工程木質(zhì)復(fù)合材的無損檢測與性能評價

內(nèi)容概要

　　本書首先以未增強型單板層積材和玻璃纖維網(wǎng)格布增強型單板層積材為研究對象，以FFT分析檢測方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、均勻設(shè)計方法等為主要研究方法，進(jìn)行了材料力學(xué)性能的無損檢測、材料生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、材料力學(xué)性能的增強設(shè)計等方面的研究，構(gòu)建了動態(tài)與靜態(tài)力學(xué)性能之間的線性模型、生產(chǎn)工藝參數(shù)與力學(xué)性能之間的非線性模型、力學(xué)性能增強的優(yōu)化模型。同時還以膠合木為研究對象，設(shè)計試驗分析了不同因素對膠合木力學(xué)性能的影響，確定了最優(yōu)的增強方式與尺寸位置參數(shù)；建立了基于動態(tài)力學(xué)性能的膠合木力學(xué)性能的預(yù)測模型，并且在模型中考慮增強的參數(shù)和方式對性能的影響；基于動態(tài)力學(xué)性能預(yù)測了速生木材的靜態(tài)力學(xué)性能，并通過可靠性分析評價了無損檢測方法用于木結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性；利用多種分析手段分析了木材-FRP材料粘接界面的形成機理，并找出了這一復(fù)合界面中的薄弱環(huán)節(jié)，從而可以對其進(jìn)行有針對性的改性與增強。《工程木質(zhì)復(fù)合材的無損檢測與性能評價》可供大專院校木材科學(xué)與技術(shù)相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生及研究生閱讀參考，亦可作為木材科學(xué)與技術(shù)相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員的參考書，也可供材料、建筑、化學(xué)等領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員閱讀參考。

書籍目錄

前言
1 緒論
1.1 工程木質(zhì)復(fù)合材的力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
1.1.1 單板層積材的力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
1.1.2 膠合木的力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
1.2 無損檢測及其在木材工業(yè)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.2.1 無損檢測概述
1.2.2 單板層積材的無損檢測研究現(xiàn)狀
1.2.3 木質(zhì)復(fù)合材料的無損檢測研究現(xiàn)狀
1.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在木材工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.4 可靠性及其在木材工業(yè)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.4.1 可靠性概述
1.4.2 復(fù)合材料的可靠性問題
1.4.3 工程木質(zhì)復(fù)合材的可靠性分析研究現(xiàn)狀
1.5 本書主要研究內(nèi)容
2 理論及方法
2.1 力學(xué)性能檢測方法
2.1.1 縱向共振方法
2.1.2 彎曲振動方法
2.1.3 靜力學(xué)檢測方法
2.2 單板層積材力學(xué)性能優(yōu)化方法
2.2.1 二次多項式逐步回歸方法
2.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
