Tại sao gỗ dán dán Glulam lại quan trọng?

Gỗ dán dán Glulam là gì?

Glulam - viết tắt của gỗ ép dán — là một sản phẩm gỗ kỹ thuật được làm bằng cách liên kết nhiều lớp gỗ xẻ với nhau bằng chất kết dính bền, chống ẩm. Thớ của mỗi tấm cán chạy song song với chiều dài của cấu kiện, tạo nên một bộ phận kết cấu chắc chắn Mạnh mẽ hơn, ổn định hơn và linh hoạt hơn gỗ xẻ nguyên khối có cùng kích thước.

Glulam lần đầu tiên được phát triển ở châu Âu vào đầu những năm 1900 và từ đó trở thành vật liệu kết cấu được công nhận trên toàn cầu. Ngày nay, nó được sản xuất để đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt như ANSI/AITC A190.1 ở Bắc Mỹ và EN 14080 ở Châu Âu, đảm bảo chất lượng đồng nhất cho các dự án ở mọi quy mô.

Glulam được sản xuất như thế nào

Quy trình sản xuất được kiểm soát chặt chẽ và tuân theo trình tự nhất quán:

1. Gỗ được sấy khô đến độ ẩm khoảng 12% hoặc ít hơn nhằm hạn chế tối đa hiện tượng co ngót, cong vênh sau khi lắp đặt.
2. Mỗi tấm ván được phân loại trực quan hoặc cơ học để xác định đặc tính độ cứng và độ bền của nó.
3. Các tấm ván được nối bằng ngón tay từ đầu đến cuối để tạo ra các tấm ván dài mà không bị giới hạn chiều dài tự nhiên.
4. Chất kết dính kết cấu - điển hình là melamine-urea-formaldehyde (MUF) hoặc polyurethane - được áp dụng giữa các lớp.
5. Bộ phận này được kẹp dưới áp lực cho đến khi keo khô hoàn toàn.
6. Dầm hoàn thiện được bào, cắt theo kích thước cuối cùng và được xử lý hoặc bịt kín khi cần thiết.

Quá trình này cho phép các nhà sản xuất đặt các lớp màng mỏng cấp cao hơn vào các vùng chịu áp lực lớn nhất - thường là phần trên và phần dưới của dầm - trong khi sử dụng vật liệu cấp thấp hơn trong lõi, tối ưu hóa cả hiệu suất và chi phí.

Hiệu suất kết cấu: So sánh nó với các vật liệu khác như thế nào

Glulam vượt trội hơn nhiều so với loại trọng lượng của nó so với cả gỗ và thép đặc khi được đánh giá trên cơ sở độ bền trên trọng lượng.

Bởi vì glulam đại khái là Nhẹ hơn thép gấp 5 lần trên mỗi đơn vị khối lượng, nó làm giảm đáng kể tải trọng nền móng và đơn giản hóa công tác hậu cần tại chỗ. Khoảng cách của 30 mét trở lên có thể đạt được bằng mái vòm và dầm cong bằng keo dán - một điều không thể thực hiện được với gỗ nguyên khối.

Ưu điểm chính của Glulam trong xây dựng

Tính linh hoạt về chiều

Glulam có thể được sản xuất ở hầu hết mọi chiều dài, chiều rộng hoặc chiều sâu. Nó cũng có thể được uốn cong hoặc thuôn nhọn trong quá trình sản xuất, tạo ra các hình thức kiến ​​trúc ấn tượng - mái vòm, vòm và đường mái rộng - đòi hỏi phải chế tạo thép phức tạp hoặc không thể có cấu trúc bằng gỗ nguyên khối.

Hiệu suất có thể dự đoán và nhất quán

Gỗ tự nhiên có tính biến đổi vốn có từ các mắt gỗ, độ lệch thớ và sự khác biệt về mật độ. Cấu trúc nhiều lớp của Glulam khắc phục những khiếm khuyết này, tạo ra các thành viên có đặc tính cấu trúc dễ dự đoán hơn và tỷ lệ an toàn thiết kế thấp hơn so với gỗ nguyên khối cùng loại.

