【摘 要】
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[目的]探究国产结构用定向刨花板(COSB)与云杉-松-冷杉(SPF)规格材混合组坯正交胶合木(HCLT)的抗弯性能,明确组坯结构和层数对HCLT抗弯性能的影响,以拓宽国内正交胶合木(CLT)产品原材料来源、促进COSB在木结构建筑领域的应用.[方法]利用COSB和SPF规格材以不同组坯结构与层板位置混合形成不同层数(3层和5层)、5种组坯结构的CLT和HCLT试件,对试件进行四点弯曲性能测试,评价CLT/HCLT材料主、次方向的抗弯强度、抗弯模量和破坏模式;采用剪切类比法计算抗弯性能理论值,并建立HCL
【机 构】
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南京林业大学材料科学与工程学院 南京 210037;湖北天欣木结构房屋制造有限公司 汉川 431600
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[目的]探究国产结构用定向刨花板(COSB)与云杉-松-冷杉(SPF)规格材混合组坯正交胶合木(HCLT)的抗弯性能,明确组坯结构和层数对HCLT抗弯性能的影响,以拓宽国内正交胶合木(CLT)产品原材料来源、促进COSB在木结构建筑领域的应用.[方法]利用COSB和SPF规格材以不同组坯结构与层板位置混合形成不同层数(3层和5层)、5种组坯结构的CLT和HCLT试件,对试件进行四点弯曲性能测试,评价CLT/HCLT材料主、次方向的抗弯强度、抗弯模量和破坏模式;采用剪切类比法计算抗弯性能理论值,并建立HCLT有限元模型分析HCLT的抗弯性能.[结果]不同组坯结构HCLT破坏模式不同,主方向试件主要为横向层锯材滚动剪切破坏和底层层板拉伸破坏;由于层板侧面未涂胶胶合,次方向试件主要在底层层板缝隙处发生拉伸破坏.HCLT的抗弯性能普遍高于SPF规格材CLT,对于主方向抗弯强度,所有HCLT试件的抗弯强度均高于SPF规格材CLT,与SPF规格材CLT相比(A1组),3层和5层HCLT试件(A3组)的抗弯刚度分别高10％和31％,抗弯强度分别高76％和48％;次方向抗弯性能提升更大,与SPF规格材CLT相比(B1组),3层和5层HCLT试件(B4组)的抗弯刚度分别高447％和83％,抗弯强度分别高118％和40％.随着COSB在HCLT中使用层数增加,HCLT次方向和双向力学性能均得到提升,主、次方向抗弯力学性能差异减少;综合考虑材料经济性和力学性能,A3/B3组坯结构,即仅将COSB作为横向层形成的HCLT材料具有更好的双向弯曲性能.随着CLT层数增加,试件抗弯刚度和次方向抗弯强度增加,主方向抗弯强度降低;采用剪切类比法可较好预测CLT主方向抗弯性能,但由于存在非侧面胶合的横向层等因素影响,次方向力学性能存在一定相对误差,理论值偏于保守;对于次方向试件抗弯性能理论计算,当表层层板为COSB时,可不忽略表层层板作用;建立的有限元模型能较好分析HCLT抗弯力学行为.[结论]相比实木锯材,COSB具有较好的次方向力学性能,可作为CLT层板使用(尤其作为横向层层板),提升CLT滚动剪切性能和抗弯力学性能.COSB在CLT中应用有很好的可行性.
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