPF層板間縫隙引起的拉伸破壞。為節(jié)省成本并降低CLT板坯變形，目前常見(jiàn)CLT生產(chǎn)中均采用層板側(cè)面不涂膠的生產(chǎn)工藝(Brandneretal.，2016)，但這樣會(huì)使層板間存在縫隙。研究表明，層板間縫隙會(huì)降低CLT力學(xué)性能，如抗彎和滾動(dòng)剪切和連接性能等，尤其是對(duì)于CLT次方向受力構(gòu)件(Lietal.，2020)。

圖3 典型破壞模式Fig.3 Typical failure modes

2.2 組坯結(jié)構(gòu)和層數(shù)影響

從表2可以看出，對(duì)于主方向抗彎剛度(包括3層和5層試件)，平行結(jié)構(gòu)(A2組)抗彎剛度最大，這主要是由于該組組坯結(jié)構(gòu)為平行結(jié)構(gòu)，類(lèi)似膠合木。而對(duì)于其他正交結(jié)構(gòu)試件，A3組抗彎剛度最大，A4組抗彎剛度最小，這2組組坯結(jié)構(gòu)區(qū)別在于COSB置于不同位置。與SPF規(guī)格材CLT相比(A1組)，3層和5層A3組的抗彎剛度分別高10%和31%。對(duì)于主方向抗彎強(qiáng)度，所有HCLT試件的抗彎強(qiáng)度均高于SPF規(guī)格材CLT，且A3組的抗彎強(qiáng)度最高。與A1組相比，3層和5層A3組的抗彎強(qiáng)度分別高76%和48%。因此，從主方向力學(xué)性能可以看出，A3組結(jié)構(gòu)，即只采用COSB作為橫向?qū)拥慕Y(jié)構(gòu)，可以提升CLT主方向彎曲性能，尤其是抗彎強(qiáng)度。

對(duì)于次方向抗彎力學(xué)性能，平行結(jié)構(gòu)(B2組)的抗彎性能遠(yuǎn)低于其他組正交結(jié)構(gòu)CLT，這體現(xiàn)了CLT正交結(jié)構(gòu)帶來(lái)的力學(xué)性能雙向性優(yōu)勢(shì)。另外，隨著HCLT中COSB層數(shù)增加，如B4和B5組，次方向彎曲力學(xué)性能顯著提升。如與SPF規(guī)格材CLT相比(B1組)，3層和5層B4組的抗彎剛度分別高447%和83%，抗彎強(qiáng)度分別高118%和40%，這主要是由于COSB在次方向(寬度方向)有較好的力學(xué)性能。前期關(guān)于COSB力學(xué)性能研究表明，COSB次方向的彈性模量和剪切模量分別是SPF規(guī)格材的9.9和1.77倍(李橋，2020)。

另外，層數(shù)對(duì)正交結(jié)構(gòu)試件(A2和B2組除外)的抗彎剛度和強(qiáng)度也有不同影響。從表2可以明顯看出，隨著層數(shù)增加，試件抗彎剛度顯著增加，如5層試件主、次方向的抗彎剛度是相應(yīng)結(jié)構(gòu)3層試件的2.85～3.38和4.46～16.00倍。而對(duì)于抗彎強(qiáng)度，在主方向上，試件抗彎強(qiáng)度隨著層數(shù)增加均有一定程度降低。如5層試件主方向的抗彎強(qiáng)度是相應(yīng)結(jié)構(gòu)3層試件的0.63～0.98倍，這主要是由于層數(shù)增加，橫向?qū)訑?shù)量也增加，導(dǎo)致越容易發(fā)生橫向?qū)?滾動(dòng))剪切破壞。相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)隨著CLT層數(shù)增加，其主方向抗彎強(qiáng)度降低的現(xiàn)象(龔迎春等，2018；Lietal.，2020；Sikoraetal.，2016)。而在次方向上，由于層板方向發(fā)生了90°變化，導(dǎo)致試件抗彎強(qiáng)度隨著層數(shù)增加而提升，如5層試件次方向的抗彎強(qiáng)度是相應(yīng)結(jié)構(gòu)3層試件的1.26～2.32倍。

