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[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]
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]
张新荔 佘佳荣 廖有为
为预测和评价硅酸盐胶黏剂与杨木之间的胶合性能及界面作用力,利用有限元软件ANSYS模拟了胶合强度测试试件在拉伸载荷状态下的力学行为,分析在加载过程中试件的位移形变、剪切应力和应变分布情况,以及在胶层中心、垂直胶层和胶层界面方向上应力应变的分布规律,分析了胶黏剂类型、胶层厚度对胶合试件和胶层应力应变云图和曲线的影响,所得结果对胶合木制品的界面力学研究和胶合强度预测具有指导意义。
关键词：
有限元 ANSYS 胶合界面 应力应变
[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] 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] 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] 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]
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] 中南林业科技大学学报
[作者]
石灿琪
在钢筋混凝土梁板体系中,梁与板彼此之间相互作用,共同受力变形.梁刚度不同对楼板的影响不同,设计的要求也就不同.采用有限元工程分析软件AN SY S分析了梁板体系中梁的相对刚度对板的受力的影响,界定了刚性梁的具体量值.
[期刊] 上海水产大学学报
[作者]
石建高 王鲁民 汤振明 柴秀芳 史航 毕士川 施锦飞
在标准实验室环境里,对渔用自增强聚乙烯(self reinforcedpolyethylene,简称SRPE)单丝的结晶形态、拉伸力学性能进行了分析。结果表明:渔用SRPE单丝结晶度、声速值比普通聚乙烯(polyethylene,简称PE)单丝均有提高,其内部生成了串晶结构;SRPE单丝断裂强度、结节强度和结强损失率比普通PE单丝分别提高了12.75%、4.82%和12.69%,而断裂伸长率降低了27.72%。结论可供渔具设计及网线材料选配时参考。
关键词：
聚乙烯单丝 拉伸力学性能 渔用 自增强
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
周玲 刘清 马生强 韩霞
【目的】具有独特特性的杨树被广泛地种植在北半球，新疆杨是中国新疆的主要木材材料。但是，杨树具有影响其最终承载力的缺陷。本研究旨在了解影响玄武岩纤维布（BFRP)与新疆杨木界面粘结滑移因素，为BFRP在古建筑，乡村建筑和城镇建筑中杨木柱和梁的修复和加固提供技术参考和理论基础。【方法】采用单剪试验与1/2桥电测试验方法研究BFRP的粘结长度与新疆杨木界面的力学性能。【结果】1）BFRP-新疆杨木的粘结界面主要有2种破坏模式：BFRP被拉断和BFRP因相对木纤维产生较大滑移而剥离。界面剥离破坏发生在新疆杨木试快的表层并伴随粘结界面的木纤维被BFRP连带撕扯下来。2)BFRP与新疆杨木粘结界面的应变分布从荷载端到自由端呈现出逐渐减小的趋势。在较低的荷载水平下，BFRP的应变主要在受力端附近发展，随着荷载的增加，应变发展沿粘结长度从受力端逐渐向自由端转移。3）当玄武岩纤维布的宽度和厚度相同时，在一定范围内，BFRP的粘结长度越长，玄武岩纤维布与新疆杨木间的极限粘结承载力越大。但值得注意的是对于较长的粘结长度，只有部分粘结长度会参与BFRP布和木材之间的力传递。基于试验结果，BFRP布与新疆杨木的有效粘结长度为120 mm。4)BFRP-新疆杨木界面粘结剪应力-滑移曲线基本上为抛物线形状。其中上升段可以用二次抛物线表达，下降段近似可以用Logistic表达。【结论】BFRP可以用于新疆杨木构件的加固。试验中新疆杨木试块均选自无木节、无裂缝的良好材料，今后将进一步试验分析带有木节部位的木材与BFRP的有效粘结长度的关系，同时研究木材横纹对有效粘结长度的影响。
关键词：
新疆杨木 BFRP 拉拔试验 粘结滑移
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
刘铎 何理辉 姜年春 鲍滨福 沈哲红 陈浩
为提高胶合板胶合强度，降低其燃烧性能，以苯丙／二氧化硅（ＳｉＯ＿２）作为改性剂，通过物理共混的方法制备了改性脲醛树脂（ＵＦ）胶。研究了苯丙／二氧化硅改性剂粒径、添加量对胶合板胶合强度和燃烧性能影响。改性剂粒径设置为６０，８００，１０ ０００目等３个水平，选出最适粒径后，设置添加量（质量分数）为０，５％，１０％，１５％，２０％，２５％等６个水平。结果表明：改性剂粒径和添加量对胶合板胶合强度和燃烧性能影响显著，当粒径为６０目，改性剂添加量为１５％时，制备的胶合板性能最佳，胶合强度为１．３３ ＭＰａ，热释放总量为１６．３ ＭＪ·Ｍ～（－２），释烟总量为１４９．８０ Ｍ～２·Ｍ～（－２）。
[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。
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