传统民居木结构柱-插梁透榫插销节点抗震性能试验研究

以传统民居柱-插梁透榫插销榫卯节点为研究对象,结合节点拟静力试验和透榫插销单元剪切试验,分析节点刚度、承载能力、耗能、转动中心的非对称性及其形成机制,讨论不同加载模式对透榫插销单元抗剪性能的影响,进一步推导节点转动刚度和内应力屈服次序.结果表明:透榫插销节点正、负向转动屈服模式分别为插销连接处剪切屈服和榫头上下表面横纹嵌压屈服,对应转动初始刚度和屈服弯矩差异达3倍以上,主要受梁端对柱挤压和木销拉结作用影响;节点屈服后,木销连接处残余变形导致节点拉向转动时拔榫难以复位,梁端与柱表面脱离,仅通过榫头上下表面挤压摩擦产生抵抗弯矩;拉向、拉压循环加载模式下,透榫插销单元失效模式为插销处剪切和弯曲断裂;初始剪切刚度和屈服荷载均高于单调加载,但极限位移仅为单调加载的56%和78%,因插销连接失效对应整体节点极限转角为0.08~0.11 rad.通过分别推导榫头-卯口挤压内力和梁端-柱拉、压内力形成的弯矩,叠加获得节点弯矩-转角关系与试验值吻合良好.

碳纤维增强环氧树脂三维编织/单向织物混杂复合材料力学性能

为研究层间混杂碳纤维三维编织/单向(3D/UD)织物增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备混杂复合材料层合板,通过试验研究分析了不同混杂比、铺层角度以及铺层顺序对混杂复合材料静、动态力学性能的影响。结果表明,单向碳纤维的加入显著提高了混杂复合材料的层间静态力学性能,其层间剪切性能随织物铺层分散性的增加而提升。而随着UD织物铺层比例的增加,混杂复合材料的弯曲性能和储能模量先升高后降低,压缩性能则不断下降。单向碳纤维的铺层角度对混杂复合材料力学性能的影响也较大,0°单向铺层混杂复合材料的静、动态力学性能均优于30°单向铺层混杂复合材料;在相同混杂比下,铺层顺序的不同对混杂复合材料的力学性能也有较大影响,0°单向铺层的三明治结构U6/3D/U6,其弯曲强度和弯曲弹性模量最高,分别为1210 MPa和117 GPa。此外,混杂复合材料3D编织层的失效以丝束与树脂的界面破坏为主,而单向层的失效以纤维断裂和分层破坏为主,不同的失效形式导致了混杂复合材料力学性能的差异。

明甪直天王殿松木斗拱振动台试验研究

以甪直保圣寺天王殿斗拱为参考对象,进行无缩尺松木斗拱模型的地震台试验研究。通过对斗拱的加速度与动力放大系数变化趋势、斗拱在振动过程中位移响应变化特征、斗拱变形最大时刻和各构件变形最大时刻的滑移位移和回转位移数值对比分析,得出以下结论:地震加速度用于衡量地震烈度,并不能直接反映斗拱试件的最大变形;振动频率的变化对斗拱回转变形的变化起重要作用,振幅是决定各构件水平滑移的主要因素;各构件变形最大值与斗拱整体变形最大值具有很强相关性,其中栌斗和华拱的回转变形对斗拱的整体变形而言,处于支配地位;斗拱的华拱连下昂部分主要起装饰作用,其榫卯连接节点位置在振动过程中较为薄弱,在对实际文物维护修缮过程中应引起重视并采取相关加固措施。

小径级杉木制备内置碳纤维电热线地热地板

以小径级杉木六棱柱体锯制的层板为芯层和底层,并在芯层内置碳纤维电热线,制备三层结构地热地板,测试在不同电压下地板的导热性能和尺寸稳定性。结果表明：试板经0.5h左右即达到平衡温度,最终可达30-35℃,表面温度分布均匀,电压的提高有助于地板的导热效能,并能够显著提高地板最终平衡温度;组坯方式对地板面层温度及尺寸稳定性均无明显影响,但对传热稳定性有一定影响;长时间加热时地板的尺寸稳定性有待提高。

SPF规格材密度与节子变异特性对抗弯性能的影响

探讨了密度、节子对SPF规格材弹性模量和静曲强度的影响。考虑到材料在不同构件中受力方式不同,试验采取了平弯和侧弯2组。结果表明,节子的大小和数量是影响材料抗弯性能的重要因素。在密度相差不大的情况下,木节相对尺寸的大小与抗弯强度成反比;密度与弹性模量及静曲强度存在一定的线性关系。

交叉层积材(CLT)的开发应用及发展前景

介绍一种新型木质工程材料——交叉层积材(Cross-laminated Timber,CLT)的基本结构性能,着重分析CLT耐火、抗震和隔声等功能性的研究成果,以及在国内外现代木结构中的开发应用,和CLT体系在我国的发展前景,并提出发展建议。

