木材是成簇纖維構成的材料,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,導致其力學性能遠弱于順紋方向,在工程設計中一般不考慮木材橫紋方向的抗拉強度。為研究木材橫紋抗拉力學性能的改善方法,本文設計了42個試件進行受拉試驗,其中6個為對照組試件,36個為加固組試件,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。通過對試驗現象和試驗數據的分析,探討木構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制、承載力、剛度、延性等力學性能指標。結果表明,加固后的木構件承載力、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。同時本文結合4種加固方法的特點,提出了可供工程實踐參考的建議。

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【部分圖文】：

圖1試件設計詳圖（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。其余各組木構件幾何尺寸采用相同的設計。需要特別指出的是，本文為初步探索性試驗，試件尺寸相對較小，并未考慮木材的截面尺寸效應[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件橫紋方向植入自攻螺釘，考慮了自攻螺釘數量的變化對木構件加固效果的影響，分別植入單個自攻螺釘、兩個自攻螺釘以及三個自攻螺釘。自攻螺釘設置的邊距和孔距參考了相關規(guī)范[3]和文獻[12]，各組自攻螺釘的布置如圖2所示，自攻螺釘參數如表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且貫穿整個試件，然后清除孔內細屑；(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

試驗采用萬能試驗機進行加載，其加載量程為0～100kN，同時設計鋼夾具與試驗機連接進行加載，如圖5(a）所示。夾具分為上、下兩部分：上部為拉-壓力轉換裝置，如圖5(b）所示。設置壓力傳感器采集試驗荷載；下部為木構件夾具，并在其兩翼各裝配有一個位移傳感器，采集試驗中木構件的變形....

本文編號：3984227