2.3 可靠性分析方法
2.3.1 一次二階矩法（中心點法）
2.3.2 改進(jìn)的一次二階矩法
2.3.3 JC法（驗算點法）
2.3.4 高次高階矩法
2.3.5 響應(yīng)面法
2.3.6 Monte-Carlo法
2.3.7 隨機有限元法
2.4 界面分析方法
2.4.1 環(huán)境掃描電子顯微鏡
2.4.2 差示掃描量熱法
2.4.3 傅里葉紅外光譜分析
3 單板層積材的性能檢測與工藝優(yōu)化
3.1 試驗材料與方法
3.1.1 試驗材料
3.1.2 試驗方法
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 垂直加載試件檢測結(jié)果相關(guān)性分析
3.2.2 平行加載試件檢測結(jié)果相關(guān)性分析
3.2.3 單板層積材生產(chǎn)工藝的回歸方程優(yōu)化
3.2.4 單板層積材生產(chǎn)工藝的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化
3.2.5 模型對比
3.3 小結(jié)
4 單層玻纖網(wǎng)格布增強型LVL的制備與檢測
4.1 試驗材料與方法
4.1.1 試驗材料
4.1.2 試驗方法
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 垂直加載試件檢測結(jié)果相關(guān)性分析
4.2.2 平行加載試件檢測結(jié)果相關(guān)性分析
4.2.3 鋪設(shè)角度的影響
4.3 小結(jié)
5 多層玻纖網(wǎng)格布增強型LvL的鋪層優(yōu)化設(shè)計
5.1 試驗材料與方法
5.1.1 試驗材料
5.1.2 試驗方法
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 垂直加載試件檢測結(jié)果相關(guān)性分析
5.2.2 平行加載試件檢測結(jié)果相關(guān)性分析
5.2.3 鋪層位置的優(yōu)化設(shè)計
5.3 小結(jié)
6 楊木膠合木的增強設(shè)計
7 基于無損檢測方法的楊木木結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性分析
8 FRP增強速生楊木膠合木的無損檢測和彈性模量預(yù)測
9 FRP增強楊木膠合木的粘接界面分析
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

1緒論 作為當(dāng)今世界公認(rèn)四大材料之一的木材，與金屬或其他建筑材料相比，具有較高的強重比和突出的隔熱保溫、吸音隔聲以及自然美觀、質(zhì)感舒爽等環(huán)境協(xié)調(diào)性能，為人類創(chuàng)造了舒適、優(yōu)雅的生活環(huán)境，提高了人們的生活質(zhì)量。隨著自然環(huán)境的惡化，二氧化碳排放量的增加，全球變暖等一系列環(huán)境問題的相繼出現(xiàn)，既可循環(huán)再生又節(jié)能固碳的木質(zhì)建材越來越受到世界各國的青睞，優(yōu)質(zhì)木質(zhì)建材成為全球的迫切需要。但是，木材有其缺點存在，主要表現(xiàn)在干縮、濕漲，易變形，各向異性，在水、熱、光、微生物作用下易于降解、腐朽，易燃燒等，這些不足之處在很大程度上制約了木材在工程結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。隨著世界森林資源結(jié)構(gòu)的巨大變化，高質(zhì)量的木材資源越來越稀缺，而人們對木質(zhì)產(chǎn)品的需求和生態(tài)環(huán)境的要求卻不斷提高，木質(zhì)材料供求矛盾日趨明顯。 利用人工速生林木材和其他材料復(fù)合成新的木質(zhì)復(fù)合材料，是緩解木材資源緊張并提升木材產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的有效途徑之一。