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...     

落叶松规格材足尺弯曲性质研究

参照GB 50329-2002《木结构试验方法标准》对经过目测分级的2种尺寸(截面尺寸为40 mm×90 mm和40 mm×140 mm,长度均为4 000 mm)兴安落叶松规格材进行了静态弯曲试验,测试了其抗弯弹性模量(MOE)和抗弯强度(MOR)。结果表明:40 mm×90 mm和40 mm×140 mm两种规格材Ⅰc、Ⅱc和Ⅲc等级的MOE平均值分别为15.0、13.0、13.2和15.7、14.0、15.6 GPa;40 mm×90 mm规格材Ⅰc、Ⅱc和Ⅲc等级MOR的特征值(5%分位值)分别为37.5、26.72和24.85 MPa,40 mm×140 mm规格材Ⅰc、Ⅲc等级MOR的特征值(5%分位值)为27.95和24.2 MPa;Ⅰc等级的力学强度特征值明显高于Ⅱc和Ⅲc等级;落叶松规格材的MOR、MOE的相关性较好。落叶松规格材足尺弯曲力学性质研究可以为国产结构材的分级技术提供依据,也为国产结构材的设计应用提供参数。     

蠕变经历对落叶松材静强度影响

木材在长期重复载荷作用下的蠕变经历,即蠕变变形的发展和积累以及木材局部组织损伤和龟裂,使木材再次承载时的力学性质产生变异和劣化.试验研究表明,落叶松材在小于其比例极限应力的重复载荷作用下,经过3万次以上应力循环的蠕变经历,使其纤维方向弯曲弹性模量增大10％;顺纹抗剪强度和抗弯强度有减小趋势,这与蠕变变形的积累和木材局部组织损伤和龟裂程度密切相关,对于无明显塑性变形和局部损伤的试件其强度无明显影响.     

胶合竹顺纹植筋的抗拔性能

选择胶合竹为研究对象,以双组分环氧树脂为胶黏剂,采用拉—拉荷载模式开展胶合植筋连接抗拔性能研究。主要探讨了边距、胶层厚度以及长径比等对植筋连接抗拔强度的影响。结果表明:边距对植筋连接抗拔强度有一定影响,边距过小导致胶合竹开裂,抗拔强度下降,推荐边距应大于4d(植筋杆直径);胶层厚度对植筋抗拔强度影响不显著;长径比是影响植筋连接抗拔强度的重要因子,抗拔强度随长径比的增大而增大,并存在一个临界植入深度使得抗拔强度等于植筋杆屈服强度。胶合竹与胶黏剂粘接界面名义剪切强度随长径比的增大而减小。根据长径比给出植筋抗拔强度预测方程。试验过程中主要产生胶合竹开裂、植筋杆拔出和植筋杆屈服3种破坏模式。     

导孔直径对木结构用规格材握螺钉力性能的影响

探讨导孔直径对木结构用规格材（云杉、落叶松、花旗松、马尾松）握螺钉力性能的影响。结果表明:导孔直径对木结构用规格材的握螺钉力影响较大,随着导孔直径的增大,握螺钉力会缓慢降低,当导孔直径在2~3 mm时,握螺钉力相对稳定;随着导孔直径进一步增大,握螺钉力会急剧下降。4种规格材的纵面握钉力从大到小的顺序是马尾松、花旗松、云杉、落叶松。     

CFRP与落叶松和杉木木材有效粘结长度的研究

【目的】掌握影响碳纤维布(Carbon fibre reinforced polymer/plastic,CFRP)与落叶松和杉木有效粘结长度的木材因素,为CFRP在木结构加固工程中的安全应用提供参考。【方法】采用单剪与半桥电测试验方法,研究了树种及木材含水率、纹理方向、材面状态对CFRP与木材之间有效粘结长度的影响。【结果】CFRP与木材间存在有效粘结长度,当CFRP与木材间的粘结长度超过该有效粘结长度时,CFRP与木材间的极限粘结承载能力将不再增加;不同树种间有效粘结长度存在差异,在含水率为15%的条件下,CFRP与落叶松木材的有效粘结长度为97～110mm,与杉木木材的有效粘结长度为111～123mm;材面状态对CFRP与木材间的有效粘结长度影响较大,刨切材面结合牢靠,峰值荷载较大;木材试验含水率及材面纹理等对CFRP与木材间的有效粘结长度几乎无影响。【结论】在应用CFRP前,应将木材表面刨切平整;CFRP可应用于杉木及落叶松构件的加固工程。     

