GBT50329-2012 木结构试验方法标准.pdf

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  • 2.1.6等效弹性模量

    轴心压杆试验中,将临界荷载按照欧拉公式换算得到的弹性 模量。

    1.7齿连接notchandtoothco

    将受压构件的端头做成齿样路桥施工组织设计 ,抵承在另一构件的齿槽内以传 递压力的一种连接方式。

    8圆钢销连接rounddowelcor

    将圆钢销插入木构件的开孔中连接多个木构件以传递拉(或 压)力的一种连接方式。

    1.9胶合指形连接(简称指接)

    用专门的木工铣床将木材加工成相同齿距和断面的斜锥状指

    形椎和槽,涂胶后相互插入形成指形接头的连接方式

    用齿板(经表面镀锌处理的钢板冲压而成的带齿金属板)连 接多个木构件以传递拉力、剪力等荷载的一种连接方式,自前主 要用于轻型木桁架的节点连接或杆件接长。

    齿板单位宽度受拉承载力较高的方向,即齿板上沿齿槽的 方向。

    2.2.1作用和作用效应

    F一荷载:当钢材达到屈服点时圆钢销连接试件所承受 的力; Fb一一木材横纹承压比例极限荷载; F一试件破坏时的荷载;齿连接破坏时齿槽承压面上的 压力; AF 荷载增量; Fa. 齿板连接的板齿极限承载力试验值; Fv. 齿板连接的受剪极限承载力试验值: F, 齿板连接在连接处产生0.8mm滑移时板齿的承载力 试验值; F.. 齿板连接的受拉极限承载力试验值: 桁架节点荷载的最大破坏值; Pk一一桁架节点荷载的标准值; Oeni 轴心压杆试验失稳破坏时的临界应力; e 偏压试件破坏时的压应力; 6m 在杆端初始偏心弯矩作用下偏压试件破环时的弯曲 应力; Tm 齿连接试件沿剪面破坏的平均剪应力; 度;

    在荷载增量△F作用下,在测量挠度的标距1.范围内 或全跨度内梁所产生的中点挠度

    2.2.2材料性能和抗力

    E 轴心压杆的初始弹性模量: E 木材顺纹受压弹性模量: Em 梁的纯弯曲弹性模量: Em.app 梁的表观弹性模量: f 木材标准小试件顺纹抗压强度:无柱效应试件的顺 抗压强度; fe.90 木材横纹承压比例极限: m 木材标准小试件抗弯强度; fm 梁的抗弯强度; fgv 胶粘试件的剪切强度 fm 胶合指形连接的抗弯强度: f 木材标准小试件顺纹抗剪强度: nr.u 齿板连接板齿的极限强度试验值: nsu 齿板连接板齿的抗滑移极限强度试验值: tu 齿板连接受拉极限强度试验值: Ug.u 齿板连接受剪极限强度试验值; W 木材含水率; P 试验用木材的全干相对密度: 试验用木材树种或树种组合的平均全干相对密度。

    试件的截面面积; A 胶粘试件的剪切面面积; 胶粘试件剪切面沿木材破坏的面积; 试件的截面惯性矩; W 试件的截面抵抗矩; 加载点至支承点之间的距离;平行于齿板主轴方向的 齿板长度;

    6一试件的截面宽度;垂直于齿板主轴方向的齿板长度; b一一齿连接试件的剪切面宽度; h一一试件的截面高度; 一一一试件的跨度(或长度);轴心压杆试件的计算长度: 行架的计算跨度; lo一测量挠度(或变形)的标距; L、一一齿连接试件的剪切面长度;齿板连接处平行于荷载方 向的齿板剪切面长度; 齿板连接处垂直于荷载方向的齿板宽度: α 齿连接中齿槽承压面上的压力和试件剪切面之间的夹 角:齿板连接中荷载作用方向与木纹之间的夹角: B 齿板连接中荷载作用方向与齿板主轴的夹角; 齿板主轴与木纹之间的夹角; 入 试件的长细比。

