随着健康舒适的生活方式成为大势所趋,具有绿色、环保、健康舒适等特点的木结构建筑逐渐受到人们青睐,其中源自北美的轻型木结构建筑以其轻质高强、节能环保、施工效率高等优良特性被引入我国。然而,目前我国木结构建筑主要用材严重依赖进口,缺少适宜的国产结构用木质材料。鉴于此,开发适用于轻型木结构用的国产规格材以及金属连接件成为木材加工行业研究的重点。落叶松是我国北方重要的用材林树种之一,具有力学性质好、耐腐耐寒、树干通直等特点,分布面积较广,蓄积量大,研发国产落叶松规格材在轻型木结构建筑中的利用具有重要意义。本文以国

【目的】对比不同腹杆角度下北美黄杉和云杉-松木-冷杉(SPF)华伦式平行弦木桁架的承载性能,探究腹杆角度和结构用材对华伦式平行弦木桁架承载性能的影响规律,为平行弦木桁架结构设计提供理论依据。【方法】以承载力和稳定性为验算指标,利用Smsolver结构力学求解器对平行弦木桁架各杆件的内力变化及其变形情况进行定量分析,得到平行弦木桁架腹杆角度的上、下临界角度和最优腹杆角度;采用ABAQUS有限元软件对3种腹杆角度的北美黄杉和SPF平行弦木桁架进行有限元模型分析与验证,获得不同基材平行弦木桁架在不同腹杆角度情况下的内力变化规律,判断其可能的破坏形式和受力机理;以SPF和北美黄杉为基材分别制作3种腹杆角度的平行弦木桁架,进行抗弯承载性能静力试验,探究平行弦木桁架的极限荷载、应力分布及主要破坏形式,并与有限元模拟结果进行对比,验证平行弦木桁架有限元模型分析的准确性和适用性。【结果】1)华伦式平行弦木桁架的最优腹杆角度为47°,下临界角度为34°,上临界角度为60°;2)北美黄杉平行弦木桁架的极限荷载范围为26.53～40.83 kN,跨中挠度范围为30.57～31.01 mm,SPF平行弦木桁架的极限荷载范围为23.48～34.16 kN,跨中挠度范围为31.85～32.05 mm;3)腹杆角度34°、47°、60°的北美黄杉和SPF平行弦木桁架极限荷载分别为26.53和23.48 kN、35.10和30.06 kN、 40.83和34.16 kN,对应跨中挠度分别为31.85和31.01 mm、 30.72和32.05 mm、 30.57和31.97 mm;4)北美黄杉平行弦木桁架的破坏形式主要表现为靠近桁架支座处的腹杆出现裂纹以及桁架端部或荷载施加点处齿板拔出,SPF平行弦木桁架的破坏形式主要表现为桁架端部和荷载施加点处齿板拔出;5) ABAQUS有限元模拟和试验验证发现,2种平行弦木桁架跨中处弦杆轴力最大,往两边逐次递减,桁架跨中处腹杆轴力最小,往两边逐次递增,且弦杆轴力大于腹杆。【结论】北美黄杉平行弦木桁架承载性能优于SPF平行弦木桁架;平行弦木桁架的承载性能随腹杆角度增加而增加;2种平行弦木桁架的薄弱点均为桁架端部和荷载施加点处的齿板连接节点;ABAQUS有限元模型能有效反映出平行弦木桁架受力分布和整体结构变形趋势。

【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%(个别除外),两者均小于10%,吻合良好;销垂直于CLT宽面,4个模型在加载角度为0°(位置C)和90°(位置B)时的相对误差均大于10%,本研究建立的CLT宽面销槽承压预测模型相对误差分别小于5.31%和6.04%,两者均小于10%,吻合良好。【结论】密度、销径和加载角度等是影响CLT销槽承压强度的重要因素。对于国产日本落叶松CLT销槽承压强度的计算方法可参照以下建议:销垂直于CLT窄面,加载角度为0°时,可选用CSA模型,加载角度为90°时可选用U&B模型;销垂直于CLT宽面,加载角度为0°或90°时,均可选用本研究建立的预测模型。