不同立地条件下杉木人工林材种结构 间伐效应的长期定位研究

采用江西大岗山27年生不同间伐处理杉木人工林定位观测数据,研究了杉木林分活立木规格材材种结构间伐动态效应,得到3点主要结论:(1)不同间伐强度林分活立木规格材出材率随间伐强度和立地指数级的增大而增大;(2)林龄27年时,16立地指数级强度与中度间伐时大径材出材率较大,表现为中度间伐强度间伐对照弱度间伐,分别为19.0%、17.1%、2.2%和1.8%,出材量分别为56.376、44.239、6.832和6.325 m~3·hm~(-2);中径材出材率表现为对照强度间伐中度间伐弱度间伐,分别为47.3%、42.3%、41.6%、24.2%,出材量分别为146.928、123.783、105.196和85.408 m~3·hm~(-2);小径材出材率为弱度间伐对照中度间伐强度间伐,分别为48.4%、25.9%、18.8%和17.8%,出材量分别为171.099、80.561、52.837和47.121 m~3·hm~(-2);(3)立地条件是杉木大径材培育的限制因子,而间伐可有效调控规格材出材比例,并提高规格材出材率。     

间伐强度对落叶松人工林建筑材材质的影响

通过间伐强度对人工林长白落叶松 (Larixolgensis)建筑材材质进行系统测定、统计分析 ,结果表明 :间伐强度对建筑材材质有很大的影响 ,落叶松的晚材率、生长轮密度、差异干缩、抗弯强度、顺纹抗压强度、抗弯弹性模量、冲击韧性差异显著 ;生长轮宽度差异不显著。采用综合坐标法 ,对不同初植密度的林分建筑材材质进行评定 ,其优劣顺序为 2 .0m× 2 .0m ,2 .5m× 2 .5m ,3.0m× 3.0m ,1.5m× 2 .0m。     

输油管道超设计压力运行的几个关键问题

为保证输油管道超设计压力运行的安全,针对钢管力学性能、管道临界缺陷尺寸、环焊缝质量验证3个影响管道承压的重要因素,在管道沿程压力计算基础上,开展了管材小试样屈服强度统计与试验、钢管实物屈服强度与小试样屈服强度差异性分析、管道临界缺陷尺寸计算与内检测精度分析、环焊缝性能验证方案的研究。研究表明:钢管实物屈服强度与管材最小要求屈服强度之比即为最大运行压力与设计压力之比;由于压力升高,管道运行时允许的缺陷尺寸减小,其中大于临界尺寸的缺陷应保证被现有管道内检测器发现,否则应降低运行压力从而增大临界缺陷尺寸值;超设计压力运行前,应进行一次相应强度的现场试压,排除环焊缝异常。     

GFRP加固木结构规格材抗弯力学性能及可靠性研究

将有限元分析和无损检测方法用于木结构规格材的可靠度研究,分析不同贴面工艺参数对玻璃纤维增强规格材抗弯力学性能和可靠度的影响,可以为木结构强度分级、可靠性计算及优化设计提供科学的方法。采用正交试验设计方法,分析贴面厚度、施胶量和贴面尺寸对玻璃纤维布增强落叶松规格材力学性能和可靠度的影响。研究表明:1）各工艺参数对玻璃纤维布增强落叶松规格材MOE的影响顺序为:纤维布贴面厚度<施胶量<贴面尺寸,当玻璃纤维布贴面尺寸不到规格材试件长度的1/4时,MOE的下降幅度较大。2）在可靠度满足96%以上的条件下,最佳贴面参数为贴面厚度3 mm,施胶量125 g/m²,贴面尺寸为1/2。3）通过可靠性分析结果表明素材在425 N载荷下挠度<0.003 L的概率是9%,而贴玻璃纤维布后可靠度平均达到53.8%;<0.005 L的概率是71.6%,而贴玻璃纤维布后可靠度达到97.3%,粘贴玻璃纤维布可以显著增加木结构规格材的可靠度。     

兴安落叶松目测等级锯材抗拉强度的宽度尺寸效应

以兴安落叶松锯材作为研究对象,研究了不同目测等级下锯材试材宽度与其顺纹抗拉强度之间的依存性。选取3种宽度尺寸的目测等级锯材,分成高、低目测等级组,按照相同的测试跨度测试锯材顺纹抗拉强度,并利用斜率法和形状参数法估计高、低目测等级试材顺纹抗拉强度5%分位值的宽度尺寸效应。结果表明：1）落叶松锯材宽度增加,其顺纹抗拉强度下...     

