增强胶合木梁受弯性能探究综述

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1、增强胶合木梁受弯性能探究综述　　摘要：对7种时下典型的增强胶合木梁抗弯性能研究方案进行了综述，分析了各种方案的思路和增强效果。结果表明在未来的增强胶合木梁的研究领域，用来增强胶合木梁的材料将会更加环保，更加经济，更加合理，更加高强。根据分析结果，联系我国国情提出竹板-胶合木梁研究方案，并列出了具体的研究内容及步骤。关键词：增强胶合木梁；抗弯性能；竹板-胶合木梁；复合轻质高强材料；中图分类号：TU366.3文献标识码：A前言时下，我国建筑多采用钢筋混凝土结构，砌体结构等传统结构体系。这些建筑体系不仅占用了大量的资源且严重破坏了生态环境。因此，自上世纪中木结构被提出以来，人们对木结构的

2、重视日益增加。近年来，我国也开始了对木结构的研究与探索，其相关的理论也日益成熟，由于自身材性缺陷和环境因素的影响，木结构需要进行定期维护和修复，研究人员针对增强胶合木梁的研究正火热展开。增强胶合木梁意味着木结构的经济性将不断增强，木结构的形式也可不断翻新。本文对目前最新的增强胶合木梁受弯性能研究进行了总结，并提出了竹板-胶合木梁这一全新增强胶合木梁方案，7为工程木构件的加工设计及工程应用提供参考。1增强胶合木梁抗弯性能研究概况[1-65]目前针对传统胶合木梁的相关理论研究已较为成熟,研究较多的是各种因素对强度的影响,如密度、含水率、木节、接头处、尺寸、截面配置和荷载作用时间等。由于

3、原木构件存在缺陷，刘伟庆,杨会峰[2]将经加工制成的木材用胶黏剂粘结形成的工程木，可去除原木中的部分缺陷，使得材质均匀、容许应力增高、尺寸稳定，从而提高胶合木梁的抗弯性能。试验得出，工程木梁试件受拉边缘木材纤维的极限拉应变在0.1006左右,且随着构件尺寸的增大而减小。试件破坏时木材的最大压应变不超过0.1009,其抗压强度并未得到充分发挥。自工程木梁方案得到业内认可后，研究人员对利用不同材料增强工程木梁的方案百花齐放。例如刘伟庆,7杨会峰[2]进一步研究了在木梁上下表面布设不同层数复合轻质高强的纤维复合材料（FRP）板形成的增强工程木梁的抗弯性能。（FRP主要由碳纤维、玻璃纤维等

4、高性能纤维，经过聚酯基或环氧树脂等基体胶合后挤压、拉拔成型。具有重量轻、抗拉强度高、几何可塑性大、易于裁剪成型、抗腐蚀性和耐久性好、绝缘绝热性能好、可设计性强、施工快捷周期短等特点。）研究表明，经FPR板增强后的胶合木梁的极限抗弯承载力与最大位移均明显提高。构件发生塑性破坏，其木材抗压性能得到充分利用。在FRP方案取得成功后，其他研究人员依据“利用高强轻质材料，加固木梁提高木梁极限承载力，降低成本”的原则，对不同类型的材料增强木梁方案进行研究。其中有代表性意义的为以下几个：李飞[4]等的玄武岩纤维布（BFRP）加固木梁抗弯性能的试验是利用BFRP具有耐酸、耐碱、耐高温、耐低温、强度

5、高、光滑、柔软、耐磨擦性强的性质，将BFRP贴一层于梁底，测出试件的荷载-挠度曲线。与未加固胶合木梁的荷载-挠度曲线对比得到，经BFRP加固后木梁，抗弯承载力明显提高，延性也有所改善。研究发现这种加固方案能使木梁的极限承载能力提高28%左右，刚度34%左右，，经济性较好马建勋[5]等通过对粘贴不同数量碳纤维布和不同锚固长度的木梁进行了纤维增强材料（FRP）加固木梁抗弯试验。粘贴碳纤维布能使木梁的极限承载能力提高20%左右，同时木梁的刚度也显著提高，挠度明显减小。许清风[6]等通过在木梁底面和侧面内嵌CFRP筋/片对加固木梁进行了抗弯试验。内嵌CFRP筋/片之后的加固木梁延性得到明显

6、提高且卸载后木梁跨中挠度的大部分可恢复。与未加固构件相比，受弯承载力平均提高39.3%，破坏位移平均提高32.4%。7淳庆[7]等人不同于行业内研究人员使用单一的碳纤维布等材料对木梁进行加固的思路，而采用纤维复合材料——碳芳混杂纤维布对木梁进行加固，加固后的胶合木强度不仅有所提高且抗腐蚀性能也有所改善。该试验对松木和杉木两种材料的胶合木梁进行了分析。研究表明与未加固试件相比，松木的抗弯承载力提高幅度为18.1%～62.0%，刚度提高幅度为13%~21%；杉木的抗弯承载力提高幅度为7.7%～29.7%，刚度提高幅度为13%~21%。综述近年来研究人员对增强胶合木梁所提出的各种方案，其

7、加固方法可总结为：通过使用轻质高强的新型材料如FRP，BFRP，CFRP，碳芳混杂纤维布等粘结在木梁底部，形成增强胶合木梁，这种木梁能充分利用木材的抗压性能，将传统木梁受弯破坏变为延性破坏且梁截面尺寸和构件自重均有所减小，构件的工作性能明显增强。但这几种方案存在的问题是部分试件由于木材与材料粘结不牢固，没有充分发挥试件的强度，使结果不准确。所以怎样保证粘结的牢固性从而使木梁与复合材料共同工作、受力和变形是今后研究中应重点注意的地方。由上述几种方案可知，在保证木梁工作所