结构用木材规格材的抗弯力学性能检测方法技术

本发明专利技术涉及一种结构用木材规格材的抗弯力学性能检测方法，属于结构用木材技术领域。该方法基于无疵清材小试件的抗弯力学性能测试结果和被检测结构用木材规格材所包含的木节缺陷信息，来检测结构用木材规格材的抗弯弹性模量和抗弯强度，其中，所述结构用木材规格材的主要缺陷为木节。本发明专利技术的结构用木材规格材的抗弯力学性能检测方法，可用于快速、准确地检测结构用木材规格材的抗弯力学性能，进一步加强进口规格材和我国自主生产的规格材的质量控制，实现结构用木材规格材在我国建筑结构设计中的安全应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于结构用木材

技术介绍
随着轻型木结构在我国的推广，结构用木材规格材的应用量持续增长。与天然木材相同，规格材所包含的木节、斜纹等缺陷，会严重影响其物理力学性能，降低其力学性能设计指标值。如何考虑木节、斜纹等缺陷的影响，快速、准确地检测结构用木材规格材的力学性能成为关键问题之一。上世纪70年代,加拿大Madsen等学者提出木材定级中采用足尺试验(full-scale test)作为木材设计强度取值的原始依据，即试件材料直接来自结构材料，截面尺寸与实际构件一致。特别是对于规格材，直接用规格材作试件，截面尺寸不作改动，以获得规格材的各种强度，并定名为“结构木材定级试验”，以期试验结果尽可能地反映木材制品的最終使用条件。结构木材的足尺试验方法很快被世界许多发达国家所接受，成为当前检测结构木材强度方法的主流。但采用足尺试验作为检测和判定木材设计强度值的原始依据时，其需要消耗大量的物力、财カ和人力，且足尺试验方法并不是万能的。另外，我国目前结构用木质产品较短缺，特别是规格材，毎年需要依靠大量的进ロ来满足市场需求，尚不具备完全依靠足尺试验来获得木材设计强度取值的条件。基于无疵清材小试件测试方法的简洁性和实用性，现我国《木结构设计规范》GB 50005规定原木和方木(含板材)均是采用无疵清材小试件的试验结果作为确定其设计强度取值的原始依据，但无疵清材小试件试验方法不能很好地反映结构木材特点。对于规格材，我国GB 50005规范中针对国外部分进ロ的不同等级的规格材进行了強度指标的換算， 但如何对其力学性能进行检测和检验，我国尚未出现相关标准和检测方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种，以无疵清材小试件的抗弯力学性能测试结果和被检测结构用木材规格材试件所包含的木节缺陷信息，检测结构用木材规格材抗弯力学性能。本专利技术提出的，包括以下各步骤(I)从试验规格材的两端截取无疵清材小试件，小试件的尺寸为 20mmX 20mmX 300mm，测定无疵清材小试件的抗弯弹性模量Etl和抗弯强度&，重复该步骤， 并对得到的多个无疵清材小试件的抗弯弹性模量Etl和抗弯强度ち进行平均，得到无疵清材小试件的平均抗弯弹性模量ら、平均抗弯强度ム；(2)设试验规格材的横截面为矩形，矩形横截面的宽为b，高为h，记横截面的惯性矩为I，I = bh3/12，截面抵抗矩为ff,ff = bh2/6 ；(3)对试验规格材进行测试时，将最大降等缺陷木节置于两个测试加载点C1和C2之间，两个测试加载点之间的距离为I1, I1 = 6h，每ー侧支撑点与加载点之间的距离为12， I2 = 6h，每ー侧支撑点与试验规格材的端部之间的距离为13，I3大于h/2，两个支撑点ai、a2 之间的距离，即测试跨距为L，L = 18h ；(4)测定两个支撑点ai、a2之间的每一个木节的整个截面相对于中性轴的惯性矩 Iig、木节位于受拉侧的截面相对于中性轴的惯性矩Iit，并设每个木节在检测过程的任意时刻承受的弯矩为Mi,其中i = 1，2，……，k，k为两个支撑点ai、a2之间的所有木节数；(5)在两个测试加载点C1和C2处同时施加载荷F/2，测得测试跨距中心点0处的竖向位移为A，并得到试验规格材的抗弯弹性模量为EpE1 = F12(3L2-4122)/(48I A)，其中 