正交胶合木增强叠木斗栱受力性能试验

为研究正交胶合木(CLT)增强叠木斗栱受力性能的作用效果,设计了3种不同布置方式的CLT木枋来替换原层板胶合木第一层横枋,研究其平面内受压的增强效果。结果表明:更换CLT后横枋易发生沿木材纤维的剪切破坏,分析了破坏特征及受力机制,其中两侧沿受压方向为顺纹板增强效果最佳,其极限承载力较未增强试件提高约19.15%。     

速生杨木PF浸渍增强机理及力学性能可靠性分析

利用满细胞法真空加压浸渍方案,对速生杨木进行低分子酚醛树脂增强改性处理,对材料改 性前后力学性能及其可靠性进行分析。结果表明：低分子酚醛树脂浸渍改性处理是速生杨木增强的 有效手段,能够大幅度改善速生杨木的力学性能,改性后材料的抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹压 缩强度分别较改性前提高了87.784 %、22.136 %和207.358 %;可靠性分析结果表明,以抗弯弹性模 量、抗弯强度和顺纹抗压强度为考察指标,速生杨木及其低分子酚醛树脂浸渍改性材的强度指标均 符合正态统计分布规律。     

增强-染色复合改性杨木的强度和耐光色牢度

【目的】通过木材增强-染色联合改性,提高人工林杨木的物理力学和装饰性能,为人工林速生软质木材的高效增值利用提供技术支持。【方法】将水溶性低分子质量三聚氰胺脲醛树脂(MUF)与酸性大红G复配得到复合染色剂,通过真空加压浸渍处理,对杨木进行增强-染色一体化改性,测试改性材颜色、强度、氙光老化等性能,并利用SEM分析其微观性状。【结果】增强-染色复合改性材的Δa^*、Δb^*、ΔC^*、ΔL^*与ΔE^*等色差指标与水染材基本一致; 复合染色材表面与内部颜色差异小于水染材。与未处理材相比,增强-染色复合改性材的密度、抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)和抗压强度分别提高了38.2%、6.28%、20.67%和48.87%,与树脂增强改性材相当。SEM分析结果表明,MUF改性材和复合改性材细胞腔和细胞间隙被改性剂填充; 与水染材相比,复合改性材中的染料颗粒分布更均匀。耐光色率度测试结果表明水染材颜色在10 h内变化最快,50 h开始趋于平缓; 增强-染色复合改性材在光照50～75 h颜色变化加快,75 h后趋于稳定,其耐光色牢度比水染材提高了28.3%。【结论】染料的添加对树脂MUF的增强改性作用无明显影响,染料的加入也不影响水溶性低分子质量MUF树脂的高渗透性,树脂填充细胞腔和细胞间隙使得两种改性材的密度和力学强度均大大提高,树脂对染料的包覆和固结使得复合染色材的耐水色牢度明显提高,增强-染色复合改性材比水染材具有更好的耐光色牢度。将木材功能性改良与染色相结合的杨木增强-染色一体化改性技术,能显著改善速生杨木材料的物理力学和装饰性能。     

ACQ D防腐处理对速生杨木力学性能 和等温吸着特性的影响

采用满细胞浸渍的处理方法,对速生杨木进行氨溶季铵铜药剂防腐改性。对改性前后材料的基本力学性能和等温吸着特性进行测试与分析。结果表明：试验范围内防腐处理对材料的力学性能影响不显著;采用Nelson方程可以较好地表征速生杨木及其氨溶季铵铜防腐改性材的吸着特性,氨溶季铵铜防腐处理对材料的吸着特性影响不显著。     

胶合木粘钢顺纹拉拔承载力试验研究

为研究胶合木粘钢连接的顺纹拉拔力学性能,开展了27个胶合木粘钢试件的试验研究,主要变化参数为锚固长度和钢板上的开孔密度或孔间距。对比分析了破坏形态与破坏机制、荷载-滑移曲线和等效黏结强度等结构性能。试验结果表明:锚固长度和钢板上的开孔密度是影响胶合木粘钢承载力的主要因素;粘钢试件破坏模式主要有钢板拉断、钢板屈服、木材剪切破坏和钢板-胶层界面破坏;通过对粘钢试件的合理设计,能够避免发生木材剪切破坏和钢板-胶层界面破坏等脆性破坏,实现具有大承载力和高延性特性的延性破坏形式。最后,基于试验结果提出胶合木粘钢连接的破坏模式判定方法,并给出了设计建议。     