GFRP筋增强胶合木梁抗弯性能研究

为研究内嵌GFRP筋增强胶合木梁的抗弯性能,制作了11根铁杉胶合木梁,依据欧洲BS EN 408标准,对其进行四点弯曲加载试验。试验参数包括:开槽位置、槽口数量及槽口形状。试验结果表明:对胶合木梁开槽会使胶合木梁的抗弯性能显著下降,而圆形槽口对于木材的破坏程度小于方槽;同时在受拉区和受压区对胶合木梁增强,其效果比单独在受拉区增强的效果更好,极限荷载和延性系数分别提高了5.88%、16.85%;仅在木梁受拉区增强时,增加GFRP筋的数量,除了延性得到改善外,刚度和极限承载能力均降低;采用圆形槽口增强时,其增强效果优于用方槽对胶合木梁的增强。

不同老化试验方法对层板胶合木性能的影响

以层板胶合木为研究对象,比较了不同人工加速老化方法(ASTM D1037、BS EN1087—1、CAN/CSA—0188、ASTM D3434)对层板胶合木构件力学性能的影响。层板胶合木构件在4种不同人工加速老化方法的作用下,通过对静曲强度、弹性模量、剪切强度及木破率等实验指标的比较分析,发现试材的胶合剪切强度下降程度明显高于其他性能的变化程度,建议作为判定层板胶合木构件耐老化性能的重要指标;经分析认为达到相同老化效果BS EN1087—1法更节约时间,是研究层板胶合木耐老化性能较优的人工加速老化处理方法。

木结构建筑工程专业应用人才培养方案的研究——以全国首设的南京林业大学木结构建筑工程专业为例

针对南京林业大学本科生木结构建筑工程专业现行人才培养模式的特点和问题,通过对主干课程环节的调整和教学内容的改进,完善了以木结构建筑设计为中心的综合课程体系建设。调整了部分基础课程设置,以保持在工程技术方向的课程优势。在教学过程中,注意结合工程实践、设计竞赛等,充分发挥南京林业大学材料研究的优势和办学特色,培养木结构建筑高素质设计人才。

OSB在家具及室内装饰中的应用

定向刨花板,（oriented strand board,简称OSB）,指以小径级原木为原料,经刨片加工得到的长条刨花为基本木质单元,经干燥、施胶、定向铺装和热压得到的一种人造板材。中国正式的OSB研究始于1978年,曾列入国家＂八五＂科技攻关项目,南京林业大学还成立了定向结构板工程研究中心,对OSB进行了比较系统的研究。

开孔单板层积材破坏模式分析及胶合板强化法

对单板层积材(LVL)搁栅进行三点弯曲试验,分析并对比开孔搁栅及未开孔搁栅的破坏模式,研究在孔洞周围使用钉接胶合板进行强化的方法,评估钉接胶合板的强化效果。结果表明:开孔严重影响搁栅的力学性能,且随着孔径的增大,承载能力减幅明显;在孔洞周围使用钉接胶合板强化法,提高了搁栅的承载能力;增加胶合板厚度和钉子数量,搁栅的承载性能整体呈上升趋势;胶合板对开孔搁栅的强化能力取决于两者间的有效贴合程度。

少林寺初祖庵大殿铺作模型拟静力试验

现存初祖庵大殿建于宋代,为殿堂式木结构古建筑,其建筑形制及技术对研究我国传统建筑具有重要意义。以初祖庵大殿柱头落叶松铺作为研究对象,基于实地调查及数据测量并参考修缮资料,制作1∶1足尺模型,对铺作横向(X方向)和纵向(Y方向)在不同竖向荷载作用下进行水平低周反复荷载试验。依据试验现象和数据研究铺作传力机理,依据等效能量法将滞回曲线等效为双折线模型,得到了宋代铺作2个方向的破坏模式、刚度、变形和能量耗散等力学性能。结果表明:竖向荷载对铺作的抗震性能有很大影响,在铺作的弹性阶段,竖向荷载与铺作的力学性能呈现明显的正相关;随着竖向荷载增加,X方向铺作与Y方向铺作的侧向承载力和能量耗散逐渐增大;X方向铺作的各项力学性能优于Y方向铺作;不同方向铺作在不同竖向荷载作用下的能量耗散效率不同,在相同条件下X方向铺作的能量耗散效率优于Y方向铺作。破坏模式为构件之间以及榫与构件之间发生剪切及承压破坏,导致铺作松散。试验结果为初祖庵大殿后期的加固和监测提供了参考依据及科学指导。

云杉胶合木钢板斜螺钉连接的剪切性能研究

为准确评价斜螺钉连接钢 木节点的剪切性能,探明其受力机理,以云杉胶合木、钢板和自攻螺钉作为研究材料,测试不同荷载方向与受力情况下斜螺钉连接节点的承载性能,将试验数据与国外规范中的计算模型进行对比,提高了侧边钢板 胶合木(钢 木)斜螺钉连接节点承载性能的预测能力。结果表明:自攻螺钉与剪切面之间的角度变化对其在钢 木节点承受剪 压复合应力的承载力影响不明显,当偏转为剪 拉复合应力时,节点承载力明显增大,并在30°~45°获得最大值;剪 压复合应力时,现行EC5公式计算剪 压节点的极限承载力非常不安全;EC5的刚度预测结果在剪 压复合应力区和垂直剪切面钉入时,与试验值吻合度很高,但对剪 拉区节点的滑移模量没有预测性;将Tomasi模型应用于斜螺钉连接钢 木节点滑移模量理论计算时,在45°~90°时与试验值吻合度极高。单颗自攻螺钉的抗拔刚度计算节点滑移模量的方法极为有效,具有较高的借鉴意义。