    2.2.4计算系数及其他

    S 试验机所运行的最小行程; Pv 胶粘试件剪切面沿木材部分破坏的百分率; 试验机压头的运行速度; —修正系数; 齿连接试件沿剪面破坏平均剪应力的相对值

    3.1.1术结构试验前,应先进行试验设计。试验设计应根据具 体试验目的和要求,对试材选择、试件设计及制作、试件数量、 试验设备、试验程序以及预期试验结果等进行综合分析,制定详 细设计方案。必要时应进行预试验 注:在木结构工程施工质量验收中,当需测定木结构中经防护剂处理 木材的化学药剂的透入度和保持量时,应按照附录A的规定进行。

    该方法或构造的适用范围和要求验证的项目,按验证性试验进行 试验设计和试验。

    量有疑义或对已有木结构需通过试验手段进行可靠性鉴定时,应 按检验的要求进行抽样,并按检验性试验进行试验设计和试验。 3.1.4,试验方案的选择,应确保试验设备及试验人员的安全

    量有疑义或对已有术结构需通过试验手段进行可靠性鉴定时,应

    ..1验证性 合下列规定: 1,同批试验用木材应采用同一树种或同一树种组合,并应 有确切的树种名称和产地。有条件时宜从林区采样。 2试验用木材从林区采样时,所有生材的端头都应涂上可 以延缓水分挥发和防止木材开裂的蜡质材料或其他能起封闭作用 的涂料,并应及时运回。当临时堆放试材的环境湿度较高时,应 在样品上涂刷防腐剂。 3当条件受限制时,试验用木材可采用商品材,但每根试 材应有确切的树种名称

    4试验用材必须在干燥的室内存放。试材应离地面30cm 分层堆放,每根试材的上下左右应留有供空气流通的空隙

    1当按送来的原件进行检验时,在存放期间应要为保存, 不得损伤和改变原件的形状、性质及其木材含水率。 2当需在已有建筑物或某一结构中取样进行检验时,应遵 守先进行结构加固后取样的原则

    3.2.3除特定研究内容外,试验用木材必须在室内自然风干至

    试材在风十存储期间,可采用电测法检查试材表面的含水 率。但在制作试件前,必须抽取3根~5根试材,各在距端部 100mm处,锯一块15mm厚的试片用烘干法测含水率,证实已 大到当地平衡含水率,才充许制作试件和进行试验。 木材的平衡含水率应符合本标准附录B所提供的估计值

    400mm处,锯一块15mm厚的试片用烘干法测含水率,证实已

    3.2.4试验用木材的材质等级应在试验设计中事先明确,不得

    3.2.5试件的制作和检查应符合下列要求:

    1对验证性试验所用试件,其制作质量和偏差应符合现行 国家标准《木结构工程施工质量验收规范》GB50206中的有关 规定;对检验性试验所用试件,应按原样进行测定,并按现行国 家标准《术结构工程施工质量验收规范》GB50206的规定评定 其制作质量。 2测量试件关键部位的设计尺寸不应少于三次,并取其平 均值。 3.2.6试验前,应取得该批试验所用木材基本材性的有关数据

    2各种标准小试件的制作要求、含水率测定及试验方法均 应符合现行国家标准的有关规定。 3各种标准小试件的数量,除应符合本标准中该项试验方 法的要求外,尚应符合本标准第4章有关试验数据的统计规定。 3.2.7试验完成后,应立即在试件破坏部位附近切取含水率试 样,用烘干法测含水率。试样的尺寸宜为20mm×20mm× 20mm,数量不应少于3个,含水率取试验平均值。若以15mm 厚的整截面试片测含水率,可仅取一个试样

    3.3.1试验设备应符合下列要求

    1试验机或其他加载设备,试验前必须经过检验校正方可 更用。试验机的精确度应符合现行行业标准《拉力、压力和方能 式验机》JJG139中准确度级别为1级的规定;其他加载设备的 示值误差应在士3%以内。 2变形测量仪表应在试验前进行校正,其精度应小于1% 测试位移;当测试位移小于2mm时,精度应小于0.03mm。 3加载装置、支承装置、侧向支撑装置以及安设观测仪表 的装置均应牢固,且应彼此分开独立、互不干扰,并保证在试验 过程中不受影响。 4加载装置中直接安放在试件上的传力装置,其自重力不 宜大于所施加最大荷载的10%。 3.3.2木结构应在正常的温度和湿度的环境中进行试验。当条 牛许可时,木结构试验应在室内温度为20℃王2℃、相对湿度为 65%土5%的环境中进行。不宜在露天情况下进行木结构试验 在现场进行木结构检验性试验时应搭设遮挡风雨的临时设施。