高层正交胶合木-混凝土核心筒体系力学性能参数分析

基于国内外高层木结构及木-混凝土混合结构的研究,结合正交胶合木(CLT)的材料性能优势,设计了一种高层正交胶合木-混凝土核心筒混合结构体系.运用有限元分析方法,研究不同参数对该混合结构的力学性能、变形、动力特性等的影响.结果表明,CLT板连接刚度的变化对CLT结构竖向位移的影响较大,提高CLT板间的连接刚度,可减小CLT结构竖向位移和楼层水平位移;混凝土核心筒墙体厚度增加,结构楼层水平位移平均减小9.07%,但对CLT结构竖向位移几乎无影响;一定范围内楼层数的变化对结构周期和楼层水平位移的影响较大,而对CLT剪力墙结构竖向位移的影响相对较小.     

钢框架内填正交胶合木剪力墙结构的抗震性能

为了研究用粘钢节点连接的钢框架内填正交胶合木(CLT)剪力墙体系在地震荷载作用下的抗震性能,本文对一榀纯钢框架和一榀钢框架内填CLT剪力墙的缩尺构件分别开展低周反复荷载试验,探明两种结构的破坏形态和破坏机制,并对试验现象、抗侧承载力、抗侧刚度和耗能性能等进行全面分析。试验结果表明:通过采用CLT墙体与钢框架在角部连接的方式,钢框架和CLT剪力墙实现了协同工作,整个混合结构的受力也更加合理,同时也具有良好的延性;此外,相比于纯钢框架,钢框架内填CLT剪力墙结构抗侧刚度更高,其抗侧承载力和耗能能力也有很大提高。     

轻型木桁架体系结构性能试验研究

为了解轻型木桁架的结构性能,完成了轻型木桁架规格材材性试验、胶合板材性试验、上弦与屋面板连接节点试验、单榀木桁架试验15榀及木桁架体系试验1组,得到了规格材材性统计特征、胶合板材性统计特征、上弦与屋面板连接节点连接特性曲线,单榀桁架的弹性刚度统计特征及轻型木桁架体系的整体共同工作性能,试验数据最终形成轻型木桁架结构性能数据库,用于后续的数值模拟程序标定工作和今后的相关研究工作参考.     

竖向拼缝对正交胶合木剪力墙抗侧性能的影响

为研究竖向拼缝对正交胶合木(CLT)剪力墙抗侧性能的影响,设计了无竖向拼缝和有竖向拼缝的两种CLT剪力墙试件,对这两种CLT剪力墙试件进行了拟静力往复加载试验,对比了往复荷载作用下两种CLT剪力墙试件的破坏模式、极限承载力、初始刚度、耗能能力和刚度退化特性。研究结果表明:无竖向拼缝CLT剪力墙的极限承载力和初始刚度较有竖向拼缝CLT剪力墙的极限承载力和初始刚度高,且相比于有竖向拼缝CLT剪力墙,无竖向拼缝CLT剪力墙在往复荷载作用下耗散了更多的能量;在相同的侧向位移下,无竖向拼缝CLT剪力墙的抗拔连接节点变形较有竖向拼缝CLT剪力墙的抗拔连接节点变形严重;两种CLT剪力墙试件均表现出了明显的刚度退化现象。     

正交胶合木楼板炭化速度有限元分析

为研究正交胶合木(CLT)楼板炭化速度有限元分析方法,在ISO834标准升温条件下进行了3组国产CLT楼板的火灾试验。对胶黏层的拉伸与剪切试验进行有限元模拟,建立了2种CLT楼板炭化速度有限元模型,即未考虑层板脱落和考虑层板脱落的有限元模型。将试验得到的温度-时间曲线、炭化深度(速度)曲线与有限元模型的模拟结果进行对比。研究结果表明,受火时间越长,炭化速度越大;采用胶黏单元来模拟CLT板中的胶黏剂是可行的;考虑层板脱落的炭化速度有限元模拟结果与试验得到的炭化速度结果吻合较好。     

