日本落葉松規(guī)格材齒板節(jié)點(diǎn)承載性能*

王 滋 王 麗 武國(guó)芳 任海青 趙榮軍,2(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所 北京0009； 2. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)新技術(shù)所 北京0009)

日本落葉松規(guī)格材齒板節(jié)點(diǎn)承載性能*

王 滋1王 麗1武國(guó)芳1任海青1趙榮軍1,2
(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所 北京100091； 2. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)新技術(shù)所 北京100091)

【目的】 研究國(guó)產(chǎn)規(guī)格材與國(guó)產(chǎn)齒板連接節(jié)點(diǎn)的拉伸及抗剪承載性能，為國(guó)產(chǎn)建筑材料的開(kāi)發(fā)利用提供參考?！痉椒ā?以采自遼寧清原大孤家林場(chǎng)的日本落葉松規(guī)格材及市購(gòu)國(guó)產(chǎn)齒板為試驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)制作4種工況下的板齒極限強(qiáng)度試件及10種工況下的齒板抗剪強(qiáng)度試件，通過(guò)拉伸和剪切試驗(yàn)，研究不同工況下日本落葉松齒板連接節(jié)點(diǎn)的板齒極限強(qiáng)度和齒板抗剪強(qiáng)度，并與進(jìn)口齒板和進(jìn)口SPF規(guī)格材進(jìn)行對(duì)比?！窘Y(jié)果】 日本落葉松與國(guó)產(chǎn)齒板連接節(jié)點(diǎn)的板齒極限強(qiáng)度在AA、AE、EA和EE 4種工況下分別為3.50、2.53、2.61和2.37 N·mm-2，通過(guò)比較日本落葉松與國(guó)產(chǎn)齒板、進(jìn)口齒板2組結(jié)果，除EA工況下進(jìn)口M20齒板強(qiáng)度略低外，在AA、AE和EE 3種工況下分別高于國(guó)產(chǎn)齒板10.57%、21.34%和9.28%，對(duì)比進(jìn)口M20齒板與日本落葉松、進(jìn)口SPF 2組結(jié)果，在AA、AE、EA和EE 4種工況下與日本落葉松的組合分別高于與進(jìn)口SPF的組合36.27%、50.49%、30.00%及40.00%； 齒板抗剪強(qiáng)度在θ=0°、θ=90°、θ=30° T、θ=60° T、θ=120° T、θ=150° T、θ=30° C、θ=60° C、θ=120° C和θ=150° C 10種工況下分別為132.39、122.73、135.66、199.13、92.26、172.76、99.81、89.52、79.10和85.68 N·mm-1， 除剪-拉復(fù)合受力情況下θ=120°時(shí)國(guó)產(chǎn)齒板和日本落葉松組合的齒板受剪極限強(qiáng)度較小外，其他工況均大于進(jìn)口齒板與進(jìn)口SPF的節(jié)點(diǎn)組合?！窘Y(jié)論】 板齒極限強(qiáng)度試驗(yàn)在4種工況下的破壞方式均為齒拔出破壞，齒板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)主要破壞方式為木材接縫處開(kāi)裂、齒板端部齒拔出和齒板在木材接縫處翹曲等；荷載方向?qū)X板連接節(jié)點(diǎn)承載力影響較大；國(guó)產(chǎn)齒板和國(guó)產(chǎn)日本落葉松的齒板連接性能較好，且優(yōu)于常見(jiàn)進(jìn)口齒板和進(jìn)口SPF的節(jié)點(diǎn)組合，可進(jìn)一步研究國(guó)產(chǎn)齒板和國(guó)產(chǎn)日本落葉松制成輕型木桁架的承載性能，為完善我國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑體系提供科學(xué)依據(jù)。

日本落葉松； 國(guó)產(chǎn)齒板； 板齒極限強(qiáng)度； 齒板受剪極限強(qiáng)度

近年來(lái)，隨著我國(guó)人民居住環(huán)境不斷改善，建材行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)得到了巨大發(fā)展；同時(shí)，傳統(tǒng)建材行業(yè)作為一個(gè)資源消耗大、能源消耗大、環(huán)保問(wèn)題突出的產(chǎn)業(yè)，消耗的能源和資源分別占全社會(huì)總能耗的30%和資源用量的40%～50%(吳星， 2005)，其發(fā)展模式和方向不得不引人深思(張人為， 2003)。輕型木結(jié)構(gòu)建筑是一種在北美及其他地區(qū)較為流行的建筑形式，其以可再生木材為主要材料，具有節(jié)能環(huán)保、輕質(zhì)高強(qiáng)、抗震性好等優(yōu)點(diǎn)(陳佛喜等， 2009)。然而，我國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑材料主要依賴進(jìn)口，建造成本較高致使推廣受限，開(kāi)發(fā)利用國(guó)產(chǎn)材料是降低其建造成本的必要途徑。

