正交胶合木横纹承压性能研究现状

正交胶合木（CLT）在木结构建筑中应用越来越广泛,特别是在中高层建筑物中。CLT作为楼盖构件使用时,承受柱或墙体施加的垂直荷载,因此CLT产品的设计及应用需要其横纹承压弹性模量和强度方面的参数;改善CLT横纹承压性能,也可以提高整体结构强度和建筑安全系数。文中主要介绍目前CLT横纹承压性能测试方法,总结CLT横纹承压性能影响因素方面的研究进展,以期为国内CLT研究提供参考。     

现代竹结构中重组竹销的槽承压强度

选取试样尺寸、螺栓直径等因素对重组竹销槽承压强度进行分析,评价NDS/LRFD和Eurocode 5中销槽承压设计公式对重组竹销槽承压强度预测的适用性,分析2个加载方向试样的破坏形态.结果表明:试样尺寸在满足设计最小值的前提下,对销槽承压性能无显著影响,销槽承压强度值在104.40 ～ 169.77MPa范围内波动;2个加载方向的销槽承压强度从数值上看,随螺栓直径的增大呈下降的趋势;NDS/LRFD和Eurocode 5对重组竹销槽承压强度的预测值偏小;加载方向的不同对试样的破坏形式影响较大.     

不同加载角度下重组竹销槽的承压性能

重组竹是一种新型绿色装配式建材。销槽承压强度是现代竹结构节点设计的重要参数,对于确定节点承载性能和可靠度具有重要意义。为研究不同加载角度下的重组竹销槽承压性能,通过对7组35个重组竹试件开展全孔销槽承压静力加载试验,得到重组竹全孔销槽承压荷载-位移曲线、破坏模态和销槽承压强度,分析了加载角度对重组竹销槽承压性能的影响。结果表明：重组竹销槽承压的荷载-位移曲线分为3个阶段;根据加载角度不同,具有2种典型的破坏模态;销槽承压强度在加载角度为0°,45°,90°时最低,加载角度为0°～45°和45°～90°时,均有一定程度的提高。将销槽承压强度试验值与欧洲标准(BS EN 383:2007)、美国标准(ANSI/NDS SUPP-2018)和中国标准(GB 50005—2017)中销槽承压强度计算公式得到的结果进行对比,得出了上述标准在计算重组竹销槽承压强度时存在一定局限性。最后在试验结果的基础上,提出了不同加载角度下的重组竹销槽承压强度建议计算公式,为现代竹结构中节点连接承载力的计算提供了参考。     

木结构螺栓连接设计中销槽承压强度值的确定方法

木材销槽承压强度是木结构螺栓连接节点设计的一个重要参数。结合国内外主要国家木材销槽承压强度的测定方法和模拟计算公式,将模拟计算结果与试验结果进行比较,分析表明螺栓直径5%偏移法作为木材销槽承压强度的判定方法较为合理,且兴安落叶松的5%偏移法试验测定结果与美国木结构设计规范NDS规定模拟值误差在-2.02%~10.44%之间。设计人员可在未经过试验测定兴安落叶松销槽承压强度时,对模拟计算得到的销槽承压强度值乘以折减系数0.91作为设计参考值。     

日本落叶松胶合木销槽承压强度的影响因素分析

参照美国标准ASTM D 5764-97a(2007),探讨测试方法、层板等级、钢销直径和加载方向对日本落叶松(Larix kaempferi)胶合木销槽承压强度的影响。单因素方差分析结果表明,影响日本落叶松胶合木销槽承压屈服强度的因素依次为:层板等级钢销直径加载方向,测试方法对承压性能的影响不显著。     

