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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王智丰 尹犟 曹磊 张大海
近年来由于减少人行天桥对环境影响的意识逐渐增强,使得现代木结构桥梁广受关注。为分析某胶合木拱桥的稳定性和评价其承载能力是否满足设计要求,进行了结构有限元仿真分析和现场静载试验。采用实桥理论计算、现场试验和试验结果与计算结果对比分析的方法,研究桥梁的稳定性和静荷载作用下的工作状况。综合桥梁静载试验效应与校验系数的分析结果,进而对桥梁的结构性能做出评价,为桥梁运营期间的安全性提供科学的数据资料。调查和研究结果表明:现代胶合木结构人行拱桥不仅表现出良好的工作性能,而且较建造同跨径混凝土结构桥梁和钢桥更具经济效益,其建造过程还能最大限度减少对生态环境的影响。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王解军 屈波 王智丰 占雪芳
落叶松胶合木是我国自产加工的工程材,开展了一座落叶松胶合木人行拱桥的静力模型试验与有限元数值分析。模型比例1/3,模拟跨径38.07 m的实际木结构拱桥。模型拱肋、横撑、拱上框架及桥面板等主要构件均采用落叶松胶合木及钢板螺栓连接,连接件与支座采用Q235钢。对制作模型桥木材,进行了顺纹拉、压试验和抗弯弹性模量与泊松比试验。考虑结构配重、人群荷载及拱肋控制截面最不利受力,分9个工况加载,测试拱肋的应变与位移。采用有限元软件,针对木拱桥模型,建立有限元模型进行数值分析。试验与分析结果表明,落叶松胶合木拱桥的强度与刚度满足我国木结构设计规范要求,证明了落叶松胶合木可以用于实际工程。
[期刊] 林业科学
[作者]
张轶媛 陈媛 李改云 吴义强
【目的】以杨木纤维为材料，通过氧化改性增强纤维表面反应活性位点，建立纤维表面羟基、醛基多位点网络结构，制备高强度、低吸水厚度膨胀率无胶纤维板，实现全生物质低碳、可循环生产利用。【方法】采用高碘酸钠氧化改性木纤维表面基团，建立高反应活性醛基网络位点，通过醛基含量测定、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、热重分析仪（TG）、差示扫描量热仪（DSC）分析反应前后及不同醛基含量木纤维的微观结构和化学成分变化规律；利用化学键交联在低温热压条件下制备自胶合纤维板，探究醛基化木纤维制备无胶纤维板的力学性能和吸水厚度膨胀率。【结果】通过反应时间、温度、氧化剂浓度等条件控制，可实现木纤维醛基化定量改性；与原纤维对比，醛基化纤维表面粗糙度增大、纤维尺寸变短、纤维素聚合度下降，纤维素-半纤维素-木质素包覆结构疏松，木纤维表面产生大量孔隙；纤维素结晶区随反应强度增加逐渐被破坏，醛基化木纤维的热稳定性随醛基含量升高逐渐降低，有利于无胶纤维板的低温热压成型。醛基化木纤维在热压过程中通过化学键交联可实现自胶合，热压温度和醛基化木纤维醛基含量对无胶纤维板的性能具有显著影响，通过优化原料和工艺条件制备的无胶纤维板具有优异的力学性能和耐水性。【结论】通过控制反应条件可得到不同醛基含量的醛基化木纤维，实现对木纤维表面醛基的可控改性；自胶合过程中温度过低（50℃）易导致醛基化木纤维耐水性差，温度过高（125℃）易造成醛基化木纤维降解，引起鼓泡、膨胀、碳化，降低纤维板力学性能。当高碘酸钠浓度0.07 mol·L-1、反应温度30℃和反应时间6 h时，木纤维醛基含量为1.86 mmol·g-1；在热压温度100℃、压力20 MPa和热压5 min时，制备的自胶合醛基化木纤维板力学性能和耐水性达到最佳：抗弯强度78.36 MPa，弹性模量10.88 GPa，内结合强度3.04 MPa,24 h吸水厚度膨胀率仅8.01%。
关键词：
醛基化木纤维 无胶胶合 力学性能
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
周先雁 陈强 刘灵勇 王智丰
以芷江舞水大桥为原型,按照相似原理,建立了碳纤维系杆拱桥缩尺试验模型,对其受力性能进行试验研究,并采用空间有限元分析软件Midas/Civil对模型桥使用阶段各工况进行了空间模拟分析。结果表明:在相同荷载作用下,系杆拉力及拱脚位移在拱顶最大正弯矩工况最大。另外,在相同荷载作用下,偏载工况中偏载边系杆拉力及拱脚相对位移比在正载工况大。CFRP系杆拉力和拱脚水平位移的实测结果与有限元分析结果基本吻合,用有限元程序的计算分析结果指导模型桥测点选取和加载等工作是可行的,其分析结果是正确的。CFRP作为系杆其总预应力损失率的最大测量值为2.1%,预应力损失较小,其预应力值稳定。
