CN108398304A - 一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法 - Google Patents

一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法。制作合适尺寸的轻型木结构剪力墙局部钉节点小试件，依据试件大小选择合适的培养器皿，并配置相应配方的培养基，经灭菌处理后，接种腐朽菌并置于恒温生化培养箱内腐朽培养，待时间达到试件要求的培养时间后，将试件取出，然后对钉节点的力学性能进行测定，测得钉节点的最大承载力、最终位移，并使用特征值分析方法，计算得出其刚度，屈服荷载，极限荷载，延性，耗能等力学性能值，得出其节点的剩余力学性能值。该发明的这种方法对轻型木结构钉节点的腐朽性能研究，进而对钉节点的耐久性研究具有重要的指导意义。

Description

一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法
技术领域：
本发明涉及现代轻型木结构建筑领域，尤其涉及轻型木结构中钉节点耐久性技术领域。
背景技术：
轻型木结构建筑因具有绿色环保、保温节能、舒适宜居、抗震能力优良、结构安全等特点而在我国迅速发展起来。轻型木结构房屋主要由木框架剪力墙、楼盖、屋盖***组成。其中墙体作为主要的承力***，可以承受竖向荷载，并将屋盖和楼盖荷载传至房屋基础，同时抵抗由地震和风引起的水平力。面板与木框架的钉连接以及木框架内部龙骨之间的钉连接是轻型木结构房屋中最主要的连接形式。因此，钉连接的连接性能直接影响了剪力墙侧向承载力。
然而木材作为一种生物质材料，非常容易发生劣化，木材劣化导致木材的力学性能下降，从而导致轻型木结构钉节点的承载性能降低，耐久性能下降。目前对于木结构耐久性的研究，集中于单独构件的耐久性，而且大多只停留在材性试验的阶段，试验对象多为清材小试样。但轻型木结构破坏通常发生在构件的连接节点处，因此对钉节点的耐久性研究意义重大。
发明内容：
本发明旨在弥补上述不足，并提供一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，用于轻型木结构钉节点的耐久性能研究。
本发明是通过下述技术方案实现的。
1.一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，其特征在于：制作轻型木结构剪力墙局部钉节点的小尺寸试件，置于特定耐高温高压的培养器皿中，再接种腐朽菌，腐朽1-12个月时间，用最大承载力，刚度，屈服荷载，极限荷载，延性及耗能等力学指标衡量钉节点的剩余力学性能。
2.本发明的目的还可以通过以下技术方案进一步实现：
(1)制备轻型木结构剪力墙局部钉节点的小尺寸试件
a)制备适当尺寸、含水率的钉节点试验材料：使用经过预处理调节含水率为6％-16％的木质材料；
b)选用适当尺寸、型号的试验用钉：根据试件加工要求选用特定长度与直径的试验用钉；
c)当采用钉连接时，一个试件使用两颗钉子，并设置适宜的钉间距，在钉连接的部位预钻孔处理。
(2)采用轻型木结构钉节点小尺寸试件腐朽方法
a)选用适当大小、材质的培养器皿：选择稍大于试件尺寸且小于高压灭菌设备内径的耐高温高压的培养箱；
b)制备适当配方的培养基：准备蛭石，杨木木屑，玉米粉，红糖，按比例配方在培养器皿中混合均匀后加入麦芽糖溶液；
c)灭菌处理：对试件进行高温高压灭菌，将钉节点试件放在培养器皿内置于高压灭菌设备中，充分灭菌；
d)腐朽菌接种：灭菌完成后，待试件冷却，再进行接种，用无菌打孔器取菌饼置于试件节点周围；
e)腐朽培养：将接种好的钉节点试件培养器皿进行腐朽培养，培养时间为1-12个月。
(3)测定钉节点的力学性能
待时间达到试件要求的培养时间后，将试件取出，去除试件表面附着的腐朽菌，在实验室条件下放置至当地的平衡含水率，再对钉节点的力学性能进行测定。
3.进一步地，所述木质材料为SPF规格材，截面尺寸为38mm*89mm，以及定向刨花板。
4.进一步地，所述试验用钉为适宜直径与长度的国产麻花钉。
5.进一步地，所述SPF和定向刨花板之间垂直钉连接，且制备垂直连接和平行连接两种钉连接节点试件。
6.进一步地，所述培养器皿为PP材质的培养盒。
7.进一步地，所述灭菌设备为全自动立式压力蒸汽灭菌器，灭菌温度为120℃，充分灭菌。
8.进一步地，所述腐朽菌包含白腐菌和褐腐菌两种，白腐菌为采绒革盖菌，褐腐菌为密粘褶菌。
9.进一步地，所述无菌打孔器使用前后均需灭菌处理，并在超净工作台上完成接种工作。
10.进一步地，所述腐朽培养方法，是置于28℃的恒温生化培养箱内进行，培养周期为1-12个月。
11.进一步地，所述对钉节点的力学性能进行测试，是使用万能力学实验机，测得钉节点的最大承载力及最终位移。
附图说明：
图1、2是本发明钉节点试件的正视截面图。
图3、4是本发明腐朽菌饼在钉节点周围分布的位置。
具体实施方式：
下面结合图1-4，以一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法为例进一步阐述本发明。
(1)制备轻型木结构剪力墙局部钉节点的小尺寸试件
a)制备适当尺寸、含水率的钉节点木质材料：使用经过预处理调节含水率为6％-16％的木质材料，图1-2所示SPF规格材的含水率为13％，定向刨花板的含水率为8％；
b)选用适当尺寸、型号的试验用钉：图1-2所示采用的试验用钉为国产麻花钉，麻花钉的直径为3.8mm，直径为63mm；
c)图1所示为SPF与定向刨花板垂直连接，SPF长度为185mm，定向刨花板长宽为210mm*90mm，两钉间距为50mm；
d)图2所示为SPF与定向刨花板平行连接，SPF长度为200mm，定向刨花板长宽为230mm*90mm，两钉间距为50mm；
e)在钉连接的部位预钻孔处理，预钻孔直径为钉直径的80％-90％，将麻花钉垂直敲入节点连接处。
(2)采用轻型木结构钉节点小尺寸试件腐朽方法
a)选用适当大小、材质的培养器皿：选择尺寸稍大于试件的耐高温高压的PP材质的培养盒；
b)制备适当配方的培养基：准备蛭石80g，20目左右杨木木屑80g，玉米粉45g，红糖5g，在培养箱中混合均匀后加入麦芽糖溶液500ml；
c)灭菌处理：对试件进行高温高压灭菌，将钉节点试件放在培养盒内置于高压灭菌设备中，灭菌温度为120℃，灭菌时间为1h；
d)腐朽菌接种：灭菌完成后，待试件冷却，再进行接种，用无菌打孔器取10mm的菌饼置于试件节点周围，图3-4为菌饼位置分布图，打孔器使用前后进行灭菌处理；
e)腐朽培养：将接种好的钉节点试件培养盒置于28℃的恒温生化培养箱内进行腐朽培养，培养时间为1-12个月。
(3)测定钉节点的力学性能
待时间达到试件要求的培养时间后，将试件取出，去除试件表面附着的腐朽菌，在实验室条件下放置当地的平衡含水率，再对钉节点的力学性能值进行测定，测得钉节点的最大承载力、最终位移，并使用特征值分析方法，计算得出其刚度，屈服荷载，极限荷载，延性，耗能等力学性能值，得出其节点的剩余力学性能值。
以上所列述为本发明的较佳实施例，并不以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内的修改、等同和改进等，均应在本专利的保护范围内。