毛竹销（钉）的高速旋转摩擦焊接性能研究

选取毛竹销钉替代木榫在1 500 r/min的情况下与榉木基材进行旋转摩擦焊接，对其抗拉强度和焊接机理进行研究。重点研究不同形状的预钻孔和不同榫径与孔径比值下的竹销钉焊接抗拉拔强度，并将其与木榫焊接和PVAc胶接的抗拉强度进行对比。结果表明:1）当采用恒定直径孔10/9、10/8、10/7、10/6 4种榫径/孔径比的焊接强度均高于PVAc胶接强度，但低于木荷榫和榉木榫的焊接强度，其中10/8的榫径/孔径比的焊接强度相对最高，达到了5.54 MPa；2）当采用渐变直径孔，竹销钉的焊接强度得到明显提高。其中10/8-6的榫径/渐变孔径比值取得了最高的焊接强度，达到6.42 MPa，比10/8比值的强度提高了15.6%，超过了木荷榫的焊接强度，但不及榉木榫的焊接强度；通过对竹销钉的焊接界面温度进行监测，发现焊接界面能在2 s内达到300℃以上的峰值高温，且维持了一定的高温时间（通常约2～3 s），随后随着竹销停止旋转摩擦，温度逐步下降；不同的榫径与孔径比值下，焊接界面的升温速率、峰值温度和高温持续的时间不同，它们是产生强度差异的主要原因；SEM观察结果显示，竹销旋转摩擦焊接界面由竹销或基材中的胞间层物质软化、熔化和流动并与作为增强材料的竹纤维包裹，形成了犹如“钢筋水泥土”结构般的致密、连续和坚固的焊接界面；FTIR分析结果表明，摩擦产生的高温会导致竹销中半纤维素发生一定程度的降解，纤维素的降级十分有限，木质素发生一定程度的缩合反应，木质素的含量相对提高。试验结果表明，将竹销钉代替木榫用于木材的旋转摩擦焊接是可行的。     

L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型及其数值模拟

为解决现有圆棒榫节点抗弯强度研究中试验偶然性的问题,采用有限元法,建立L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型,进行数值模拟,并通过相应的试验对模拟结果进行了验证。结果表明:1)所建立的有限元模型可用于实木榫接合家具设计中的抗弯强度预测,不同直径下有限元分析结果与试验结果平均误差均<15%,且圆棒榫变形情况与试验结果相符;2)双圆棒榫接合构件抗弯节点主要破坏形式为榫损伤,抗弯强度随直径增加而增加,但增幅减小;3)直径为10 mm的双圆棒榫可用于椅子腿部与望板接合部位,直径为8 mm的双圆棒榫可用于椅子腿与扶手连接处,性能满足GB 103547所规定的要求,直径为6 mm的双圆棒榫不适用于椅子连接。     

湖北省粮食生产时空变动的实证研究——基于LMDI分解法

从耕地利用效应视角,将LMDI分解法引入粮食生产时空变动的研究,构建粮食产量变动分解模型,从时空二维角度分别对1994-2012年湖北省17个地州市粮食生产的耕地规模效应、广度效应、结构效应和强度效应进行测度和分析。研究表明：时间维度上,湖北粮食产量变动的耕地利用效应作用由大到小依次为结构效应、规模效应、强度效应和广度效应,种植结构具有显著的减量效应,粮食单产和复种指数具有增量效应,而耕地规模具有双向驱动效应;空间维度上,影响各区粮食产量变动的主导因素不尽相同,黄石、荆州等地为规模效应主导区,恩施为广度效应主导区,武汉、宜昌、襄阳等地为结构效应主导区,仙桃、神农架等地为强度效应主导区。本研究进一步提出了优化调整种植结构、合理控制耕地规模、推动技术进步及施行差别化管理等政策建议。     

竹腔注射治虫对竹材物理力学性质的影响

对竹腔注射治虫后的毛竹与常规毛竹进行竹材抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗拉强度等力学性质测定表明 ,2种竹材的物理力学性质无显著差异 ,因此竹腔注射不影响毛竹的物理使用价值。图 1表 2参 3     

应用生长轮材质分析方法估测木材的力学强度

本文以杉木(Cunninghamia Lanceolata(Lamb.)Hook)为试材,采用生长轮材质分析和数量化理论的方法,研究了生长轮宽度、晚材率、树龄(生长轮在卡对干中的年龄)和气干密度等四因子与木材主要力学强度:顺纹抗压,顺纹抗拉,抗弯弹性横量,冲击韧性和端面硬度等六项指标的相关性,并分别获得了它们的相关方程式。     

微型指榫角部接合与圆榫及直角榫接合性能比较

通过试验，对微型指榫角部接合与圆榫及直角榫接合性能进行了比较和研究。结果证明，刚度效率大约为０．７～０．８与直角榫接合相类似．比圆榫接合刚度效率大。微型指榫弯曲强度效率约为０．５～０．６，比圆榫和直角榫接合强度高（圆榫接合弯曲强度效率为０．３）。     

兴安落叶松天然林可变密度收获表编制法的研究

本文从林分生长和林分密度间的关系,探讨了林分平均胸径的生长,并用于内蒙古大兴安岭地区收集的兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.)地位指数18m的65块标准地和130株解析木数据。根据林分平均胸径生长方程和其他林分生长因子的相关规律,探讨编制兴安落叶松天然林可变密度收获表的方法。