[發明專利]既有建筑在役木構件力學強度確定方法及裝置

有效

• 申請號: 202010190552.9
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111289618B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 周海賓;王雙永;鄧昊
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院木材工業研究所
• 主分類號: G01N29/07
• 分類號: G01N29/07;G01N3/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;湯在彥

1.一種既有建筑在役木構件力學強度確定方法，其特征在于，包括：

獲取木構件的彈性模量，其中，所述木構件為既有建筑上的在役木構件；

基于預先構建的彈性模量與各個力學強度設計指標之間的回歸關系，根據所述木構件的彈性模量，確定所述木構件的各個力學強度設計指標；

獲取所述木構件的有效截面面積；

根據所述木構件的各個力學強度設計指標和有效截面面積，確定所述木構件的力學強度；

獲取所述木構件的有效截面面積，包括：在所述木構件上選取多個斷面；檢測各個斷面的外部缺陷區域；檢測各個斷面的內部缺陷區域；將各個斷面的外部缺陷區域和內部缺陷區域的面積進行疊加，得到各個斷面的缺陷區域面積；比較各個斷面的缺陷區域面積，獲取最大缺陷區域面積對應的目標斷面；根據所述目標斷面的截面面積和缺陷區域面積，確定所述木構件的有效截面面積；

檢測各個斷面的外部缺陷區域，包括：采用皮羅釘法，檢測木構件上缺陷的外圍界限；采用阻抗儀法，檢測木構件斷面上最大深度缺陷的外圍界限；

檢測各個斷面的內部缺陷區域，包括：采用超聲波法或應力波法，確定每個斷面的內部疑似缺陷區域；對于每個斷面的內部疑似缺陷區域，采用阻抗儀檢測斷面外圍邊界的阻抗值，將阻抗值低于預設阻抗閾值的區域確定為內部缺陷區域。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取木構件的彈性模量，包括：

沿所述木構件周身選取多個上測點和對應的下測點，使得每個上測點與對應的下測點構成一條測試路徑；

計算每條測試路徑對應的應力波波速；

根據每條測試路徑對應的應力波波速，確定每條測試路徑對應的彈性模量；

將最小彈性模量確定為所述木構件的彈性模量。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，采用超聲波法或應力波法，確定每個斷面的內部疑似缺陷區域，包括：

如果所述木構件為截面呈矩形的方木構件，則采用超聲波法確定方木構件每個斷面的內部疑似缺陷區域；

如果所述木構件為截面呈圓形的圓木構件，則采用應力波法確定圓木構件每個斷面的內部疑似缺陷區域。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，采用超聲波法確定方木構件每個斷面的內部疑似缺陷區域，包括：

對方木構件上的每個斷面，在所述方木構件的四個側面上分別選取間隔預設距離的多個測點，且相對兩個側面上選取的測點數量和位置分布保持一致；

檢測每個斷面相對兩個側面上相應測點之間的超聲波波速，將超聲波波速滿足預設超聲波波速范圍的測點線路確定為存在缺陷的測點線路，進而根據存在缺陷的測點線路，確定為方木構件每個斷面的疑似缺陷區域。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，采用應力波法確定圓木構件每個斷面的內部疑似缺陷區域，包括：

對圓木構件上的每個斷面，執行多次二維應力波檢測，得到多個波速分布圖；

將多個波速分布圖中出現重合缺陷的區域，確定為圓木構件每個斷面的疑似缺陷區域。

6.如權利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于，所述力學強度設計指標至少包括：抗彎強度、順紋抗拉強度、順紋抗壓強度、順紋抗剪強度和橫紋抗壓強度。

7.一種既有建筑在役木構件力學強度確定裝置，其特征在于，包括：

彈性模量獲取模塊，用于獲取木構件的彈性模量，其中，所述木構件為既有建筑上的在役木構件；

力學強度設計指標確定模塊，用于基于預先構建的彈性模量與各個力學強度設計指標之間的回歸關系，根據所述木構件的彈性模量，確定所述木構件的各個力學強度設計指標；

有效截面面積獲取模塊，用于獲取所述木構件的有效截面面積；

力學強度確定模塊，用于根據所述木構件的各個力學強度設計指標和有效截面面積，確定所述木構件的力學強度；

有效截面面積獲取模塊具體用于：在所述木構件上選取多個斷面；檢測各個斷面的外部缺陷區域；檢測各個斷面的內部缺陷區域；將各個斷面的外部缺陷區域和內部缺陷區域的面積進行疊加，得到各個斷面的缺陷區域面積；比較各個斷面的缺陷區域面積，獲取最大缺陷區域面積對應的目標斷面；根據所述目標斷面的截面面積和缺陷區域面積，確定所述木構件的有效截面面積；

檢測各個斷面的外部缺陷區域，包括：采用皮羅釘法，檢測木構件上缺陷的外圍界限；采用阻抗儀法，檢測木構件斷面上最大深度缺陷的外圍界限；

檢測各個斷面的內部缺陷區域，包括：采用超聲波法或應力波法，確定每個斷面的內部疑似缺陷區域；對于每個斷面的內部疑似缺陷區域，采用阻抗儀檢測斷面外圍邊界的阻抗值，將阻抗值低于預設阻抗閾值的區域確定為內部缺陷區域。