古建筑保护中的木材受压性能试验研究

发布时间：2017-10-17 05:04

  本文关键词：古建筑保护中的木材受压性能试验研究

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【摘要】：木材因不同的用途而偏重于不同性能的测试,古建筑保护以及修缮中的木材性能着重于其自然环境和温湿度下的力学性能及耐腐蚀性能。古建筑保护中的木材包括旧木材与新木材,新木材的应用主要为构件的替换与补配、缝隙的填塞,常常为数量不大但选材及其力学性能的认识直接关系到修缮的效果。考虑到这一目标,进行针对性的实验和提出结论是必要的。在木结构古建筑中,多数构件处于受压状态,木结构修缮中,各类替木也都处受压状态,因此,本文对应用于古建筑修缮中的五种替木进行了详细受压性能测试,并针对木材各向异性的特征,研究了纹理方向对木材受压性能的影响。本次研究采用自制的力传感器和千分表通过应变采集仪与电脑连接,实现了力和位移数据的同步记录。通过五种木材顺纹受压性能测试得到:木材密度及硬度对木材顺纹受压破坏形式有较大影响,低密度木材主要发生压缩破坏,高密度木材主要发生剪切破坏,并且其破坏均为脆性破坏;木材顺纹受压力—位移曲线有明显的脆性特征,曲线有突然转折点;顺纹抗压强度与木材密度的有显著的线性关系。进行了五种木材横纹全表面受压性能测试,同时考虑木材纹理方向的影响,将试件分为径向、弦向和斜向三类。木材横纹全表面径向和斜向受压以压缩破坏为主,弦向受压分层理屈曲破坏和压缩破坏两种形式;木材横纹径向和斜向全表面受压力-位移曲线为三段式,弦向受压由于木材破坏形式的差异出现非三段式力-位移曲线;木材横纹全表面抗压强度与密度存在显著的二次多项式回归关系,并拟合得到木材横纹全表面抗压强度与密度关系表达式。五种木材横纹局部受压性能测试表明:木材横纹局部受压破坏形式主要为中央受压区产生压缩变形,非受压区翘起并产生裂缝;低密度木材横纹局部受压受压力-位移曲线为三段式,密度较大时其力-位移曲线平台段不明显;木材横纹局部抗压强度与密度存在显著的二次多项式回归关系,并拟合得到木材横纹局部抗压强度与密度关系表达式。通过对比分析,得到五种木材顺纹受压与横纹受压以及横纹全表面受压与局部受压力学性能的差异性。
【关键词】：古建筑保护 木材 受压性能 顺纹受压 横纹受压
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU531.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 古建木结构的发展及现状10-15
• 1.1.1 木结构的产生和发展10-12
• 1.1.2 木结构现状12-15
• 1.2 国内外研究现状15-20
• 1.2.1 国内研究现状16-18
• 1.2.2 国外研究现状18-20
• 1.2.3 小结20
• 1.3 本文研究目的和内容20-24
• 1.3.1 研究目的20-21
• 1.3.2 研究内容21-24
• 第二章 木材材性24-32
• 2.1 木材材料特性分析24-28
• 2.1.1 从木材构造解读木材力学性质24-27
• 2.1.2 影响木材力学性质的因素27-28
• 2.2 木材主要力学性质28-30
• 2.3 本章小结30-32
• 第三章 实验准备及实验方案32-40
• 3.1 实验准备32-36
• 3.1.1 实验选材介绍32-34
• 3.1.2 试件加工34-36
• 3.2 实验方案36-39
• 3.2.1 试件选取36-38
• 3.2.2 加载及数据采集设备38-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 五种木材受压性能分析40-58
• 4.1 五种木材顺纹受压性能分析40-45
• 4.1.1 试件破坏特征40-43
• 4.1.2 力-位移曲线分析43-44
• 4.1.3 强度与密度关系分析44-45
• 4.2 五种木材横纹全表面受压性能分析45-50
• 4.2.1 试件破坏特征45-46
• 4.2.2 力-位移曲线分析46-48
• 4.2.3 强度与密度关系分析48-50
• 4.3 五种木材局部受压性能分析50-56
• 4.3.1 试件破坏特征50-52
• 4.3.2 力-位移曲线分析52-54
• 4.3.3 强度与密度关系分析54-56
• 4.4 本章小结56-58
• 第五章 五种木材受压性能对比分析58-70
• 5.1 顺纹与横纹受压对比分析58-62
• 5.1.1 破坏特征对比58-59
• 5.1.2 力—位移曲线对比59-60
• 5.1.3 强度对比60-62
• 5.2 全表面受压与局部受压对比分析62-68
• 5.2.1 破坏特征比较62-64
• 5.2.2 力-位移曲线对比分析64-65
• 5.2.3 强度对比分析65-68
• 5.3 本章小结68-70
• 第六章 总结70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 攻读学位期间发表的学术论文目录78

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本文编号：1046929