盡管傳統(tǒng)的木質(zhì)復(fù)合材料可以在一定程度上克服木材固有的一些缺點，拓寬木材的應(yīng)用領(lǐng)域，使木材資源得到高效利用，然而其相對較低的強度、剛度，以及在耐火、耐燃、耐腐蝕等方面存在的缺點仍然在一定范圍內(nèi)限制了它的應(yīng)用，在一些要求高強度或高精度的場合中無法與其他材料競爭。纖維增強技術(shù)是一種新型的增強技術(shù)，用于增強的纖維具有極其優(yōu)越的性能，包括輕質(zhì)、高強、高彈性模量、易于裁剪、抗疲勞性能好、耐磨、耐腐蝕、無磁性等。土木工程領(lǐng)域通常應(yīng)用的纖維材料，主要有碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維等；從材料形式上分，主要有片材、布狀片材和板狀片材、筋、棒和索等。用纖維及其制品增強木質(zhì)工程材料不僅可提高木質(zhì)工程材料的承載力、剛度和韌性，還可提高木結(jié)構(gòu)的耐久性和蠕變性能。 工程木質(zhì)復(fù)合材一般都用作結(jié)構(gòu)材料，取代傳統(tǒng)的實體木材。它主要包括單板層積材（laminatedveneerlumber，LVL）、單板條層積材（parallelstrandlumber，PSL）、定向長刨片層積材（orientedstrandlumber，OSL）、結(jié)構(gòu)用集成材（gluedlaminatedlumber，Glulam）、結(jié)構(gòu)用指接材（fingerjointwood）、結(jié)構(gòu)用膠合板（structuralplywood）、大片刨花板（waferboard）、定向刨花板（orientedstrandboard，OSB）以及由LVL和結(jié)構(gòu)用膠合板或OSB組合加工而成的工字梁（I-joist）、金屬件銜接木材桁架等。 工程木質(zhì)復(fù)合材以其性能可靠，強重比高，良好的耐候性能、耐火性能、抗震性能以及獨有的環(huán)境性能，作為受力的結(jié)構(gòu)用材可廣泛地用于建筑、橋梁、交通運輸、家具等領(lǐng)域。 本書以兩種典型的工程木質(zhì)復(fù)合材――單板層積材和膠合木（即結(jié)構(gòu)用集成材）為研究對象，通過對現(xiàn)有的工程木質(zhì)復(fù)合材的力學(xué)性能進(jìn)行分析，探索合適的優(yōu)化方法，對其力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以實現(xiàn)充分發(fā)揮各組分的優(yōu)點，使材料性能優(yōu)勢互補，改進(jìn)工程木質(zhì)復(fù)合材的物理力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)性能，從而擴大木質(zhì)復(fù)合材料在工程結(jié)構(gòu)等方面的應(yīng)用范圍。利用各種研究方法，對工程木質(zhì)復(fù)合材的力學(xué)性能進(jìn)行建模預(yù)測、綜合評價，為材料的優(yōu)化設(shè)計、開發(fā)及工藝優(yōu)化提供一種可行、高效的方法。通過對工程木質(zhì)復(fù)合材的可靠性優(yōu)化設(shè)計，可使木質(zhì)復(fù)合材料在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用既安全又不造成浪費。最終為工程木質(zhì)復(fù)合材力學(xué)性能的無損評價、優(yōu)化設(shè)計、性能預(yù)測、安全使用等提供科學(xué)依據(jù)。 單板層積材（LVL）是一種工程木質(zhì)復(fù)合材，它是使用干燥后的旋切單板與防水膠黏劑膠接，順木材紋理方向?qū)臃e組坯在一起，經(jīng)加熱加壓制備而成（卑olaketal.，2007）。 單板層積材不僅對木材的綜合利用率大大高于其他板材，其特殊的生產(chǎn)工藝也使板材保留了木材的天然特性，并將單板上降低強度的節(jié)疤、裂縫等缺陷均勻地分布在產(chǎn)品之中，因而具有工程性能均勻、穩(wěn)定、強度高等優(yōu)點。