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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈爱军 王虎瑞 贺国京 王皓磊 王解军
【目的】为探究钢夹板-螺栓连接胶合木梁的抗剪性能。【方法】考虑螺栓顺纹间距（80、100、120 mm）、螺栓并列和错列布置方式等参数的影响，设计制作了7组共21根钢夹板-螺栓连接胶合木试验梁，并采用五点弯曲法进行了试验梁的抗剪性能试验。【结果】1）钢夹板-螺栓连接胶合木梁整体工作性能优良且组合效应显著，其受力过程经历弹性和弹塑性两个阶段。相较于普通胶合木梁，其刚度和抗剪承载力均有较大的提升。2）胶合木梁剪切破坏源于综合应力较大的跨中中性轴附近，其破坏形态为顺纹错动剪切破坏，破坏前无明显征兆，为脆性破坏。螺栓均有轻微的弯曲变形，表明胶合木梁采用钢夹板-螺栓连接形式具有较高的可行性与稳定性。3）与普通胶合木梁相比，随着螺栓顺纹间距的增加，螺栓并（错）列布置的试验梁极限承载力提高了24.5%、35.7%、48.8%(20.0%、30.1%、38.2%)，极限竖向位移降低了7.2%、11.8%、16.1%(11.9%、19.1%、26.4%)。并列组试验梁木材主应变增长趋势相较错列组试验梁木材主应变更大，错列组试验梁的开裂荷载比并列组试验梁提高较多。4）由钢夹板-螺栓连接胶合木梁抗剪承载力简化计算式得到的抗剪承载力计算值与试验值能较好吻合，平均误差均在9%以内，且计算值偏于保守。【结论】通过钢夹板-螺栓连接胶合木梁的抗剪性能试验，分析了其破坏过程，总结了其在极限状态下的受力变形规律，揭示了破坏机理，并基于试验数据拟合，提出了抗剪承载力简化计算公式。
[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] 林业科学
[作者]
李霞镇 任海青 李贤军 钟永 徐康 郝晓峰
【目的】研究重组竹-钢夹板单螺栓连接节点承载特性和破坏形态,为竹结构螺栓连接设计与应用提供参考和借鉴。【方法】采用正交设计方案,对重组竹-钢夹板单螺栓连接节点试样进行单轴压缩加载试验,利用方差分析和多重比较法分析螺栓直径、主构件厚度和端距对初始和屈服后刚度(K_1、K_2)、屈服和极限载荷(F_y、F_u)及延性率的影响规律。【结果】螺栓直径对初始和屈服后刚度(K_1、K_2)、屈服和极限载荷(F_y、F_u)及延性率具有显著影响,随螺栓直径增大,螺栓连接节点的初始和屈服后刚度(K_1、K_2)、屈服和极限载荷(F_y、F_u)显著增加,但延性率明显减小;主构件厚度对初始和屈服后刚度(K_1、K_2)、极限载荷(F_u)及延性率影响显著,但对屈服载荷(F_y)无显著影响;端距对屈服后刚度(K_2)、极限载荷(F_u)及延性率影响显著,但对初始刚度(K_1)和屈服载荷(F_y)无显著影响。钢夹板单螺栓连接重组竹的有效破坏主要以Ⅱ型和Ⅲ型2种破坏模式呈现,且当厚径比(L/D)处于3.75～6.00之间时,螺栓呈现"单铰"屈服模式;当厚径比(L/D)处于6.00～13.50之间时,螺栓呈现"双铰"屈服模式。【结论】重组竹-钢夹板螺栓连接节点承载性能和破坏形态受螺栓直径、主构件厚度和端距的共同影响,重组竹-钢夹板单螺栓连接节点的最小主构件厚度和最小端距可分别设置为90 mm和4d(d为螺栓直径),此时节点各承载性能趋于稳定且延性率达到最佳状态。当节点试样满足最小端距和主构件厚度要求时,螺栓屈服模式随厚径比(L/D)增大逐渐由"单铰"屈服转变为"双铰"屈服,节点最终破坏表现为主构件销槽承压和螺栓弯曲同时发生,此时主构件和螺栓均能充分发挥材料的力学性能,是较为合理的破坏模式。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
陈爱军 贺国京 蔡郭圣 王解军 彭容新
为有效提高胶合木梁的抗弯刚度,以东北落叶松为基材,制作了6组(1组未加筋和5组加筋)、每组3根共18根胶合木试验梁,分别对BFRP筋增强胶合木梁和纯胶合木梁的受力性能、破坏形态和极限承载力进行了试验研究,测试了荷载、挠度、应变、裂缝的发生以及发展状况等。同时,根据各试验梁的破坏形态,对比分析了BFRP筋增强胶合木梁和纯胶合木梁的破坏机理及不同配筋率情况下BFRP筋增强胶合木梁的抗弯刚度与极限承载力。结果表明:1)BFRP筋增强胶合木梁和纯胶合木梁的破坏形态类似,均呈现受拉脆性破坏、受拉延性破坏和受压延性破坏三种破坏形态;即配筋率小于0.77%时,BFRP筋增强胶合木梁为受拉脆性破坏,配筋率为0.77%～1.51%时,为受拉延性破坏,配筋率大于1.51%时,为受压延性破坏;且前二者破坏均有明显的裂缝发生、发展过程。2)BFRP筋不仅明显改善了胶合木梁的延性性能,还延缓了胶合木梁的受拉脆性破坏时间,大大提高胶合木梁的抗弯刚度,从而充分发挥梁顶受压区胶合木的强度,同时使胶合木梁的承载能力也得到提高。3)当配筋率增大到超筋后,其承载能力不再继续增大。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
