结构用工程竹抗紫外线老化性能的试验研究

紫外线是导致材料老化的主要因素之一,通过人工加速老化试验,模拟太阳光中的紫外线辐射,加上温湿度循环变化的影响,测试未经防护处理的工程竹的物理力学性能,并与花旗松木材在紫外线辐射下的物理力学性能变化进行对比,评价胶合竹、重组竹、花旗松木材试样的抗紫外线老化性能。结果表明,花旗松木材颜色对紫外线辐射比较敏感,受辐射面有明显的颜色变深,在紫外线辐射下胶合竹也发生颜色变黄但没有花旗松木材严重,重组竹的颜色变化不明显;除顺纹抗压强度胶合竹降幅最大外,顺纹抗压弹性模量、顺纹抗拉强度、抗弯强度、抗弯弹性模量均为花旗松木材降幅最大。总体来说,重组竹的抗紫外线老化性能最优,但胶合竹、重组竹、花旗松木材这三种材料在紫外线辐射作用下均有不同程度的力学性能退化,用于室外环境时需要进行防护处理。     

改性重组木力学性能与强度设计指标研究

以国产速生小径杨木为原材料制成的改性重组木具有缺陷少、强度高、强度变异性小等特点，是一种具有潜力的工程结构材料，近年来受到较多关注。为推动改性重组木在工程实践中的应用，对其进行了顺纹抗压、横纹抗压、顺纹抗拉、顺纹抗剪、抗弯强度以及抗弯模量等力学性能试验，研究了不同加载条件下的破坏模式，提出了改性重组木强度建议设计值。试验与分析结果表明，改性重组木抗弯强度为37.6MPa、弹性模量为21170MPa，显著高于天然木材；然而，该改性重组木较天然木材更易出现脆性破坏模式，在确定材料设计强度指标时应给予考虑。     

结构用工程竹干湿循环老化耐久性试验研究

工程竹耐久性对结构安全性具有重要影响,环境湿度变化是影响生物质材料耐久性的重要因素之一。通过干湿循环人工加速老化试验研究胶合竹、重组竹、花旗松试件物理力学性能变化,研究结果表明,随着循环次数的增加,3种试件质量均有所减小,其中重组竹试件降幅最大;胶合竹、花旗松试件顺纹抗压强度小幅度减小,重组竹试件顺纹抗压强度增大; 3种试件抗弯强度均呈减小趋势;相比抗压性能,工程竹抗弯性能更易受湿度变化的影响。当工程竹结构应用于湿度变化较大的环境中时,需进行有针对性的防护,保证材料含水率稳定性。     

结构用侧压竹集成材强度取值研究

侧压竹是一种由竹片经胶合压制而成的竹集成材.为确定侧压竹集成材的强度指标,参照木材试验标准,对结构用侧压竹集成材试件进行了抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度及弹性模量的试验实测,得到了侧压竹集成材清材的顺纹抗压强度、横纹弦向抗压强度、顺纹抗拉强度、横纹抗拉强度、抗拉弹性模量、抗弯强度、抗弯弹性模量、抗剪强度的平均值...     

结构用胶合竹力学性能试验研究

格鲁斑胶合竹是一种天然竹纤维增强复合材料,为研究其受拉、受压、受弯及受剪等基本力学性能,综合参考《木材物理力学性能试验方法》、《木材无疵小试样的试验方法》等,进行了格鲁斑胶合竹材力学性能试验,得到了格鲁斑胶合竹抗压强度、弹性模量、抗弯强度、抗剪强度值,通过分析获得了较高拟合优度的抗拉强度和弹性模量与荷载-主纤维角度变化关系的指数拟合曲线。试验结果同时指出冷压胶合面对格鲁斑胶合竹材抗压强度有较强的削弱作用。最后,在对胶合竹结构设计方法讨论的基础上,给出了以中国木材容许应力设计方法为基础的格鲁斑胶合竹的容许设计应力建议值,并与其他几种胶合木材料进行了对比,表明格鲁斑胶合竹材能够满足建筑结构对材料主要力学性能的要求。     

