X型节点单层柱面胶合木网壳结构稳定性研究

对使用X型节点的单层柱面胶合木网壳结构静力稳定性进行研究,通过有限元模拟研究节点内部接触面摩擦系数、螺栓预紧力和节点轴力对节点初始抗弯刚度的影响,并分析节点初始抗弯刚度、节点刚度比、初始几何缺陷系数、荷载布置方式和支座形式对单层柱面胶合木网壳稳定性的影响。研究结果表明,节点轴力对节点初始抗弯刚度和极限弯矩的影响较明显,节点初始抗弯刚度和节点刚度比对网壳极限承载力和失稳模态均有较大影响,节点初始抗弯刚度和荷载分布形式对无檩条和有檩条网壳极限承载力的影响较大,有檩式网壳稳定性对初始几何缺陷更敏感。

木构体系对空间的释放——成都中铁建青羊樾府社区中心

青羊樾府社区中心是当代木构体系运用的实例,用层压胶合木的钢木混合体系,尝试突破传统木构形式,创造有自然气息、触感温暖的体验以唤起使用者共鸣。

胶合木结构的发展、应用及展望

回顾了木结构发展的历史,阐述了当今社会所面临的巨大环保压力及对绿色建筑、绿色施工技术的迫切需求。木材是一种可再生资源,而胶合木结构由于具有绿色高性能特点而得到广泛应用。胶合木结构的应用领域涵盖大型公共建筑及桥梁领域,其不仅在发达国家是一种常见的结构形式,近年来在中国也相继出现了一些大型工程实例;同时,国内的设计和加工水平也在快速提高。最后,指出了胶合木结构在中国广阔的应用前景。

结构用集成材落叶松层板指接工艺

【目的】研究指榫对接所需端向压力（指接压力）与榫型参数和嵌合度的关系,探讨榫型、嵌合度、指接压力对指榫胶接力学性能的影响规律,以获得较佳的指榫胶接工艺。【方法】采用5种不同型号的指榫铣刀,分别将兴安落叶松层板的一端加工成具有不同嵌合度的垂直型指榫,将两指榫对接并在力学试验机上加压至齿顶和槽底紧密接触,读取其压力值（各种榫型和嵌合度的试件各10对）,研究指榫对接所需端向压力（指接压力）与榫型参数和嵌合度的关系;对指榫进行手工涂胶（双面施胶,施胶量为180 g·m-2）,根据测试得到的指接压力对各种榫型和嵌合度的开榫木板进行对接加压胶合,试件放置24 h后按照GB/T 26899—2011《结构用集成材》中5.3.3抗弯试验方法 C和5.4抗拉强度试验测试指接部位的弹性模量、静曲强度和抗拉强度（各种榫型和嵌合度的试件各10个,一半用于测试静曲强度和弹性模量,另一半用于测试抗拉强度）,探讨榫型、嵌合度、指接压力对指榫胶接力学性能的影响规律,获得较佳的指榫胶接工艺。【结果】指接压力受嵌合度的影响十分显著,随嵌合度的增大而显著增大,但各榫型下嵌合度与指接压力的关系不尽相同,同时受榫齿长、榫齿角、齿距和槽底宽等影响;各种榫型下嵌合度对指接力学性能（抗拉强度、静曲强度和弹性模量）的影响有很大差别,但仔细比较各榫型嵌合度下的指接压力与抗拉强度、静曲强度和弹性模量的关系可以发现,当指接压力在8-15 MPa时各榫型都有较大的力学强度,且该值随榫齿长度的增加而基本上呈比例地增大。【结论】1）指榫胶接所需指接压力随嵌合度的增大而显著增大,且榫齿角和槽底宽度较小时更加显著;指接压力随榫齿长度的增加而增大;指接压力与嵌合率基本上呈正比,其斜率随榫齿角的增大而减小。2）各榫型的指接强度随榫齿长度的增加而增大;指接压力过小或过大其指接强度均下降,指接压力在8-15 MPa时各榫型都呈现较大的力学强度。3）短齿榫型产生最大指接强度的嵌合度比长齿榫型的大,榫长9和27 mm的榫型产生最大指接强度的嵌合度分别约为0.2和0.1 mm。4）从安全和经济2方面综合考虑,兴安落叶松层板的较佳指接工艺为：榫齿角9.8°、榫齿长15-20 mm、齿槽底宽0.8-1.2 mm、指接压力10-15 MPa、嵌合度0.12-0.20 mm（榫齿较长时嵌合度取较小值）。

梁柱式木结构加固方法及抗侧力性能试验研究

为研究梁柱式胶合木结构在加固后的抗侧力性能,对9榀单层单跨梁柱式木框架足尺试件进行了低周反复荷载试验,其中3榀为未损坏对照组试件,6榀为加固组试件.考虑了节点区域包裹碳纤维布(FRP)和植入自攻螺钉2种加固方法,及纯框架和隅撑框架2种结构体系形式.根据试验现象和试验数据的分析,探讨了木结构加固方法的可行性,对比了不同方法的效果和差异,研究了各组试件在反复荷载作用下的破坏模式、刚度、变形和耗能等力学性能.结果表明,2种加固方法均可以有效地抑制裂缝开展,并能够恢复结构的强度、刚度、耗能等力学性能;受损的梁柱式木结构框架,采用节点区域加固并增设隅撑,结构的抗侧力性能可以得到显著的提高.

