结构用竹木复合层积材的制备及其力学性能评价

利用竹木复合的方法来提高杨木单板层积材的力学性能,从而使其满足结构用单板层积材的等级要求。分别利用竹束单板和竹席单板与杨木单板浸胶复合制成竹木复合层积材,并测试其力学性能以及单板间的胶合性能。研究表明,竹束杨木复合和竹席杨木复合的层积材强度等级均大大超过杨木单板层积材,分别可达140E优等品、110E优等品。

漠河产兴安落叶松弹性模量分级与力学性能

以漠河产落叶松原木为材料,将其制作成锯材,利用FFT测试并按照弹性模量将锯材分等后,参照国家标准(GB/T 1927~1943-2009)对3个等级落叶松锯材清材小试样的气干密度、顺纹抗压强度、抗弯弹性模量和抗弯强度等主要物理力学性质进行比较研究,分析3个不同加载方向下抗弯弹性模量的差异。结果表明,利用FFT测试并分等漠河兴安落叶松具有可行性,分等后ME16等级的落叶松其气干密度、顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、抗弯强度的平均值比较大,分别为0.795g·cm^(-3)、66.8MPa、19 311MPa、127.9MPa;漠河产兴安落叶松3个加载方向(T、R1、R2)下的抗弯弹性模量间无显著性差异。

国产日本落叶松正交胶合木的销槽承压强度

【目的】正交胶合木是一种新型现代木结构材料。销类连接是现代木结构中应用最广泛的连接形式,销槽承压强度是销连接设计的重要参数。研究国产日本落叶松正交胶合木(CLT)的销槽承压性能,旨在为CLT结构销类连接的本土化设计提供参考。【方法】对36组432个国产日本落叶松3层CLT试件进行半孔静力加载试验,分析CLT密度、销径、螺纹、胶缝和加载角度对CLT销槽承压强度的影响,并基于试验结果评价美国NDS、加拿大CSA、Kennedy、Uibel和Blaβ(U&B)提出的4种计算方法对国产日本落叶松CLT宽面和窄面销槽承压强度预测的适用性。【结果】CLT的销槽承压强度与CLT密度呈正相关,与销径呈负相关,与螺纹没有明显关系。销垂直于CLT窄面时,加载角度0°的销槽承压强度是90°的3.06倍,胶缝处的销槽承压强度为两者的平均值。销垂直于CLT宽面时,加载角度0°的销槽承压强度明显大于加载角度90°的销槽承压强度。计算值与试验值相比:销垂直于CLT窄面,加载角度为0°(位置A)时,加拿大CSA模型的相对误差小于8.37%,加载角度为90°(位置D)时,U&B模型的相对误差小于8.56%(个别除外),两者均小于10%,吻合良好;销垂直于CLT宽面,4个模型在加载角度为0°(位置C)和90°(位置B)时的相对误差均大于10%,本研究建立的CLT宽面销槽承压预测模型相对误差分别小于5.31%和6.04%,两者均小于10%,吻合良好。【结论】密度、销径和加载角度等是影响CLT销槽承压强度的重要因素。对于国产日本落叶松CLT销槽承压强度的计算方法可参照以下建议:销垂直于CLT窄面,加载角度为0°时,可选用CSA模型,加载角度为90°时可选用U&B模型;销垂直于CLT宽面,加载角度为0°或90°时,均可选用本研究建立的预测模型。