优秀本科毕业设计的质量与评价体系研究——以全国首设的南京林业大学木结构建筑工程专业为例

当下高校本科毕业设计(论文)中出现的问题主要有论文质量较低、项目陈旧缺乏创新以及实验设计缺乏严谨性等。本科毕业设计(论文)的制作与完成过程有助于本科毕业生提高综合能力,完善本科专业知识框架。南京林业大学木结构建筑专业提出:以学校的在线毕业设计管理系统为主,辅以开题前的双选加盲选机制以及学术沙龙式的汇报形式,再加之贯穿于整个本科阶段培养计划的毕业设计教育意识,可以潜移默化地帮助学生高质量、高要求、低压力地完成本科毕业设计内容。

浅析JANS地区木制品甲醛释放量检测方法之异同

收集了日本、澳大利亚、新西兰地区有关木制品甲醛释放量的相关标准,分析不同标准之间的异同,以便更好地了解这些地区的标准现状,为指导我国企业生产及促进经济贸易做参考。

碳纤维三维编织-铺层混合结构复合材料管的轴向压缩性能

采用准静态轴向压缩实验和有限元仿真相结合的方法,对三维编织(3D)-单向铺层(Unidirectional ply,UD)混合的碳纤维复合材料管的轴向压缩性能和破坏机制进行了研究。实验结果表明,3D-UD混合管具有更稳定的压缩吸能模式;相比UD管,混合管的峰值载荷、总吸能和比吸能分别提高了20.3%、109.2%和67.1%。进一步对3D-UD混合管的破坏过程进行了有限元仿真分析,得到的载荷-位移曲线与实验结果吻合较好,验证了仿真模型的有效性。结合实验结果与混合管损伤变形的仿真分析发现,外层3D和内层3D对夹层UD的束缚和支撑作用抑制了UD管管壁因弯折过大而断裂,而夹层UD管的稳定破坏吸能使得3D管未发生严重的编织层卷曲现象,因此3D-UD混合管可以有效抵抗管壁变形,提高轴向压缩下的稳定性和吸能性。

中高层木结构用正交胶合木(CLT)在欧洲的研究与发展现状

针对目前我国正交胶合木(CLT)的相关研究工作较少,基础理论与试验数据匮乏,产品规范与检测标准不完善的现状,介绍CLT在欧洲的发展沿革与研究现状,从CLT生产与材料研究、基础理论模型、结构节点设计与加固试验、工程案例分析等方面进行综述和分析评价,梳理CLT建筑与产品相关研究成果及发展热点,指出国内CLT研究中亟待解决的问题与尚未涉及的方面,为国内CLT产品设计研发与进一步试验研究提供借鉴和参考。

轻型木结构楼面板用结构胶合板冲击性能研究

介绍了轻型木结构楼面板所用结构胶合板在冲击载荷下的结构性能试验装置、试验条件和试验方法;研究了结构胶合板在冲击载荷下的结构性能。试验结果表明:同一树种、不同厚度的结构胶合板,其厚度越大,抗冲击性能越强;意杨结构胶合板的抗冲击性能要优于桉木结构胶合板的;结构胶合板的抗冲击性能随着冲击能量的增大而减弱,并呈现一定的函数相关性;同一树种、同一层数、同一厚度情况下,板芯厚度增大,抗冲击性能呈现先增大后减小的趋势。

高盐环境对钉连接木结构抗剪性能的影响

选用木结构建筑工程中常使用的规格材(SPF),定向结构刨花板以及环纹钉制作的抗剪试件,并且配置四种不同浓度的盐溶液对木结构钉连接试件进行反复浸泡和晾晒,通过采用单调加载的方式进行抗剪试验,研究高盐环境对木结构连接抗剪性能的影响。试验结果表明:相同处理周期下,随着盐溶液浓度增加,单剪试件在承载过程中弹性变形阶段缩短,塑性变形阶段延长,屈服荷载变小;相同盐溶液浓度情况下,随着处理周期延长,屈服荷载、极限荷载均减小。

轻型木结构墙面板用结构胶合板冲击性能试验

介绍了轻型木结构墙面板用结构胶合板抗冲击性能试验的条件、装置和方法,并根据欧洲标准研制了加载装置,研究了结构胶合板在冲击载荷下的结构性能。试验结果表明:同一树种、不同厚度的结构胶合板,厚度越大,抗冲击性能越强;同一树种、同一厚度的结构胶合板,芯板越厚(层数越少),抗冲击性能越好;同一树种的结构胶合板厚度和层数相同时,随着芯板厚度的增加,抗冲击性能有变差的趋势;意杨结构胶合板的抗冲击性能优于桉木结构胶合板。