关键词：
系杆拱桥 模型实验 系杆 碳纤维
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
周佳乐 冯新 周先雁
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。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈爱军 牛东 占雪芳 王解军 彭容新 姚嘉帅
为了研究钢夹板—螺栓连接胶合木的抗剪性能,以东北落叶松胶合木—钢夹板螺栓连接件为研究对象,共设计12组(36个)钢夹板—螺栓连接胶合木进行剪切静载试验,结合理论分析和试验结果表明:材料规格和螺栓数目相同时,螺栓错列布置的抗剪能力明显高于并列布置;随着螺栓列数的增加,屈服荷载与极限荷载明显提高,且螺栓列数与剪切荷载呈非线性关系;在多螺栓连接件中,随着螺栓间距的增大,连接件的初始刚度与屈服后刚度呈减小趋势,极限荷载与屈服荷载呈增大趋势。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈领 刘佳桐 刘瑞越 王解军
【目的】为探讨落叶松胶合木空心柱的偏心受压性能，【方法】对7组不同偏心距的试件进行单向偏心受压承载力试验，研究胶合木空心柱的破坏模式、破坏机理、承载力、荷载-应变关系、荷载-挠度关系，并将偏心受压柱与轴心受压柱进行对比。通过考虑柱中侧向挠度来增大偏心压力产生的弯矩，提出了胶合木空心柱偏压承载力计算公式。【结果】小偏心受压柱破坏模式为弯曲凹侧木材被压屈，产生纵向裂缝，弯曲凸侧木材没有明显的破坏；大偏心受压柱破坏模式为弯曲凹侧木材压屈，纵向开裂，弯曲凸侧木材被拉断破坏。偏心距为30～100 mm的试件，其极限承载力分别下降至轴心受压试件承载力的61.51%～31.16%。偏心受压柱承载力改进公式计算结果与试验值相差在10%以内，比目前我国木结构设计标准及胶合木结构技术规范公式的计算更准确。【结论】空心柱大小偏心的界限偏心率约为0.6。大偏心受压破坏与小偏心受压破坏不同的是：弯曲凸侧有明显的破坏现象，且破坏比较突然；试件承载力迅速降低，挠曲变形较大。随着偏心距增加，木柱的承载力逐渐降低，但下降幅度减小。从荷载-应变关系、荷载-挠度关系曲线中可以看出，空心胶合木柱具有一定的塑性变形能力，满足工程用材的要求。研究成果可为工程设计提供理论参考。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王解军 杨涛 张新胜
木结构建筑作为我国宝贵文化遗产值得传承和发扬。本研究针对湖南洞口雪峰山胶合木连续梁廊桥,采用有限元软件Midas Civil,考虑廊屋和桥面结构之间的受力变形耦合效应,建立整体结构模型,分析胶合木廊桥的静力与稳定特性。计算廊桥在不同荷载工况下结构内力和变形,按最不利荷载组合,验算廊桥结构的强度、刚度与稳定性。获得了廊桥结构的受力规律,验算表明廊桥设计满足结构安全要求,同时也证明了国产兴安落叶松可用于木结构桥梁。研究结果可为工程实际应用提供理论依据。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王志强 付红梅 戴骁汉 那斌 卢晓宁
采用花旗松、辐射松和杨木,即将杨木置于芯层,花旗松或者辐射松置于表层,压制单一树种和混合树种交错层压胶合木(Cross-laminated timber,CLT),对材料进行顺纹抗弯、顺纹抗剪和横纹抗剪性能测试。试验表明,相比抗弯弹性模量最低的纯杨木CLT,花旗松与杨木混合CLT的性能提高35%;包含杨木和不包含杨木的不同树种CLT顺纹抗弯强度及抗剪强度差别不大。试件破坏形式与CLT材料和结构形式有很大联系,主要包含指接处破坏、胶层分层和垂直层滚动剪切破坏等。
[期刊] 林业科学
[作者]
岳孔 李响 石鑫磊 焦学凯 吴鹏 张仲凤 董国良 方远进
