落叶松目测等级规格材顺纹抗压强度尺寸效应

以落叶松规格材为试验对象,研究了不同目测等级下该规格材截面宽度与其顺纹抗压强度之间的依存性.试验选取1 630根目测等级规格材,分成高、低目测等级组.测试6.5,9.0,14.0cm三个宽度试件的顺纹抗压强度,并利用斜率法和形状参数法求得高、低目测等级组顺纹抗压强度5%分位值的宽度尺寸效应系数.结果表明:用斜率法获得高、低目测等级组试件顺纹抗压强度5%分位值的宽度尺寸效应系数分别为0.11,0.20;该宽度尺寸效应系数可以应用于落叶松规格材强度的宽度尺寸调整;对于低目测等级组试件,用形状参数法估计的参数与用斜率法求得的宽度尺寸效应系数的倒数近似.     

木结构用杉木规格材抗弯强度的长度尺寸效应

选取206根人工林杉木规格材,按照动态弹性模量配成3个测试组,研究了规格材测试跨度与其抗弯强度之间的依存性,并利用斜率法和形状参数法求得抗弯强度5%分位值和50%分位值的长度尺寸效应.结果表明,斜率法获得杉木规格材抗弯强度5%分位值和50%分位值的长度尺寸效应系数分别为0.43,0.33,均大于国外研究结果,特别是ASTM D1990的推荐值;当利用二参数威布尔分布函数拟合所测抗弯强度时,用形状参数法求得的参数k为4.41,4.40,大于用斜率法所获得的长度尺寸效应系数的倒数;试验获得的长度尺寸效应系数可在实际工程中应用.     

分等方法对我国人工林杉木规格材等级的影响

选择了福建人工林杉木作为试验对象,将其锯截为470根截面尺寸为45 mm×90 mm的规格材,并干燥至目标含水率12%(质量分数).规格材先进行目测分等,然后依次利用超声波、纵向振动、横向振动和弯曲方法按照给定的机械强度等级表对规格材进行分等.结果表明,不同的分等方法对规格材的特征值、等级分布和产量都有明显的影响.虽然横向振动分等方法生产的人工林杉木规格材价值相对低,但它是一种较为精确的分等方法.各等级的大小顺序依次是C3,Ⅰc,C2,Ⅱc,Ⅲc,C1.对于我国人工林杉木来讲,规格材通过机械强度分等获取的价值高于目测分等材.     

杉木目测分等规格材缺陷类型及分布的研究

采用加拿大分等规则(NLGA),分别对安徽、湖南、四川、福建所出产的横截面尺寸为45 mm×90 mm,总计1 581根人工林杉木规格材外观质量进行评估.研究表明:各产地杉木规格材分等结果略有不同,节子、钝棱、漏刨、腐朽、斜纹理是杉木规格材5种最常见的降等缺陷,其中节子对其目测等级影响最大;82.8%No.1等级的杉木规格材降等由节子引起,86.4%No.2等级的杉木规格材降等由钝棱、漏刨、节子造成.鉴于此,建议采用胸径适中(15～18 cm)的杉木生产规格材,并进一步研究和改进下锯方法和加工工艺;优化分等规则,避免使用胸径过大的杉木生产规格材.     

轻型木结构规格材应力等级的检验方法

针对如何正确理解GB50206-2002《木结构工程施工质量验收规范》关于规格材应力等级检验的强制性条文(6.2.1条),从木结构可靠指标要求出发,分析了规格材实测强度与GB50005-2003《木结构设计规范》规定的木材强度设计值之间的关系,根据抽样检验原理提出了规格材应力等级的评定方法。并以规格材的检验示例,以利质检部门的操作。     

结构用规格材抗弯强度的尺寸效应

以兴安落叶松（larix gmelini）40mm×65mm×4000mm,40mm×90mm×4000mm,40mm×140mm×4000mm的Ⅰc和Ⅲc等级规格材为例,根据美国材料试验协会标准ASTM D4761 05对试样进行抗弯强度测试,研究兴安落叶松规格材抗弯强度在长宽比为18∶1时的长宽比尺寸效应因数.结果表明：兴安落叶松规格材抗弯强度的长宽比尺寸效应因数存在等级间差异;Ⅰc等级的长宽比尺寸效应因数为043,Ⅲc等级的长宽比尺寸效应因数与强度百分位数之间存在线性关系.     

杉木规格材圆钢钉握钉强度研究

通过对横截面为50mm×50mm的杉木规格材试件圆钢钉握钉力的测试,探讨了圆钢钉直径、木材密度、试件放置条件、木材纹理方向对握钉强度的影响.结果表明:杉木规格材端面上的握钉强度变异性大于纵面,变异范围与试件密度无关;圆钢钉直径对端纵面握钉强度比无显著性影响;密度指数为1.784,比国外设计公式中的值低;自然放置较恒温恒湿放置、相对温湿度变化较时间对握钉强度的削弱现象更为明显;杉木规格材试件的圆钢钉握钉强度均高于国外木结构设计规范,可以满足使用要求.     

