兴安落叶松结构用规格材强度特征值的研究

以截面尺寸为40mm×65mm,40mm×90mm和40mm×140mm国产兴安落叶松结构用规格材为研究对象,参照GB 50005—2003《木结构设计规范》的目测分等规则,将其分为Ⅰc,Ⅱc,Ⅲc和Ⅳc这4个等级.根据ASTM D4761-02a对其进行抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗拉强度和顺纹抗压强度测试.参照ASTM D2915-03,利用非参数法估计得到国产兴安落叶松结构用规格材的不同强度特征值,结果表明,其强度特征值高于进口云杉松冷杉(S-P-F)结构用规格材.通过足尺测试获得结构用规格材强度特征值,改变了GB 50005—2003现有强度特征值由无疵小试样推导而得的历史,同时为获得其他国内树种结构用规格材强度特征值提供了科学方法.

兴安落叶松规格材抗弯强度设计值的研究

以不同等级(Ic、IIc、IIIc、IVc)的国产兴安落叶松规格材(40 mm×90 mm×4 000 mm)为试验对象,进行足尺抗弯强度测试,采用最小二乘法确定其抗弯强度的最优概率分布模型,再运用可靠度理论分析方法,确定抗弯强度设计值,为改进我国规格材强度设计值的确定方法,促进规格材在建筑结构中的安全设计和合理应用提供依据。

兴安落叶松规格材握钉性能及钉连接承载性能研究与评价

钉连接是轻型木结构重要的连接方式之一,本文介绍了美国握钉性能和钉连接承载性能评价方法,并以兴安落叶松为研究对象,对其握钉性能和钉连接承载性能进行了研究分析。

落叶松规格材目测分等的研究

依照GB 50005-2003《木结构设计规范》规格材目测分等规则,对3种尺寸的兴安落叶松规格材进行目测分等,并分析降等缺陷。结果表明:不同尺寸规格材的等级比例不同;节子、轮裂/干裂和漏刨是规格材主要的降等缺陷。建议优化落叶松规格材加工方法,进一步完善干燥工艺,减少裂纹等缺陷,提高规格材加工质量和使用价值。

落叶松规格材抗弯性能特征值研究

以国产兴安落叶松规格材为例,根据美国标准ASTM D4761-96对规格材进行抗弯弹性模量和抗弯强度测试,并参照ASTM D1990-97,利用非参数法和参数法估计,初步得出兴安落叶松规格材抗弯弹性模量和抗弯强度特征值。为完善我国结构用规格材强度测试方法与强度特征值确定方法标准提供参考。

下锯法对落叶松规格材出材率及质量的影响

分别采用毛板下锯法(SDR技术)和四面下锯法,进行兴安落叶松规格材锯解加工的试验研究。结果表明,四面下锯法加工规格材的出材率较高,且高等级规格材的得率亦高。通过分析对比两种下锯法加工规格材的优缺点,为规格材的工业化锯解加工提供技术依据。

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。

结构用规格材抗弯强度的尺寸效应

以兴安落叶松(larix gmelini)40mm×65mm×4 000mm,40mm×90mm×4 000mm,40mm×140mm×4 000mm的Ⅰc和Ⅲc等级规格材为例,根据美国材料试验协会标准ASTM D4761-05对试样进行抗弯强度测试,研究兴安落叶松规格材抗弯强度在长宽比为18∶1时的长宽比尺寸效应因数.结果表明:兴安落叶松规格材抗弯强度的长宽比尺寸效应因数存在等级间差异;Ⅰc等级的长宽比尺寸效应因数为0.43,Ⅲc等级的长宽比尺寸效应因数与强度百分位数之间存在线性关系.

原木等级及径级对规格材质量及出材率的影响

选用不同径级和质量等级的兴安落叶松原木,采用毛板下锯法和四面下锯法加工规格材,并检测分析了不同等级规格材的出材率。结果表明,原木径级在26～28cm时,规格材出材率较高;原木的等级与径级,及下锯法与原木径级交互因素,对规格材的出材率有显著的影响。要提高规格材出材率,应根据规格材尺寸优化匹配各因素。

国产结构用规格材的抗弯强度可靠度分析和设计值

我国现行木结构设计规范中缺乏国产规格材的强度设计值取值方法,其强度设计值仅参照方木与原木的设计方法确定。强度设计值取决于木材树种,而与规格材的材质等级、尺寸规格无关。为了合理确定国产规格材的强度设计值,开展了不同等级（Ⅰc、Ⅱc、Ⅲc、Ⅳc）的国产东北落叶松（兴安）规格材的足尺抗弯强度试验研究,并基于一次二阶矩验算点法对其进行了可靠度分析。建议采用前25%抗弯强度数据拟合结果确定的平均值和标准差准确拟合抗弯强度的尾部概率分布,规格材几何尺寸的统计平均值和变异系数设置为1.00和0.05。基于可靠度分析,计算得到了东北落叶松（兴安）规格材在不同数据拟合、短期抗弯强度概率分布、荷载组合类型、荷载比值等条件下的可靠度指标与抗力分项系数之间的变化规律。结合GB 50068—2001《建筑结构设计可靠度统一标准》规定的目标可靠度要求,给出了适于工程应用的规格材受弯构件的抗力分项系数及其对应抗弯强度设计值。