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《中南林业科技大学》 2014年
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胶合竹层板的制备及力学性能研究

陈国宁  
【摘要】:近年来竹质工程结构材料发展迅速,但是基础数据不完整、设计原则不完善、材料的质量不稳定等等问题也逐渐显现出来,成为影响竹质工程结构材料利用的重要因素。针对竹质工程结构材料制造中的上述问题,本研究以两种毛竹竹条为研究对象,测试了其基本力学性能;使用这两种毛竹竹条与酚醛树脂胶黏剂制造胶合竹层板,通过正交试验法确定了胶合竹层板热压过程中的侧压压力、热压时间、热压温度三个工艺参数,通过全尺寸拉伸试验确定了胶合竹层板的错缝组坯工艺参数;对生产出的胶合竹层板进行弹性模量应力分级,确定出胶合竹层板的等级范围,同时对每个级别的胶合竹层板的工艺性能和力学性能给予评价;最后利用已经掌握的竹层板性能数据,结合胶合木的相关设计标准,设计并制造出竹材层合板样品。本研究主要结论如下: (1)本研究使用的两种毛竹竹条,拉伸剪切强度分别达到4.06MPa和4.27MPa;弦向弯曲强度为132.92MPa和185.99MPa;弦向弯曲模量分别为9.64GPa和12.37GPa。 (2)胶合竹层板制备的最佳热压工艺参数为侧压压力5MPa、热压时间15min、热压温度135℃;合适的错缝组坯距离为175mm。 (3)根据标准AITC117-2004《Standard Specifications For Structural Glued Laminated Timber Of Softwood Species》对胶合竹层板进行弹性模量应力分级的方法是可行的,可以将被测胶合竹层板分为1.0E LAM级、1.8E-2.3E LAM级共7个等级。 (4)两种胶合竹层板的胶合性能良好;A型胶合竹层板的拉伸剪切强度为8.95MPa, B型竹条的拉伸剪切强度为7.50MPa;层板的应力等级越高,对应的弯曲强度就越高,但是压缩强度与应力等级相关性不大,差异主要表现在竹条种类的不同导致压缩强度的不同。选用更靠近毛竹竹青面的竹条制作的胶合竹层板,抗压强度更高。 (5)相关标准中对胶合木层板的设计方案同样对竹材层合板设计适用,本研究设计的竹材层合板符合胶合木设计标准的要求,设计强度为82.65MPa,设计模量为12.56GPa。竹材层合板结构分为抗压层、中间层和抗拉层三部分,不同部分对应不同应力级别的胶合竹层板;竹材层合板组坯时相邻层板间应采用不同版型,避免应力集中以保证竹材层合板强度。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TS653.3

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【参考文献】
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