Bamboo tenon-peg shear connectors for long-span mass timber composite floors: Experimental study and finite-element stress analysis
Notice bibliographique
Résumé
Mass timber products represent key materials in contemporary building design, supporting the transition towards a sustainable and circular construction economy. In mass timber construction, connections govern system-level structural performance and material efficiency. This study shows a new material design framework for long-span cross-laminated timber (CLT)-glulam composite flooring systems, incorporating bamboo-based tenon and peg connectors fabricated using computer numerical control (CNC) machining as an alternative to standard mechanical joints. Push-out shear tests were conducted to characterize the mechanical properties and failure modes of two variants of shear connectors: i) with parallel strands bamboo (PSB) used as tenons and pegs, and ii) with PSB used as tenons and laminated bamboo lumber (LBL) as pegs. The mean load-carrying capacities were 111.07 kN and 106.40 kN per shear plane for the PSB-PSB and PSB-LBL groups, respectively. Within the 6 replicas tested, governing failures were bending and local material crushing in the tenons and CLT lamella, respectively. A 3D mechanics-based finite-element model was developed in ANSYS to map stress and deformation distributions in proximity to the bearing areas, particularly along the mortise perimeter. The model incorporated cohesive zone material properties to capture damage evolution and nonlinearities and was validated against the load-slip experimental curves. The findings confirmed that local mortise deformation influences stiffness but does not compromise peak loads of the tested shear connectors. The stress analysis on the four identified local areas shows that the CLT innermost lamella has significant contribution to the joint’s capacity at a large slip (30 mm). Relating to the pre-design formulations, the joint load-carrying capacity is related to the actual shear plane location on the tenon; however, the possibility of local buckling on the CLT innermost layer is also necessary for ultimate load check. These results support alternative design options for timber joints in mass timber construction, enabling the integration of bio-based materials into large-scale composite floor fabrication for a more sustainable built environment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».