Experimental testing of reinforced end-notched glulam beams

Abstract

Notches made at the ends of timber beams significantly decrease load carrying capacity of a structural member. This paper presents an experimental research on bending behaviour of end-notched glulam beams, with and without reinforcement. Screws for timber were used as reinforcement, positioned at angles of 90° and 45° to the longitudinal beam axis. The unreinforced beams failed due to crack opening and its propagation in a brittle manner. Cracks that appeared in the notch details resulted from combined excessive tensile stresses perpendicular to grain and shear stresses. This study shows that reinforcing the beams at the notched ends can improve their load carrying capacity and deformability. However, applied screws did not help the beams achieve ductile failure in bending. The shear failure was dominant failure mechanism for reinforced beams. In addition, analytical calculations were performed in accordance with Eurocode 5 so as to compare the results with experimental research.

Redukcija visine drvenih nosača kod oslonaca znatno umanjuje kapacitet nosivosti elementa. U ovom radu je predstavljeno eksperimentalno ispitivanje lepljenih lameliranih drvenih nosača sa redukovanom visinom preseka kod oslonaca opterećenih na savijanje, sa i bez ojačanja. Kao ojačanje upotrebljeni su zavrtnji za drvo, postavljeni pod uglomod 90° i 45° u odnosu na podužnu osu nosača. Neojačni nosači su doživeli krti lom usled otvaranja pukotine i njene propagacije. Ove pukotine su rezultat prekoračenja čvrstoće drveta na zatezanje upravno na vlakna i čvrstoće drveta na smicanje. Ispitivanje je pokazalo da se upotrebom zavrtanja može povećati kapacitet nosivosti i deformabilnosti posmatranih nosača. Međutim, primena zavrtanja kao ojačanja nije dovela do promene oblika loma iz krtog u duktilni lom usled savijanja. Lom usled smicanja je bio dominantan oblik loma kod ojačanih nosača. Takođe, analitički proračun je izvršen prema Evrokodu 5 kako bi se rezultati uporedili sa eksperimentalnim ispitivanjem.