结构用侧压竹集成材强度取值研究

侧压竹是一种由竹片经胶合压制而成的竹集成材。为确定侧压竹集成材的强度指标,参照木材试验标准,对结构用侧压竹集成材试件进行了抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度及弹性模量的试验实测,得到了侧压竹集成材清材的顺纹抗压强度、横纹弦向抗压强度、顺纹抗拉强度、横纹抗拉强度、抗拉弹性模量、抗弯强度、抗弯弹性模量、抗剪强度的平均值和标准值;以侧压竹集成材清材试件实测数据为基础,采用Pearson χ²方法,验证了侧压竹集成材的各项强度实测值的概率分布均服从正态分布N(μ,σ²);基于可靠度理论,考虑材料的天然缺陷、干燥缺陷、长期荷载等影响强度取值的因素,提出了考虑多因素影响的侧压竹集成材强度设计值的确定方法,给出了侧压竹集成材构件的强度标准值和强度设计值的建议数值。结果表明:侧压竹集成材的力学性能优良,可以作为建筑结构用材。     

足尺重组竹受弯构件的试验与理论分析

通过5个足尺重组竹受弯构件的试验与理论分析,详细研究了重组竹的抗弯性能。研究表明,重组竹受弯构件的典型破坏形态是底部竹纤维拉断和中性轴附近层间剪切破坏,重组竹受弯构件的设计由截面刚度控制,对应挠度限值L/250的荷载值PL/250 与极限荷载Pmax 的比值有较好的稳定性,通过回归建立了重组竹抗弯强度fm与弹性模量E的相关关系模型,弹性模量表达的刚度能够准确预测承载力;对于重组竹受弯构件,平截面假定依然成立;参考木结构设计计算方法,考虑竹材重组竹的材料特性,给出了重组竹受弯构件的计算方法,初步建议了重组竹抗弯强度设计值、顺纹抗剪强度设计值、弹性模量E的设计指标。     

五种木材顺纹抗弯性能试验研究

木材是中国古代建筑的重要建筑材料,试验选用5种木材进行了顺纹径向、弦向以及斜向抗弯测试,使用自制的力传感器,实现数据自动记录。根据木材受弯破坏现象,总结得出木材破坏的3个阶段;分析了木材受弯力-位移曲线,得出木材弹性变形所占比例较大,塑性性能与木材的树种和受力方向有关;木材顺纹抗弯强度与气干密度存在显著的二次多项式回归关系,并拟合得到木材顺纹抗弯强度与气干密度关系表达式。     

胶合竹结构的研究与工程应用进展

给出了现代工程竹结构的定义,重点介绍了薄片和厚片两种不同胶合竹的构造及加工制备工艺,并将两种胶合竹材料的抗拉、抗压、抗弯及抗剪等基本力学性能进行对比。基于现有木结构规范和材料性能试验方法,给出了胶合竹材强度特征值及设计值的计算方法。基于胶合竹的力学特性,研究并建造了一系列格鲁斑胶合竹结构示范工程,提出了供工程人员参考的胶合竹结构剪力墙承载力的计算公式。最后通过分析胶合竹材料及结构的应用现状,展望了胶合竹在建筑领域更广泛的应用。     

黔东南州杉木物理力学性能研究

为了对黔东南本地生产的杉木物理力学性能进行研究,设计并制作了一批试样,对其进行基本材料力学性能测试。试验表明:黔东南杉木在顺纹拉伸情况下应力应变曲线为线性,在顺纹和横纹压缩情况下,压缩应力应变曲线相似,分为线弹性阶段和弹塑性阶段,且顺纹抗压弹性模量远大于横纹径向和横纹弦向弹性模量,顺纹抗压强度远远大于横纹径向抗压强度和横纹弦向抗压强度,抗弯模量远小于顺纹抗压弹性模量,远大于横纹径向和弦向抗压弹性模量。