不同温度下钢-改性聚氨酯混凝土界面黏结滑移性能试验研究

在钢桥运营过程中,铺装层与桥面板的黏结层常会因车辆碾压、温度等因素的影响而出现脱黏现象。近年来,国内出现一种新型改性聚氨酯混凝土,具有较好的工程适用性,已用于多座钢桥梁铺装工程。为研究该混凝土与钢桥面板的界面黏结性能,设计并制作该改性聚氨酯混凝土与Q345钢的层间复合试件。考虑温度的影响,分别在-10、15、40和60℃下进行斜剪试验。基于数字图像处理技术(DIC)采集试件界面的滑移量和应变,分析试件在不同温度下的破坏形态、界面黏结性能及界面应变分布规律。基于试验结果,建立钢-改性聚氨酯混凝土界面剪切强度、刚度与温度的关系式。研究结果表明：温度对试件界面黏结性能的影响显著,试件的界面剪切强度和刚度随温度升高而降低,而其界面极限滑移量与温度无明显关系,界面应变的绝对值均沿胶层方向从试件混凝土层的加载端到未加载端逐渐减小;随着温度升高,试件由脆性破坏向塑性破坏过渡;据所建立的钢-改性聚氨酯混凝土界面剪切强度、刚度与温度的关系式所得剪切强度、刚度计算结果与试验结果较吻合,可为聚氨酯类混凝土钢桥面铺装工程应用提供参考。     

SPF规格材弹性模量概率分布及其力学性能评价

应用瞬态激振法实测了针叶木规格材(SPF)的弹性模量,并对弹性模量进行了威布尔分布的拟合检验。结果表明:SPF规格材松木试件的弹性模量遵循威布尔分布,应用拟合检验确定的威布尔参数,估算了总体弹性模量均值、标准离差和弹性模量在给定值下的概率。根据GB 5005—2003木结构设计规范及确定的威布尔参数,评价了总体二级SPF规格材松木试件达到二级材Ⅱc的可靠度为95.9%,即推算总体松木试件弹性模量达不到二级材Ⅱc的概率为4.1%。     

SPF规格材弹性模量概率分布及其力学性能评价

应用瞬态激振法实测了针叶木规格材(SPF)的弹性模量,并对弹性模量进行了威布尔分布的拟合检验。结果表明:SPF规格材松木试件的弹性模量遵循威布尔分布,应用拟合检验确定的威布尔参数,估算了总体弹性模量均值、标准离差和弹性模量在给定值下的概率。根据GB 5005—2003木结构设计规范及确定的威布尔参数,评价了总体二级SPF规格材松木试件达到二级材Ⅱc的可靠度为95.9%,即推算总体松木试件弹性模量达不到二级材Ⅱc的概率为4.1%。     

正硅酸乙酯-KH-570复合浸渍改性速生杨木

以正硅酸乙酯-KH-570为浸渍液浸渍改性速生杨木,提高其物理性能.利用单因素试验,采用常压浸渍方法对速生杨木进行浸渍处理,以正硅酸乙酯与KH-570物质的量比为变量,吸水率、体积湿涨率、气干缩率、疏水性为评价指标,优化正硅酸乙酯与KH-570的最佳物质的量比.通过红外光谱、DSC分析浸渍机理.结果表明:正硅酸乙酯与KH-570的最佳物质的量比为1∶0.75,吸水率降低47.76%,体积湿涨率降低28.16%,气干缩率降低15.32%,处理材表面与水滴接触角为91°,达到疏水级别.     

CLT楼板半层搭接节点的面外弯曲性能试验研究

为研究半层搭接节点对正交胶合木（CLT）楼板双向抗弯承载力的影响,分别对CLT楼板半层搭接节点试件沿强轴和弱轴方向进行面外加载弯曲试验.归纳了强轴和弱轴方向受弯的试验现象和极限状态的破坏模式,考察了螺钉直径、螺钉间距、搭接长度对抗弯极限荷载、跨中截面应变的影响.结合试验现象,总结了弱轴方向受弯极限状态时自攻螺钉的变形特...     

新型耗能连接正交胶合木剪力墙抗侧力性能试验

为研究基于软钢屈服与橡胶剪切变形双重耗能机制新型连接的正交胶合木剪力墙抗侧力性能,考虑顶部竖向荷载、墙体高宽比、耗能连接件可更换性等因素,对6榀2.4m高足尺试件进行了单调及低周往复加载试验,并与普通金属连接正交胶合木墙体进行对比试验,获取并分析了剪力墙的破坏过程、力学性能参数及各项因素对抗侧力性能的影响规律。结果表明：新型耗能连接正交胶合木剪力墙在侧向力下的损伤主要集中在耗能连接的软钢耗能段屈服断裂与耗能橡胶脱胶破坏,墙体板材与自攻螺钉未见损伤;增大顶部竖向荷载可有效提升墙体的抗侧力性能,而增大高宽比主要可增加墙体的变形能力与延性;与普通金属连接墙体相比,耗能连接墙体的最大承载力相近,但延性提升26%,耗能能力提升38%,最大层间位移角可达1/23,且在原位替换耗能连接修复的墙体与原墙体的抗侧力性能相近,表明新型耗能连接正交胶合木剪力墙具有较好抗震性能,可实现强震后连接可更换、结构可修复的设计目标。     