Chống cháy

Các phần glulam lớn than với tốc độ có thể dự đoán được khoảng 0,7 mm mỗi phút trong lửa. Lớp than cách nhiệt cho gỗ bên trong và duy trì khả năng chịu tải lâu hơn thép không được bảo vệ, loại thép này có thể mất độ bền nhanh chóng ở nhiệt độ trên 550°C. Điều này cho phép glulam được sử dụng trong các ứng dụng kết cấu lộ thiên trong khi vẫn đáp ứng các quy định về an toàn cháy nổ.

Tính bền vững

Glulam được sản xuất từ các khu rừng được chứng nhận bền vững (FSC hoặc PEFC) thực sự là vật liệu có hàm lượng carbon thấp. Gỗ cô lập CO₂ trong khí quyển trong suốt vòng đời của nó và việc sản xuất glulam tạo ra phát thải khí nhà kính ít hơn nhiều hơn thép hoặc bê tông. Các nghiên cứu ước tính rằng việc thay thế bê tông và thép bằng các sản phẩm gỗ trong tòa nhà trung tầng có thể làm giảm lượng carbon tích tụ trong cấu trúc xuống 40–75% .

Kháng cáo thẩm mỹ

Dầm và cột glulam lộ thiên mang lại sự ấm áp và kết cấu tự nhiên mà bê tông và thép không thể sánh được. Các kiến ​​trúc sư ngày càng sử dụng keo dán như một thành phần cấu trúc hữu hình, giảm nhu cầu hoàn thiện nội thất bổ sung và góp phần tạo ra các nguyên tắc thiết kế thân thiện với môi trường nhằm hỗ trợ sức khỏe cho người sử dụng.

Các ứng dụng và trường hợp sử dụng phổ biến

Glulam được sử dụng cho nhiều loại công trình và vai trò kết cấu khác nhau:

• Mái nhà có nhịp dài — nhà thi đấu thể thao, nhà chứa máy bay và nhà kho thường xuyên sử dụng dầm và giàn glulam để đạt được nhịp không cột vượt quá 20 mét.
• Cầu — cầu dành cho người đi bộ và xe cộ nhẹ được hưởng lợi từ độ bền và vẻ ngoài tự nhiên của glulam, đặc biệt là ở các công viên và khu di sản.
• Tòa nhà thương mại và thể chế — trường học, thư viện và văn phòng sử dụng khung glulam lộ thiên để tạo tác động cả về cấu trúc và thị giác.
• Xây dựng nhà ở — dầm sườn, dầm sàn và khung cổng trong nhà khung gỗ thường sử dụng keo dán ở những nơi các phần gỗ đặc có thể lớn không thực tế.
• tòa nhà gỗ cao — cột và dầm glulam tạo thành cấu trúc chính trong nhiều tòa nhà bằng gỗ khối, bao gồm cả những tòa nhà trên 10 tầng.

Một ví dụ đáng chú ý là Nhà gỗ cao Brock Commons ở Vancouver, Canada - một khu nhà ở sinh viên 18 tầng được hoàn thành vào năm 2017 sử dụng cột glulam như một phần của cấu trúc gỗ khối, thể hiện khả năng tồn tại của vật liệu ở quy mô cao tầng thực sự.

Các cấp độ và đặc điểm kỹ thuật của Glulam

Glulam được phân loại thành các loại phản ánh sự sắp xếp và chất lượng của các tấm cán:

Hậu tố "h" biểu thị loại đồng nhất (các lớp mỏng có cùng chất lượng xuyên suốt), trong khi "c" biểu thị loại kết hợp với các lớp mỏng bên ngoài mạnh hơn. Ở Bắc Mỹ, cách phân loại tương đương sử dụng sự kết hợp và các loại ứng suất được xác định trong AITC 117.

