正交胶合木滚动剪切性能测试方法及影响因子研究进展

介绍正交胶合木滚动剪切性能测试方法,分析和比较不同标准中测试方法的优缺点,并总结CLT滚动剪切性能影响因素及其研究进展,以期能为国内CLT材料研究提供参考。结果表明,测试方法尚未统一,不同测试方法、材料种类、锯材宏观构造特征、CLT加工工艺和产品几何构造对滚动剪切性能影响较大。建议针对目前概括的主要因素进行深入研究,建立统一的测试标准,同时应基于国产木材、结构复合板材和国内木结构行业实际情况展开CLT研究和应用。     

正交胶合木滚动剪切性能研究进展

正交胶合木滚动剪切性能是设计及应用正交胶合木结构的关键，也是目前该领域的研究热点之一。结合既有研究成果，对正交胶合木滚动剪切性能的影响因素、测试方法、破坏模式和数值模型进行总结分析，并对现阶段正交胶合木滚动剪切性能研究中存在的问题提出建议。     

基于蒙特卡洛模拟预测正交胶合木（CLT）顺纹抗压强度

基于《木结构试验方法标准》测试锯材和正交胶合木（CLT）顺纹抗压强度,采用正态分布、对数正态分布、威布尔分布函数进行数据拟合,利用K-S检验判断拟合优度,基于复合层板理论利用蒙特卡洛模拟预测CLT顺纹抗压强度。结果表明,CLT和锯材的顺纹抗压强度平均测试值分别为39.96 MPa和30.41 MPa;采用威布尔分布的拟合优度最高;CLT抗压强度的预测值与实测值相对误差在8%以下,采用蒙特卡洛模拟数据预测CLT顺纹抗压强度平均值和5%分位值的相对误差分别为5.8%和-0.8%,具有更高预测准确性。     

日本落叶松正交胶合木抗弯性能研究

【目的】探究日本落叶松正交胶合木(cross-laminated timber,CLT)抗弯性能的影响因素,为CLT在木结构建筑中的应用提供基础数据。【方法】以产自辽宁清原的日本落叶松锯材为供试材料,依据层板弹性模量(8～12GPa(低)、≥12～≤16GPa(中)、16GPa(高))、层数(3层和5层)、层板厚度(15和25mm)、组坯方向(正交和斜45°)的不同共设置6种组坯方式,基于美国标准ANSI/APA PRG320-2012测试6组CLT的抗弯弹性模量和抗弯强度,以考察CLT抗弯性能的影响因素;根据机械连接理论、复合层板理论、剪力类比理论和简单设计法推算CLT的等效抗弯刚度和抗弯弯矩,通过实测值验证理论预测值的精确性,筛选适宜的预测方法。【结果】层板模量和层数对日本落叶松CLT的抗弯弹性模量、抗弯强度影响显著,但锯材厚度和组坯方向对CLT的抗弯弹性模量、抗弯强度影响不显著;采用剪力类比理论、简单设计法分别计算的等效抗弯刚度值和抗弯弯矩值更加接近实测值,相对误差分别在5.0%和6.5%内。【结论】采用日本落叶松锯材制备的CLT具有较好的抗弯性能,利用理论模型能够很好地预测CLT的等效抗弯刚度和抗弯弯矩。     

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...     

日本落叶松正交胶合木抗弯性能的研究

【目的】探究日本落叶松正交胶合木（cross-laminated timber,CLT）抗弯性能的影响因素,为CLT在木结构建筑中的应用提供基础数据。【方法】以产自辽宁清原的日本落叶松锯材为供试材料,依据层板弹性模量（＞8~＜12 GPa（低）、≥12~≤16 GPa（中）、＞16 GPa（高））、层数（3层和5层）、层板厚度（15和25 mm）、组坯方向（正交和斜45°）的不同共设置6种组坯方式,基于美国标准ANSI/APA PRG320-2012测试6组CLT的抗弯弹性模量和抗弯强度,以考察CLT抗弯性能的影响因素;根据机械连接理论、复合层板理论、剪力类比理论和简单设计法推算CLT的等效抗弯刚度和抗弯弯矩,通过实测值验证理论预测值的精确性,筛选适宜的预测方法。【结果】层板模量和层数对日本落叶松CLT的抗弯弹性模量、抗弯强度影响显著,但锯材厚度和组坯方向对CLT的抗弯弹性模量、抗弯强度影响不显著;采用剪力类比理论、简单设计法分别计算的等效抗弯刚度值和抗弯弯矩值更加接近实测值,相对误差分别在5.0%和6.5%内。【结论】采用日本落叶松锯材制备的CLT具有较好的抗弯性能,利用理论模型能够很好地预测CLT的等效抗弯刚度和抗弯弯矩。     