2.3 雙向彎曲性能

CLT作為樓面板等構(gòu)件時(shí)，在材料主、次方向均會(huì)承受荷載，其力學(xué)性能的雙向性非常重要。所有試件的雙向抗彎力學(xué)性能疊加如圖4所示?？梢钥闯?，所有HCLT試件的雙向抗彎力學(xué)性能均高于SPF規(guī)格材A1/B1組，這表明COSB作為橫向?qū)踊蛘呖v向?qū)蛹尤隒LT中，可以提升CLT雙向抗彎性能；而且隨著COSB層數(shù)增加，次方向抗彎力學(xué)性能占比也增加。另外隨著試件總層數(shù)增加，次方向力學(xué)性能占比也增加。綜合考慮材料經(jīng)濟(jì)性和力學(xué)性能，A3/B3組坯結(jié)構(gòu)，即僅將COSB作為橫向?qū)?，形成的HCLT具有更好的雙向彎曲性能。

圖4 雙向彎曲性能Fig.4 Bending properties of two strength directions

2.4 理論計(jì)算

目前，已有研究主要采用剪切類(lèi)比法計(jì)算均質(zhì)結(jié)構(gòu)CLT的面外力學(xué)性能(Lietal.，2020)，該理論在HCLT中的應(yīng)用還有待分析和評(píng)價(jià)。采用剪切類(lèi)比法，根據(jù)式(3)—(7)計(jì)算3層和5層正交結(jié)構(gòu)試件(平行結(jié)構(gòu)A2/B2組試件除外)的表觀抗彎剛度和抗彎強(qiáng)度，如表3所示。對(duì)于次方向試件抗彎性能理論計(jì)算，當(dāng)表層層板為COSB時(shí)(如B4和B5組試件)，由于COSB板坯幅面尺寸大，表層層板為整體，此時(shí)未忽略表層層板作用；同時(shí)，計(jì)算結(jié)果也表明若忽略COSB表層層板作用，B4和B5組試件的抗彎性能理論計(jì)算值與試驗(yàn)值的差別都將增大。為統(tǒng)一比較，本研究其他次方向試件的表層層板作用都沒(méi)有忽略。從表3可以看出，對(duì)于主方向試件，抗彎性能相對(duì)誤差相對(duì)較小，尤其是3層試件相對(duì)誤差均小于10%。次方向試件的抗彎剛度相對(duì)誤差較小，而抗彎強(qiáng)度相對(duì)誤差較大，尤其是當(dāng)SPF規(guī)格材作為表層層板的試件，如B1和B3組試件。引起較大偏差的原因可能有3方面：1)次方向試件彎曲破壞模式主要為底層層板間拉伸破壞，而不是底層層板彎曲拉伸破壞；2)抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)值計(jì)算公式中未考慮CLT材料的正交性，增大了試驗(yàn)值；3)試件較小的跨高比，增加了剪應(yīng)力的影響作用。

表3 抗彎性能理論計(jì)算結(jié)果①Tab.3 Theoretical values of bending stiffness and strength

