马尾松胶合木顺纹植筋抗拔性能研究

笔者选择国产马尾松胶合木为研究对象,并以双组份环氧树脂为胶黏剂,开展胶合植筋连接性能研究。采用拉-拉荷载模式,研究了植筋杆直径和植入深度对胶合木植筋抗拔强度和破坏模式的影响。研究结果表明:长径比是影响植筋连接破坏载荷的重要因子。破坏载荷随长径比的增大而增大,木材与胶黏剂粘接界面名义剪切强度随长径比λ的增大而减小。试验中主要产生木材开裂、植筋杆拔出和植筋杆屈服3种破坏模式。     

圆竹填充节点抗拔性能研究

为高效、合理利用竹材资源,充分发挥圆竹优良的力学特性,针对因圆竹中空而造成的接合不便及强度不高问题,提出了用硬质木材局部填充圆竹内腔,提高圆竹构件间连接的可行性及强度。探讨了榉木直径、榉木与圆竹内腔间隙量、填充剂、填充剂木纤维添加量对圆竹节点抗拔力的影响。结果表明:1)当榉木直径接近圆竹内腔直径时节点的抗拔力较大,榉木与圆竹内壁间隙量过小或过大都会导致抗拔力下降,当间隙在1.5～3.5 mm时,抗拔力较高;2)石膏与脲醛树脂填充剂相比,后者的抗拔力明显高于前者;3)添加5%木纤维脲醛树脂填充剂节点的抗拔强度高于添加0%、10%木纤维的节点。研究结果可为圆竹家具设计提供理论依据。     

SPF胶合木植筋抗拔性能研究

采用“拉-拉”荷载模式研究SPF(云杉-松木-冷杉)胶合木植筋抗拔性能,探讨了边距、胶层厚度以及长径比等对胶合木植筋连接抗拔强度和破坏模式的影响.结果表明:边距对植筋连接抗拔强度有显著影响,胶层厚度对植筋抗拔强度有极显著影响,长径比是影响植筋连接抗拔强度的重要因子;植筋连接抗拔强度随长径比的增大而增大,当长径比达到一定值时植筋抗拔强度取决于植筋杆的屈服强度;胶合木开裂、植筋杆拔出和植筋杆屈服是试验中的3种主要破坏模式.     

斜螺钉连接胶合木梁柱节点抗侧性能研究

设计了一种适用于装配式胶合木建筑的新型梁柱斜螺钉连接节点。采用全螺纹自攻螺钉将金属钢板和梁、柱分别连接,通过高强度螺栓完成梁和柱的基础连接。试验表明:3组斜螺钉连接胶合木梁柱节点低周反复试验得到的弯矩-转角滞回曲线,在拉向和压向加载循环中基本对称,呈"反S形",转角较大时,表现出一定的"捏缩"现象,随着循环次数的增加,骨架曲线的斜率逐渐减小,出现了刚度退化,表明节点在反复荷载作用下因累积吸收的能量而产生损伤;全螺纹自攻螺钉可以有效地将胶合木梁柱节点处的荷载传递到胶合柱的内部,具有较强的抗侧承载性能;节点在变形角1/100循环前,耗能能力处于较低水平,随着转角的增大,耗能能力明显增强,直至最后循环,节点仍保持较强的耗能能力。     