基于matlab图像处理的CLT木破率测量方法

准确、高效地测量正交胶合木(cross-laminated timber, CLT)木破率，丰富其测量方法，对评价CLT胶合质量具有重要作用。使用数码相机获取木破率图像，通过matlab进行自动识别，利用Otsu算法自动分割剪切破坏面积，从而测量木破率，与传统木破率测量方法和Photoshop图像测量方法的结果进行准确性、稳定性的对比分析。结果表明，采用matlab测量法测量木破率与图像处理软件(Photoshop)和实际测量结果无显著差异，该方法具有稳定性好、效率高、速度快等优点，能够准确、快速测量木破率。本研究提供了一种科学、便捷的木破率测量方法，满足了工业化生产需求，为评价胶合质量提供了准确的参考数据和指导意义。     

防腐处理胶合木的层间界面断裂韧性研究

以云杉-松木-冷杉(SPF)防腐胶合木为研究对象,运用双悬臂梁(DCB)及端部切口三点弯曲(ENF)试验法研究防腐胶合木层间界面断裂韧性.结果表明:铜唑防腐剂不利于层板复合,防腐胶合木层间界面Ⅰ型及Ⅱ型断裂韧性均明显降低,降低幅度分别为18.0％和11.5％;层板表面刨切处理可提高防腐胶合木的层间界面断裂韧性;胶黏剂对...     

杉木胶合木的初步研究

本文探讨了利用杉木小径材生产新型基材———胶合木的方法，并研究了主要工艺参数对产品性能的影响，为优化生产胶合木的工艺打下基础     

正交胶合木(CLT)防火性能的研究

通过资料整理,介绍了目前关于CLT防火性能的研究现状;重点分析了在木材炭化、胶黏剂性能、组胚类型、荷载条件等因素变化下,CLT防火性能和力学性能的变化情况;提出在火灾条件下CLT的物理力学性能变化研究需重点关注,今后可以将新材料运用于CLT结构中,并建立准确的CLT计算机力学模型,能够准确的预测出在不同条件下不同CLT的防火性能及物理性能变化情况。     

3层铁杉正交胶合木板结构的力学性能计算与分析

根据实际工程需要,对足尺铁杉3层CLT板的单元结构进行了力学性能计算与分析。一方面,通过运用机械组合梁理论,对铁杉3层CLT板的有效弯曲刚度和弯曲强度等力学性能进行预测计算;另一方面,依据其计算结果对铁杉3层CLT板在实际工程应用中的挠度、所承受的弯矩和振动固有频率等结构性能进行了预测研究。结果表明,2个等级的CLT有效弯曲刚度、抗弯强度和振动性能等结构力学性能均能满足实际工程应用需要。上述以期通过对足尺3层CLT板的单元结构的力学性能设计计算与分析,有助于为我国大幅面装配式重型木结构建筑提供合适和可靠的配套墙板和楼板。     

CLT墙体?楼板T型连接抗剪性能特征值分析方法对比研究

目的力学特征值分析法是评价结构力学性能的有效方法。在木结构领域,以北美ASTM E2126标准,欧洲EN 12512标准和日本Y&K法的3种评估方法接受度较高。正交胶合木（CLT）被认为是一种可建造多高层木结构建筑的重要木质复合材料,目前针对其材料本身特性的研究较为广泛,但是针对其连接系统的开发和研究尚处于初期阶段。方法本研究设计了一种用于CLT墙体和楼板连接的T型金属连接件,结合对该连接件构造的抗剪试件试验结果,分别采用上述3种分析方法对节点刚度、屈服点特性和延性系数等力学性能参数进行了对比分析。结果Y&K法所得屈服点性质与另两种方法所得点相差较大,EN法计算所得刚度值和延性值略大于另两种方法,ASTM法和EN法在屈服荷载数值的差异性受试验曲线特征影响较大。结论综合比较以上对比结果,对于本文设计的CLT墙体?楼板节点,以及其他力?变形曲线发展较为平缓、破坏模式为延性破坏的木结构节点,Y&K法分析结果更具有实际工程应用意义。      

