第二章 膠合集成材簡介
第二節 膠合材之解剖
膠 合 材 是 用 以 膠 合 劑 膠 合 起 來 的 層 積 材 組 成，所 有 層 積 材 的 紋 理 方 向 都 與 構 件 的 長 度 平 行 。 用 南 部 松 木 做 的 膠 合 材 ， 層 壓 材 厚 度 通 常 為 35mm．而 用 西 部 各 種 木 材 所 做 的 膠 合 材 ， 層 壓 材 厚 度 通 常 為 38mm，但 也 會 有 例 外。儘 管 可 以 根 據 客 戶 需 求 生 產 出 幾 乎 任 何 寬 度 的 構 件 ， 但 是 膠 合 材 產 品 的 淨 寬 一 般 在 63mm至 273mm間 。
由 於 膠 合 材 是 工 程 木 材 產 品 ， 因 此 可 以 滿 足 各 種 設 計 應 力 的 要 求 。 橫 樑 的 底 部 和 頂 部 採 用 最 堅 固 的 層 積 材 ， 因 為 其 底 部 和 頂 部 承 受 的 張 力 和 壓 力 最 大 。 採 用 這 種 概 念 ， 可 以 將 等 級 較 高 的 板 片 用 於 受 力 最 大 的 部 位 ， 而 將 結 構 品 質 較 低 的 板 片 用 於 受 力 較 小 的 部 位 ， 從 而 能 夠 更 有 效 地 利 用 木 材 資 源 。
一 、 平 衡 樑 與 非 平 衡 樑
膠 合 材 可 用 來 製 造 成 平 衡 樑 或 非 平 衡 樑。就 強 度 而 言，膠 合 材 彎 曲 構 件 最 關 鍵 的 部 位 是 其 最 外 層 的 受 力 部 位 。 在 製 造 非 平 衡 樑 時 ， 在 承 受 張 力 的 一 側 使 用 較 高 品 質 的 板 材 ， 在 承 受 壓 力 的 另 一 側 則 便 用 較 低 品 質 的 板 材 ， 這 樣 便 能 更 有 效 地 利 用 木 材 資 源 。 因 此 ， 非 平 衡 樑 在 承 受 壓 力 和 承 受 張 力 的 部 位 其 有 不 同 的 彎 曲 應 力 ， 必 須 因 應 進 行 安 裝 。 為 確 保 非 平 衡 樑 的 正 確 安 裝．樑 的 頂 部 清 晰 印 有 "Top"兩 字。非 平 街 樑 主 要 用 於 簡 文 樑 用 途 。
平 衡 樑 採 用 品 質 對 稱 的 板 材 。 平 衡 樑 用 於 懸 臂 或 連 結 跨 度 ， 在 這 些 用 途 中 ， 由 於 工 作 負 載 ， 構 件 的 頂 部 和 底 部 都 可 能 承 受 張 力 。 平 衡 樑 也 可 以 用 於 單 一 跨 度 用 途 ， 不 過 這 種 用 途 使 用 非 平 衡 樑 效 率 會 更 高 。
二 、 容 許 應 力 設 計 特 性
在 擬 定 膠 合 材 的 技 術 規 格 時，容 許 應 力 設 計 特 性 是 一 個 關 鍵 因 素 。 彎 曲 構 件 一 般 是 以 其 最 大 允 許 彎 曲 應 力 來 確 定 其 技 術 規 格。例 如，符 號 24F表 示 構 件 的 允 許 彎 曲 應 力 為 2400psi。
同 樣 ， 26F表 示 構 件 的 允 許 彎 曲 應 力 為 2600psi。 改 變 層 積 材 中 高 品 質 板 材 的 比 例 和 等 級 ， 便 能 獲 得 不 同 的 應 力 等 級 。 使
所 用 板 材 的 等 級 是 以 目 測 或 是 以 機 械 分 級 ， 應 力 組 合 標 記 中 還 包 括 第 二 套 符 號 。 例 如 ， 以 目 測 分 級 的 花 旗 松 木 所 做 的 非 平 衡 24F膠 合 樑 ， 其 標 記 為 24F-V4。 "V"表 示 層 積 材 是 採 用 目 測 分 級 的 板 材 ("E"表 示 機 械 分 級 板 材 )。 數 字 "4"進 一 步 說 明 所 用 的 具 體 板 材 組 合 。 然 後 ， 再 為 板 材 賦 予 全 套 設 計 應 力 ， 例 如 水 平 剪 切 力 、 彈 性 係 數 等 等 。
三 、 軸 定 向
在 安 裝 膠 合 集 成 樑 時，通 常 是 將 層 積 材 較 寬 的 一 面 與 所 施 負 載 重 成 正 交 ， 因 此 通 常 被 稱 為 水 平 層 積 材 構 件 。 如 果 將 此 構 件 旋 轉 90度 ， 使 層 壓 材 的 寬 面 與 所 施 負 載 平 行 ， 則 被 稱 為 垂 直 層 積 材 構 件 。