自攻螺钉在竹木混合正交胶合木中抗拔性能研究

混合正交胶合木（hybrid cross-laminated timber, HCLT）可以充分发挥不同层板材料特性,改善CLT物理力学性能。研究采用重组竹和速生杉木（Cunninghamia lanceolata）,以不同组坯结构制备3类CLT：重组竹CLT、竹木混合CLT和杉木CLT,评价和比较不同直径和钉入深度自攻螺钉（self-tapping screws,STS）在三类CLT中的抗拔性能。结果表明,随着STS钉入深度或直径增加,STS在3类CLT抗拔承载力都增加,且对于重组竹CLT和竹木混合CLT,有利影响程度随着钉入直径或深度增加而增加。STS钉入深度或直径变化对其在3类CLT中抗拔强度影响规律不一致。STS在重组竹CLT和竹木混合CLT的抗拔强度明显大于速生杉木CLT,且对于竹木混合CLT,有利影响程度又随STS钉入深度增加而降低,随STS直径增加而增加。STS在竹木混合CLT中的抗拔性能,受到STS钉入深度、直径和CLT组坯结构等因素多重影响,后续应建立预测模型,量化和优化STS在竹木混合CLT中的抗拔性能。     

浸胶竹束贮存时间对酚醛树脂胶合性能的影响

将竹材制成浸胶竹束进行运输和贮存,是解决竹材原料供应范围小,运输贮存成本高的问题。但需要考虑原料贮存时间是否会影响胶粘剂反应活性,为此,研究将浸胶竹束分别贮存1.5 个月、4.5 个月和6.5 个月与未贮存的浸胶竹束进行对比,采用差式扫描量热法分析竹束中胶黏剂反应活性;并将不同贮存时间的浸胶试验进行压板,测试板材性能变化。研究结果表明：经1.5 个月和4.5 个月贮存后的竹束热焓与刚浸胶干燥后竹束热焓差别不大;不同贮存期浸胶竹束压制的板材各项性能虽有小幅度的波动,但差异不显著。因此浸胶竹束在放置6 个月内再进行压板,对板材性能和使用无影响,竹材就地加工浸胶是可行的技术方案。     

预埋螺母对竹集成材家具螺栓接合性能的影响

螺栓接合在竹集成材家具中应用广泛,预埋螺母与竹集成材之间连接的破坏是竹集成材家具螺栓接合破坏的主要形式,主要表现为预埋螺母的松动或拔出以及预埋螺母孔周的开裂。针对预埋螺母易于拔出的问题,比较几种常用预埋螺母在竹集成材中的极限抗拔力,选择最优的预埋螺母进行参数优化,从而有效提高竹集成材家具螺栓接合的接合性能。结果表明:不同预埋螺母的极限抗拔强度大小为:尼龙预埋螺母<倒刺螺母<膨胀螺母<梯形铁螺母<内外牙螺母。内外牙预埋螺母取引导孔径比为93%、螺纹长度为25 mm时,在竹集成材中极限抗拔力最大。引导孔径比、螺纹的拧入深度对预埋螺母抗拔性能影响显著。     

竹壁铣削量对竹-木插接结构的力学性能影响研究

圆竹家具有利于减少生产能耗、提高竹材利用率。针对大多数圆竹家具连接结构接合不便、接合强度低的问题,本文提出了竹-木插接式连接结构,即将竹材内壁铣削为正圆后与实木插接式连接。考察了竹壁铣削量对竹-木胶合性能、插接结构节点抗弯性能的影响。结果表明:竹壁铣削量对竹木胶合剪切强度无显著影响(p>0.05);胶黏剂种类对竹木胶合剪切强度和木破率有显著影响(p<0.05);竹壁铣削量与抗弯强度和抗弯弹性模量呈负线性相关;与竹壁铣削量2 mm相比,1 mm和0 mm的抗弯强度分别增加13.60%和37.58%,抗弯弹性模量分别增加13.02%和42.43%。因此,为提高竹-木插接结构的力学性能,建议控制竹壁铣削量,保留更多的圆竹壁厚。研究结果可为竹-木插接结构提供设计依据,并为圆竹家具结构优化提供参考。     

