Performance of Densified Wood Glulam as Building Bio-Material

In this research,some practical aspects of densified wood glulam were investigated.For this aim,poplar wood specimens were densified by hygro-thermo-mechanical technique.Glulam specimens were produced by finger joint technique and polyurethane glue was used as resin.Physical and mechanical properties of glulams were investigated according to ASTM D 143-09,ASTM D 905-03 and ISO 8375 standards.Based on obtained results,using this process(steam and pressurize compaction)resulted in improvement of physical and mechanical prop-erties of glulam specimens.Optical microscopic and scanning electron microscopic(SEM)pictures were proved structural changes on wood material during of applied technique.Generally,the increase of wood density and hygrothermal treatment has a positive role on the glulam properties especially its dimensional stability.This tech-nique showed a significant effect on water absorption;the steaming temperature and holding time significantly decreased water absorption but densification process increased this parameter.Also,delamination of specimens was decreased by hygrothermal treatment while densification showed negative effect on delamination.Moreover,modulus of rupture,modulus of elasticity,shear strength and compression strength parallel to grain were decreased by this technique but it is depend to treatment temperature and holding time.Higher temperature and holding time cause to higher decrease in the glulam mechanical strength.

竹集成材-SPF复合正交胶合木的研发及性能评估

运用相同工艺分别制备足尺垂直型竹集成材-SPF复合CLT(简称V-BWCLT)与足尺水平型竹集成材-SPF复合CLT(简称H-BWCLT)。依据国内外相关标准对两种BWCLT的胶层剪切强度、胶合耐久性、抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)和层间剪切强度进行了测试,并用三维非接触式应变测量系统(DIC)对抗弯和层间抗剪试验过程中的受力变形情况进行记录。结果表明:在相同制备工艺条件下,两种BWCLT平均胶层剪切强度接近,浸渍剥离率均可达到相关标准要求。V-BWCLT的平均MOE与MOR分别为7941 MPa和56.7 MPa,而H-BWCLT的平均MOE与MOR分别为10144 MPa和54.0 MPa,H-BWCLT比V-BWCLT具有更高的弯曲刚度,但两者MOR较为接近。对比SPF-CLT,两种BWCLT的抗弯强重比均有显著提高,上述研究和分析为新型竹木复合CLT的实际工程应用提供了设计参考与理论依据。

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。

木壳屈曲约束支撑低周反复加载试验研究

为了提高胶合木框架结构的抗震性能,对4根不同构造形式的木壳屈曲约束支撑(timber buckling-restrained braces,简称TBRB)进行低周反复荷载试验,分析了木壳屈曲约束支撑的破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及延性等抗震性能。试验结果表明:试件的破坏形态主要为钢内芯拉断、钢内芯局部屈曲和木材局压破坏、胶合木开裂和钢内芯多波屈曲;所有试件的滞回曲线基本上呈梭形,耗能良好,初始刚度较大,低周反复荷载下支撑刚度退化明显;经内衬钢板和端部加强的木壳屈曲约束支撑的耗能能力、延性、极限承载力均优于其余3种构造,但对初始刚度影响不大。研究结果表明,内衬钢板和端部加箍的木壳屈曲约束支撑可实现更好的抗震性能,具有良好的实践性,可为胶合木框架结构抗震设计提供参考。

人工林杉木结构用集成材层板抗弯性能研究

以人工林杉木(Cunninghamia lanceolata)层板为研究对象,分析3种指榫长度和4种嵌合度对杉木指接层板抗弯性能的影响,比较不同等级杉木指接层板和非指接层板的抗弯性能,建立抗弯性能之间的相关性方程。结果表明,指榫长度与嵌合度对指接层板的抗弯强度和抗弯弹性模量有显著影响,人工林杉木层板较优指接工艺参数为:指榫长度15 mm、宽距比0.18、嵌合度0.1 mm;分等对指接层板和非指接层板的抗弯性能亦有显著影响,I等、II等指接层板的抗弯强度特征值分别为28.7、26.6 MPa,与未分等杉木指接层板抗弯强度特征值相比分别提高了17.14%和8.57%。基于应力波法获得的杉木层板动态抗弯弹性模量与静态抗弯弹性模量、静态抗弯弹性模量与抗弯强度之间均呈显著性正相关,相关系数r分别为0.838和0.691。

OSB与胶合木自攻螺钉连接节点抗剪性能研究

文章对采用两种规格自攻螺钉连接的定向刨花板(OSB)和胶合木节点的承载能力进行探究,考察了4种不同的OSB和胶合木主纹理方向的组合方式对绳索效应和节点抗剪承载力的影响。采用欧洲屈服理论对节点承载力进行理论计算,并与试验结果进行对比分析。试验结果表明:增大自攻螺钉直径有利于提高节点初始刚度、极限承载力以及延性,使用8 mm自攻螺钉连接的试件的初始刚度较6 mm自攻螺钉提高14%~86%,极限承载力提高24%~40%,延性比提高23%~49%。主材采用顺纹组合时,节点刚度相较于横纹组合提高18%~71%。侧材纹理方向对于初始刚度没有明显影响,主材与侧材不同纹理方向组合对于节点承载能力和延性都几乎没有影响。不同纹理方向组合试件的预测值比试验值小27%~43%,表明理论公式虽然考虑了绳索效应,但预测值仍偏保守。

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）。

FRP板增强胶合木梁蠕变性能试验研究

通过试验分析了恒温恒湿条件下不同应力比的普通胶合木梁和FRP板增强胶合木梁的蠕变规律,建立了胶合木梁蠕变模型,并对试验数据进行了拟合,得到了蠕变变形曲线和相对蠕变变形曲线,对受荷期为50a的相对蠕变变形进行了预测.结果表明:使用FRP板增强后,胶合木梁的初始刚度提高,其初始变形减少了27%,50a的相对蠕变变形下降了80%.