【目的】研究冀北地区华北落叶松人工林水分平衡规律及其供求关系，准确计算区域不同降水条件下华北落叶松适宜经营密度。【方法】依据水量平衡原理构建包含大气降水土壤入渗分量、林下蒸散发分量和不同胸径华北落叶松单株蒸腾耗水分量的水源承载密度计算公式。通过对小五台山自然保护区华北落叶松人工林树干液流、林下蒸散发、水量再分配特征的长期定位观测，以及胸径与木质部周长关系模型的构建，确定计算参数，计算不同降水条件下华北落叶松人工林各径级可承载密度。【结果】（1）小五台地区华北落叶松生长季6个月，生长季昼间蒸腾平均时长15 h；生长季平均液流速率0.012 kg/（h·cm），除4月、6月较低外，其余各月都达到0.011 kg/（h·cm）以上，尤其以8月最高，达到0.021 kg/（h·cm）。（2）生长季华北落叶松林下平均蒸散发速率1.448 kg/（m²·d），全年平均速率0.833 kg/（m²·d）；蒸散发速率4—6月上升较快，6—9月上升缓慢，并在9月达到峰值，10月迅速下降，11月到来年2月处于较低水平。（3）华北落叶松林冠层截留量占降水量的21.22%，穿透雨量占78.10%，树干径流量占0.68%，坡面径流量占1.50%，土壤入渗量占77.28%。（4）华北落叶松胸径与木质部周长呈线性相关关系，R²为0.958。【结论】依据水量平衡原理计算出小五台地区不同降水条件下华北落叶松林各径级可承载密度，对于冀北地区现有林分的科学经营具有重要指导意义。

落叶松胶合木是一种对其锯材进行加工形成的工程复合材，为研究其基本力学性能和工程适用性，对落叶松木材试件进行抗拉、抗压及抗弯等试验研究，分析了其破坏形态及机理，得到了落叶松胶合木的抗拉、抗压和抗弯强度及弹性模量。结果表明：落叶松胶合木抗压和抗弯试件经历了弹性、弹塑性和破坏３个阶段，表现为塑性破坏；抗拉试件没有明显的屈服阶段，表现为脆性破坏。基于试验结果和理论分析，结合木结构相关设计标准，提出了落叶松胶合木设计建议值，为实际工程应用提供参考。

正交胶合木(cross-laminated timber,CLT)是一种新型的工程木产品,由3层及以上锯材或结构复合板材垂直正交组坯,采用结构胶粘剂压制而成,主要用于木结构建筑的墙板、屋板、楼板。CLT在国外中高层木结构建筑领域中被广泛的应用,但国内关于CLT研究处于初期阶段,缺少CLT产品力学性能的基础数据,在木结构建筑中的推广受到限制,研究利用人工林木材制备CLT的生产工艺、力学性能、力学模型,对CLT在建筑结构中应用,以及拓宽人工林用材,提高其附加值,具有重要的现实意义。本论文采用日本落叶松(Lar

　为了深入了解日本落叶松的制浆特性,对不同树龄、部位日本落叶松木材的纤维形态、化学组成、糖类组成、KP法制浆性能进行了分析。结果表明,日本落叶松的木材纤维较长,平均纤维长度为2.5～3mm,其中15年生日本落叶松的木材平均纤维长度最大,且长宽比也最大;而12年生日本落叶松的木材纤维长度分布频率最为集中。纤维宽度和粗度随着树龄增大而减小。冷水抽出物、热水抽出物和1%NaOH抽出物的含量随着树龄的增大而增加;灰分含量随着树龄的增加而略有降低;其他化学组成的含量随着树龄的增大变化规律不明显,综纤维素含量约为70%,酸不溶木素含量约为27%,酸溶木素含量为0.29%,聚戊糖含量为12%～13%。12年...

该文以日本落叶松为原料 ,分别研究了用碱量、硫化度、保温时间对硫酸盐法制浆的影响 ,并对不同树龄、不同部位和不同单株之间的制浆差别进行了比较 .结果发现 ,最佳蒸煮工艺条件为 :用碱量 2 1%、硫化度 2 5 %、最高温度 170℃、保温时间 2 5h ;随着树龄的增大 ,日本落叶松的蒸煮难度增加 ;在树干的顶部、干部和基部中 ,干部原料较易蒸煮 ;不同单株间的制浆性能存在一定的差别 ,但影响不大 ;树龄较小的 12年生日本落叶松纸浆的物理性能要好于 15年生和 2 3年生的 ;原浆的卡伯值高对保持日本落叶松KP浆的抗张强度和裂断长有利 ,而对耐折度和撕裂指数不利 .

