改性亚麻纤维增强胶合木梁受弯性能试验研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:zww100200
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当今的建筑结构越来越注重材料利用率、建筑对环境的负荷、时间成本、以及现代美学等问题。木材作为一种可再生的天然资源,凭借其环保节能,易于实现预制装配,良好的抗震性能,并能够提供舒适健康的生活空间的特点,在世界范围内已被广泛应用于建筑当中。我国森林资源尤其高质量的木材资源比较匮乏,因此种植速生林并通过使用工程木来提高材料利用率是缓解供求矛盾、改善现状的有效途径。层板胶合木(简称胶合木)依据强度等级将木板层叠胶合,是一种被广泛应用于现代木结构建筑中的工程木产品。胶合木梁的破坏是底部层板尤其是木节等天然缺陷处受拉产生断裂的一种脆性破坏。为了减轻或者避免这种破坏形态、提高梁的承载力与抗弯刚度、减小变形、增加梁的延性以及更好地发挥梁顶部木材的受压性能与底层木纤维的受拉性能,本文提出了新型纤维复合材增强胶合木梁的方法。本文以亚麻纤维为原材料,经纳米TiO2接枝改性提高其力学性能,制得亚麻纤维复合材料,简称 FFRP(Flax Fiber Reinforced Polymer/Plastic)。用SPF板材制作 24 根尺寸为2850mm×50mm×150mm的胶合木梁试件,并将改性后的亚麻纤维布按照不同的方式粘贴胶合木梁。沿全跨未粘贴U型箍的胶合木梁为无箍胶合木梁,沿全跨粘贴U型箍的胶合木梁为有箍胶合木梁。通过改变FFRP的粘贴长度、数量、增强方式对8组试验梁进行受弯性能试验。通过对胶合木梁的极限承载力、破坏形态、挠度、刚度、应变等指标展开分析,探究FFRP对胶合木梁受弯性能的增强效果。试验结果表明:在不发生剥离破坏的前提下,FFRP的长度对无箍胶合木梁影响不大,并提出了底部FFRP从充分利用点延伸的最小锚固长度计算方法。底部粘贴FFRP具有改善胶合木梁抗弯性能的作用,3层FFRP和6层FFRP的无箍胶合木梁较普通胶合木梁的承载力分别提高26.25%和25.25%、抗弯刚度分别提高36.07%和21.87%,可见无箍胶合木梁底部粘贴FFRP的数量不宜过大。底部粘贴3层和6层FFRP的有箍胶合木梁的抗弯承载力较普通胶合木梁分别提高了 44.59%和56.76%,抗弯刚度也分别提高了 23.94%和119.88%。当底部粘贴FFRP为3层时,有箍胶合木梁与无箍胶合木梁的抗弯承载力与抗弯刚度相差不大,但梁的延性得到明显提高。当底部粘贴FFRP为6层时,有箍胶合木梁的抗弯承载力提高不大,但抗弯刚度有明显提高。无箍胶合木梁的破坏形态同普通梁一样为脆性破坏,而有箍梁的破坏形态为延性破坏。U型箍可以改善胶合木梁的破坏形态,同时能够避免木材层板间开裂与横向撕裂,增强FFRP与梁底部木材的协调工作性能,从而改善梁的抗弯性能。运用ABAQUS软件对试验展开模拟,建立FFRP增强无箍胶合木梁及FFRP增强有箍胶合木梁的有限元模型,比较试验结果,验证模型的准确性。通过改变无箍梁底部FFRP的长度与数量,研究FFRP长度与数量对无箍梁受弯性能的影响,最终给出增强方式建议。
其他文献
近年来,造波装置在船舶设计、海工平台设计等领域发挥着重要作用,可以用其产生期望的波浪来模拟实际波浪对结构物的影响。目前,部分实验室为模拟水流对泥沙的搬运以及之后的
随着社会主义市场经济体系的完善与高等教育事业不断改革深入,目前我国高等教育发展进入了普及化阶段。高校的办学数量、模式及教育质量都有大幅度的提升,各类高校也不断加强对基础设施及优势学科的投入及扶持力度。高校的飞速发展带给我们欣喜的同时也出现了一个不容忽视的问题,那就是高校思想政治工作机制相对滞后,其对保障中国特色社会主义大学健康蓬勃发展及促进学生全面成长没有显著成效。在这种背景下,充分利用思想政治工
黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)是我国重要的淡水养殖品种,近年来养殖产量不断升高,维生素D3是一类脂溶性维生素,除了调节钙磷代谢外,还可以影响机体的免疫,本研究探讨了在低
质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种高效的电化学装置,由于其功率密度和能量转化效率高等特点,被视为替代汽车燃油发动机最具发展潜力的动力设备。PEMFC在运行过程中,温度和
面对病原菌攻击时,植物因其固着生长方式不能移动,因此进化出了一套自身先天免疫系统对抗病原菌的侵害。在植物先天免疫中,核苷酸结合-富含亮氨酸重复序列NLR(Nucleotide bin
中国特色社会主义进入新时代,高校人才培养事业进入新征程。在社会思潮多元化、经济利益多样化、科学技术普及化、目标追求个性化的时代境遇下,大学生思想政治素质的提高面临着新挑战,新时代对高校思想政治教育工作的开展提出了更高更新的要求,也使传统思想政治教育灌输理论面临严峻的考验。新时代高校思想政治教育中是否应该继续坚持以及如何坚持灌输理论成为思想政治教育工作者亟需回答的重大理论与现实问题。灌输理论作为马克
电子设备和电动汽车的快速发展加速了对高性能蓄电池系统的需求。但目前商用石墨基锂离子电池能量密度低,而锂硫电池由于具有能量密度大、硫正极活性物质环境友好,储量丰富等
无机纳米粒子与聚合物的结合已被用于聚合物材料的功能化与性能化,并取得了巨大的成功。聚合物/无机纳米复合材料具有优异的力学性能、电学性能、阻隔性能、阻燃性能和其他性
随着人类对水产品需求量的增加,世界范围内水产养殖塘面积呈现逐渐扩大的趋势。已有研究证实,养殖塘是温室气体潜在的排放源。氧化亚氮(N_2O)作为重要的温室气体之一,其浓度的增加会对全球气温升高、臭氧层破坏和酸沉降产生重要影响。对水产养殖系统水体N_2O浓度、传输及排放进行全面地研究,对于探讨河口区围垦养殖塘N_2O生物地球化学循环具有参考价值,同时也为相关部门开展围垦水产养殖塘的科学管理及温室气体减
近年来,由于气候变暖而导致的生态环境问题日益严重,世界各国为了有效控制CO2排放量、减缓全球暖化速度、改善生态环境,均开始大力推广并应用电动汽车。由于电动汽车数量持续