自攻螺钉与榫卯连接CLT墙体节点力学性能研究

目的正交胶合木（CLT）的出现使木结构建筑突破了以往的层高限制,但现在采用的金属连接件连接方式降低了CLT材料的使用效率,浪费了CLT材料的力学性能优势。因此,连接节点成为CLT研究的关键性问题。对榫卯连接在CLT墙体?墙体处的节点应用进行抗剪性能研究,并与自攻螺钉的连接性能相比较,以探究榫卯连接节点在CLT建筑中的应用提供科学依据。方法分别对自攻螺钉与燕尾榫连接的两类CLT墙体节点H型试件进行单调与低周反复加载试验,得到试件在纯剪作用下的荷载?位移曲线、滞回曲线、骨架曲线等参数,并结合破坏现象比较分析了两类试件的初始刚度、最大承载力、耗能、刚度退化、强度退化等力学特性。结果钉节点一般先于CLT材料破坏,并损坏连接处木材,而燕尾榫节点后于CLT材料发生破坏;在单调加载试验中,燕尾榫节点的延性略低于钉节点,但最大承载力、极限位移、屈服荷载、屈服位移与耗能分别高出钉节点313.50%、35.38%、370.80%、92.76%、459.64%;在低周反复加载试验中,钉节点延性较差,燕尾榫节点延性相对较好,燕尾榫正向加载的最大承载力高出钉节点455.54%,负向加载的最大承载力高出钉节点234.74%,且燕尾榫节点维持刚度和强度的能力,以及耗能能力均优于钉节点。结论与钉节点相比,燕尾榫节点可以更大地发挥CLT材料的优点,以推动CLT建筑的工程应用。      

竹/木销连接组合木梁抗弯性能研究

试验对竹/木销连接的双层规格材组合木梁进行四点弯曲加载试验。试验参数包括销的种类（竹销和木销），钉入角度（45°、60°、90°）和竹销直径（8、10、12 mm）。结果表明，90°和60°角连接时，竹销连接组合木梁刚度比木销连接分别提升11%和18%；组合木梁随销钉入角度的增加，刚度逐渐增加，90°角连接比60°和45°角连接刚度分别提升7%和29%；增加竹销直径可以有效提升组合木梁刚度。     

CLT墙体-楼板T型连接件节点力学性能研究

目的正交胶合木(CLT)较之传统的结构用工程木质材料,因其优异的材料性能使得现代木结构建筑能够向高层建筑发展。然而,现有的结构连接节点并不能完全体现CLT板材本身所具有的优异性能。对T型连接件在CLT墙体-楼板处的节点应用进行抗剪性能研究,并与角钢的连接性能进行比较,以探究T型连接件节点的可行性,为T型连接件在CLT建筑中的应用提供科学依据。方法分别对角钢连接节点试件、不同螺栓直径的T型连接件节点试件进行了单调加载试验。通过特征值分析法,对试验所得的荷载-位移曲线进行分析,对比不同连接节点形式下的峰值荷载、初始刚度、延性系数和耗能情况。结果相比传统的角钢连接节点,T型连接件节点的金属件破坏程度低,木材破坏程度高,且其峰值荷载提高了142.5%,初始刚度提高了125.0%,延性系数下降了33.2%,耗能提高了132.6%。当T型连接件节点的螺栓直径从10 mm增大到12 mm时,其峰值荷载提高了13.2%,初始刚度提高了13.7%,延性系数提高了16.2%,耗能提高了14.8%。结论T型连接件能更好地抵抗墙体-楼板节点的剪切力,并能更好地体现CLT自身的刚度,且T型连接件用于CLT建筑中墙板-楼板节点的力学性能总体好于角钢。对于T型连接件节点,适当增大螺栓的直径可提高其连接强度,但提高程度有限。      

