木材是成簇纖維構(gòu)成的材料,在順紋方向具有較好的拉壓性能,但是在橫紋方向上由于木纖維間彼此的牽制作用較弱,導(dǎo)致其力學(xué)性能遠(yuǎn)弱于順紋方向,在工程設(shè)計(jì)中一般不考慮木材橫紋方向的抗拉強(qiáng)度。為研究木材橫紋抗拉力學(xué)性能的改善方法,本文設(shè)計(jì)了42個(gè)試件進(jìn)行受拉試驗(yàn),其中6個(gè)為對照組試件,36個(gè)為加固組試件,采用了植入自攻螺釘、碳纖維布包裹、植入順紋木榫、植入單自攻螺釘加FRP布包裹組合方式4種加固方法。通過對試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,探討木構(gòu)件橫紋方向加固方法的可行性,對比分析不同方法的效果和差異,研究各組試件在橫紋拉力作用下的失效機(jī)制、承載力、剛度、延性等力學(xué)性能指標(biāo)。結(jié)果表明,加固后的木構(gòu)件承載力、剛度、延性得到了明顯改善,裂縫被有效地抑制,其橫紋抗拉性能得到了顯著的提高。同時(shí)本文結(jié)合4種加固方法的特點(diǎn),提出了可供工程實(shí)踐參考的建議。

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【部分圖文】：

圖1試件設(shè)計(jì)詳圖（單位：mm)

對照組為未加固試件，試件尺寸為63mm×50mm×50mm（長×寬×高），如圖1所示。其余各組木構(gòu)件幾何尺寸采用相同的設(shè)計(jì)。需要特別指出的是，本文為初步探索性試驗(yàn)，試件尺寸相對較小，并未考慮木材的截面尺寸效應(yīng)[11]。1.1.2植入自攻螺釘加固組

圖2螺釘布置圖（單位：mm)

本組試件加固沿木構(gòu)件橫紋方向植入自攻螺釘，考慮了自攻螺釘數(shù)量的變化對木構(gòu)件加固效果的影響，分別植入單個(gè)自攻螺釘、兩個(gè)自攻螺釘以及三個(gè)自攻螺釘。自攻螺釘設(shè)置的邊距和孔距參考了相關(guān)規(guī)范[3]和文獻(xiàn)[12]，各組自攻螺釘?shù)牟贾萌鐖D2所示，自攻螺釘參數(shù)如表2所示。1.1.3FRP布包裹....

圖3植入順紋木榫加固組

本組試件加固沿木構(gòu)件橫紋方向植入順紋木榫，木榫為直徑8mm的圓柱體，其主要加固流程如下：(1)確定試件表面中心位置并鉆孔，孔直徑為9mm且貫穿整個(gè)試件，然后清除孔內(nèi)細(xì)屑；(2)植入順紋木榫并用環(huán)氧樹脂填充空隙；(3)將突出試件表面的木榫用砂紙打磨，使試件表面保持光滑平整，便于....

圖4植入單自攻螺釘加FRP布包裹組合方式加固組

試驗(yàn)采用萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加載，其加載量程為0～100kN，同時(shí)設(shè)計(jì)鋼夾具與試驗(yàn)機(jī)連接進(jìn)行加載，如圖5(a）所示。夾具分為上、下兩部分：上部為拉-壓力轉(zhuǎn)換裝置，如圖5(b）所示。設(shè)置壓力傳感器采集試驗(yàn)荷載；下部為木構(gòu)件夾具，并在其兩翼各裝配有一個(gè)位移傳感器，采集試驗(yàn)中木構(gòu)件的變形....

本文編號：3984227