I2为每ー侧的支撑点和加载点之间的距离，L为测试跨距；(6)继续在两个测试加载点C1和C2处同时施加相等载荷，直至试验规格材破坏， 记此时的载荷为破坏载荷Fmax，得到试验规格材的抗弯强度f\，f: = l2Fmax/2ff ；(7)设中心点0处在测试过程的任意时刻承受的弯矩为Mtl, Mtl = l2F/2，其中I2为每ー侧的支撑点和加载点之间的距离；(8)采用上述试验规格材的抗弯弹性模量E1与无疵清材小试件的平均抗弯弹性模量尽的比值进行回归分析，得到拟合參数值A1. B1，用拟合參数值ApB1对无疵清材小试件的平均抗弯弹性模量￡和规格材所包含的木节缺陷信息权利要求1.一种，其特征在于该方法包括以下各步骤(1)从试验规格材的两端截取无疵清材小试件，小试件的尺寸为20mmX20mmX300mm， 测定无疵清材小试件的抗弯弹性模量Etl和抗弯强度&，重复该步骤，并对得到的多个无疵清材小试件的抗弯弹性模量Etl和抗弯强度&进行平均，得到无疵清材小试件的平均抗弯弹性模量、平均抗弯强度/Q ;(2)设试验规格材的横截面为矩形，矩形横截面的宽为b，高为h，记横截面的惯性矩为 I，I = bh3/12，截面抵抗矩为 ff,ff = bh2/6 ；(3)对试验规格材进行测试时，将最大降等缺陷木节置于两个测试加载点cdPc2之间， 两个测试加载点之间的距离为I1, I1 = 6h，每一侧支撑点与加载点之间的距离为12，I2 = 6h，每一侧支撑点与试验规格材的端部之间的距离为13，I3大于h/2，两个支撑点ai、a2之间的距离，即测试跨距为L，L = 18h ；(4)测定两个支撑点％、a2之间的每一个木节的整个截面相对于中性轴的惯性矩Iig、 木节位于受拉侧的截面相对于中性轴的惯性矩Iit，并设每个木节在检测过程的任意时刻承受的弯矩为Mi，其中i = 1，·2，……，k，k为两个支撑点ai、a2之间的所有木节数；(5)在两个测试加载点C1和C2处同时施加载荷F/2，测得测试跨距中心点O处的竖向位移为△，并得到试验规格材的抗弯弹性模量为EnE1 = F12(3L2-4122)/(48IA)，其中I2为每一侧的支撑点和加载点之间的距离，L为测试跨距；(6)继续在两个测试加载点C1和C2处同时施加相等载荷，直至试验规格材破坏，记此时的载荷为破坏载荷Fmax，得到试验规格材的抗弯强度f1; = l2Fmax/2ff ；(7)设中心点O处在测试过程的任意时刻承受的弯矩为=l2F/2，其中I2为每一侧的支撑点和加载点之间的距离；(8)采用上述试验规格材的抗弯弹性模量E1与无疵清材小试件的平均抗弯弹性模量耳的比值进行回归分析，得到拟合参数值ApB1，用拟合参数值ApB1对无疵清材小试件的平均抗弯弹性模量F和规格材所包含的木节缺陷信息 +尋)戽，其中，Iig为规格材抗弯测试中两个支i=l撑点ai、a2之间的每一个木节的整个截面相对于中性轴的惯性矩，I为规格材横截面的惯性矩；(9)采用上述试验规格材的抗弯强度与无疵清材小试件的平均抗弯强度Z的比值进行回归分析，得到拟合参数值A2、B2，用拟合参数值A2、B2对无疵清材小试件的平均抗弯强度Z和试验规格材所包含的木节缺陷信息Iit进行修正，得到规格材的抗弯强度为 / = (A2IJI+ B2) f0，其中，Iit为规格材抗弯测试中两个支撑点&1、a2之间的最大降等缺陷处木节位于受拉侧的截面相对于中性轴的惯性矩。全文摘要本专利技术涉及一种，属于结构用木材
该方法基于无疵清材小试件的抗弯力学性能测试结果和被检测结构用木材规格材所包含的木节缺陷信息，来检测结构用木材规格材的抗弯弹性模量和抗弯强度，其中，所述结构用木材规格材的主要缺陷为木节。本专利技术的，可用于快速、准确地检测结构用木材规格材的抗弯力学性能，进一步加强进口规格材和我本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟永，任海青，周海宾，娄万里，邢新婷，徐伟涛，李霞镇，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：