古建筑墙体木柱缺陷对其安全性影响数值模拟研究

  目的  墙体木柱作为木结构古建筑最重要的承重构件之一,容易出现裂纹、腐朽等缺陷,而各类缺陷会影响墙体木柱顺纹压应力的分布,导致其承载力降低,进而影响其安全性,直接威胁整个建筑的稳定性。因此,研究不同类型的缺陷对古建筑墙体木柱安全性影响是很有必要的。  方法  首先建立了墙体木柱裂纹缺陷、腐朽缺陷以及复合缺陷几何模型,并定义了墙体木柱的受压安全性系数k_c,然后使用Abaqus有限元软件分别模拟分析了裂纹缺陷模型、单侧腐朽缺陷模型、环形腐朽缺陷模型和复合缺陷模型最大顺纹压应力的大小和位置,探究了不同尺寸的缺陷对墙体木柱安全性的影响,并进行了实例验证。  结果  单侧腐朽缺陷以及复合缺陷会使墙体木柱在径向上出现较大偏移,对木柱的稳定性产生较大影响,而裂纹缺陷和环形腐朽缺陷在径向、顺纹方向和切向上偏移较小;裂纹缺陷、单侧腐朽缺陷、环形腐朽缺陷和复合缺陷都对墙体木柱最大顺纹压应力和安全性有较大影响,最大顺纹压应力总是出现在有效截面面积最小处,且均随各缺陷程度的增大呈指数增加,而安全性系数呈指数下降,同时复合缺陷对墙体木柱安全性的影响要大于单一缺陷对墙体木柱的安全性影响。半露明柱与暗柱在腐朽深度相同时,安全性相差不大,在腐朽面积相同时,半露明柱的安全性要远低于暗柱。  结论  裂纹缺陷和腐朽缺陷会降低墙体木柱的安全性,而有限元数值模拟能够计算出墙体木柱的顺纹压应力最大值,进而量化墙体木柱的安全性,其结果可以为墙体木柱的修缮提供依据。      

含石蜡水基型有机木材保护复合制剂的性能研究

  目的  为满足不同木材败坏防治需要,拟制备出一种具有防腐、防霉、防虫和防水多种功能的水基型有机木材保护复合制剂。  方法  通过室内抑菌圈法筛选出杀菌谱互补的防腐药剂和防霉药剂,复配并筛选两者的最优复配比例;以高效氯氟氰菊酯作为防虫成分、液体石蜡作为防水成分,制备木材保护复合制剂。测试该制剂的乳化稳定性能、防水性能、室内耐腐、防霉、防白蚁等效果,评价该制剂的使用效果并确定在木材上的合适载药量。  结果  通过筛选有效成分,制得质量分数为0.20%苯醚甲环唑、0.20%碘丙炔醇丁基氨甲酸酯、0.02%高效氯氟氰菊酯和40.00%液体石蜡的木材保护复合制剂。该制剂兑水稀释250倍静置1 h未见分层、析油和沉淀;稀释5~20倍处理木材,当木材中液体石蜡含量为49.1 kg·m?3,防水效率达77.8 %;稀释20倍处理木材,木材中苯醚甲环唑和碘丙炔醇丁基氨甲酸酯的载药量超过71.1 g·m?3时,室内耐腐测试中质量损失率可低于1.0%,达到I级强耐腐等级;稀释5倍处理木材,木材中苯醚甲环唑和碘丙炔醇丁基氨甲酸酯单位面积含量均为0.165 g·m?2时,室内防霉测试中霉菌侵染值为0;稀释10倍处理木材,木材中高效氯氟氰菊酯载药量达14.7 g·m?3,白蚁蛀蚀完好值为9.2,质量损失率为2.6%。  结论  制备了一种可满足不同木材败坏防治需要的木材保护复合制剂,该制剂一剂多效、性能稳定,具有良好的防腐、防霉、防虫和防水效果。将该复合制剂稀释5~20倍使用,可满足大多数生物危害的防治需求。表7参21