單板層積材還具有規(guī)格靈活多變、耐火、抗震、易加工等特點，這些優(yōu)點決定了單板層積材具有廣泛的用途和良好的發(fā)展前景（張言海，2001；張一帆，2001）。 單板層積材由于其在規(guī)格、強度、性能等方面的獨到優(yōu)勢，具有非常廣泛的應(yīng)用范圍，按其用途可分為非結(jié)構(gòu)用和結(jié)構(gòu)用兩種。其中結(jié)構(gòu)用單板層積材又分為小規(guī)格結(jié)構(gòu)材和大規(guī)格結(jié)構(gòu)材。非結(jié)構(gòu)用單板層積材主要用于家具、室內(nèi)裝修領(lǐng)域等非承載領(lǐng)域且不強制限定力學(xué)性能，適用于室內(nèi)干燥環(huán)境，如門、門窗框、室內(nèi)隔板、高檔家具臺面的芯材或框架。結(jié)構(gòu)型單板層積材是強制限定力學(xué)性能，用于制作承載結(jié)構(gòu)部件的結(jié)構(gòu)板材，一般具有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性，厚度通常大于等于25mm，也稱為木質(zhì)工程結(jié)構(gòu)單板層積材，承載結(jié)構(gòu)部件通常長期或瞬間承受載荷。結(jié)構(gòu)用LVL一般用于瞬間或長期承受載荷的結(jié)構(gòu)部件，如大跨度建筑設(shè)施的梁或柱、木結(jié)構(gòu)房屋、車輛船舶和橋梁等的承載結(jié)構(gòu)部件。小規(guī)格結(jié)構(gòu)材主要用做門窗構(gòu)架、內(nèi)部墻壁支柱和門窗框、樓梯等建筑部件；大規(guī)格結(jié)構(gòu)材可廣泛用于建筑托梁，屋頂桁架、工字梁等構(gòu)件，以及家庭住宅的屋頂、結(jié)構(gòu)框架和地板系統(tǒng)中，也可作車船材、枕木等。在北美洲，單板層積材被大量用來生產(chǎn)工字形樓板托梁，這種托梁將定向刨花板與單板層積材組合，制成力學(xué)性能良好的大規(guī)格建筑構(gòu)件。其工字型的翼緣由單板層積材制成，中間腹板是定向刨花板，充分發(fā)揮每一種材料的力學(xué)性能。由于其較高的強重比，還特別適合于大跨度梁和一些用木材和鋼材無法簡單替代的領(lǐng)域（張心安等，2005）。 膠合木是指利用較短、較薄的板材通過膠合拼接的方法，平行接長，加寬，增厚，加工成在性質(zhì)和外觀上都保留了實木固有特性的一種大規(guī)格材。這樣就解決了受天然原木尺寸限制的問題，從而擴大了木材的應(yīng)用范圍。膠合木主要用于建筑工程上作膠合梁、膠合桁架和膠合拱。 膠合木結(jié)構(gòu)可分為兩大類：層板膠合木和復(fù)合膠合木。層板膠合木是由實木薄板膠合而成的；復(fù)合膠合木（composite-glulam）是指膠合板、定向板、LVL、實木板以一定的形式相互膠合而成的結(jié)構(gòu)。按照靜力彎曲受力形式看，表層受力最大，因此表層應(yīng)使用等級較高的木材，以提高整個膠合木的力學(xué)性能。 制造膠合木時，應(yīng)將木板干燥至規(guī)定的含水率，同時也可將每層木板作防火、防腐處理；選用的承重結(jié)構(gòu)膠為酚醛類樹脂或異氰酸酯類樹脂；所選用的針葉材或軟質(zhì)闊葉材，其木板厚度不宜大于40mm；若采用硬木松和硬闊葉材，木板厚度不宜大于30mm；對于弧形構(gòu)件，則其木板厚度不應(yīng)大于30mm，且不應(yīng)大于曲率半徑的1/300。木材在膠合前應(yīng)將其表面刨光。層板的放置，應(yīng)使構(gòu)件中各層木板的年輪方向一致，這樣當(dāng)木板干縮時，膠縫主要受剪，而膠縫的抗剪能力是很強的。如果年輪反向放置，則干縮時膠縫受拉，而膠縫的抗拉能力較弱，往往會導(dǎo)致膠黏劑開裂而失效。各層木板接頭的形式有3種：指接、斜接和對接，常見的是指接。 1.1工程木質(zhì)復(fù)合材的力學(xué)性能研究現(xiàn)狀 1.1.1單板層積材的力學(xué)性能研究現(xiàn)狀 鮑甫成等（1999）研究了人工林楊木材性對單板層積材強度的貢獻(xiàn)率。