Load carrying capacity of curved glulam beams reinforced with self-tapping screws

The aim of this research was to determine the load carrying capacity of curved glulam beams reinforced perpendicular to grain and subjected to climate induced internal stresses. The self-tapping screws used as reinforcement prevent the glulam to split along the grain causing failure perpendicular to grain. Different tests were performed; specimens seasoned in dry and moist climate, specimens exposed to single climate change and reinforced specimens seasoned in a dry and moist climate. Specimens without reinforcement where tested to failure and then reinforced and tested again. From the tests it can be concluded that reinforcement improves the capacity of the beam in some cases up to 50% compared to unreinforced beams. The effect of moisture gradients on the capacity is significant and the worst case is when the beams are in a moistening phase. ZusammenfassungIn dieser Untersuchung sollte die Tragfähigkeit gebogener, senkrecht zur Faserrichtung verstärkter Brettschichtholzträger (BS-Träger) bestimmt werden, die klimatisch bedingten inneren Spannungen ausgesetzt sind. Dabei verhindern die selbstbohrenden Schrauben ein Aufreissen der BS-Träger in Faserlängsrichtung und ein dadurch verursachtes Querzugversagen. Verschiedene Versuche wurden durchgeführt: Versuche mit Prüfkörpern in trockenem und feuchtem Wechselklima, Versuche mit Prüfkörpern, die während der Lagerung nur einem einzelnen Klimawechsel ausgesetzt wurden sowie Versuche mit verstärkten Prüfkörpern in trockenem und feuchtem Wechselklima. Prüfkörper ohne Verstärkung wurden bis zum Versagen belastet, anschliessend verstärkt und ein weiteres Mal geprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verstärkung der BS-Träger deren Tragfähigkeit um bis zu 50% steigert. Der Einfluss der Holzfeuchte-Gradienten auf die Tragfähigkeit ist signifikant, wobei der ungünstigste Fall die Befeuchtungsphase ist.