盐分对CFRP加固胶合木顺纹抗剪强度的影响

结果表明:横纹粘贴CFRP加固胶合木的抗剪强度较顺纹粘贴方式高;3种浓度的盐溶液处理横纹粘贴CFRP加固试件均降低了试件的抗剪强度;4%溶液处理的试件顺纹抗剪强度最大;相同浓度的盐环境处理条件下,随着周期的延长,试件的抗剪强度趋于稳定.

圆钢钉和自攻螺钉钉入角度对规格材握钉力性能的影响

【目的】基于规格材上不同角度钉入圆钢钉和自攻螺钉的握钉力性能测试,研究不同钉入角度、木材密度和木材径、弦向对握钉力性能的影响,为木结构钉连接设计提供更完善的科学依据。【方法】以落叶松和白云杉规格材为研究对象,参考握钉力性能试验国家标准,选取国产直径2. 5 mm的圆钢钉和直径4. 0 mm的自攻螺钉,长度均为50 mm,在满足国标最小钉边距、端距和间距的要求下,与木纤维分别成90°(横纹)、60°、45°和0°(顺纹)钉入规格材,在自主设计的多角度握钉力试验夹持装置上以3 mm·min-1恒定速度拔出并得到破坏荷载,比较分析不同条件下的握钉力。【结果】1)随着钉入角度减小,钉拔出时的荷载-位移曲线峰愈加尖锐,自攻螺钉握钉力大于白圆钢钉,密度较大的落叶松的握钉力大于白云杉,且对自攻螺钉的握钉力刚度明显大于白云杉,但相同角度条件下拔出时的荷载-位移曲线特征基本相似;2) 90°钉入时圆钢钉和自攻螺钉的握钉力均大于0°,但从90°到0°圆钢钉的握钉力先增大后减小,而自攻螺钉则相反;3)白云杉径面自攻螺钉的握钉力大于弦面,其圆钢钉的握钉力没有规律,落叶松径面圆钢钉的握钉力小于弦面,其自攻螺钉的握钉力没有规律。【结论】钉与木纤维之间的角度对规格材握钉力具有显著影响,随着角度减小,规格材对自攻螺钉的握钉力先降低后增大,而对圆钢钉的握钉力则相反。规格材径面和弦面的握钉力没有确定关系,在木结构握钉力设计值计算时无需考虑年轮角度参数。欧洲木结构设计规范(BS EN 1995-1-1:2004)推荐的计算公式为螺钉握钉力随着钉入角度减小而减小,测试结果证明该公式在0°时握钉力估算过于保守。端面钉入的自攻螺钉被拔出时,荷载-位移曲线和破坏特征均表明其为明显的脆性破坏,在实际工程中木构件端面上使用自攻螺钉连接需要有效的增强措施和强度验算。

多榀木桁架的静载试验及其承载能力

以现代木结构中的齿板连接木桁架为基础,开发一种多榀木桁架,研究其承载能力和抗变形能力。依据《木结构试验方法标准》(GB/T 50329—2012)中规定的木桁架分级加载试验方法,对比3种木桁架在设计标准荷载下的变形情况和破坏加载阶段的极限承载力。结果表明,多榀木桁架的极限承载力能达到其设计标准荷载的2倍以上,具有良好的安全储备性能;设计时需严格验算木桁架的节点齿板承载力,以满足相应木桁架承载力水平的要求;组成多榀木桁架的单榀之间通过木销连接,具有较好的协同效应,能有效解决单榀的失稳问题;木销连接是一种有效的多榀连接方式,能达到多榀木桁架极限承载力高于单榀之和的目的,使其抗变形能力更优。

分子生物学技术在保国寺北宋大殿木构件来源地鉴别中的应用

建于北宋年间的宁波保国寺大殿是浙江现存年代最久远的木构遗产建筑。在对建造这座北宋大殿的木构件进行树种鉴定时发现了外来树种桧木,从构件位置、形制上分析为宋代建造或维修时使用。文章通过大量的国内外文献资料考证,探寻保国寺以及当时中国与日本之间文化、经济等交流,为研究桧木由海外运输而来提供历史依据,并借鉴分子生物学技术(DNA)在木材鉴定和来源地识别的应用,尝试通过科学方法鉴别桧木的来源地,为印证保国寺在“海上丝绸之路”中实现对外交流和影响建立严谨的科学证据链。

杆件摆放方式对平行弦木桁架承载力的影响

通过对两种摆放方式(规格材立置和平置)的平行弦木桁架进行静载试验,测试其上下弦各节点挠度,分析杆件摆放方式对木桁架刚度、承载能力和破坏模式等力学性能的影响。结果表明,规格材杆件立置的平行弦木桁架具有较高的刚度和极限承载力,破坏以杆件劈裂为主;而杆件平置的木桁架破坏主要发生在齿板连接的节点处。木桁架弦杆接长对其承载能力影响显著,此处安全性能要求更高,必要时应对对接节点处进行加强处理。

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。

斜螺钉连接胶合木梁柱节点抗侧性能研究

设计了一种适用于装配式胶合木建筑的新型梁柱斜螺钉连接节点。采用全螺纹自攻螺钉将金属钢板和梁、柱分别连接,通过高强度螺栓完成梁和柱的基础连接。试验表明:3组斜螺钉连接胶合木梁柱节点低周反复试验得到的弯矩-转角滞回曲线,在拉向和压向加载循环中基本对称,呈"反S形",转角较大时,表现出一定的"捏缩"现象,随着循环次数的增加,骨架曲线的斜率逐渐减小,出现了刚度退化,表明节点在反复荷载作用下因累积吸收的能量而产生损伤;全螺纹自攻螺钉可以有效地将胶合木梁柱节点处的荷载传递到胶合柱的内部,具有较强的抗侧承载性能;节点在变形角1/100循环前,耗能能力处于较低水平,随着转角的增大,耗能能力明显增强,直至最后循环,节点仍保持较强的耗能能力。

不同荷载方向对云杉胶合木销槽承压强度的影响

以云杉胶合木和自攻螺钉为研究材料,探讨不同荷载方向下云杉胶合木的销槽承压强度,分析荷载方向与胶合木销槽承压性能的关系,将试验结果与欧洲和美国木结构设计规范中的理论公式计算值进行对比,修正了销槽承压强度关于倾斜角度的理论计算模型。

超声波无损检测技术在古建筑检测中的应用——以少林寺初祖庵大殿阑额为例

初祖庵作为登封"天地之中"历史建筑群的代表性建筑之一,有着重要的历史价值。初祖庵大殿作为初祖庵主殿,是庵内现存时代最早的一座木构建筑,迄今已有800多年历史,虽然经过屡次修葺,但目前依然存在大量问题。为了更好地了解初祖庵大殿现有阑额的残损情况,测量了初祖庵大殿不同位置的6条阑额,并得到其外观尺寸、含水率、挠度等参数,评价了阑额的安全状态;通过超声波无损探伤仪对初祖庵大殿4条阑额进行检测并初步分析,介绍了利用箱线图和计算公式选取异常点的分析方法,得出不同的残损点,计算了4条阑额的动弹性模量与残余弹性模量,将阑额的力学性能和声学性能结合判断,为后续古建勘察与修复提供依据。