日本柳杉木构件内嵌钢填板销连接横纹承载性能

【目的】研究日本柳杉木构件内嵌钢填板销连接在横纹荷载作用下的破坏机制和承载性能,为木结构梁、柱构件金属件连接时梁端销连接设计提供依据。【方法】在梁端部开槽钻孔后将单个钢销连接到内嵌钢填板,分别对日本柳杉锯材梁和胶合木梁进行横纹荷载作用下的弯曲剪切加载试验,按照日本通行数据分析方法确定销连接短期承载力标准值,并与5个不同国家标准规定的屈服荷载计算值进行比较。【结果】加载初期,荷载-位移曲线呈线性关系,构件处于线弹性阶段,随着位移增加曲线呈非线性,构件进入弹塑性阶段,当位移增加到一定数值,梁端出现初始脆性开裂,荷载瞬间急速减小,随后荷载又随位移增加再次上升,加载至极限状态时,梁构件产生劈裂破坏丧失承载力;最终的破坏形态为梁构件沿销孔水平剪切面开裂、销连接屈服模式Ⅲ型;通过足尺试验得到断面尺寸120 mm×240 mm锯材梁和胶合木梁的钢填板单个销连接短期承载力标准值取决于屈服荷载,分别为8.6和13.7 kN,初始开裂对应的荷载平均值分别为15.0和21.1 kN,屈服荷载平均值分别为14.50和15.00 kN,最大荷载平均值分别为27.0和30.8 kN。【结论】胶合木梁钢填板销连接的最大荷载和屈服荷载平均值均大于锯材梁,且变异系数明显小于锯材梁,含水率低而变异小,从而导致试验获得胶合木梁销连接的短期承载力标准值明显高于锯材梁,当销连接作为中小断面梁柱构件的主要连接方式时,宜选用强度等级确定、质量合格的胶合木作为木构件,比锯材具有更高的连接承载力。梁端销连接节点承载力与单个销连接承载力和销数量具有良好的相关性,可作为梁柱节点梁端销连接设计依据。销连接部位发生销屈服后木材开裂,初始开裂取决于木材抗剪强度、横纹抗拉强度和销所在的梁高部位以及销孔到梁端的距离,发生初始开裂后钢销仍能起到支撑作用,连接节点延性较好;锯材梁和胶合木梁短期承载力标准值与标准中规定的屈服荷载公式计算值吻合度较好。各国标准中关于脆性破坏计算公式均能较好预测销连接木材的脆性破坏,与试验值比较,日本标准对于劈裂破坏的计算值最为接近,欧洲和加拿大标准的计算结果更趋于保守,我国现行标准在销连接设计中尚未考虑木材的脆性破坏,今后应进一步研究完善销连接计算公式和参数,更好地保证木构件连接安全可靠度。

落叶松指接规格材弹性模量的研究

研究指接、锯材等级对兴安落叶松结构用指接材弹性模量的影响,分析不同检测方法评估落叶松指接规格材弹性模量的可靠性。以落叶松锯材为原料,根据纵向基频振动(FFT)测试结果将其分为M_E12、M_E14、M_E16、M_E18四组,制备截面为40 mm×90 mm的规格材和指接规格材;分别利用纵向基频振动(FFT)、横向振动(TV)、机械应力分等级(MSR)测试评估指接材的静态弹性模量。结果表明:落叶松规格材和指接规格材是一种高弹性模量的锯材,其平均弹性模量大于SPF目测二级规格材的弹性模量;分级后,不同等级指接材弹性模量差异显著;指接加工降低中低等级锯材的弹性模量,但不影响高等级锯材的弹性模量;利用MSR测试结果评估指接材的弹性模量效果最佳,但其设备复杂,结合FFT设备的优点,推荐工厂使用FFT在线检测落叶松指接规格材的弹性模量。

兴安落叶松锯材动态弹性模量测试研究

为研究利用纵向振动法测试落叶松锯材动态弹性模量,探究动态弹性模量分布规律,评价落叶松的力学性能。以纵向振动法测试尺寸为4000mm×150mm×50mm和4000mm×100mm×50mm的兴安落叶松锯材A和B的动态弹性模量,对动态弹性模量测试结果进行三参数Weibull分布、正态分布、对数正态分布拟合检验,抽样测试锯材静态弹性模量,并评价锯材的力学性能。结果表明纵向振动法测试的落叶松动态弹性模量和静态弹性模量在0.01水平线性相关;经检验锯材A和B的尺寸对动态弹性模量无显著影响,锯材A和B的动态弹性模量平均值为15475MPa和15347MPa;落叶松锯材A和B的动态弹性模量都符合正态分布;锯材A和B的静态弹性模量设计值分别为15174MPa和15073MPa。验证了落叶松动态弹性模量和静态弹性模量具有相关性,可以利用纵向振动法并根据公式E_(静态)=0.7866E_(FFT)+3.002(R^2=0.8474)估计锯材的静态弹性模量并评价其力学性能;截面尺寸对落叶松锯材的动态弹性模量无影响;可以利用正态分布拟合落叶松的动态弹性模量且其准确性高于Weibull分布;本批次落叶松静态弹性模量达到北美地区进口2550Fb-2.1E等级规格材对弹性模量的要求。

“以导促学”教学模式初探

教师的责任在于教学生学。以导促学有利于提高效果。备课中重点研究以下问题：1．如何引导学生自学最有效？2．确定学生自学范围、自学内容、自学方式、自学时间、自学要求。3．自学可能遇到哪些疑难问题？4．设计什么样的当堂测验题才能最大限度地发现学生自学后还存在的问题？