    3.4.1未结构的试验记录应符合下列规定:

    木结构的试验记录应符合下列规定: 试验应作好详细记录,按测定内容、使用仪表的不同情

    况,分别采用相应的记录表格;记录时不得涂改原始数据,当发 现记录错误时,应将更正数字记在原数学上方。 2试件的缺陷(木节、斜纹、裂缝等)应在试验前标绘在 记录纸上,并标明它们的位置和大小尺寸(图3.4.1)。

    图3.4.1木节记录

    3试件的破坏情况应作详细描述。对破坏类型(剪、拉、 压、弯坏环或斜纹撕裂等)、破坏位置等应详细标注记录在记录纸 上。破坏过程中的各种迹象均应作出描述。所有试件的破坏截面 附近的一段木材均应保留备查

    3.4.2试验结果的整理应包括下列主要内容:

    3.4.3试验报告应包括下列内容

    1试材的树种名称、来源或产地、木材等级、木材含水率、 试件制作等情况以及有关木材标准小试件的力学性质。 2试验设备的情况,包括加载设备、支承装置、测量荷载

    4.1.1在进行木结构构件和连接试验数据的统计处理时,除应

    4.1.1在进行未结构构件和连接试验数据的统计处理时,除应 符合有关数据统计处理的国家标准外,尚应符合本章的规定。 4.1.2各项木材物理力学性质试验数据的统计分析,应按现行 国家标准《木材物理力学试验方法总则》GB/T1928的有关规

    国家标准《木材物理力学试验方法总则》GB/T1928的有关规 定进行。

    4.1.3在符合本标准各章的试验条件下,可采用该样本来自正

    态总体或近似正态总体的假设,不进行正态性检验。如有充分理 由怀疑时,可按现行国家标准《数据的统计处理和解释正态性 检验》GB/T4882进行检验。

    由怀疑时,可按现行国家标准《数据的统计处理和解释正态性 检验》GB/T4882进行检验。 4.1.4样本应从符合研究目的的总体中抽取,并应保证抽样的 代表性。 4.1.5验证性试验的试件数目,当不分组时不宜少于10个;当 分组时每组试件数自不应少于5个。 4.1.6检验性试验,宜根据检验目的,对检验批量、抽样方法 和数量、验收函数和验收界限等,按国家现行标准执行;对尚无 国家标准的,宜在统计分析的基础上,由有关各方协商确定。 4.1.7对专门问题的研究性试验,试件的分组及每组试件数目 应根据研究自的、试验所需费用和时间综合分析确定,并应符合 下列规定: 1,当分组时,每组试件数自不宜少于5个,也不宜超过 10个。 2当用成对试件确定换算系数时,其试件数目不宜少于 10对。 3当需检验分布时,试件总数不宜少于30个。

    4.1.4样本应从符合研究自的的总体中抽取,并应保证抽样的 代表性。

    和数量、验收函数和验收界限等,按国家现行标准执行:对尚无 国家标准的,宜在统计分析的基础上,由有关各方协商确定

    4.1.7对专门问题的研究性试验,试件的分组及每组试件

    应根据研究目的、试验所需费用和时间综合分析确定,并应符合 下列规定: 1当分组时,每组试件数目不宜少于5个,也不宜超过 10个。 2 当用成对试件确定换算系数时,其试件数自不宜少于 10对。 3当需检验分布时,试件总数不宜少于30个。

    4当进行回归分析时,自变量(控制变量)的取值不宜少 于7个,且试验设计时应合理确定自变量的起点和终点。 4.1.8在进行正态样本的统计分析中,不应随意剔除观测值或 修正观测值。若发现有离群值时,充许离群值的个数大于1或等 于1,并应按下列规定进行判断和处理: 1离群值的检验方法应按现行国家标准《数据的统计处理 和解释正态样本离群值的判断和处理》GB/T4883的规定 选用。 2离群值的统计检验的显著性水平(检出水平)α应 取0.05。 3对离群值,应寻找产生离群值的技术上、物理上的原因 作为处理离群值的依据,有充分理由时,充许剔除或修正。 4离群值表现为统计上离群时,充许剔除或进行修正;判 断离群值是否统计上离群的统计检验的显著性水平(剔除水 平)α:应取0.01。 5歧离值、被剔除或修正的观测值及其理由,应予记录 备查。 6剔别除离群值后,宜追加适宜的观测值计人样本

