5 10 15 20 25
L70 L80 L90 L100 L110 等級類型
差異百分比( % ) 小斷面
中斷面 大斷面 大斷面(含指 接)
圖 15 各配置等級類型預測彈性模數與彎曲振動彈性模數差異。
Fig. 15 The percentage differences between predicted MOE and that obtained from flexural vibration test with respect to different grades glulams.
-20 -10 0 10 20 30 40
L70 L80 L90 L100 L110 等級類型
差異百分比( % )
小斷面 中斷面 大斷面 大斷面(含指 接)
圖 16 各配置等級類型預測彈性模數與抗彎彈性模數差異。
Fig. 16 The percentage differences between predicted MOE and that obtained from static bending test with respect to different grades glulams.
圖 16 為預測彈性模數與抗彎彈性模數值的差異結果。其中小斷面 和中斷面與同等級集成材有相同的趨勢，在小斷面集成材之實測抗彎 彈性模數較預測值高，中斷面集成材則預測值較高，大斷面集成材預 測值則較實測值高出約30%。和同等級集成材相比，小斷面集成材實 測值與預測值差異百分比介於-4.69~-16.30%之間，兩者差異性明顯高 於同等級小斷面集成材；中斷面則介於 8.97~19.77%之間，結果較同 等級為低。
造成異等級小斷面集成材差異較同等級小斷面集成材高的原因應 為同等級集成材皆由相同等級集成元配置而成，使預測結果較為接 近。另外，以同等級置之集成材抗彎強度較相同斷面異等級抗彎強度 低，亦是造成同等級集成材預測值較接近的緣故。中斷面集成材差異 較小的原因則亦為異等級集成材提供較同等級集成材高抗彎強度之緣 故，導致中斷面差異值較小。另外，大斷面集成材不論是否含指接集 成元，其差異皆介於28.91~34.31%之間，此顯示此指接對集成材彈性 模數的影響極小，主要因為具指接集成元配置於內層而非最外層。從
圖16 中可知，抗彎彈性模數預測值和實際值的差異由小斷面向大斷面 增加，即在相同長度下，斷面尺寸越大，實際值較預測值低的情況越 大，這樣的結果與同等級集成材相同。
在彈性模數預測值、彎曲振動彈性模數及抗彎彈性模數與抗彎強 度之關係如圖17、18、19、10，圖 17 為小斷面集成材，圖 18 為中斷 面集成材，圖19 為大斷面不含指接集成材，圖 20 為大斷面含指接集 成材。在小斷面集成材中，預測值、彎曲振動及抗彎試驗彈性模數與 抗彎強度之相關係數分別為0.12、0.17 及 0.14；中斷面集成材相關係 數分別為0.06、0.01 及 0.01；大斷面不含指接分別為 0.17、0.12、0.10，
大斷面含指接則分別為0.42、0.47、0.50。異等級集成材三種彈性模數 和抗彎強度之間亦不具有相關性，且異等級各斷面相關性與同等級集 成材相似。結果較Yang (2007) 所得之 0.64 相關係數為低。
y = 2.39 x + 31.03 R2 = 0.17
y = 1.72 x + 34.79 R2 = 0.12
y = 1.59 x + 34.69 R2 = 0.14
15 25 35 45 55 65 75
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
MOE (GPa)
MO R ( M P a)
預測值 抗彎試驗 彎曲振動試驗
圖 17 小斷面集成材彈性模數與抗彎強度之關係。
Fig. 17 Relationship between small cross-section glulam MOE and MOR.
y = -0.29 x + 42.04
MOE (GPa)
MOR ( M P a)
預測值 抗彎試驗 彎曲振動試驗
圖 18 中斷面集成材彈性模數與抗彎強度之關係。
Fig. 18 Relationship between medium cross-section glulam MOE and MOR.