四 、 尺 寸
膠 合 集 成 材 有 自 訂 尺 寸 和 標 準 尺 寸 兩 種。普 通 膠 合 樑 按 照 標 準 尺 寸 製 造，然 後 在 經 銷 商 訂 購 時 切 割 成 所 需 長 度。通 常 ， 膠 合 樑 的 標 準 寬 度 有 79mm、89mm、130mm、139mm和 171mm 等 可 以 滿 足 大 多 數 住 宅 建 築 用 途 的 需 要 。 在 需 要 長 跨 度 、 特 重 負 載 或 其 他 設 計 時 ， 通 常 使 用 定 製 構 件 。 定 製 構 件 可 以 做 成 幾 乎 任 何 尺 寸 和 形 狀 ， 以 滿 足 各 種 設 計 條 件 。 一 些 常 見 的 定 型 形 狀 的 構 件 包 括 曲 樑 、 斜 曲 樑 、 徑 向 拱 門 和 英 國 都 繹 式 拱 門 。
五 、 外 觀 分 類
膠 合 材 的 外 觀 有 很 多 種，表 面 看 來 各 有 不 同，但 同 一 強 度 等 級 的 膠 合 材 ， 其 結 構 特 點 都 相 同 。 膠 合 材 的 外 觀 分 類 如 下 : 1.框 架 級 ： 這 種 類 型 的 膠 合 材 僅 用 於 隱 蔽 用 途 。 屬 於 這 種 外
觀 類 別 的 膠 合 樑 ， 所 設 計 的 寬 度 是 專 門 配 合 美 式 建 築 所 特 有 的 2×4和 2×6牆 壁 框 架 系 統 。
2.工 業 級 ： 用 於 掩 蔽 用 途 或 不 側 重 外 觀 的 用 途 。
3.建 築 級 ： 用 於 構 件 外 露 因 而 側 重 外 觀 的 用 途 ， 因 為 這 種 膠 合 材 表 面 光 滑 漂 亮 。 標 準 棵 往 往 都 是 這 種 外 觀 ， 以 便 暴 站 在 建 築 物 外 ， 供 人 觀 瞻 。
4.特 殊 級 ： 僅 用 於 側 重 外 觀 考 慮 的 定 型 產 品 。
所 有 外 觀 類 別 均 允 許 木 材 自 然 生 長 特 色，並 允 許 各 種 程 度 的 明 孔 隙 。 按 照 外 觀 等 級 規 定 ， 這 些 孔 隙 需 用 填 充 物 填 平 。 外 觀 分 類 與 層 積 材 的 結 構 強 度 規 格 要 求 無 關 ， 因 此 不 影 響 樑 的 設 計 參 數 。
六 、 截 面 特 性 與 負 載 能 力
在 選 擇 膠 合 材 構 件 時，建 築 師、設 計 師 或 用 戶 必 須 選 擇 具 有 所 需 截 面 特 性 的 構 件 ， 以 滿 足 負 載 要 求 。 含 不 同 應 力 級 膠 合 的 膠 合 材 ， 可 以 有 不 同 的 承 重 能 力 。 這 些 樑 的 承 重 能 力 基 於 與 層 積 材 寬 面 成 正 交 的 負 載 ， 即 橫 樑 X-X軸 的 彎 曲 。
七 、 彎 度
木 構 造 在 設 計 上 最 重 要 的 考 慮 之 一 是 撓 度。對 於 較 長 的 跨 距 ， 撓 度 往 往 是 決 定 性 的 設 計 因 素 。 雖 然 任 何 木 材 彎 曲 構 件 都 可 以 設 計 到 最 少 撓 度 ， 但 是 膠 合 集 成 材 是 唯 一 能 夠 輕 易 彎 曲 以 減 少 撓 度 對 建 築 物 美 觀 影 響 的 工 程 木 材 。 彎 度 是 指 在 預 組 構 件 中 建 立 的 曲 率 ， 它 與 在 重 力 負 載 下 構 件 預 定 撓 度 的 方 向 和 大 小 相 反 。
依 膠 合 集 成 材 專 家 建 議，一 般 屋 頂 樑 的 曲 率 應 該 是 預 計 固 定 載 荷 撓 度 的 1.5倍 ， 一 般 情 況 下 ， 這 將 足 以 保 證 頂 樑 不 會 像 未 經 彎 曲 處 理 的 木 材 產 品 那 樣 ， 在 承 重 多 年 後 出 現 下 垂 現 象 。 為 獲 得 平 直 的 外 形 ， 建 議 地 板 樑 的 曲 率 應 該 僅 為 預 定 固 定 載 重 撓 度 的 1倍 。 膠 合 樑 的 彎 度 規 定 稱 為 "彎 度 尺 寸 。 或 生 產 中 用 的 曲 率 半 徑 。 雖 然 可 以 指 定 任 何 彎 度 ， 但 是 商 業 用 途 上 常 用 的 彎 曲 率 半 徑 為 488m和 610m。