不同强度等级混凝土尺寸效应试验研究

为了研究不同强度等级混凝土强度的尺寸效应,分别对C15、C20和C30等级混凝土,边长分别为100、150和150 mm的立方体试件进行了抗压和劈裂抗拉试验。建立了不同强度等级混凝土抗压与劈裂抗拉强度尺寸效应律的计算式,并通过试验数据验证了其适用性。试验结果表明,混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均存在尺寸效应,随着强度等级增大尺寸效应显著性逐渐增大;抗拉尺寸效应大于抗压尺寸效应。     

混凝土立方体与圆柱体劈裂抗拉强度尺寸效应研究

进行了尺寸为150 mm至750 mm的立方体和尺寸为150 mm至550 mm的圆柱体试件劈裂抗拉试验,试验中保持垫条宽度与试件尺寸比值不变以消除垫条宽度对不同尺寸试件试验结果产生的影响差异。建立了基于Weibull统计强度理论的混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应计算公式,并讨论了骨料粒径对尺寸效应的影响。研究表明:该公式与试验数据吻合良好,能较好地预测不同尺寸普通混凝土试件的劈裂抗拉强度,最大骨料粒径为150 mm的全集配混凝土的劈裂抗拉强度比普通混凝土表现出更明显的尺寸效应。     

单向准各向同性碳-环氧复合物抗拉强度的尺寸效应

对单向准各向同性碳-环氧复合物进行一系列足尺试验。研究显示:单向试件样本尺寸增加其抗拉强度降低。通过重复子层合板铺层顺序改变层合板厚度时(从单层到第4层,子层合板厚度增加10%),准各向同性试件强度随尺寸增加而增大。然而,当改变子层合板铺层厚度顺序(子层合板厚度从单层到第8层减少62%)时,准各向同性试件强度随尺寸增加反而降低。层合板不能达到单向材料的强度,所有的试件显示横向裂纹和边缘分层导致了初始破坏。     

机械应力分级杉木锯材的顺纹抗拉强度

以杉木锯材为研究对象,对比了不同强度等级机械应力分级杉木锯材的动态弹性模量范围和试样数,探究了机械应力分级杉木锯材的顺纹抗拉强度概率分布规律,并开展了机械应力分级杉木锯材顺纹抗拉的可靠度分析.结果表明：可基于动态弹性模量对杉木锯材进行机械应力分级,机械应力分级杉木锯材位于主要强度等级材质区域Q₂、Q₃、Q₄的试样数占比超90.0%,其顺纹抗拉强度的最优概率分布为对数正态分布;杉木锯材顺纹抗拉强度设计值明显高于未分级和目测分级杉木锯材.     

落叶松锯材抗弯强度尺寸效应

以兴安落叶松锯材为研究对象,研究了不同目测等级下锯材尺寸与其抗弯强度之间的关系.试验选取1961根6.5、9.0和14.0 cm3种宽度尺寸的目测等级锯材,每个宽度尺寸分为高、低目测等级组,按照每组试件宽度18倍的测试跨度测试锯材的抗弯强度.利用斜率法和形状参数法确定高、低目测等级组抗弯强度5％分位值的长度与宽度的组合尺寸效应.研究结果表明,斜率法获得高、低目测等级组试件抗弯强度5％分位值的组合尺寸效应分别为0.19和0.23.     

轻型木结构房屋用杉木规格材机械应力分等研究

通过测试足尺试件的拉、压、弯力学性能,研究了机械应力分级等级边界条件设置及等级特征值.结果表明:划分MOE区间后建立的强度平均值与弹性模量平均值的回归关系决定系数明显提高,可用于建立强度关系,该关系对机械应力分级的实现具有重要的指导意义;按照GB50005—2003《木结构设计规范》及EN338:2008(E)《结构材强度等级》的规定,在不考虑密度、满足各等级对抗拉及抗压强度特征值要求的情况下,可以将杉木规格材划分为M10,M18,M26这3个等级.     

兴安落叶松结构用规格材强度特征值的研究

以截面尺寸为40mm×65mm,40mm×90mm和40mm×140mm国产兴安落叶松结构用规格材为研究对象,参照GB 50005—2003《木结构设计规范》的目测分等规则,将其分为Ⅰc,Ⅱc,Ⅲc和Ⅳc这4个等级.根据ASTM D4761-02a对其进行抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗拉强度和顺纹抗压强度测试.参照ASTM D2915-03,利用非参数法估计得到国产兴安落叶松结构用规格材的不同强度特征值,结果表明,其强度特征值高于进口云杉松冷杉(S-P-F)结构用规格材.通过足尺测试获得结构用规格材强度特征值,改变了GB 50005—2003现有强度特征值由无疵小试样推导而得的历史,同时为获得其他国内树种结构用规格材强度特征值提供了科学方法.     

木节对规格材抗弯强度影响的试验研究

为了准确预测规格材抗弯强度与木节之间的关系,选取含不同类型、尺寸木节的兴安岭落叶松规格材,分别截取清材试样和足尺试样进行抗弯试验,并对试验数据进行了回归分析.结果表明,对于足尺试样,采用其平均密度ρa和最大降等缺陷处木节截面受拉侧的Ik/Ig来拟合足尺抗弯强度ff效果最佳,相关系数R2为0.753,均方根RMSE为4.71;木节对足尺抗弯强度的影响相对于密度几乎同等重要.建立了足尺抗弯强度、清材抗弯强度和木节信息之间的理论模型.