    4.1.9试验结果的数字修约应符合现行国家标准《数值修约

    4.2.1根据研究目的,参数估计应分别采用点估计和区间估计 进行。 4.2.2均值的点估计,应在剔除离群值后,用包含n个观测值 死;(三1,2,,n)的数据的算术平均值立估计正态分布的均 值。算术平均值工应按下式计算:

    4.2.3标准差的点估计,应用n个数据的标准差s估计正

    4.2.3标准差的点估计,应用n个数据的标准差s估计正态分

    布总体的标准差。。标准差s应按下式计算:

    4.2.4变异系数可根据本标准公式(4.2.2)和公式(4.2.3)

    式中:C 变异系数; S一标准差; 工一算术平均值 4.2.5均值的区间估计,置信水平应取0.95,并应根据研究目 的确定双侧或单侧的置信区间 4.2.6总体均值的双侧置信区间可按下式计算:

    4.2.6总体均值的双侧置信区间可按下式计算:

    式中:总体均值。 to. 975的取值应按表 4. 2. 6 确定

    表 4. 2. 6 to 和 to. os 的值

    4.2.7总体均值的单侧置信区间可按下列公式计算:

    式中:to.95的取值应按本标准表4.2.6确定。

    05饮小 用 4.2.8当有特殊研究需要时,才确定总体方差的置信区间。该 置信区间在n≥25时由下面的双重不等式计算:

    4.2.8当有特殊研究需要时,才确定总体方差的置信区间

    式中:o.975取1.96。 或用下式确定单侧上置信区间:

    表 4. 2. 8 co os.值

    4.3.1本标准的回归分析应采用最小二乘法,在建立回归公式 的同时,应计算剩余标准差和相关系数(或相关指数)。 4.3.2回归公式仅适用于已经观测到的自变量(控制变量)的 起点和终点之间的范围,不得外推便用;当需外推时,应有充分 的理论根据或有进一步试验数据验证。 4.3.3对建立的回归公式能否满足实际使用要求,应视研究目

    4.3.3对建立的回归公式能否满足实际使用要求,应视研究自

    5.1.1梁弯曲试验方法适用于测

    梁包括整截面的锯材矩形截面梁,以及矩形截面和工字形截面胶 合梁。 注:在木结构工程施工质量验收中,当需检测结构板材抗弯质量时, 可按照附录C和附录D的规定进行

    5.1.4梁的抗弯强度,应使梁的测定截面位于规定的标距内承

    5.2.1制作梁的弯曲试验试件时,试材的来源、树种、干燥处 理、加工制作、尺寸测量以及梁试件的记载等均应符合本标准第 3章的规定

    件的外伸长度不应少于截面高度的1/2。

    5.2.3梁的截面尺寸应在规定的标距内测量,测量精度应为

    5.2.4当需确定梁的抗弯强度与标准小试件的抗弯强度(或木

    材的其他基本材性)之间的比值时,应在试验之前,在该根梁的 两端试材中各切取受弯标准小试件不应少于5个,顺纹受压标准

    小试件不应少于3个。

    量(或木材的其他基本材性)之间的比值时,应在试验之前,在 该根梁的两端试材中各切取弯曲弹性模量小试件和顺纹受压标准 小试件均不应少于5个

    5.3.1试验所用的试验机应符合下列要求: 1有足够的空间容纳试件及有关装置,且梁的曲变形不 应受到限制。 2测力系统应事先校正,并应符合本标准第3.3.1条的要 求,荷载读数盘的最小分格不应天于200N;当采用数显测力系 统时,其分辨率不应大于200N 3试验机的支承臂长度应大于梁试件的长度。对跨度特别 大的梁可在反力架上进行试验

    5.3.2梁试件在支座处的支承装置应符合下列规定:

    1梁试件的下表面应采用支座钢垫板传递支座反力。支座 钢垫板的宽度不得小于梁截面的宽度,长度和厚度应根据木材横 纹承压强度和钢材抗弯强度确定。 2梁两端的反力支座均应采用滚轴支座,滚轴应设置在支 座钢垫板的下面并垂直于梁的长度方向,并应保证梁端的自由转 动或移动,两端滚轴之间的距离即梁的跨度应保持不变。 3当梁的截面高度和宽度的比值大于或等于3时,在反力 支座与加载点之间应安装足够的侧向支撑,该侧向支撑应保证试

    5.3.3梁试件的加载装置应符合下列规定

    1梁试件上的荷载应通过安设在梁上表面的加载钢垫板传递 加载钢垫板的宽度应等于或大于梁截面宽度,长度和厚度应根据木 材横纹承压强度和钢板抗弯强度确定;若试验仅测量梁在纯弯矩作 用区段的挠度,钢垫板的长度不应大于梁截面高度的1/2。

    2加载钢垫板的上表面应与加载弧形钢垫块的弧面接触。 弧形钢垫块的上表平面的刻槽应与荷载分配梁的刀口对正。弧形 钢垫块的弧面曲率半径应为梁截面高度的2倍~4倍,弧面的弦 长不应小于梁的截面高度。 3在弧形钢垫块之上应设荷载分配梁。荷载分配梁可采用 工字钢或槽钢制作,其刚度应按施加的最大荷载设计。分配梁的 两端应分别带有刀口,刀口与梁上的弧形钢垫块上的刻槽应抵触 良好。刀口和刻槽均应垂直于梁的跨度方向。 4在荷载分配梁的中央应设置球座,与试验机上的上压头 对正,宜将分配梁连系在试验机的上压头上。 524泌试件的均度测装置应件合下列规定

    2当梁的跨度很天时,可采用烧度计直接测量梁两端及跨 度中央的位移值而求得梁的挠度。

    5.4.1梁试件宜采用对称三分点加载装置,两个加载点

    5.4.2梁的弯曲弹性模量应按下列试验程序进

    1加载装置、支承装置和挠度测量装置应安装牢固,在梁 的跨度方向应保证对称受力,并应防止梁出平面的扭曲。 2安装在梁上表面以上的各种装置的重量应计入加载数值 内,并应在这些装置未放在梁上时进行试验机读数盘调零。 3应预先估计荷载F值和F值,荷载从F增加到F时记 录相应的挠度值,再卸载到F。,反复进行5次而挠度无明显差 异时,取相近三次挠度差的平均值作为梁的挠度测定值,相 应的荷载增量可按下式计算:

    式中:△F荷载增量(N); F一取小于比例极限的力(N); F。一取大于将试件和装置压密实的力(N)。

    5.4.3梁的弯曲弹性模量试验应采用无冲击影响的力

    当采用连续加载时,试验机压头的运行速度不得超过按下式 计算的允许值:

    [【(5.4. 5)

    式中:S一一试验机所运行的最小行程(mm)。 5.4.6当接近比例极限时、开始出现局部破坏环时及最终破坏时, 应记录相应的荷载及挠度值。确定各种挠度值时,应扣除由于装 置不紧密或其他原因所引起的松弛变形

    5.4.6当接近比例极限时、开始出现局部破坏时及最终破坏时螺母标准

    钜区段内的纯弯曲弹性模量应按下

    Em= al.AF 1614

    式中:Em一梁在纯弯矩区段内的纯弯曲弹性模量(N/mm), 应记录和计算到三位有效数字; lo一 测量挠度的U形装置的标距,此处等于5h (mm); △F一一荷载增量(N),按本标准公式(5.4.2)计算: Y一一试件的截面惯性矩(mm); 在荷载增量△F作用下,在测量挠度的标距1.内梁 所产生的中点挠度(mm)。

    5.5.2梁在全跨度内的表观

    Em.app= aAF (3—4a2) 481g

    代中:Em.pp 梁在全跨度内的表观弹性模量(N/mm),应 记录和计算到三位有效数字; lo一一测量挠度的U形装置的标距,此处等于梁的跨 度l(mm); 一一在荷载增量△F作用下,在全跨度内梁所产生 的中点挠度(mm)。 5.3当同时测得同一根梁试件在全跨度内和纯弯矩区段内的 种挠度值时,可根据本标准第5.5.1条和第5.5.2条的计算结 ,按下式计算该梁的前切模量:

    暖通标准规范范本5.5.3当同时测得同一根梁试

    ....
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