提出了衡量單板層積材強度中實木材性所占份額的貢獻(xiàn)率概念，以揭示實木材性對單板層積材強度的貢獻(xiàn)程度。 徐詠蘭等（2002）研究了LVL的壓縮率、結(jié)構(gòu)形式和增強方式對其蠕變特性、彈性模量（MOE）以及靜曲強度（MOR）的影響，提高LVL的密度和合理組坯是改善其力學(xué)性能和蠕變特性的較好途徑；采用浸膠單板可適當(dāng)改善LVL的力學(xué)性能；通過提高LVL的靜曲強度和彈性模量有望改善其蠕變性能。 王衛(wèi)東等（2003）討論了酚醛樹脂膠、環(huán)氧樹脂膠和聚氨酯樹脂膠等三種膠黏劑用于金屬網(wǎng)與楊木單板膠合的情況；研究了用不同金屬材料、不同規(guī)格的金屬網(wǎng)，在不同的組坯條件下壓制的層積板的性能。結(jié)果表明：金屬網(wǎng)對楊木單板層積材的MOE、MOR等性能的增強效果比較顯著，而且金屬網(wǎng)目數(shù)是影響層積板膠合強度、MOE、MOR等性能指標(biāo)的主要因素。 呂斌等（2004）通過對不同樹種制得的單板層積材的靜曲強度和彈性模量的對比，發(fā)現(xiàn)無論垂直或平行加載，靜曲強度和彈性模量與樹種及材性關(guān)系甚大，桉樹等高密度樹種呈現(xiàn)較高的靜曲強度和彈性模量，而用楊樹制得的單板層積材具有較小的靜曲強度和彈性模量，而水平剪切強度無論是垂直還是平行加載對樹種差別不大。 朱一辛等（2005）研究了在楊木單板層積材中加入竹材作為增強材料，以提高楊木單板層積材沖擊性能。結(jié)果表明：將竹材加入楊木單板層積材，可以明顯地改善楊木單板層積材的沖擊韌性。 王小青等（2005）以浸漬酚醛樹脂的楊木單板和竹簾為原料制備竹木復(fù)合單板層積材，探討制造工藝對復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明：單板厚度、樹脂濃度、壓縮率對MOE和MOR有顯著影響；組坯方式對MOR影響顯著；而吸水厚度膨脹率的影響作用比較復(fù)雜。 賈娜等（2006）測試了由高頻熱壓方法制造的樺木和椴木單板層積梁的密度、靜曲強度、彈性模量和水平剪切強度等力學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明：樺木和椴木LVL梁具有較大的密度、MOR和較高的MOE，其主要物理力學(xué)性能受樹種的影響較大，樺木LVL梁的主要性能均優(yōu)于椴木LVL梁。 朱一辛等（2006）在不同溫濕度條件下，對竹材增強單板層積材進(jìn)行處理，分析了經(jīng)過處理后竹材增強LVL力學(xué)性能的變化。結(jié)果表明：經(jīng)過高溫高濕處理后，竹材增強LVL的力學(xué)性能均出現(xiàn)了明顯的衰減；經(jīng)過低溫處理后，竹材增強LVL的彈性模量和靜曲強度都有微弱增長的趨勢；在高低溫交變處理過程中，竹材增強LVL的彈性模量和靜曲強度處于上下波動的狀態(tài)。 李世宏等（2007）采用碳纖維布對楊木LVL梁、柱增強。梁采用在生產(chǎn)過程將碳纖維布復(fù)合到LVL中的增強方式，柱采用外貼碳纖維布箍增強方式。通過試驗選擇了合理的梁、柱截面形式，試驗結(jié)果表明碳纖維布增強楊木LVL梁、柱的承載力明顯提高，其他受力性能也得到顯著改善。 劉煥榮等（2007）以楊木單板和竹簾為原料，采用低分子質(zhì)量水溶性酚醛樹脂浸漬處理，通過干燥、組坯、熱壓等工藝制備竹木復(fù)合強化單板層積材。探討了組坯方式、壓縮率、熱壓溫度、熱壓時間對竹木復(fù)合強化單板層積材彈性模量和靜曲強度的影響。結(jié)果表明：表層為一層竹簾的竹木復(fù)合強化單板層積材的MOE和MOR較大。 程麗美等（2008）研究了玻璃纖維對楊木單板層積材彎曲性能的增強效果。結(jié)果表明：玻璃纖維對楊木單板層積材的縱橫向靜曲強度、彈性模量的增強效果顯著，特別是橫向的MOR、MOE的增強幅度更大。 朱一辛等（2008）對楊木單板的濕熱處理規(guī)律以及對楊木單板層積材性能影響的研究結(jié)果表明，單板濕熱處理后產(chǎn)生了塑化，形成了一部分不可恢復(fù)的變形；對抗拉強度的影響不顯著；對單板壓縮率和膨脹率有著特別顯著的影響。