2.5 有限元模擬

為進(jìn)一步分析HCLT力學(xué)行為，利用ANSYS軟件(ANSYS 16.0)建立3-A3、3-A4、5-A3和5-A4組試件有限元模型。在ANSYS中采用SOLID 185單元建立HCLT三維模型，模型尺寸與實(shí)際尺寸相同。層板之間采用Bonded接觸模擬膠合，即在接觸面之間不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)或法向分離。橫向?qū)訉影鍥](méi)有側(cè)面施膠，采用Frictionless接觸，2個(gè)接觸面之間可以發(fā)生法向和切向位移，不傳遞應(yīng)力。采用正交各向異性線彈性本構(gòu)模型，SPF和COSB的材料參數(shù)如表4(李橋，2020；Forest Products Laboratory，2010)所示。在加載點(diǎn)和支座處設(shè)置24 mm×190 mm的支撐面，符合實(shí)際支撐和加載條件，避免在加載點(diǎn)和支座處的應(yīng)力集中。采用遠(yuǎn)程力和遠(yuǎn)程位移設(shè)置，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)支梁邊界條件，一端約束x、y、z方向的位移，一端約束y、z方向的位移。采用近似線彈性模型，每個(gè)模型分別施加相應(yīng)的極限荷載平均值，抗彎強(qiáng)度近似認(rèn)為底部拉伸面沿X軸的最大應(yīng)力值，抗彎剛度則是根據(jù)極限荷載和對(duì)應(yīng)的Z軸最大位移計(jì)算獲得。試件沿X軸的應(yīng)力分布如圖5，3種方法得到的試件表觀抗彎剛度和抗彎強(qiáng)度比較如圖6。對(duì)于表觀抗彎剛度，有限元結(jié)果與試驗(yàn)值誤差范圍在-6%～12%之間，與理論計(jì)算值誤差范圍在-18%～5%之間；對(duì)于抗彎強(qiáng)度，有限元結(jié)果與試驗(yàn)值誤差范圍在-1%～27%之間，與理論計(jì)算值誤差范圍在-3%～4%之間，這表明建立的有限元模型可以較好模擬試件的抗彎性能。

表4 有限元模型中輸入的材料彈性常數(shù)Tab.4 Input elastic properties of SPF and COSB in FE model

圖5 4種HCLT試件彎曲應(yīng)力分布Fig.5 Bending stress distribution of four HCLT specimens

圖6 3種方法得到的抗彎性能Fig.6 Bending properties values evaluated by three methods

3 結(jié)論

發(fā)展國(guó)內(nèi)資源豐富的原材料，如速生木材和工程板材用于生產(chǎn)新型工程木CLT，有利于促進(jìn)CLT材料在國(guó)內(nèi)的發(fā)展，擴(kuò)大原材料在木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的應(yīng)用并提升產(chǎn)品附加值。本研究將COSB與實(shí)木鋸材混合形成HCLT，并通過(guò)試驗(yàn)、理論計(jì)算和有限元模型3種方法評(píng)價(jià)HCLT抗彎性能，結(jié)果表明這種混合形式能改善CLT的單向和雙向彎曲性能，抗彎性能提升程度和彎曲破壞模式與試件的組坯結(jié)構(gòu)、加載方向和層數(shù)密切相關(guān)；僅將COSB作為橫向?qū)哟驿彶男纬傻腍CLT材料具有較好的綜合性能；本研究的這種非均質(zhì)HCLT彎曲性能可以采用剪切類(lèi)比法計(jì)算和有限元模型模擬，對(duì)于主方向試件，抗彎性能相對(duì)誤差相對(duì)較小，尤其是3層試件的相對(duì)誤差均小于10%；由于存在非側(cè)面膠合的橫向?qū)拥纫蛩兀羟蓄?lèi)比法對(duì)于次方向試件的抗彎性能計(jì)算值相對(duì)誤差較大。COSB作為CLT的層板材料有很好的可行性，后續(xù)應(yīng)繼續(xù)研究這類(lèi)HCLT材料的膠合性能、長(zhǎng)期力學(xué)性能和連接性能，以促進(jìn)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和實(shí)際應(yīng)用。此外，應(yīng)繼續(xù)開(kāi)展采用國(guó)內(nèi)速生木材或竹材，如速生桉木、杉木或竹材等作為層板材料研發(fā)CLT或HCLT，同時(shí)還應(yīng)注重膠合工藝研究和滾動(dòng)剪切性能改善，從而提升整個(gè)CLT/HCLT材料的物理力學(xué)性能。