竹集成材与常见建筑结构材力学性能比较

对竹集成材和竹指接集成材的物理力学性能进行了试验研究,并与几种常用的建筑结构木材(如落叶松Larix gmeini,水曲柳Fraxinus mandshurica,杉木Cunninghamia lanceolata),毛竹Phyllostachys pubescens及多孔砖砌体、混凝土物理力学性能相比。结果表明:竹集成材的抗拉强度和抗压强度较高,抗剪强度表现良好的塑性性能,是一种综合力学性能很好的建筑结构材料,其产品不仅可在梁、板、柱等常见建筑结构中使用,也适于工字梁、桁架等复杂结构用材;竹指接集成材受指接的影响,其抗拉强度、抗压强度和抗剪强度低于竹集成材,但已能满足一般承重类的结构材料使用。

太原植物园进口胶合木材性试验及应用研究

太原植物园温室结构体系为胶合木网壳结构,胶合木构件全部采用欧洲胶合木,材质等级为GL-28h,与国内胶合木材性有差异,胶合木材料参数及设计强度均需要通过试验确定。对胶合木分别进行了顺纹抗拉、顺纹抗压和横纹抗压试验,得到试件的弹性模量、比例极限强度、极限强度;进一步计算得到规格材材料的强度标准值,最终确定胶合木的强度等级。此试验方法可作为进口胶合木材料参数选取和评级的方法,试验结果可作为工程设计的依据。

结构用集成材在木结构建筑中的应用

归纳分析锯材类和复合材料类结构用集成材(Structural Glued Laminated Timber)的种类及特点,论述我国结构用集成材在工艺技术、理化性能、力学性能以及标准修订等四个方面的研究进展,介绍结构用集成材在国内外建筑工程中的应用。

太原植物园大跨胶合木网壳销轴-钢插板支座节点受力性能试验研究

基于太原植物园大跨度胶合木网壳结构工程案例,针对支座处用于连接胶合木杆件与基础的销轴-钢插板节点,进行了两个单调加载及一个往复加载的抗弯试验,得到了节点的荷载-位移曲线及滞回曲线,给出了节点的转动刚度及承载力,并给出了节点的典型破坏模式。试验结果表明:节点抗弯承载力相当于胶合木构件抗弯承载力的24.4%,具有半刚性特征,在结构设计中应当予以考虑;同时,节点破坏模式表现为延性,滞回性能良好。最后,通过试验结果计算得到节点的转动刚度,并与设计进行对比,验证了设计的安全性。

水基聚氨酯胶粘剂在集成材生产中的应用

讨论了水基聚氨酯木材胶粘剂的反应机理和影响其胶接性能的主要因素，进行了ＳＲ－１００木材结构胶制备集成材的应用试验。结果表明：该胶用于针叶材云杉和阔叶材水曲柳、榆木、柞木，所制得集成材的粘接性能达到结构用集成材的指标要求，为生产结构集成材提供技术依据。

柳杉实木胶合工艺及性能研究

为开发柳杉非结构用集成材,以剪切强度、木破率、浸渍剥离率为考核指标,进行柳杉实木胶合工艺及性能的研究。结果表明:柳杉木材可用于非结构集成材的制备,较优的胶合工艺为:压力1.0 MPa、加压时间30min、涂胶量180g/m2,胶合时按"弦切面-弦切面"纹理组合,其性能指标可达到日本标准JAS SE-8的要求。

太原植物园大跨胶合木网壳结构设计关键技术研究

太原植物园温室建筑造型呈"贝壳"形状,其中1#温室最大跨度为89.5m,最大高度29.5m,采用双向叠放胶合木梁形成网壳结构体系,在胶合木梁下部设置双向拉索,拉索和胶合木梁之间通过倒四角锥拉杆形成整个温室结构体系。提出了新型"Z"形木梁拼接节点和木梁叠放节点,可有效避免双向木梁在节点区被打断造成刚度削弱和连接困难,同时也满足了建筑效果的需求,该节点的设计保证了胶合木网壳结构体系的成立。进一步研究了倒四角锥拉杆节点及安装方法,可有效避免现场张拉索网的难题,并给出了一种索网结构的张紧安装方法。通过控制索的初始预应力来提高结构整体刚度和稳定性,采用几何非线性方法对结构进行各工况计算,并进行了特征值分析和极限承载力分析,验证了新型结构体系的可靠性,对拓展国内大跨度胶合木建筑的发展具有重要意义。

不同胶黏剂对俄罗斯落叶松木材胶合性能的影响研究

为验证进口俄罗斯落叶松木材胶合性能,选用4种具代表性的结构用室温固化胶黏剂,根据GB/T 268992011《结构用集成材》进行胶合性能试验,对俄罗斯落叶松及胶黏剂的胶合性能进行分析研究。结果表明:对于俄罗斯落叶松,单组份聚氨酯、双组份聚氨酯和水性高分子异氰酸酯3种胶黏剂的胶层剪切强度和胶层剥离率均满足标准要求,其中双组份聚氨酯和水性高分子异氰酸酯胶黏剂胶合性能优异,单组份聚氨酯胶黏剂胶合性能良好;间苯二酚-甲醛树脂胶黏剂的胶合性能虽能达到标准要求,但不推荐作为结构用胶黏剂。