Claims (11)

1.一种测量轻型木结构钉节点腐朽性能的方法，其特征在于：制作轻型木结构剪力墙局部钉节点的小尺寸试件，置于特定耐高温高压的容器中，再接种腐朽菌，腐朽1-12个月时间，用最大承载力，刚度，屈服荷载，极限荷载，延性及耗能等力学指标衡量钉节点的剩余力学性能。
2.本发明的目的还可以通过以下技术方案进一步实现：
(1)制备轻型木结构剪力墙局部钉节点的小尺寸试件
a)制备适当尺寸、含水率的钉节点试验材料：使用经过预处理调节含水率为6％-16％的木质材料；
b)选用适当尺寸、型号的试验用钉：根据试件加工要求选用特定长度与直径的试验用钉；
c)当采用钉连接时，一个试件使用两颗钉子，并设置适宜的钉间距，在钉连接的部位预钻孔处理；
(2)采用轻型木结构钉节点小尺寸试件腐朽方法
a)选用适当大小、材质的培养器皿：选择稍大于试件尺寸且小于高压灭菌设备内径的耐高温高压的培养器皿；
b)制备适当配方的培养基：准备蛭石，杨木木屑，玉米粉，红糖，在培养器皿中混合均匀后加入麦芽糖溶液；
c)灭菌处理：对试件进行高温高压灭菌，将钉节点试件放在培养器皿内置于高压灭菌设备中，充分灭菌；
d)腐朽菌接种：灭菌完成后，待试件冷却，再进行接种，用无菌打孔器取菌饼置于试件节点周围；
e)腐朽培养：将接种好的钉节点试件培养器皿进行腐朽培养，培养时间为1-12个月；
(3)测定钉节点的力学性能
待时间达到试件要求的培养时间后，将试件取出，去除试件表面附着的腐朽菌，在实验室条件下放置至当地的平衡含水率，再对钉节点的力学性能进行测定。
3.根据权利要求2所述的一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，其特征在于，所述木质材料为SPF规格材，截面尺寸为38mm*89mm，以及定向刨花板。
4.根据权利要求2所述的一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，其特征在于，所述试验用钉为适宜直径和长度的国产麻花钉。
5.根据权利要求2所述的一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，其特征在于，所述SPF和定向刨花板之间垂直钉连接，且制备垂直连接和平行连接两种钉连接节点试件。
6.根据权利要求2所述的一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，其特征在于，所述培养器皿为PP材质培养盒。
7.根据权利要求2所述的一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，其特征在于，所述灭菌设备为全自动立式压力蒸汽灭菌器，灭菌温度为120℃，充分灭菌1h。
8.根据权利要求2所述的一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，其特征在于，所述腐朽菌包含白腐菌和褐腐菌两种，白腐菌为采绒革盖菌，褐腐菌为密粘褶菌。
9.根据权利要求2所述的一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，其特征在于，所述腐朽培养方法，是置于28℃的恒温生化培养箱内进行，培养周期为1-12个月。
10.根据权利要求2所述的一种轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法，其特征在于，进一步地，所述对钉节点的力学性能进行测试，是使用万能力学实验机，测得钉节点的最大承载力及最终位移。
11.一种以权利要求1～10所述的轻型木结构钉节点耐腐性能的试验方法。
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