Hạn chế và cân nhắc

Glulam không phải là không có những ràng buộc, và việc hiểu chúng là rất quan trọng để có được thông số kỹ thuật phù hợp:

• Độ nhạy ẩm: Trong khi các liên kết dính có độ bền cao, các chu trình làm ướt và làm khô lặp đi lặp lại có thể gây ra hiện tượng kiểm tra (nứt bề mặt) và chuyển động kích thước. Glulam được sử dụng bên ngoài hoặc trong điều kiện sử dụng ẩm ướt phải được bảo vệ và chi tiết một cách thích hợp.
• Chi phí: Glulam thường có giá cao hơn trên mỗi đơn vị khối lượng so với gỗ xẻ nguyên khối, mặc dù việc tiết kiệm tải trọng móng, tốc độ lắp dựng và hoàn thiện có thể bù đắp điều này trong nhiều dự án.
• Thiết kế kết nối: Các kết nối bằng gỗ đòi hỏi kỹ thuật cẩn thận, đặc biệt là ở các mối nối chịu tải cao. Các đầu nối và chốt bằng thép là phổ biến nhưng phải được chi tiết hóa để tránh bẫy ẩm và chuyển động chênh lệch.
• Thời gian dẫn: Keo dán cong hoặc keo tiết diện lớn theo yêu cầu phải được đặt hàng trước, vì trong hầu hết các trường hợp, việc chế tạo được thực hiện theo đơn đặt hàng.

Glulam so với các sản phẩm gỗ kỹ thuật khác

Glulam là một trong một số lựa chọn về gỗ kỹ thuật. Biết khi nào nên chọn nó thay vì các lựa chọn thay thế là vấn đề quan trọng:

• Glulam so với LVL (Gỗ dán nhiều lớp): LVL sử dụng các tấm veneer mỏng và thường được sử dụng cho dầm và đầu cột trong công trình dân dụng. Glulam mang đến sự linh hoạt hơn về kích thước mặt cắt và được ưu tiên sử dụng cho các cấu trúc có quy mô lớn hoặc có kiến ​​trúc lộ thiên.
• Glulam so với CLT (Gỗ nhiều lớp): CLT có các lớp hạt xen kẽ và hoạt động như một tấm kết cấu hai chiều - lý tưởng cho sàn, tường và tấm. Glulam là phần tử tuyến tính phù hợp nhất cho dầm và cột. Hai sản phẩm này thường được sử dụng cùng nhau trong các tòa nhà bằng gỗ khối.
• Glulam so với PSL (Gỗ xẻ song song): PSL sử dụng các sợi gỗ liên kết và mang lại độ cứng rất cao ở những phần nhỏ. Nó thường đắt hơn glulam và ít phổ biến hơn đối với các ứng dụng kéo dài.

Vai trò của Glulam trong tương lai của ngành xây dựng

Khi ngành xây dựng phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng trong việc giảm lượng khí thải carbon - hiện chiếm khoảng 38% lượng khí thải CO₂ toàn cầu — glulam được định vị là vật liệu trung tâm trong quá trình chuyển đổi sang xây dựng ít carbon. Khung chính sách ở các quốc gia bao gồm Anh, Pháp và Canada đang tích cực thúc đẩy các phương pháp tiếp cận ưu tiên gỗ trong mua sắm công, trực tiếp làm tăng nhu cầu về glulam và các sản phẩm gỗ khối khác.

Những tiến bộ trong chế tạo kỹ thuật số, bao gồm phần mềm thiết kế tham số và mộc được phay CNC, đang giúp việc thiết kế và xây dựng các cấu trúc glulam phức tạp trở nên nhanh hơn và rẻ hơn. Kết hợp với việc ngày càng có nhiều chứng chỉ về rừng được quản lý bền vững, Gỗ dán nhiều lớp glulam là một trong những công cụ thiết thực, đã được chứng minh và có thể mở rộng có sẵn để xây dựng một môi trường xây dựng bền vững hơn.