【目的】研究往复荷载作用时国产速生杨木正交胶合木（CLT）剪力墙的抗侧力性能，阐明木材高温预处理和加速老化对剪力墙抗侧力性能的影响，为高温改性技术和国产速生木材在建筑结构中的高效利用提供参考。【方法】以木结构建筑常用的进口欧洲云杉规格材为对照，以相同强度等级的国产速生杨木为研究对象，选用180 ℃为预处理温度对杨木进行高温改性，制备5面全尺寸正交胶合木剪力墙，开展往复荷载作用时加速老化前后正交胶合木剪力墙的抗侧力性能试验。【结果】与相同层板强度等级的欧洲云杉正交胶合木剪力墙相比，往复荷载作用时未处理杨木正交胶合木剪力墙的极限承载力、弹性抗侧刚度、耗能能力，分别降低5.8%、12.9%、8.0%；木材经高温预处理、墙体经加速老化或二者联合处理后，杨木正交胶合木剪力墙的抗侧力性能指标不同程度降低；与未处理杨木正交胶合木墙体相比，加速老化处理后，墙体的极限承载力、弹性抗侧刚度、耗能能力分别降低9.4%、9.7%、11.2%；木材经高温预处理后，经加速老化，墙体的极限承载力、弹性抗侧刚度、耗能能力变化较小，分别降低2.9%、2.4%、5.0%。【结论】往复荷载作用时，国产速生杨木正交胶合木剪力墙的抗侧力性能略低于相同层板强度等级的欧洲云杉正交胶合木剪力墙，水平力作用时二者具有相似破坏模式，均为抗拔连接件节点处钉子被剪断；木材经高温预处理、墙体经加速老化或二者联合处理后，杨木正交胶合木剪力墙的破坏模式均为底部墙角抗拔连接件处木材被拉断或劈裂破坏；木材高温预处理能够有效降低加速老化对剪力墙抗侧力性能的影响，具有相对较好的抗老化能力；建立正交胶合木剪力墙极限承载力计算模型，理论值与试验值误差小于10%。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
戴桂华 周先雁
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。
[期刊] 林业科学
[作者]
朱家琪 史广兴
通过测定漆酶处理纤维压制纤维板的内结合强度 ,观察到漆酶对云南思茅松木纤维的活化作用及漆酶处理对木纤维自身胶合的贡献。不同pH值条件下漆酶处理木纤维的内结合强度显著高于水处理纤维压制的板材强度。失活后的酶液与水等效 ,说明对实现木材自身胶合起作用的主要是漆酶本身。初步探索了pH值、酶剂量、底物浓度、活化处理时间等因素对胶合效果的影响。采用试验得到的较好活化条件压制的板材内结合强度可达1 0MPa以上
关键词：
漆酶 活化 木质素 木纤维 自身胶合
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张栋 张一凡 何宇航 王正
【目的】为了更好地满足高层胶合木建筑楼盖结构的住户居住舒适性等客观要求，提出对其合理评价及减振措施与方法。【方法】本文利用瞬态激励法、环境激励法和频谱识别法分别对同一栋6层胶合木结构建筑的A,B,C三个不同尺寸房屋进行试验模态现场测试研究，对C房间楼盖频谱识别法测试的振动特性进行有限元分析，评价了该胶合木结构建筑楼盖的动力特性和整体振动舒适性。【结果】研究结果表明，A房间楼盖结构的一阶弯曲频率为27.50 Hz，横向二阶弯曲频率为34.75 Hz，纵向二阶弯曲频率为53.25 Hz，一阶扭转频率为56.25 Hz。该房间楼盖底部的加强筋木横梁增大了楼盖结构的横向刚度，但并未抵消纵向排列的胶合木楼盖所导致的各向异性，其楼盖整体的纵向刚度大于横向刚度；A、B、C三个房间楼盖结构的基频值分别为27.5、13和18 Hz，均符合自振频率与跨度的关系式要求，频谱识别法与有限元计算模态分析得到的C房间一阶固有频率非常相符。【结论】胶合木建筑楼盖结构的木横梁起加强其整体刚性作用，并提高了其居住舒适度。由于木质楼板的各向异性，在其宽度方向上设置加强筋木梁尤其重要。该胶合木建筑楼盖整体上满足建筑固有频率规定的舒适度水平要求，瞬态激励和环境激励方式下的试验模态法、频谱识别法，能够有效应用于木建筑楼盖舒适度的测试，具有现实可靠性。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
胡南 李贤军 谢力生 周先雁 刘佳权 桂必升
以兴安落叶松Ｌａｒｉｘ ｇｍｅＬｉｎｉ为原材料，以间苯二酚树脂为胶粘剂，较系统地研究了压力和涂胶量对落叶松胶合木胶合性能的影响规律，获得了优化的胶合工艺参数。结果表明：胶合木试件的剥离率随着胶合压力和涂胶量的减小而增大；剪切强度和木破率随着胶合压力的增加呈现出先增加后降低的变化趋势，随涂胶量的增加呈现先增加后保持不变的变化趋势；胶合木胶合成型的优化工艺参数为胶合压力１．２５ ｍＰａ、双面涂胶量３００ ｇ／ｍ２。
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