改性草浆碱木素减水剂的制备与性能评价

针对草浆碱木素化学改性,研究了引发氧化和磺化制备改性草浆碱木素减水剂(MLP)的工艺参数,通过测定MLP的红外光谱、MLP在水泥颗粒表面的吸附量、水泥ζ-电位、MLP水溶液的表面张力及掺MLP的水泥净浆流动性,对MLP进行了表征,并试验研究了掺MLP的混凝土性能.试验结果表明:通过对草浆碱木素进行氧化改性和磺化改性,可获得含有羟基、磺酸基等官能团的木质素磺酸盐减水剂,减水率达到15.2%;碱木素经改性后,表面活性提高,通过吸附一分散作用,降低水泥颗粒的ζ-电位,并可显著降低水的表面张力;掺MLP的混凝土性能符合高效减水剂国标要求.草浆碱木素经氧化和磺化改性后,不仅可代替木浆木质素磺酸盐使用,而且因其具有高效减水剂的性能指标,还可单独作为高效减水剂使用,或部分取代萘系高效减水剂.     

轻型钢木混合楼盖水平荷载转移性能

通过水平集中荷载作用下一层两跨的钢木混合结构拟静力试验,研究轻型钢木混合楼盖弹性状态下平面内刚度及其对水平荷载的分配.为了量化楼盖平面内刚度对水平荷载分配的影响,定义了楼盖水平荷载转移能力系数β,探讨了楼盖平面内刚度与竖向抗侧力构件抗侧刚度比值α与β的关系,并根据α及β数值大小定义刚性楼盖.试验结果表明,轻型钢木混合楼盖在仅铺设SPF(云杉-松木-冷杉)规格材面板且竖向抗侧力构件仅为钢框架时,α在0.5~1.0之间,β为64.0%左右,楼盖已能较好地分配水平荷载;铺设水泥砂浆面层后,α增至3.0以上,β增至90.0%左右,结构有很强的空间协同作用,楼盖为刚性楼盖;当竖向钢框架间加上轻型木剪力墙后,α下降至1.0~2.0之间,β下降至78.0%左右,楼盖不再为刚性.     

复合板材双剪切试验方法与装置

针对复合板材在工程应用中的力学性能分析需求,为测量其平行于试件面板方向的剪切破坏荷载,以能够较准确表征复合板材双剪状态下的应力分布情况,研究了复合板材双剪切试验方法,设计了双剪切试验装置,并对不同芯材和不同厚度的结构保温板进行了双剪切试验,分析了其破坏形态和剪切力学性能。研究结果表明:各试件双剪切破坏面形态合理,应力-应变曲线数据稳定;EPS(聚苯乙烯泡沫)芯材试件抗剪破坏形式为脆性破坏,而岩棉芯材试件受剪开裂后,抗剪强度不会立即丧失,而是逐渐降低;随着试件芯材厚度的增加,EPS芯材试件应力峰值和应变随之减小,两者变化均为非线性,而岩棉芯材试件应力峰值随之减小,应变则无明显相关关系。该方法与装置为进一步研究复合板材的力学性能提供了试验方法。     

CLT楼板耐火极限计算中零强度层厚度取值研究

为研究正交胶合木(CLT)楼板耐火极限计算中的零强度层厚度取值,分别进行了三层、五层CLT楼板常温极限承载力试验和耐火极限试验,并基于国内外木结构设计规范,结合忽略横纹层层板的弹性模量、仅考虑其厚度对组合截面惯性矩贡献的简化计算方法与剩余截面法,得到了一种适用于CLT楼板高温下零强度层厚度取值的计算方法,分析了CLT楼板零强度层厚度随炭化深度的变化规律,比较了CLT楼板高温下抗弯承载力在文中零强度层厚度取值下的结果和欧洲规范EN1995-1-2中的结果.研究结果表明:文中计算方法下的计算值与试验值吻合较好.当CLT楼板的炭化层到达横、顺纹层胶缝处时,零强度层厚度变化连续;而当炭化深度到达顺、横纹层的胶缝处时,零强度层厚度发生急剧突变.本文计算方法得到的高温下CLT楼板抗弯承载力相较于欧洲规范EN1995-1-2更合理,对于工程中的CLT楼板抗火设计具有更好的参考价值.