木材横纹抗拉力学性能改善方法试验研究

发布时间：2024-05-29 22:55

　　木材是成簇纤维构成的材料,在顺纹方向具有较好的拉压性能,但是在横纹方向上由于木纤维间彼此的牵制作用较弱,导致其力学性能远弱于顺纹方向,在工程设计中一般不考虑木材横纹方向的抗拉强度。为研究木材横纹抗拉力学性能的改善方法,本文设计了42个试件进行受拉试验,其中6个为对照组试件,36个为加固组试件,采用了植入自攻螺钉、碳纤维布包裹、植入顺纹木榫、植入单自攻螺钉加FRP布包裹组合方式4种加固方法。通过对试验现象和试验数据的分析,探讨木构件横纹方向加固方法的可行性,对比分析不同方法的效果和差异,研究各组试件在横纹拉力作用下的失效机制、承载力、刚度、延性等力学性能指标。结果表明,加固后的木构件承载力、刚度、延性得到了明显改善,裂缝被有效地抑制,其横纹抗拉性能得到了显著的提高。同时本文结合4种加固方法的特点,提出了可供工程实践参考的建议。

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【部分图文】：

图1试件设计详图（单位：mm)

对照组为未加固试件，试件尺寸为63mm×50mm×50mm（长×宽×高），如图1所示。其余各组木构件几何尺寸采用相同的设计。需要特别指出的是，本文为初步探索性试验，试件尺寸相对较小，并未考虑木材的截面尺寸效应[11]。1.1.2植入自攻螺钉加固组

图2螺钉布置图（单位：mm)

本组试件加固沿木构件横纹方向植入自攻螺钉，考虑了自攻螺钉数量的变化对木构件加固效果的影响，分别植入单个自攻螺钉、两个自攻螺钉以及三个自攻螺钉。自攻螺钉设置的边距和孔距参考了相关规范[3]和文献[12]，各组自攻螺钉的布置如图2所示，自攻螺钉参数如表2所示。1.1.3FRP布包裹....

图3植入顺纹木榫加固组

本组试件加固沿木构件横纹方向植入顺纹木榫，木榫为直径8mm的圆柱体，其主要加固流程如下：(1)确定试件表面中心位置并钻孔，孔直径为9mm且贯穿整个试件，然后清除孔内细屑；(2)植入顺纹木榫并用环氧树脂填充空隙；(3)将突出试件表面的木榫用砂纸打磨，使试件表面保持光滑平整，便于....

图4植入单自攻螺钉加FRP布包裹组合方式加固组

试验采用万能试验机进行加载，其加载量程为0～100kN，同时设计钢夹具与试验机连接进行加载，如图5(a）所示。夹具分为上、下两部分：上部为拉-压力转换装置，如图5(b）所示。设置压力传感器采集试验荷载；下部为木构件夹具，并在其两翼各装配有一个位移传感器，采集试验中木构件的变形....

本文编号：3984227