بررسی اثر نوع اتصال و ضخامت تخته بر نیروی گسیختگی اتصالات گوشه ای چوب نراد

سابقه و هدف: اتصالات گوشه از مهم ترین اجزای سازه ها و محصولات چوبی به شمار می روند و نقش تعیین کننده ای در انتقال نیرو، پایداری و دوام سازه دارند. عملکرد مکانیکی این اتصالات تحت تاثیر عوامل متعددی ازجمله نوع اتصال، ضخامت قطعات، گونه چوب و کیفیت چسبندگی قرار دارد. انتخاب نامناسب نوع اتصال یا ضخامت قطعات می تواند موجب تمرکز تنش، کاهش مقاومت، افزایش تغییرشکل و درنهایت گسیختگی زودهنگام سازه شود. باوجود استفاده گسترده از انواع اتصالات سنتی و مهندسی شده در صنایع چوب و مبلمان، پژوهش و اطلاعات آزمایشگاهی جامعی درباره اثر هم زمان نوع اتصال و ضخامت قطعات بر نیروی گسیختگی اتصالات گوشه، به ویژه در چوب نراد، در دسترس نیست. ازاین رو، پژوهش حاضر باهدف بررسی اثر نوع اتصال و ضخامت تخته بر نیروی گسیختگی اتصالات گوشه ساخته شده از چوب نراد انجام شد تا مناسب ترین ترکیب ازنظر عملکرد مکانیکی شناسایی شود و زمینه ای برای بهبود طراحی و افزایش ایمنی سازه های چوبی فراهم آید. مواد و روش ها: در این پژوهش، از چوب طبیعی نراد به عنوان ماده اولیه استفاده شد. پنج نوع اتصال شامل قلیف، کام و زبانه، دوبل، نیم ونیم و دم چلچله مورد بررسی قرار گرفتند. تخته های چوبی اولیه در شش سطح ضخامت شامل ۱، ۵/۱، ۲، ۵/۲، ۳ و ۴ سانتی متر تهیه شدند و اتصالات موردنظر از این تخته ها ساخته شدند. درمجموع، ۹۰ نمونه با استفاده از چسب پلی وینیل استات تهیه شدند و پس از طی دوره گیرایش، تحت آزمون نیروی گسیختگی قرار گرفتند. نیروی شکست هر نمونه به عنوان شاخص نیروی گسیختگی ثبت شد. داده های حاصل با استفاده از نرم افزار  SPSS و تحلیل واریانس دوطرفه مورد بررسی قرار گرفت تا اثر مستقل نوع اتصال، ضخامت تخته و همچنین اثر متقابل این دو عامل بر نیروی گسیختگی اتصالات تعیین شود. سطح معنی داری آزمون ها برابر با ۰۵/۰ در نظر گرفته شد. یافته ها: نتایج تحلیل آماری نشان داد که مدل آماری از برازش مناسبی برخوردار بوده و متغیرهای مورد بررسی توانستند بخش عمده تغییرات نیروی گسیختگی را تبیین کنند. همچنین، اثر ضخامت تخته، نوع اتصال و اثر متقابل این دو عامل بر نیروی گسیختگی اتصالات ازنظر آماری معنی دار بود (۰۵/۰>P). مقایسه نتایج نشان داد که اتصالات قلیف، کام و زبانه، دوبل، نیم ونیم و دم چلچله رفتار مکانیکی یکسانی نداشتند و نیروی گسیختگی آنها به طور معنی داری با یکدیگر متفاوت بود. علاوه بر این، افزایش ضخامت تخته به طورکلی موجب افزایش نیروی گسیختگی اتصالات شد، اما میزان این افزایش در همه اتصالات یکسان نبود و به نوع اتصال وابسته بود. این موضوع نشان داد که نوع اتصال و ضخامت تخته به صورت هم زمان در تعیین ظرفیت تحمل بار و مقاومت نهایی اتصال نقش دارند و نمی توان هر یک از این عوامل را به صورت مستقل در طراحی اتصالات چوبی در نظر گرفت. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که نیروی گسیختگی اتصالات گوشه چوب نراد به طور معنی داری تحت تاثیر نوع اتصال، ضخامت تخته و اثر متقابل این دو عامل قرار دارد. اتصالات قلیف، کام و زبانه، دوبل، نیم ونیم و دم چلچله ازنظر عملکرد مکانیکی تفاوت معنی داری با یکدیگر داشتند و افزایش ضخامت تخته در اغلب موارد موجب بهبود نیروی گسیختگی شد، هرچند که میزان این بهبود به نوع اتصال نیز وابسته بود؛ بنابراین، انتخاب مناسب نوع اتصال باید همواره متناسب باضخامت قطعات چوبی انجام شود تا بیشترین ظرفیت باربری، استحکام و دوام در سازه ها و محصولات چوبی حاصل گردد. یافته های این پژوهش می تواند مبنایی برای انتخاب و طراحی اتصالات مناسب در صنایع چوب، مبلمان و سایر سازه های چوبی باشد و در بهینه سازی عملکرد مکانیکی این محصولات مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

پلی وینیل استات ، نیروی گسیختگی ، رفتار مکانیکی ، انتقال تنش ، طراحی اتصال