正交胶合木胶合性能研究现状及展望

胶合性能是胶合木制品的重要性能之一。在正交胶合木（CLT）中木材特征、胶黏剂性能以及木材与胶黏剂之间界面性能共同决定了正交胶合木的胶合性能。木材作为一种天然各向异性材料,其纹理方向不同,造成组坯方式对于胶合性能影响巨大。在胶合性能测试中,取样尺寸、取样形状对于胶合性能的测试结果都有一定的影响。胶合界面性能表征方面的研究正逐渐兴起,但是针对CLT胶合界面性能表征的相关研究报道并不多。有关CLT胶合的研究多集中在胶黏剂和胶合工艺方面,而针对不同锯材单元的特性对胶合性能尤其是耐久性影响的研究尚少有报道。文中基于现有研究对CLT胶合界面性能影响因素进行总结,梳理对比CLT胶合性能测试方法以及胶合界面性能表征技术,并对今后研究方向提出意见和建议。     

ESWood复合木材料物理力学性能试验研究

为了解ESWood复合木作为结构用材的物理力学性能,对其进行木材物理力学性能试验并对各项性能进行评价。结果表明:ESWood复合木密度为0.725 g/cm~3、含水率为18.5%,顺纹销槽承压强度30.73 MPa、横纹销槽承压强度18.29 MPa,试验结果准确指数均在5%以下。顺纹抗拉强度71.61 MPa、顺纹抗压强度53.05 MPa、横纹全部抗压强度7.91 MPa、横纹部分抗压强度12.29 MPa、横纹抗拉强度1.53 MPa,试验结果准确指数均在10%以下。通过与木结构设计规范中TB13等级材料设计强度对比,可知ESWood复合木的木材性能及连接性能良好。     

落叶松顺纹销槽承压屈服强度研究

销槽承压屈服强度是销连接节点承载性能的重要参数,对于确定节点承载性能及其可靠度的计算具有关键意义。采用公称直径5.5 mm的钻尾自攻螺钉和直径分别为6,8,10 mm的螺栓,对4组60个落叶松销槽承压试件进行单调加载试验,通过5%直径偏移法确定其销槽承压屈服强度,比较销槽承压屈服强度与销栓类型和直径的关系。根据试验结果,评价文献和各标准中的理论方程对落叶松销槽承压屈服强度预测的可行性,从而为木结构销连接承载力的计算、设计提供参考。试验结果表明:销槽承压试件的破坏发生在槽孔受压区域,竖向顺纹裂缝部分出现在槽孔下方,部分出现在槽孔边缘,试件破坏时表现出明显的脆性特征。钻尾自攻螺钉承压试件的承压屈服强度远小于螺栓试件,随着螺栓直径的增大,最大荷载也随之增大,承压屈服强度随着螺栓直径的增大呈减小趋势,至直径8 mm时其承压屈服强度趋于稳定。通过对相关文献和各标准与试验结果进行比较,对欧洲木结构设计规范EC5中销槽承压屈服强度的计算模型进行了修正,修正后的公式对落叶松顺纹销槽承压屈服强度的预测能力更强。     

正交胶合木(CLT)性能测试及其分析

简述了国内首条大幅面CLT生产线制造的铁杉正交胶合木(CLT)的工艺过程,并主要对该CLT板主强度方向的弹性模量、抗弯强度,以及胶层剪切强度、层间剪切强度和浸渍剥离等性能进行了测试与分析。表明:铁杉CLT的抗弯性能和抗剪性能测试值均能达到加拿大ANSI APA PRG320—2012标准相关等级要求;CLT垂直层滚动剪切强度是决定CLT抗弯强度和界面层剪切强度的主要因素;真空—加压浸渍处理对胶结面附近木材力学性能的影响大于对胶层的影响,其浸渍剥离率的平均值为9.75%,单组份PUR胶黏剂的胶层剪切强度和耐候性等性能符合室外环境的使用要求;铁杉CLT的抗弯性能和抗剪性能测试值达到加拿大ANSI APA PRG320—2012标准相关等级要求,满足工程要求。     

