Structural properties of cross laminated timber panels and choice of strength classes for lamellae

I arbetet undersöktes det om KL-trä kan användas ännu mer effektivt än vad som är fallet idag genom sortering och utnyttjande av lamellerna med bäst mekaniska egenskaper i de delar av KL-träelementen där lamellegenskaperna har störst betydelse. Syftet med arbetet var att bidra till ökad kunskap om effektivt materialutnyttjande för skivor och plattor av KL-trä som används i bärande stommar till flerbostadshus. Undersökningen visade att för en bjälklagsplatta bestående av tre eller fem skikt blir deformationskraven dimensionerande. Den dimensionerande egenskapen är elasticitetsmodulen för de yttre längsgående skikten. Rullskjuvmodulen för de tvärgående skikten kan ha en stor inverkan på kapaciteten men dock inte för de höjd-längdförhållanden som är vanligt förekommande i flerbostadshus. Vidare kan den lägsta hållfasthetsklassen användas till de inre skikten utan att kapaciteten påverkas. För en bjälklagsplatta bestående av 5 skikt kan tillgången på virke utnyttjas effektivt om C35 används till yttre längsgående skikt och C18 till resterande skikt. För en väggskiva bestående av tre eller fem skikt är längsskjuvhållfastheten den viktigaste egenskapen för de tvärgående skikten. Detta medför att en högre hållfasthetsklass än C24 inte ökar de tvärgående skiktens kapacitet mot panelskjuvning i planet. För att utifrån parameterstudien kunna visa vilka egenskaper som är dimensionerande behöver fortsatta studier göras. Dessa innefattar att avgöra om böjknäckning- eller panelskjuvningskapaciteten blir begränsande för skivan.In this work, it was examined whether Cross laminated timber (CLT) can be used even more efficiently with respect to the wood quality of the constituent layers and the availability of wood sorted into different strength classes. The purpose of this work was to contribute to increased knowledge of efficient material utilization for CLT boards and slabs used in load-bearing frames for apartment buildings. The study showed that for CLT floors with three or five layers, the deformation requirements is limiting the capacity. The decisive material property is the modulus of elasticity of the outer longitudinal layers. The rolling shear modulus of the transversal layers can have a large impact on capacity, but not for the height-to-length conditions that are common in apartment buildings. Furthermore, the lowest strength class can apply to the inner layers without affecting the capacity. For CLT floors consisting of five layers, the supply of wood can be utilized effectively if C35 is used for outer longitudinal layers and C18 for the other layers. For CLT walls consisting of three or five layers, the longitudinal shear strength is the most important property of the transverse layers. This means that a higher strength class than C24 does not increase the transverse layers' capacity against panel shear in the plane. In order to be able to show, based on the parametric analysis, the material properties that are decisive for the capacities of wall and floor elements, further studies need to be done. These would include determining if the flexural buckling or panel shear capacity is the limiting factor