正交胶合竹墙体的保温隔热性能

文中介绍了一种新型工程竹产品——正交胶合竹（CLB）。已有试验对CLB墙体在稳态传热过程下的保温性能进行了探究,为进一步研究CLB墙体在室外综合温度周期性变化作用下的传热过程并探究采用CLB墙体的竹结构房屋的能耗情况,通过建立在稳态传热过程下CLB墙体的有限元模型并与已有试验结果对比验证了其有效性,从而进一步建立了受到室外综合温度作用下的5种墙体模型,以此分析CLB墙体在非稳态传热条件下的保温性能以及不同保温方式对于CLB墙体保温性能的影响,最后通过DeST对CLB墙体房屋进行能耗分析。结果表明：研究建筑墙体受到的温度作用时,太阳辐射引起的当量温度不应忽视;CLB墙体拥有优越的保温性能,采用CLB墙体的建筑室内热环境稳定;无论夏季或冬季,保温层最合理的位置在CLB墙体的外侧;围护墙体采用CLB墙体的竹结构能够达到江苏省居住建筑节能率65%的水平。     

圆竹家具设计探究

圆竹家具在我国有着悠久的历史,具有丰富的人文内蕴,然而由于圆竹自身特性,造型和生产等方面受到限制,使圆竹家具难以适应现代人多样化的审美需求和工业化生产要求。笔者结合现代设计理念,对圆竹家具的特点和构造形式进行了深入分析,提出现代圆竹设计可以在生产过程上借鉴现代家具标准化统一生产,在外观造型上脱离传统的家具结构,精简家具构件,并且充分利用竹材韧性好等性能优势,突出造型美和材质美以满足现代审美需求;在连接结构上参考新材料或其他材料家具结构,在设计内涵上突出民族文化,引起情感共鸣。旨在为圆竹家具设计与制造提供理论指导,使圆竹家具设计符合现代生产和制造要求,满足消费者对家具外观造型的审美,达到消费者对圆竹家具情感的追求。     

小径柚木异型胶合工艺对集成材胶合性能的影响

以胶合压力、施胶量(单面)、加压时间为影响因素,通过正交试验优化小径柚木胶合工艺,在此基础上研究胶合工艺参数、组合纹理与异型单元件斜边角度对集成材胶合性能的影响。结果表明:优化胶合工艺参数为胶合压力0.7 MPa,施胶量(单面)220 g/m^2,加压时间40 min;胶合压力对胶合剪切强度有显著影响,施胶量(单面)和加压时间对胶合性能影响不显著,随着胶合压力增大,胶合剪切强度随之减小。异型单元件斜边角度和不同纹理组合都对胶合剪切强度有显著影响,对木破率无显著影响。随着梯形组坯单元件斜边角度的增加,胶合剪切强度增加。在弦弦、径弦、径径纹理组合中,弦弦组合纹理胶合剪切强度最大。     

半纤维素酶/漆酶协同预处理工艺对竹刨花自生胶合性能的影响

研究半纤维素酶和漆酶的酶用量、缓冲溶液pH值、处理温度和时间对竹材自生胶合刨花板内结合强度的影响,结果表明:半纤维素酶/漆酶预处理主要参数对竹刨花自生胶合性能有不同程度影响,酶用量影响最显著。优化预处理参数为:处理温度60～70℃,半纤维素酶用量约500IU/g,缓冲溶液pH为9,处理时间45min,漆酶用量约30IU/g,缓冲溶液pH=3～4,处理时间120min。该结论可为半纤维素酶/漆酶协同预处理竹刨花制造自生胶合刨花板提供理论指导。     

空心胶合木梁柱式结构抗侧力性能研究

为研究空心胶合木梁柱式结构体系抗侧力性能,对纯框架及框架-人字撑两种单跨结构试件进行了单调及低周反复加载试验,考察了结构破坏模式、耗能能力、刚度等抗震性能。结果表明:纯框架与框架-人字撑结构均具有一定抗侧力性能,但纯框架结构承载能力较弱,不建议单独用于工程实践;框架-人字撑结构具较大抗侧刚度及承载力,分别为纯框架的6.3倍及2.68倍,但其延性仅为纯框架的67%。两种结构失效前强度退化小于30%,具足够剩余承载力。     

