【硕士】木质工字梁用单板层积材翼缘静态力学研究

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内容简介

　　【硕士】木质工字梁用单板层积材翼缘静态力学研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：西南林学院　　学位年度：2009　　 随着速生材的增多，人们必须研制开发出用劣质速生材来加工优质工程材料的新工艺。利用小径级低质速生材旋切的单板生产的单板层积材(LVL)来代替须用大径级原木锯制的大规格锯材使用，不仅可以实现劣材优用、小材大用，实现速生材的高效利用并拓宽其应用领域，同时对缓解我国木材短缺所带来的矛盾也具有重要的意义。　　 从国内研究来看，大多数研究都是将速生材生产的LVL作为非结构用材来考虑，因而多数都是作为家俱或家装用材来生产，而对速生材制作的LVL能否作为结构用材使用相关报道较少，特别是对其能否满足特定结构性能要求的研究和应用的报道还不多见。　　 本文研究了杨木LVL(P—Lvl。)的性能及其关键影响因子、不同树种LVL的性能、环境水分对U性能的影响和木质工字梁(U)翼缘用LVL的设计实例和相应的力学性能。　　 以实验室自制杨木(P)酚醛树脂(PF)LVL(P．PF．LVL)为研究对象，取单因素实验法，对P—PF．LVL的工艺参数压缩率与成品P-PF-LVL的密度、含水率、尺寸稳定性(翘曲度、吸水膨胀率)、静曲强度、静曲弹性模量、水平剪切强度、抗拉强度之间关系的研究结果表明：1)P．PF．LVL的压缩率与密度呈正比线性关系；2)P．PF．LVL的压缩率和密度与热压出板含水率、静曲强度(MORB)、静曲弹性模量(MOEB)、水平剪切强度(MORs)、顺纹抗拉强度(MORT)与压缩率呈正比关系；3)成品P．PF．LVL的浸渍剥离与压缩率的关系不大；4)P．PF．LVL水平加载水平剪切强度比垂直加载水平剪切强度略大；5)MORt应被列为结构用LVL的重要性能指标之一。　　 单因素实验法和方差分析法对杨木、桉木、思茅松木LVL的静曲强度、静曲弹性模量、水平剪切强度和顺纹抗拉强度的研究结果表明：1)我国主要速生林木——杨木、桉木和思茅松木均可用来结构用LVL的原料；2)杨木LVL、桉木LVL、思茅松木LVL的各项性能有显著差异；3)通过对LVL压缩率的控制可以获得具特定结构性能的不同树种木材的U翼缘用LVL。从吸水和吸湿两个方面取单因素试验法对LVL含水率与P．PFLVL静曲强度、静曲弹性模量、水平剪切强度和顺纹抗拉强度之间关系的研究结果表明：1)LVL的含水率与LVL上述各项性能为反比关系；2)解吸时的含水率对上述各项性能的影响比吸湿含水率的明显；3)含水率在20％以内的具特定性能的P．PF．LVL可以满足IJ翼缘用材的要求。　　 对U翼缘用LVL的实际设计结果表明：可以满足241mm高U翼缘力学性能要求的P．PF—LVL的适宜密度为0．5539／era3，其性能可归为国标GB／T20241．2006《单板层积材》结构用110E级LVL的力学性能。　　 本文的创新点在于：1)LVL翼缘构件极限承载能力的计算方法，从而为LVL用作木结构建筑承重构件的设计提供了理论依据；2)结构用LVL目标性能的设计，具广泛的应用意义。　　

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