輕型木桁架是輕型木結(jié)構(gòu)建筑的主要承重構(gòu)件，一般由規(guī)格材制作桁架桿件，并由齒板在節(jié)點(diǎn)處將各桿件連接形成(王滋等， 2016)。輕型木桁架的承載性能主要取決于規(guī)格材與齒板連接節(jié)點(diǎn)處的連接性能，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)進(jìn)口齒板和進(jìn)口規(guī)格材的連接性能研究較多，如在齒板方面，何桂榮等(2010)對(duì)國(guó)產(chǎn)正交主軸齒板的各項(xiàng)承載性能進(jìn)行了試驗(yàn)分析，并與進(jìn)口M20齒板進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)正交主軸齒板的延性及抗震性能良好； 蔣垠蘢等(2013)研發(fā)了六邊形齒板，與普通齒板對(duì)比發(fā)現(xiàn),六邊形齒板的抗拉及抗剪承載力明顯提高，并且具有良好的延性和抗震性能； 王麗等(2016)研發(fā)了3種改進(jìn)國(guó)產(chǎn)齒板并進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)齒刻痕、邊緣齒加長(zhǎng)以及去除連接處齒板均能較好提高齒板的承載性能。但對(duì)于構(gòu)件采用國(guó)產(chǎn)材料的研究尚少，在規(guī)格材方面，國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)鐵杉(Tsugachinensis)(楊陽(yáng)等， 2013)、興安落葉松(Larixgmelinii)(葉虹等， 2012； 楊陽(yáng)等， 2013； 郭偉等， 2010； 席佳等， 2009)及膠合竹(伍金梅等， 2016)等材料齒板節(jié)點(diǎn)連接性能均較好，可作為結(jié)構(gòu)材開(kāi)發(fā)利用。

鑒于此，本文以國(guó)產(chǎn)日本落葉松(Larixkaempferi)規(guī)格材和國(guó)產(chǎn)齒板為主要試驗(yàn)材料，通過(guò)板齒極限強(qiáng)度試驗(yàn)以及齒板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，研究國(guó)產(chǎn)落葉松材料的齒板節(jié)點(diǎn)承載性能，以期為開(kāi)發(fā)利用我國(guó)國(guó)產(chǎn)結(jié)構(gòu)材料提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 規(guī)格材 國(guó)產(chǎn)日本落葉松采自遼寧清原大孤家林場(chǎng)，試驗(yàn)用規(guī)格材選用Ⅲc級(jí)，含水率約為12%，氣干密度為0.62 g·cm-3，順紋彈性模量為12.27 GPa，規(guī)格材的橫截面尺寸為38 mm×89 mm，制作節(jié)點(diǎn)時(shí)避開(kāi)節(jié)疤、開(kāi)裂等缺陷。

1.1.2 齒板 國(guó)產(chǎn)普通齒板市購(gòu)，采用Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，齒板厚度約1 mm，齒長(zhǎng)約10.45 mm，齒寬約3.45 mm，齒密度106～108 dm-2。其中，齒板的主軸方向?yàn)闆_孔的長(zhǎng)軸方向(圖1箭頭方向)。

圖1 齒板示意Fig.1 Photograph of a truss plate

1.2 試驗(yàn)方法

齒板連接節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)按照《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50005—2003)附錄M和《輕型木桁架技術(shù)規(guī)范》(JGJT 265—2012)附錄A進(jìn)行。

1.2.1 板齒極限強(qiáng)度試驗(yàn) 板齒極限強(qiáng)度試件用規(guī)格材尺寸為38 mm×89 mm×300 mm，在規(guī)格材端距90 mm處鉆孔，孔徑為18 mm，齒板尺寸為75 mm×103 mm； 根據(jù)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄M規(guī)定，基于荷載方向與木材紋理及齒板主軸方向不同，按圖2所示4種工況進(jìn)行試驗(yàn)： 1) 荷載平行于木紋及齒板主軸(α=0°，θ=0°，AA)； 2) 荷載平行于木紋但垂直于齒板主軸(α=0°，θ=90°, AE)； 3) 荷載垂直于木紋但平行于齒板主軸(α=90°，θ=0°, EA)； 4) 荷載垂直于木紋及齒板主軸(α=90°，θ=90°, EE)。其中α表示荷載與木紋的夾角，θ表示荷載與齒板主軸的夾角。每種工況重復(fù)試件為5個(gè)。板齒極限強(qiáng)度試驗(yàn)為拉伸試驗(yàn)，采用WDW-300E萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行(試驗(yàn)機(jī)不具備適合本試驗(yàn)的夾具，采用自制夾具進(jìn)行試驗(yàn)，試件上下兩端通過(guò)螺栓與夾具連接)； 采用YHD-100型位移引伸計(jì)記錄節(jié)點(diǎn)連接處位移變化。試驗(yàn)加載速度為1～1.5 mm·min-1，每個(gè)試件試驗(yàn)時(shí)間為10 min左右，當(dāng)荷載出現(xiàn)明顯下降時(shí)停止試驗(yàn)。