为研究落叶松胶合木构件横纹受压性能,选取落叶松为原材料制作胶合木试件,测定落叶松胶合木试件密度、含水率,进行横纹受压性能试验,探讨其破坏模式,并计算横纹抗压强度与横纹抗压弹性模量。试验结果表明:落叶松横纹受压破坏为塑性破坏;密度为0.64 g/cm3的落叶松胶合木构件横纹受压比例极限强度为60.78 MPa;试件含水率为11.3%与12%时的横纹抗压弹性模量分别为:254.8 MPa,245.0 MPa。

在黑龙江省西部半干旱地区的龙江县、讷河县和克东县３个立地条件不同的试验点，营造兴安、长白、华北、日本和西伯利亚５种落叶松引种试验林２１ｈｍ２，日本落叶松示范林５０ｈｍ２，经１８年观察比较，以及对当地早期人工林的调查研究，得出结论是：华北落叶松能成活成林，但材积生长量远不如当地树种兴安落叶松，不宜引种造林；长白落叶松适应能力强，已引种栽培多年，其生产力高，木材产量超过兴安落叶松１倍以上，应大力发展，作为营造落叶松林的主要树种；日本落叶松引入北纬４８°１３′，降水量５００ｍｍ左右的黑龙江省西部半干旱地区尚属首次。实验证明，它适应性强，生长快，林分稳定，１８年生平均胸径１４５ｃｍ，平均树高１２...

【目的】高郁闭度华北落叶松林Larix principis-rupprechtii林木树冠交叉重叠，传统的基于高分辨影像的单木识别方法识别精度不高。利用机载LiDAR三维点云数据可提高高郁闭度华北落叶松林的单木识别精度。【方法】在点云数据预处理基础上，提出基于点云空间特征的高斯核函数改进的均值漂移单木位置识别方法 (MSP)，比较并分析MSP法与基于点云空间特征的区域生长点云分割方法 (RGP)、基于冠层高度模型的局部最大值单木位置识别方法 (LMC)和基于冠层模型的多尺度分割单木位置识别方法 (MSC)的单木识别效果。【结果】4种方法单木位置识别精度从大到小依次为MSP(89.30%)、LMC (85.60%)、RGP (77.50%)和MSC (70.00%),MSP的漏分误差和错分误差最小，分别为8.7%和8.0%，平均单木冠幅提取精度为90.18%。【结论】提出的MSP法对高郁闭度华北落叶松林单木位置识别具有较好的适用性，利用机载LiDAR可为提取华北落叶松林森林结构参数提供新的途径。图3表3参28

本研究以20块近天然落叶松云冷杉林为对象,基于4 309对实测树高-胸径数据,分树种(组)对31种常见的树高曲线进行了拟合。模型评价指标除考虑决定系数、均方误、平均误差、残差图外,还重点考虑模型的预测能力,即模型的预测区间和容许区间。结果表明:选出的树高曲线除落叶松和冷杉为线性模型外,其它均为三参数的Gompertzt和Logistic模型。研究给出了所选模型95%的预测区间及表示90%误差分布的容许区间,他们从统计上提供了模型将来用于预测的可靠性。

根据华北落叶松人工林标准地和解析木资料,采用生长量修正-分析方法推导和建立了与距离无关的单木生长模型.在建立林木胸径潜在生长函数(疏开木直径生长函数及疏开木冠幅-胸径关系)的前提下,以CCF为基础构造了一个新的林分密度指标:林冠重叠度(COD);在分析论证的基础上,选择了相对直径(Rd)作为林木竞争指标.使用单木模型编制了华北落叶松人工林生长模拟,预测程序-LRGP.BA8.该程序可以模拟华北落叶松人工林在自然状态和问伐情况下的生长过程,因而可以用于选择、设计最优间伐方案和造林密度.

为探讨落叶松胶合木柱顺纹受压性能,对两组不同尺寸的落叶松胶合木柱单轴受压试验研究,分析了胶合木柱轴心受压的破坏形态和破坏机理,得到该批落叶松胶合木抗压弹性模量为14.01 GPa,抗压强度为45.98 MPa,比例极限强度为(0.55~0.70)σL,并给出了应力-应变关系本构方程及相关经验参数。