基于批量定制的圆竹家具减量化设计研究

为解决圆竹家具受生产技术的制约而导致产品同质化、附加值低等问题,运用批量定制理念,从优化产品结构、降低制造门槛的角度进行圆竹家具的减量化设计。首先,分析了批量定制对圆竹家具减量化的驱动因素：以定制的柔性化生产实现产品差异化、利用批量的规模化来促进产品的减量化,提出以标准化部件和适应性部件相互配合来实现圆竹家具减量化的思路。其次,展开了设计减量化、工艺减量化和包装减量化的具体策略研究。最后,针对圆竹家具减量化进行设计创新与实践,验证了从批量定制理念出发对圆竹家具进行减量化设计的可行性。     

圆竹家具结构创新设计

通过对圆竹家具和竹建筑结构形式的归纳与分析,提出采用新技术、新工艺创新设计圆竹家具结构形式;介绍了开发设计的两个系列共5种圆竹家具新型结构,期望以此提升圆竹家具产品的生产工艺、质量和档次。     

竹集成材高频热压胶合工艺及性能研究

采用酚醛树脂胶黏剂,以竹条含水率、涂胶量为试验因子进行竹集成材的高频热压胶合试验,并对其物理力学性能进行检验.结果表明,竹集成材高频热压胶合技术是可行的.在本试验范围内,竹集成材的密度和胶合性能随涂胶量的增加而提高.通过分析试验数据,得出较优的高频热压胶合工艺条件为:涂胶量300 g/m2,竹条含水率12％,高频热压时间10 min.     

空套螺母的设计参数对横纹夹持梓木构件极限抗拔力的影响

采用正交试验法系统研究了不同空套螺母的设计参数对梓木构件径向极限抗拔力的影响规律。结果表明:螺纹长度、螺纹间距、螺纹高度对梓木构件径向极限抗拔力的影响显著,而螺母底径的影响不显著。随着螺纹长度和螺纹高度的增加,螺纹间距的减小,极限抗拔力呈上升趋势。如果要提高空套螺母连接件的抗拔力,比较有效的方法是延长螺纹的长度而不是增加螺母的底径。     

五种丛生竹天然抗白蚁性能研究

笔者以梁山慈竹、龙竹、勃氏甜龙竹、撑绿杂交竹、硬头黄竹为研究对象,参考国家标准GB/T 18260-2000对不同竹种、不同竹龄、不同部位的竹材进行了天然抗白蚁性能比较,以筛选抗蛀性能较好的竹材.结果表明:五种丛生竹的竹材均不具有天然抗白蚁性能;竹龄对梁山慈竹抗白蚁性能影响显著,随竹龄增加其失重率减小,竹材部位对其影响不显著.竹龄在3年以上的梁山慈竹的天然抗白蚁性优于1年和2年的;竹龄对龙竹抗白蚁性能影响不显著,竹材部位对其影响极显著,竹材上部与中下部差异显著,竹材上部失重率大于中下部;五种竹材被白蚁蛀蚀的失重率大小顺序为:梁山慈竹失重率最小,其次为勃氏甜龙竹、龙竹和硬头黄竹,撑绿杂交竹的抗白蚁性能最差、失重率最高;去竹青竹黄的龙竹试样失重率高于原竹试样,说明竹青竹黄对白蚁蛀蚀有一定防护作用.     

实木家具T形构件抗拔力的数值仿真

利用Abaqus有限元分析软件平台,以家具中典型的直角榫接合T形构件为例,建立了一套针对榫接合实木家具抗拔力分析的有限元数值计算模型。对T形构件进行了抗拔力的数值模拟,并用库伦摩擦定律进行了理论分析。结果表明模型的计算结果与理论分析结果具有一致性,从而证明此数值计算模型可以用于模拟实木家具节点力学行为,并为进一步研究整体家具结构力学的数值分析打下基础,为名贵家具结构力学性质的无损检测以及结构设计提供方法。