圖2 板齒極限強(qiáng)度試件示意Fig.2 The scheme of tension test specimen for lateral resistance of teeth

圖3 齒板抗剪強(qiáng)度試件示意Fig.3 The scheme of compression test specimen for shear resistance

1.2.2 齒板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn) 齒板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)采用雙剪連接試件，其中主材尺寸為38 mm×184 mm×300 mm，側(cè)材尺寸為38 mm×89 mm×300 mm，齒板尺寸為50 mm×150 mm。根據(jù)齒板受力情況不同，分為齒板純剪、剪-拉復(fù)合受力(用字母T表示)和剪-壓復(fù)合受力(用字母C表示)3類。根據(jù)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄M規(guī)定，基于荷載與齒板主軸的夾角不同，共分為10種工況試件形式(圖3，其中圖3c-f均代表2種工況)，每種工況重復(fù)試件為3個(gè)。齒板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)采用Instron5582萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，試件直接置于臺(tái)座上，采取下壓加載方式。試驗(yàn)加載速度為1～1.5 mm·min-1，每個(gè)試件試驗(yàn)時(shí)間為10 min左右，當(dāng)荷載出現(xiàn)明顯下降時(shí)停止試驗(yàn)。

為確保齒板位于節(jié)點(diǎn)中心以及兩側(cè)齒板對(duì)稱，在齒板壓入前需在對(duì)應(yīng)位置繪制齒板中軸線及齒板邊界線，以確定齒板壓入位置。通過(guò)手動(dòng)控制平壓機(jī)壓入齒板，當(dāng)齒板與木材之間無(wú)空隙時(shí)停止操作，完成后翻轉(zhuǎn)試件，壓入另一側(cè)齒板。加工完的試件在溫度20 ℃、相對(duì)濕度65%的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)1周。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象與破壞形式

2.1.1 板齒極限強(qiáng)度試驗(yàn) 板齒極限強(qiáng)度的破壞形式為齒拔出破壞，如圖4所示。試驗(yàn)過(guò)程中，隨著拉力不斷增大，板齒發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，沿拉力方向傾斜； 拉力繼續(xù)增加，邊緣處板齒開(kāi)始拔出，最終節(jié)點(diǎn)破壞。由荷載-位移曲線(圖5)可以看出，加載初期荷載-位移曲線基本為線性； 隨著邊緣齒的傾斜及拔出，節(jié)點(diǎn)剛度呈降低趨勢(shì)； 隨著位移增加，板齒持續(xù)拔出，當(dāng)節(jié)點(diǎn)處板齒大部分拔出時(shí)，節(jié)點(diǎn)失去承載能力，試件破壞。

圖6 主要破壞形式Fig.6 Failure mode of test specimen for shear resistance of truss plate

圖4 齒拔出破壞Fig.4 Failure mode of test specimen for lateral resistance of teeth

圖5 齒板極限強(qiáng)度試驗(yàn)荷載-位移曲線Fig.5 Load-displacement curve of tension test for lateral resistance of teeth

2.1.2 齒板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn) 齒板抗剪試驗(yàn)按照齒板受力情況可分為3類： 純剪受力(圖3a、b)、剪-拉復(fù)合受力(圖3c、d)和剪-壓復(fù)合受力(圖3e、f)。在純剪受力情況下，主要破壞形式為齒板剪切破壞，表現(xiàn)為在木材接縫處齒板剪切破壞(圖6a)。由荷載-位移曲線(圖7a)可知，在受力初期節(jié)點(diǎn)剛度較大，曲線呈線性趨勢(shì)增加； 隨著變形增加，木材接縫處齒板開(kāi)始扭曲，節(jié)點(diǎn)剛度明顯下降，曲線依然呈上升趨勢(shì)； 隨著變形繼續(xù)增加，木材接縫處齒板扭曲變形增加，板齒與木材發(fā)生剪切，剪切破壞處有木屑掉落； 當(dāng)節(jié)點(diǎn)達(dá)到極限荷載時(shí)，齒板在木材接縫處開(kāi)裂，荷載-位移曲線下降明顯，試驗(yàn)結(jié)束。

在剪-拉復(fù)合受力情況下，主要破壞形式為齒板在木材接縫處開(kāi)裂，部分伴有齒板端部齒拔出(圖6b)。由荷載-位移曲線(圖7b)可知，在受力初期節(jié)點(diǎn)剛度較大，曲線近似于直線； 隨著變形增加，齒板端部開(kāi)始翹曲，節(jié)點(diǎn)剛度降低； 隨著變形繼續(xù)增加，齒板在木材接縫處發(fā)生剪切變形，在端部發(fā)生齒拔出，節(jié)點(diǎn)破壞。