y = 1.99 x + 21.80
MOE (GPa)
MO R ( M P a)
預測值 抗彎試驗 彎曲振動試驗
圖 19 大斷面不含指接集成材彈性模數與抗彎強度之關係。
Fig. 19 Relationship between large cross-section glulam without finger-jointed MOE and MOR.
y = 3.52 x + 13.41 R2 = 0.50
y = 2.67 x + 16.06 R2 = 0.47
y = 2.19 x + 15.85 R2 = 0.42 15
20 25 30 35 40 45 50
4 5 6 7 8 9 10 11 12
MOE (GPa)
MOR (MPa)
預測值抗彎試驗 彎曲振動試驗
圖20 大斷面含指接集成材彈性模數與抗彎強度之關係。
Fig. 20 Relationship between large cross-section glulam with finger-jointed MOE and MOR.
由上述各圖中可見，雖然相關係數頗低，且在二種評估方法所得集 成材動彈性模數與靜彈性模數之間，不具有明顯相關性的情況下，對 於以彈性模數來評估集成材抗彎強度較為困難。
(三)體積對抗彎強度之影響
Russell 等(1990)研究樑體積因子(Cv)對強度影響，以花旗松製材品 為集成元，製造三組不同體積集成材，結果發現隨著體積增大，其抗 彎強度有下降之趨勢。在此之前的研究(Moody et al., 1988)中亦發現，
在分析500 支花旗松及南方松集成樑的結果中，顯示此兩樹種有相同 的體積影響結果，此體積影響因子大約可以(20)式來表示：
102 .
)
0/ ( Vo V
Cv =
---(20) 其中，Cv 為體積調整因子；Vo 為樑基準體積(m3)，其試驗以寬 0.13m、厚 0.305m、長 6.4m
之體積為基礎體積；
V 為不同於基準樑之集成材體積(m3)。
本研究中，柳杉小斷面、中斷面及大斷面集成材體積分別為 0.037、0.061 及 0.139 m3。若以小斷面集成材作為基準體積，可利用 體積影響因子來推測中斷面及大斷面集成材強度性質，其中三種不同 斷面之長度皆為3.6m。表 8 顯示以小斷體積與抗彎強度為基礎，依前 式推估之中斷面及大斷面集成材之抗彎強度值與實測值，及中斷面、
大斷面推測強度值和實際強度值。
表8 以體積影響因子預測中斷面、大斷面集成材抗彎強度
Table 8 Predicted modulus of rupture for medium and large cross section glulam by volume factor based on the mechanical strength of small cross-
section glulam.
MOR(MPa) 斷面 體積(m3) Cv
實際 預測
差異百 分比(%)
小斷面 0.036 1 48.9 48.9 0
中斷面 0.061 0.95 43.7 46.4 6.2 大斷面 0.139 0.87 36.8 42.6 15.8
表8 中可知，當斷面越大、體積越大時，實際強度會有降低的情況。
以體積影響因子來預測中斷面及大斷面集成材強度時，結果亦會發生 強度下降情況，但比較實際及依上式所推算之預測強度值發現，實際 強度值較推測值低。
依據美國國家設計規範(National Design Specification，1997)中有關 結構集成材體積對強度影響以 Cv 表示，由於集成材體積較大時，包
含節、木理斜走等使強度降低機率較高，使得集成材強度減低(Wood Handbook, 1999)。依照集成材寬度
4
51英吋(130mm)、厚度(層積方向)12 英吋(305mm)及長度 21 英呎(6.4m)作為體積基準下，南方松及花旗松 等集成材強度之體積調整因子如下： 中，趨勢皆相同。Russell et al. (1990)所得之結果，不同體積下集成材 抗彎強度實際減低值與依 NDS(1997)計算公式之預測值非常接近，但 本研究柳杉集成材所得之結果，與依
Cv = ( Vo / V )
0.102 計算公式推估之 強度比較，隨體積越大，實測值之強度比與預測強度比的差異越大。由於各等級強度減低的情況一致，將其平均後，結果如圖22。
L110 strength