单调荷载下三层正交胶合木企口节点的剪切性能

为了研究3层正交胶合木(CLT)企口连接的连接性能,对3种不同榫头长度的正交胶合木企口连接试件和传统半搭接连接试件进行准静态单调加载剪切测试。分析企口试件的破坏模式,比较企口试件与半搭接试件在承载能力、刚度以及延性方面的改变,并对比3种不同榫头长度对CLT企口节点抗剪性能的影响。测试使用全螺纹自攻螺钉,垂直CLT板宽面单侧打入,企口连接的榫头长度分别为35,50和65 mm,半搭接连接的搭接长度为50 mm。参照欧洲标准EN 26891-1991进行准静态单调加载。结合试验现象和数据进行了分析比较,结果表明:企口试件的主要破坏现象为STS屈服、钉帽拉穿和木材销槽承压破坏,同时,得益于企口连接的剖面形状,试件在整个加载过程中保持了良好的完整性,未发生面外偏转。半搭接试件易发生面外偏转、钉尖拔出、构件分离。3种榫头长度的企口连接相较半搭接连接在最大承载力、初始刚度和延性方面都有提升。榫头最长的TG-65组试件力学性能相对较好,较半搭接HL-50组试件承载力提升23%、初始刚度提升200%、延性系数提升206%。     

正交胶合木胶合耐久性能研究进展

胶合耐久性是正交胶合木(CLT)最基本的性能之一,正交组坯结构和层板间缝隙等构造特征增加了CLT胶合耐久性评估方法的复杂性。同时,胶黏剂种类、胶合工艺参数、试件大小及形状和层板处理等均会影响胶合耐久性能的评价结果。比较分析了不同CLT胶合耐久性测试方法,并对CLT胶合耐久性能主要影响因素相关研究进行总结,为后续CLT胶合耐久性能研究提供参考。     

正交胶合木及其销槽承压强度研究现状

本文介绍了一种新型工程木产品-正交胶合木,并分析了国内外学者对于木材及正交胶合木在销槽承压强度等方面的相关研究现状,以期为这种新型工程用木产品的开发应用奠定理论基础。     

高湿状态下单板层积材的横纹承压性能

重组加工是提高低强度木材结构性能的重要手段,以杨木重组加工的单板层积材为研究对象,从受力方式、承压方向及增强方法等方面研究了高湿状态下单板层积材的全表面、局部表面及尽端局部表面横纹承压性能。结果表明：湿环境对杨木单板层积材横纹承压性能影响较大,湿环境下其全表面横纹承压性能为干环境下的33%;杨木单板层积材横纹承压性能主要与其承压位置与承压方向有关,局部横纹承压时受到承压面周围木材纤维的支持作用显著,承压面平行于单板层时其局部承压强度最高,在干燥环境下,分别是尽端局部及全表面横纹承压强度的1.2倍和1.4倍。单板层积材结构是导致不同承压方向横纹承压性能差异的主要原因,承压面垂直于单板层时,单板层积材易过早发生分层或屈曲破坏。湿环境下单板层积材含水率较高材质较软,自攻螺钉支持作用明显,有助于改善其承压性能。杨木单板层积材横纹承压强度对环境湿度较为敏感,在工程应用时应保持环境干燥并使承压面平行于单板层。     

木结构销钉类紧固件连接试验方法简介

介绍了欧美木结构中确定销钉类紧固件连接性能的试验方法,主要包括木质材料抗拔握钉力试验、横向承载试验、抗拉穿性能试验和销槽承压强度试验,以推动我国木结构方面的相关研究。     

