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正交胶合木(Cross-laminated timber,CLT)作为楼盖构件使用时,承受柱或墙体施加的垂直荷载而引起CLT发生横纹承压变形,甚至是破坏,因此CLT产品的设计及应用需要其横纹承压弹性模量和强度方面的参数;如何改善和提高CLT的横纹承压性能,提高整体结构强度和建筑安全系数已经成为当前CLT材料研究的重点。已有研究表明混合结构CLT(Hybrid cross-laminated timber,HCLT)能够提升CLT的抗弯、抗剪性能,本论文展开HCLT横纹承压性能研究,扩大HCLT的应用。论文主要研究云杉-松-冷杉(Spruce-pine-fir,SPF)与层叠木片层积材(Laminated strand lumber,LSL)两种不同材料组坯的HCLT全表面和局部点荷载、线荷载横纹承压性能。改变LSL厚度所占HCLT总厚度的比例(0%,30%,63%),分析不同材料的厚度比(组坯方式)对HCLT横纹承压性能的影响,评价不同加载方式(双侧加载、单侧加载)和加载位置(中心、角落、平行或垂直表层纹理加载)对HCLT局部横纹承压性能的影响。同时采用四种方法:不区分HCLT结构和不对应全表面和局部加载面积(方法一);区分HCLT结构和不对应全表面和局部加载面积(方法二);区分HCLT结构和对应全表面和局部加载面积(方法三);区分HCLT结构,建立HCLT应力扩散模型,分析调整系数,并着重分析局部承压应力分散模型(方法四)。结合数字图像相关法(Digital Image Correlation,DIC)对HCLT横纹承压破坏过程中的全场应变进行测量,分析HCLT横纹承压加载过程中应变发展过程和破坏模式。(1)CLT/HCLT全表面横纹承压性能。在全表面加载的情况下,HCLT明显改善了CLT的横纹承压强度,随着LSL厚度所占HCLT厚度比例的增加,横纹承压强度呈线性增加,强度最高的HCLT比单一材料的CLT强度提高35.71%,横纹承压弹性模量随之递减,降幅不大。(2)HCLT局部点荷载横纹承压性能。随着LSL厚度所占HCLT厚度比例的增加,点荷载横纹承压性能显著提高。在角落位置单侧加载的情况下,组坯方式为LSL-SPF-LSL的试件组相比SPF-LSL-SPF试件组横纹承压弹性模量与强度分别提升了39.42%和36.31%。单侧加载时的横纹承压性能要明显高于双侧加载,SPF-LSL-SPF和LSL-SPF-LSL试件组在中心位置单侧加载比双侧加载的横纹承压强度分别高13.93%和36.47%,弹性模量分别高49.09%和28.25%。在中心位置加载的HCLT试件局部点荷载横纹承压强度和弹性模量最大;在角落位置加载时最小。垂直表层纹理方向加载时的横纹承压弹性模量和强度高于平行表层纹理方向加载的值。(3)HCLT局部线荷载横纹承压性能。随着LSL厚度所占HCLT厚度比例的增加,线荷载横纹承压强度显著提高,LSL-SPF-LSL试件组线荷载横纹承压强度优于SPF-LSL-SPF试件组;而在中间位置加载时,无论是双侧加载还是单侧加载,LSL-SPF-LSL试件组局部线荷载横纹承压弹性模量都要低于SPF-LSL-SPF试件组,分别降低了15.50%和4.85%。在中心位置加载时,无论是单侧加载还是双侧加载局部线荷载横纹承压性能都要优于在边缘位置加载。单侧加载时HCLT的局部线荷载横纹承压性能要优于双侧加载,在中间位置加载时,SPF-LSL-SPF试件组与LSL-SPF-LSL试件组的横纹承压强度分别提高了24.75%和19.53%,弹性模量分别提高了31.07%和44.37%。(4)调整系数。根据四种不同方法计算的调整系数都表明:点、线荷载双侧加载的调整系数要小于单侧加载;角落位置点加载、边缘位置线加载都要比在中心位置加载时的调整系数低;垂直表层纹理方向加载的调整系数要高于平行表层纹理方向加载。局部横纹承压弹性模量的调整系数要低于强度的调整系数。组坯方式为LSL-SPF-LSL的试件组局部横纹承压强度的调整系数要高于SPF-LSL-SPF试件组。根据方法一计算的点和线加载局部横纹承压强度调整系数的范围分别为1,21～1.99和0.99～1.48。SPF-LSL-SPF试件组采用方法二、方法三、方法四计算的局部横纹承压强度的调整系数比较接近;对于LSL-SPF-LSL试件,采用方法三的计算方法得到的调整系数普遍偏高,而另外采用方法二和方法四计算得到的调整系数很接近,采用方法四建立HCLT应力分散模型计算的调整系数与方法二计算的调整系数之间有较好的吻合。(5)破坏过程DIC分析和破坏模式。CLT/HCLT全表面横纹承压试件在极限荷载作用下,水平应变场的高应变区都出现在SPF层板材料侧面未胶合处;垂直应变场的高应变区主要出现在LSL层板材料处;平面内剪切应变场的高应变区主要集中于SPF层板材料。HCLT横纹局部点加载和线加载承压试件在不同应力水平下的垂直应变场可以看出加载钢板下方的材料的破坏是局部化的,高应变区都集中于加载端下方位置,而其他未直接受压的木材区域影响不明显。主要破坏模式是层板材料SPF髓心位置、或沿年轮、木射线方向产生裂缝;局部加载时,LSL材料纤维会断裂,未直接受压区域胶层开裂较为严重。根据HCLT试件的应变分布场,应变分布与HCLT的应力分散模型较一致,顺纹和横纹方向应力分散角度分别约为45°和15°。