预应力胶合木梁受压区层板胶合木受压性能试验

为了选择适用于新型预应力胶合木梁受压区的层板胶合木,选取SPF(云杉—松—冷杉)、杨木、东北落叶松和桉木等木制材料,研究树种类别、树种组合、层板厚度和组坯方式等因素对层板胶合木受压性能的影响。采用自行提出的棱柱体胶合木试块,利用自行研制的对夹式引伸计,通过4批次17组102个层板胶合木试块的顺纹受压试验,研究了层板胶合木的弹性模量、顺纹抗压强度、受力特征及破坏形态。结果表明:杨木、东北落叶松和桉木的弹性模量及顺纹抗压强度均高于进口木材SPF,尤其是杨木和东北落叶松的受压性能明显好于其他木材;不同树种组合与单一树种试块的弹性模量及顺纹抗压强度数值接近,不同树种组合具有一定的可能性;虽然随着层板厚度的减小,试块的弹性模量及顺纹抗压强度都有一定的上升趋势,但层板厚度和组坯方式对受压性能的影响不大。

应县木塔修缮用木材的防裂措施

作者根据国家标准《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB5016592的规定,建议选用兴安落叶松为应县木塔修缮用材.针对这种木材易于开裂的特性和修缮后再传承千年的要求,该文根据落叶松木材气干过程中开裂程度的试验及落叶松和冷杉胶合梁胶合质量对比试验的结果,提出了采用侧边破心方木钉连接组合梁和层板胶合木两项防裂措施,能将木塔修缮中需置换的木构件干缩裂缝深度控制在GB5016592规定的限值内.

胶合木结构螺栓连接耐火极限的试验

通过对胶合木构件螺栓连接的火灾试验,研究连接的侧材厚度、螺栓直径、螺栓数、端距、荷载水平、施加保护等参数对连接耐火极限的影响。结果表明:螺栓的直径和间距对耐火极限影响不大,而增加侧材厚度、降低荷载水平、增加连接端距能提高其耐火极限;需要对连接施加有效的保护才能达到规定的耐火极限。

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。

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.

落叶松结构用胶合木层板指接工艺参数对力学性能的影响

以兴安落叶松刨光锯材制作胶合木指接层板,探讨指榫参数、指接压力和不同规格尺寸对锯材指接层板抗弯性能的影响。结果表明：指榫工艺参数对指接层板抗弯弹性模量影响较小,而对抗弯强度影响较大。当选用12.7、19mm和25mm指榫长度及其相应的指接工艺参数时,层板抗弯强度平均值和5%分位值均能达到国家标准GB/T 26899-2011《结构用集成材》目测分等Ⅰ_d等级和机械分等M_E14等级规定值,对于中小截面胶合木层板,尽可能考虑选用12.7~19mm范围内较小的指榫长度进行指接加工以利节材。在指接过程中应选用合适的指接压力,指接压力过大或过小都会对指接层板抗弯性能尤其强度造成不利影响,指接层板抗弯强度的尺寸效应与非指接锯材相似。

工程胶合木胶合成型工艺优化研究

以兴安落叶松Larix gmelini为原材料,以间苯二酚树脂为胶粘剂,较系统地研究了压力和涂胶量对落叶松胶合木胶合性能的影响规律,获得了优化的胶合工艺参数。结果表明:胶合木试件的剥离率随着胶合压力和涂胶量的减小而增大;剪切强度和木破率随着胶合压力的增加呈现出先增加后降低的变化趋势,随涂胶量的增加呈现先增加后保持不变的变化趋势;胶合木胶合成型的优化工艺参数为胶合压力1.25 MPa、双面涂胶量300 g/m2。

梁柱式胶合木结构体系抗侧力性能试验

为研究梁柱式胶合木结构体系的抗侧力性能,对10榀单层单跨梁柱式木框架足尺试件进行了水平荷载试验,其中2榀为单调加载,8榀为低周反复加载,考虑了4种抗侧加强结构体系,即交叉支撑、人字撑、隅撑以及填充轻木剪力墙.根据试验现象和由试验数据获得的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、强度退化曲线、耗能曲线等研究了各抗侧力体系的变形能力、耗能能力、破坏模式等抗震性能,结果表明,交叉支撑、人字撑结构体系表现出良好的抗侧刚度,但二者延性较差;隅撑结构体系抗侧刚度较纯框架结构体系有了一定的提高,延性好于交叉支撑、人字撑结构体系;填充轻木剪力墙结构体系表现出良好的抗侧刚度和延性.最后,分析了各抗侧力结构体系的薄弱部位,并提出了改善加强措施.

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。

胶合木端板连接节点低周反复试验与承载力

提出一种适用于胶合木节点的内嵌钢板-端板连接形式.对2个具有不同厚度端板的新型节点及1个常用的内嵌钢板螺栓连接节点进行了低周反复加载试验.结果表明:新型节点的延性以及耗能能力有较大提高,端板厚度是影响新型节点性能的重要因素.对新型节点的屈服荷载,根据虚功原理推导了其计算公式;对新型节点的极限承载力,分析比较了其破坏模式和各模式的承载力计算公式.计算结果与试验结果符合较好.基于上述研究,提出了端板厚度的选取建议.