單板濕熱處理后經(jīng)過低壓壓制，可以得到與高壓壓制相同密度的板材，且板材的斷面密度差異小，水平剪切強度和靜曲強度得到增加，彈性模量沒有顯著變化，吸水厚度膨脹率得到降低。 劉煥榮等（2009）探討了采用低分子質(zhì)量酚醛樹脂浸漬處理楊木單板的方法制備楊木單板層積材的生產(chǎn)技術(shù)。結(jié)果表明：施膠量相當(dāng)時，浸漬方式與涂膠方式生產(chǎn)的單板層積材相比，密度相當(dāng)，吸水厚度膨脹率（24hTS）降低，膠合強度、彈性模量和靜曲強度得到提高。采用浸漬樹脂方式生產(chǎn)的密實型強化楊木單板層積材隨著吸藥量的增多，密度增大；24hTS減?。荒z合強度隨著吸藥量的增加先增大而后趨于平穩(wěn)；MOE和MOR先增大后減小。 Chui等（1994）制造了兩種類型的LVL，一種LVL使用的單板都用水溶性PF浸泡，另一種LVL則只浸泡外層單板。經(jīng)過取樣，測其力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)與未經(jīng)處理的LVL相比，上述兩種LVL的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性都有所提高。 Tang和Pu（1997）研究了單板等級和相對濕度對南方松單板層積材性能的影響，通過對由三種等級的單板組坯生產(chǎn)出的五種類型的單板層積材的研究，發(fā)現(xiàn)單板等級對MOE和MOR有著顯著的影響。相對濕度的增加對MOE和MOR有著相當(dāng)大的削弱作用，相對濕度從65%到95%時（23.9℃），MOR的降低量從16.3%到23.9%，MOE的降低量從24.7%到32.4%。 Shupe和Hse等（1997）研究了單板等級對火炬松單板層積材力學(xué)性能的影響，得出具有最佳力學(xué)性能的單板組坯方式為：最底層的拉伸邊配置兩層A等級的單板，壓縮邊配置一層A等級的單板，芯層為C等級的單板。 Lee和Tang等（1999）研究了單板連接（斜接和搭接）設(shè)計對用全幅旋切黃楊單板和酚醛樹脂膠生產(chǎn)的LVL的靜態(tài)彎曲性能的影響，發(fā)現(xiàn)單板搭接的LVL的MOE和MOR與無單板接頭的LVL相近，而單板斜接的LVL的力學(xué)性能相對較低。z畢if畢i（2007）也研究了單板斜接對單板層積材彎曲強度和彈性模量的影響，發(fā)現(xiàn)單板斜接角度減小，LVL的性能會增強。 Harding等（1998）研究了幼齡材和組坯方式對輻射松單板層積材各種性能的影響。Kamala等（1999）根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)檢測用人工林橡膠木制造的LVL的力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)其許多性能和柚木一樣，且通過了剝離實驗。Troughton等（2000）研究了噴蒸技術(shù)在單板層積材制造中的應(yīng)用，其有利于縮短熱壓時間，增加產(chǎn)量和效益。Biblis（2001）研究了南方松LVL在跨厚比相同的檢測條件下梁的厚度對MOR的影響，發(fā)現(xiàn)隨著厚度增加，MOR的值顯著降低。Aydln等（2004）發(fā)現(xiàn)使用的單板樹種、使用的膠種對單板層積材的力學(xué)性能有顯著的影響。Madhoushi等（2004）將玻璃纖維增強樹脂拉擠棒使用室溫環(huán)氧樹脂膠合到LVL方塊材中，研究了其的拉伸疲勞強度。Uysal（2005）使用PF、PVAc、D-VTKA和UF膠制備了松木和杉木單板層積材，對這些單板層積材進(jìn)行蒸汽處理后，考察了膠合強度和尺寸穩(wěn)定性。 從上面的研究可以看出：人們從單板層積材的原材料、加工工藝、力學(xué)性能等方面進(jìn)行了大量的研究，雖然也有使用樹脂浸漬、金屬網(wǎng)增強、碳纖維及玻璃纖維增強單板層積材等方面的研究，但在使用玻璃纖維網(wǎng)格布對單板層積材進(jìn)行增強設(shè)計方面的研究較少，對速生楊木樹種單板層積材增強設(shè)計方面的研究有待于進(jìn)一步的深入。 