[發(fā)明專利]結構用木材規(guī)格材的抗彎力學性能檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210059691.3
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN102589987A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 鐘永;任海青;周海賓;婁萬里;邢新婷;徐偉濤;李霞鎮(zhèn)
• 申請（專利權）人: 中國林業(yè)科學研究院木材工業(yè)研究所
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發(fā)明涉及一種結構用木材規(guī)格材的抗彎力學性能檢測方法，屬于結構用木材技術領域。

背景技術

隨著輕型木結構在我國的推廣，結構用木材規(guī)格材的應用量持續(xù)增長。與天然木材相同，規(guī)格材所包含的木節(jié)、斜紋等缺陷，會嚴重影響其物理力學性能，降低其力學性能設計指標值。如何考慮木節(jié)、斜紋等缺陷的影響，快速、準確地檢測結構用木材規(guī)格材的力學性能成為關鍵問題之一。

上世紀70年代，加拿大Madsen等學者提出木材定級中采用足尺試驗(full-scale?test)作為木材設計強度取值的原始依據(jù)，即試件材料直接來自結構材料，截面尺寸與實際構件一致。特別是對于規(guī)格材，直接用規(guī)格材作試件，截面尺寸不作改動，以獲得規(guī)格材的各種強度，并定名為“結構木材定級試驗”，以期試驗結果盡可能地反映木材制品的最終使用條件。結構木材的足尺試驗方法很快被世界許多發(fā)達國家所接受，成為當前檢測結構木材強度方法的主流。但采用足尺試驗作為檢測和判定木材設計強度值的原始依據(jù)時，其需要消耗大量的物力、財力和人力，且足尺試驗方法并不是萬能的。另外，我國目前結構用木質產(chǎn)品較短缺，特別是規(guī)格材，每年需要依靠大量的進口來滿足市場需求，尚不具備完全依靠足尺試驗來獲得木材設計強度取值的條件。

基于無疵清材小試件測試方法的簡潔性和實用性，現(xiàn)我國《木結構設計規(guī)范》GB?50005規(guī)定原木和方木(含板材)均是采用無疵清材小試件的試驗結果作為確定其設計強度取值的原始依據(jù)，但無疵清材小試件試驗方法不能很好地反映結構木材特點。對于規(guī)格材，我國GB?50005規(guī)范中針對國外部分進口的不同等級的規(guī)格材進行了強度指標的換算，但如何對其力學性能進行檢測和檢驗，我國尚未出現(xiàn)相關標準和檢測方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提出一種結構用木材規(guī)格材的抗彎力學性能檢測方法，以無疵清材小試件的抗彎力學性能測試結果和被檢測結構用木材規(guī)格材試件所包含的木節(jié)缺陷信息，檢測結構用木材規(guī)格材抗彎力學性能。

本發(fā)明提出的結構用木材規(guī)格材的抗彎力學性能檢測方法，包括以下各步驟：

(1)從試驗規(guī)格材的兩端截取無疵清材小試件，小試件的尺寸為20mm×20mm×300mm，測定無疵清材小試件的抗彎彈性模量E₀和抗彎強度f₀，重復該步驟，并對得到的多個無疵清材小試件的抗彎彈性模量E₀和抗彎強度f₀進行平均，得到無疵清材小試件的平均抗彎彈性模量平均抗彎強度

(2)設試驗規(guī)格材的橫截面為矩形，矩形橫截面的寬為b，高為h，記橫截面的慣性矩為I，I＝bh³/12，截面抵抗矩為W，W＝bh²/6；

(3)對試驗規(guī)格材進行測試時，將最大降等缺陷木節(jié)置于兩個測試加載點c₁和c₂之間，兩個測試加載點之間的距離為l₁，l₁＝6h，每一側支撐點與加載點之間的距離為l₂，l₂＝6h，每一側支撐點與試驗規(guī)格材的端部之間的距離為l₃，l₃大于h/2，兩個支撐點a₁、a₂之間的距離，即測試跨距為L，L＝18h；

(4)測定兩個支撐點a₁、a₂之間的每一個木節(jié)的整個截面相對于中性軸的慣性矩I_ig、木節(jié)位于受拉側的截面相對于中性軸的慣性矩I_it，并設每個木節(jié)在檢測過程的任意時刻承受的彎矩為M_i，其中i＝1，2，……，k，k為兩個支撐點a₁、a₂之間的所有木節(jié)數(shù)；

(5)在兩個測試加載點c₁和c₂處同時施加載荷F/2，測得測試跨距中心點O處的豎向位移為Δ，并得到試驗規(guī)格材的抗彎彈性模量為E₁，E₁＝Fl₂(3L²-4l₂²)/(48IΔ)，其中l(wèi)₂為每一側的支撐點和加載點之間的距離，L為測試跨距；