加拿大西部铁杉正交胶合木胶合性能与耐久性初探

以加拿大西部所产铁杉锯材为基材,采用单组分聚氨酯(PUR)和双组分异氰酸酯(EPI)两种不同胶黏剂,0.28 MPa和0.83 MPa两个不同压力参数,制造正交胶合木(CLT)小样(609 mm×609 mm),对其进行胶层剪切测试和浸渍剥离测试,分析判断胶黏剂种类和压力对铁杉CLT胶合性能和耐久性的影响。试验结果表明:胶黏剂种类和压力大小对cLT的胶合性能、剪切破坏中木材破坏率和耐久性均有显著影响:当使用单组分聚氨酯(PUR)、压力0.83 MPa时,相比于0.28 MPa,其胶层剪切试验中木材破坏率更高;浸渍剥离试验中胶层剥离率更低。虽然在北美现行标准中尚没有利用加拿大铁杉制造CLT的相关规定,但加拿大铁杉的各项性能符合CLT制造的要求。建议进行进一步研究,制定合理的工艺参数,将加拿大丰富的铁杉资源用于制造CLT。     

现代木结构桥梁SLT桥面板与CLT桥面板性能对比北大核心

应力叠合木SLT与交错层压木CLT是现代规格木材应用主流,笔者针对现代木结构桥梁SLT桥面板与CLT桥面板性能进行对比,研究两种规格木在小跨径桥梁上的应用性能。首先探讨了SLT板刚度设计的Ritter理论及Crews理论,CLT板刚度设计的组合系数K理论及机械连接理论。而后对一简支板梁桥桥面板,分别选用SLT桥面板与CLT桥面板的性能进行了分析比较。结果表明:截面形式一致,同材质的SLT桥面板较CLT板更适宜小跨径公路桥面板;同时SLT桥面板设计时,宜采用Ritter设计理论。     

现代木结构桥梁SLT桥面板与CLT桥面板性能对比

应力叠合木SLT与交错层压木CLT是现代规格木材应用主流,笔者针对现代木结构桥梁SLT桥面板与CLT桥面板性能进行对比,研究两种规格木在小跨径桥梁上的应用性能。首先探讨了SLT板刚度设计的Ritter理论及Crews理论,CLT板刚度设计的组合系数K理论及机械连接理论。而后对一简支板梁桥桥面板,分别选用SLT桥面板与CLT桥面板的性能进行了分析比较。结果表明:截面形式一致,同材质的SLT桥面板较CLT板更适宜小跨径公路桥面板;同时SLT桥面板设计时,宜采用Ritter设计理论。     

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。     

人造板材有助于减缓全球变暖

客座专家,英国北威尔士班戈区生物复合材料中心的Morwenna Spear博士。近年人们对建筑中的木材特别是正交胶合木(CLT)的审美效益和自然外观的美感十分感兴趣。在英国几乎每个星期都出现一个利用木材进行创新或可持续建设的范例。因此说人们对能够提供什么样的木材越来越感兴趣。现代的施工方法例如木框架和CLT能带来交货速度快的好处.     

水性树脂底漆对木材表面润湿性的影响

水性树脂底漆对木材表面润湿性能的影响是决定木器涂装质量的关键因素。为了给木器水性漆涂装提供基本依据,选择松木、杉木、橡木、奥古曼和非洲紫檀5种木材,研究水性丙烯酸树脂底漆、水性丙烯酸改性聚氨酯底漆、双组分水性丙烯酸树脂对其表面润湿性能的影响。采用正交试验设计方案,以漆种、底漆质量分数、树种和干磨砂纸粒度为影响润湿性的因素,分别研究水性树脂底漆在木材弦、径切面的接触角大小和5种木材弦、径切面的孔槽比,分析影响木材表面润湿性的因素及原因。结果表明:4个因素水平中,底漆质量分数和漆种对木材表面润湿性的影响非常显著,树种对其影响显著,干磨砂纸粒度对其无显著影响;5种木材径切面的孔槽比高于弦切面,针叶材弦、径切面的孔槽比高于阔叶材,径切面的润湿性优于弦切面,针叶材表面润湿性优于阔叶材;此外,单组分水性树脂底漆在5种木材弦、径切面的润湿性优于双组分水性树脂底漆。因此,在木器水性漆高质量涂装中,对于不同木材种类应该选择合适的水性涂料及最优质量分数,才能保证涂装中底漆良好的质量。