太原植物园大跨胶合木网壳木梁叠放连接节点刚度取值方法研究

以太原植物园为工程背景,结构采用了胶合木网壳-拉索新型结构体系,网壳采用双向叠放木梁,沿主向间隔两跨在上部木梁对应位置增设一根加强木梁,形成双向三层叠放木梁新型节点。该新型节点采用钢销和高强螺钉进行连接,受力复杂,需要进行足尺节点试验。根据受力特点分别设计了沿主向木梁加载和沿次向木梁加载试验方案,分别对节点进行了主、次向加载试验,得到节点抗剪承载力和位移关系曲线,结合主、次向加载节点破坏现象分析了节点受力特征。结果表明沿主、次向加载节点延性较好,具有较大的延性变形能力。进一步利用有限元软件MIDAS和试验结果数据计算得到节点的剪切刚度。

间苯二酚胶粘剂制造结构集成材的生产工艺技术与质量控制

介绍了以间苯二酚甲醛树脂胶粘剂为原料制造结构集成材的生产工艺、质量控制及应用领域。

胶合木桥的设计、制备及其结构性能试验研究

在做出设计方案,包括技术条件、设计规范、材料参数及桥梁选型等的基础上,利用通用有限元软件MIDAS/Gen对木桥进行了结构分析,主要的计算工况包括全跨活荷载、半跨活荷载及人致振动等。分析结果表明,该桥的应力水平及结构刚度等均满足承载能力及正常使用要求。同时简要介绍了胶合木加工工艺及木桥的装配过程,并且通过静力堆载试验对整桥进行了结构性能测试,试验结果与有限元分析结果吻合较好。

胶合木结构住宅侧向受力系统概念设计浅述

结合胶合木的主要特点,探讨了以胶合梁和胶合柱为主要受力构件的胶合木结构住宅的结构形式,提出了对胶合木结构侧向受力系统采取剪力墙和应力蒙皮结构的概念设计法,并做了简单介绍,以供木结构工作者参考。

落叶松结构集成材承载性能足尺检测与特性评价

针对我国尚无结构集成材足尺检测基础数据的现状,重点开展足尺材料测试和评价研究。研究以普遍应用的落叶松集成材为对象,按GB/T26899-2011《结构用集成材》国家标准对3种国际通用规格的结构集成材进行足尺承载特性测试。依据检测结果,按美国ASTM D2915-10《结构用木材和木质产品抽样和数据分析标准》规定的非参数法和参数法统计分析方式,确立了落叶松集成材抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR)的特征值数据及正态分布、对数分布和威布尔分布下的拟合优度;确定了各规格结构集成材MOE、MOR的变化趋势。针对不同组别之间MOE及MOR的尺寸效应,利用回归分析方法确立了MOE和MOR的关系;初步确定了结构用集成材的特征值和承载特性的评价方式,为国产树种结构集成材的设计和应用提供了重要的理论支撑。

基于C语言的结构用集成材木梁抗弯刚度模型研究

基于平行轴定理,采用变换截面法建立结构用集成材木梁的抗弯刚度C语言可执行程序模型,并通过足尺木梁的抗弯力学性能试验验证模型的有效性。本试验根据木材抗弯弹性模量测定方法国家标准(GB/T1936.2—2009)中的相关要求,测定层板木材的抗弯弹性模量并将其导入C语言程序模型,得到梁体抗弯刚度的模型理论值。依据结构用集成材国家标准(GB/T 26899—2011)对木梁进行四点抗弯测试并实时采集梁体跨中挠度、荷载数据,得到梁体抗弯刚度的实测值。对比梁体抗弯刚度的模型理论值与实测值,得出其平均相对误差率为3.89%。结构用集成材木梁抗弯刚度模型的建立应充分考虑梁体自身的构造缺陷,以综合层板的力学性能变异性及尺寸效应等影响因素,合理引入修正系数,提高模型的准确度与适用性。

不同预应力CFRP增强结构用集成材抗弯性能研究

通过对CFRP施加不同的预应力,分析在不同预应力下CFRP增强结构用集成材的抗弯性能。结果显示:随着预应力的增大,CFRP增强结构用集成材的抗弯性能得到显著提高。在50%~66%预应力施加范围内,CFRP增强结构用集成材较未增强结构用集成材,极限荷载提高了15.8%~51.8%,抗弯强度提高了38.5%~81.7%,抗弯弹性模量提高了23.9%~70.5%。对CFRP施加预应力使集成材木梁的弯曲破坏形式由脆性拉伸破坏转变为延性压缩破坏,并且使集成材木梁跨中挠度过大的现象得到改善。同时也使集成材木梁的中性轴位置向下偏移,从而使木材的抗压能力得到了充分利用。