易锦 周煜 张竞峥 冯新 王智丰
【目的】疲劳破坏具有突发性的特点,且其破坏荷载低于极限荷载,是大多数结构物的破坏形式。当结构发生疲劳破坏时,是相当危险的。和其他结构构件一样,胶合木梁在承受循环荷载时也会发生疲劳破坏。因此,本研究旨更准确地预测胶合木梁的疲劳寿命,可为胶合木在工程中运用提供依据。【方法】基于前人等幅疲劳试验结果,开展了胶合木梁二级变幅疲劳试验。通过对3根胶合木梁的二级变幅疲劳试验,测试了其应变和挠度变化规律,观察了其变幅疲劳破坏形态和裂缝发展规律,并同时得到胶合木梁在不同幅值下的疲劳寿命。结合试验结果,运用疲劳累积损伤理论,估算胶合木梁的寿命。【结果】根据变幅疲劳试验结果,结合几种疲劳累积损伤理论,利用修正Miner理论计算公式反算得到公式中的参数a=0.54,同时利用Corten-Dolan理论计算公式反算得到公式中参数d=5.70。并分别运用Miner理论、修正Miner理论和Corten-Dolan理论对变幅疲劳试验下胶合木梁进行了寿命估算,得到在不同疲劳累积损伤理论下,3根变幅疲劳试验梁的估算寿命。并分别比较各种理论下的寿命估算值和试验值。【结论】利用Miner理论的估算寿命和试验结果相比,两者相差较大,Miner理论寿命估算精度较低,而修正Miner理论和Corten-Dolan理论计算结果和试验结果吻合较好且精确度较高。为今后工程应用中运用修正Miner理论或Corten-Dolan理论对胶合木梁的疲劳寿命进行设计计算提供了依据。建议在工程实践中,应用修正Miner理论或者Corten-Dolan理论对胶合木梁寿命进行估算。
关键词：
胶合木梁 变幅疲劳 试验 寿命估算
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈大志 王衍欢 崔国栋 张程菘 马骥
针对工程应用中的高强螺栓表面硬度低、涂层结合力差、易脱落等问题，设计了热处理与表面处理对高强螺栓用钢性能影响研究的综合型实验。对35Cr Mo钢进行870℃×25min淬火，再经500℃×1h+550℃×1h回火的35Cr Mo钢，分别达到了制备12.9级和10.9级高强螺栓标准，对其进行渗N处理后，表面硬度达到了850HV，比心部显著提升。对渗N后的35Cr Mo钢表面涂覆锌铝溶液，其耐蚀性得到显著提升。该实验涉及材料热处理实验工艺和材料表面处理实验工艺，还涉及金属材料组织和性能测试的常用分析手段，是科研辅助教学的典型案例。
关键词：
高强螺栓用钢 热处理 表面处理 耐蚀性
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
郑维 周宇 李玥
【目的】以常规木基结构板材作夹板的夹板剪力墙在侧向力作用下易出现板边撕裂和钉子拔出破坏,严重制约其抗侧力性能。采用竹胶板作为中心夹板、以自攻螺钉代替常规钉连接件,可在夹板剪力墙中形成墙骨-竹胶板-墙骨的双剪螺钉连接效果,有望改善上述不利破坏。【方法】为探究该方法的可行性,以6组竹胶板双剪螺钉连接试件为研究对象,开展了单调和低周反复加载试验,分析了竹胶板厚度和加载方向变化对其破坏模式、弹性刚度、强度、延性系数等力学特性的影响,明确了其在往复加载过程中的损伤累积规律。【结果】尽管竹胶板双剪螺钉连接不能完全避免板边撕裂和螺钉拔出破坏,但已充分利用了自攻螺钉的高抗弯和抗拔性能,所表现出的极限承载力比由常规木基结构板材和圆钉制作的双剪钉连接高72.4%以上。增大竹胶板厚度有益于提升双剪螺钉连接的极限承载能力,但对弹性刚度的影响并未表现出显著规律。在低周反复荷载作用下,竹胶板双剪螺钉连接中的自攻螺钉易过早发生弯曲疲劳剪断,以致其极限承载力、极限位移和延性系数明显比单调加载时低。综合试验损伤观测和累积损伤指数(D),将竹胶板双剪螺钉连接的损伤划分为五个等级:基本完好(D 0.80)。【结论】分别采用竹胶板和自攻螺钉替代木基结构板材和和常规钉连接件,是提升夹板剪力墙抗侧力性能的一种可行方法。