1.1.2膠合木的力學(xué)性能研究現(xiàn)狀 Wangaard（1964）率先提出用玻璃纖維加固木梁的思想，并對其進(jìn)行了試驗研究。Biblis（1965）研究了6種不同木材的玻璃纖維增強木梁的結(jié)構(gòu)性能，并提出了一種計算纖維增強木梁的剛度和強度的計算方法，通過試驗研究驗證了其有效性。Plevris和Triantafillou（1992）率先發(fā)表了對木梁和柱的張拉面粘貼了單向纖維布進(jìn)行抗彎性能實驗；Triantafillou和Fardis（1997）對粘貼U形FRP（fiberreinforcedplastic，纖維增強塑料）箍的木梁進(jìn)行了抗剪性能試驗。上述研究的結(jié)果表明，纖維布加固后的木構(gòu)件在抗彎、抗剪強度、剛度和延性等方面均有非常大的提高。Plevris、Triantafillou等學(xué)者的研究表明，纖維布加固木節(jié)點和木構(gòu)件，可以提高木結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和抗震性能，由于纖維布自重輕而薄，加固后幾乎不影響結(jié)構(gòu)的外形，也不增加結(jié)構(gòu)的自重，從而保持了傳統(tǒng)建筑的風(fēng)格，特別適用于一些具有歷史意義的紀(jì)念性木建筑。楊會峰和劉偉慶（2006）利用解析模型對FRP增強膠合木梁的彎曲變形進(jìn)行模擬和評價，結(jié)果顯示解析模型可以用于FRP增強膠合木梁的彎曲變形預(yù)測和模擬。楊會峰和劉偉慶（2007）又利用解析模型模擬了FRP增強膠合木梁的黏結(jié)剪應(yīng)力和受彎性能，取得了較好的效果。 Bohanan（1962）最早提出在木結(jié)構(gòu)中施加預(yù)應(yīng)力。Triantafillou（1992）對預(yù)應(yīng)力FRP加固木梁進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，施加預(yù)應(yīng)力后構(gòu)件的強度比非預(yù)應(yīng)力FRP梁約提高15%，比普通木梁提高30%，同時剛度也明顯增加。Plevris（1995）和Davids（2001）分別對FRP加固木梁的徐變進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)FRP加固木梁后，可提高構(gòu)件的承載力，而且明顯地削弱了蠕變對構(gòu)件的影響。王鋒等（2005）對預(yù)應(yīng)力纖維材料加固木梁進(jìn)行了理論分析，給出了預(yù)應(yīng)力條件下黏結(jié)應(yīng)力的解析解，并提出了簡單實用的預(yù)應(yīng)力施工方法――預(yù)彎法。Jia和Davalos（2006）采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對FRP加固的懸臂木梁界面的疲勞性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能有效地預(yù)測加固梁的疲勞性能，如加載率對裂縫發(fā)展的影響，這將有利于組合結(jié)構(gòu)界面設(shè)計規(guī)范的發(fā)展。FRP優(yōu)良的材料特性使該加固方法具有明顯技術(shù)優(yōu)勢：高強高效；不影響結(jié)構(gòu)自重及尺寸；施工方便，操作性強，不需要大型施工設(shè)備，施工占用空間少；適用于各種類型和形狀結(jié)構(gòu)部位的加固修補；抗疲勞、耐腐蝕性能好。 Pantelides等（2010）利用FRP材料對木質(zhì)桁架中的膠接接頭進(jìn)行修補，結(jié)果表明FRP的加入明顯提高了膠接接頭抵抗重力和地震力交互作用的能力。

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