[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]
王解军 夏滴洋 陈晓
在简支条件下,应用振动无损检测法测定了胶合木梁的固有频率并算得其弹性模量值,同时采用振动分析有限元法计算胶合木梁频率值和用静载试验测定其弹性模量。通过对振动测试、振动分析及静载试验共3种方法得到的结果进行比较,证明了振动法测试胶合木梁弹性模量的可行性和准确性。
[期刊] 林业科学
[作者]
王正 卢尧 谢文博 高子震 丁叶蔚 付海燕
【目的】探索正交胶合木(CLT)矩形截面梁剪应力计算公式,为测试CLT梁层间剪切强度提供理论依据。【方法】根据胡克定律及梁的弯矩与剪力的微分关系,计算3层、5层和7层CLT梁及同向胶合木梁的层间剪应力,给出CLT梁剪应力计算公式,比较CLT梁及同向胶合木梁的剪应力分布特征。【结果】CLT梁层间正应力间断,但层间剪应力是连续的;对于CLT矩形截面梁,其剪应力沿截面高度变化趋于均衡,不再遵循抛物线分布; CLT短跨距梁在三点弯曲加载中,依次发生垂直层滚动剪切破坏、层间剪切破坏和平行层弯曲破坏;短跨距梁三点弯曲载荷-位移曲线的最高峰值载荷为CLT发生层间剪切破坏载荷,其值稳定、易于读取;铁杉CLT梁层间剪切强度与其平行层弹性模量呈正相关。【结论】CLT梁层间剪应力和最大剪应力与CLT层数、平行层与垂直层弹性模量比值E_L/E_T(或E_L/E_R)有关; 3层、5层和7层CLT矩形截面梁的最大剪应力均发生在梁截面中性轴上,其值分别为1.5倍截面平均剪应力的92.8%、86.7%和92.6%;短跨距梁三点弯曲法是一种有效测试CLT层间剪切强度的方法。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
易锦 杨帆 梁承昊 陈怡豪
【目的】胶合木因其优良的物理力学性能在现代木结构工程中应用日益广泛，而结构在动荷载反复作用下的服役过程中，随着重复荷载作用次数的增加，其刚度和承载能力会发生逐渐增加的退化，当积累到一定程度后，结构就会出现毫无征兆的脆性破坏，由此产生的灾害后果势必极其严重。由于刚度在一定程度上能反映出结构的损伤程度，且刚度测试简单易行，若能将其刚度退化规律与疲劳寿命相关联，则该规律可作为判定结构性能损伤程度的一项重要参考指标。【方法】分别对落叶松胶合木试验梁在弹性和弹塑性范围内进行等幅疲劳试验，得到不同应力水平下的试验梁刚度退化规律，再通过数据拟合建立其刚度退化与加载次数、应力水平三者之间的关系。【结果】在弹性加载范围内，试验梁的刚度变化与循环加载次数呈线性关系，而在弹塑性加载范围内则呈非线性关系。分别利用拟合出的公式对不同加载应力水平下胶合木梁的疲劳寿命进行预测，预测结果与试验结果吻合良好。【结论】落叶松胶合木梁的刚度退化与疲劳损伤之间存在一定的内在关联，随着应力水平和应力幅值的增加，试验梁的强度和刚度也随之下降，从而导致疲劳寿命的降低，当退化至一定程度时结构即发生疲劳破坏。通过建立基于刚度退化理论的胶合木梁疲劳寿命预测公式，可为结构的疲劳损伤、性能退化及疲劳剩余寿命预测提供参考。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
阙泽利 滕启城 王菲彬 赵丹 马承轩
结果表明:横纹粘贴CFRP加固胶合木的抗剪强度较顺纹粘贴方式高;3种浓度的盐溶液处理横纹粘贴CFRP加固试件均降低了试件的抗剪强度;4%溶液处理的试件顺纹抗剪强度最大;相同浓度的盐环境处理条件下,随着周期的延长,试件的抗剪强度趋于稳定.
关键词：
胶合木 CFRP 加固 盐分 顺纹剪切
[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] 实验技术与管理
[作者]
徐文辉 钟胜 邹旭 何顶新
为了提高动车检修效率和准确性，设计了一种基于多任务级联的动车裙板螺栓缺陷检测算法。首先结合螺栓缺陷特征的先验知识，在YOLOv3的基础上引入注意力机制，采用通道级拼接方式引入螺栓的边缘特征图，引导检测网络学习鲁棒的螺栓缺陷特征，检测螺栓是否缺失；然后对螺栓局部区域进行语义分割，获得防松标记线信息，并基于这些信息判断是否存在螺栓松动和标记线缺失等缺陷。实验结果表明，该检测算法显著提升了动车裙板螺栓缺陷的检测性能，与YOLOv3相比，平均准确率提升11.3%，平均召回率提升13.6%。
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