在剪-壓復(fù)合受力情況下，主要破壞形式為木材接縫處齒板翹曲(圖6c)。由荷載-位移曲線(圖7c)可知，在受力初期節(jié)點(diǎn)剛度較大，曲線呈線性趨勢(shì)增加； 隨著荷載增加，齒板在木材接縫處發(fā)生扭曲變形，且隨著試驗(yàn)進(jìn)行變形逐漸增大； 到達(dá)最大荷載時(shí)，齒板在木材接縫處翹曲，并伴有齒拔出，節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度逐漸降低，試驗(yàn)結(jié)束。

圖7 荷載-位移曲線Fig.7 Load-displacement curves of test for shear resistance of truss plate

2.2 板齒極限強(qiáng)度

根據(jù)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄M規(guī)定，板齒極限強(qiáng)度為試驗(yàn)值中3個(gè)最小值的平均值，計(jì)算可得板齒極限強(qiáng)度。為了更準(zhǔn)確地分析國(guó)產(chǎn)齒板和國(guó)產(chǎn)日本落葉松的連接性能，將國(guó)產(chǎn)齒板和國(guó)產(chǎn)日本落葉松的組合與進(jìn)口M20齒板和國(guó)產(chǎn)日本落葉松的組合(王麗等， 2016)、進(jìn)口M20齒板和進(jìn)口SPF的組合(何桂榮， 2010)進(jìn)行對(duì)比，詳見(jiàn)表1。

表1 不同組合齒板連接的板齒極限強(qiáng)度對(duì)比①Tab.1 Comparison of lateral resistance of teeth

①進(jìn)口齒板由ASTM A-653、 Grade 40結(jié)構(gòu)鋼制作； 進(jìn)口SPF等級(jí)為No.2北美云杉。下同。M20 truss plate is made of ASTM A-653, Grade 40 structural steel; imported spruce is grade No.2 North American spruce.The same below.

表1給出了3種組合方式下的板齒極限強(qiáng)度，國(guó)產(chǎn)齒板和日本落葉松組合節(jié)點(diǎn)的板齒極限強(qiáng)度在AA構(gòu)型下呈最大值，在EE構(gòu)型情況下板齒極限強(qiáng)度最小，與其他2種組合相符(王麗等，2016； 何桂榮等， 2010)。當(dāng)荷載與木紋的夾角α=0°時(shí)，荷載與齒板主軸的夾角θ等于0°比90°時(shí)板齒的極限強(qiáng)度高27.7%； 當(dāng)荷載與木紋方的夾角α=90°時(shí)，荷載與齒板主軸的夾角θ等于0°比90°時(shí)板齒的極限強(qiáng)度低9.2%。由此可知，當(dāng)荷載平行于齒板主軸方向時(shí)板齒極限強(qiáng)度較大，主要原因是當(dāng)荷載平行于齒板主軸方向施加時(shí)為齒寬面受力，與齒窄面受力相比受力分布更均勻，表現(xiàn)為板齒極限強(qiáng)度較大。當(dāng)荷載與齒板主軸的夾角θ=0°時(shí)，荷載與齒板主軸的夾角α等于0°比90°時(shí)板齒的極限強(qiáng)度低25.6%； 當(dāng)荷載與齒板主軸的夾角θ=90°時(shí)，荷載與齒板主軸的夾角α等于0°比90°時(shí)板齒的極限強(qiáng)度低6.3%。由此可知，當(dāng)荷載平行于木紋方向時(shí)板齒極限強(qiáng)度較大(劉英利等， 2007)，主要原因是當(dāng)荷載垂直于木紋方向時(shí)，隨著荷載增加木材易沿紋理方向出現(xiàn)開(kāi)裂，導(dǎo)致板齒拔出破壞。

通過(guò)比較日本落葉松與國(guó)產(chǎn)齒板、進(jìn)口齒板2組結(jié)果，除EA構(gòu)型下進(jìn)口M20齒板強(qiáng)度略低外，在AA、AE和EE 3種工況下分別高于國(guó)產(chǎn)齒板10.57%、21.34%和9.28%，由此可知國(guó)產(chǎn)齒板板齒極限強(qiáng)度低于進(jìn)口M20齒板，還有待進(jìn)一步研究提高。對(duì)比進(jìn)口M20齒板與日本落葉松、進(jìn)口SPF 2組試驗(yàn)結(jié)果，在AA、AE、EA和EE 4種工況下，與日本落葉松的組合分別高于與進(jìn)口SPF的組合36.27%、50.49%、30.00%和40.00%，由此可知與齒板連接的規(guī)格材性能明顯影響板齒極限強(qiáng)度，而國(guó)產(chǎn)日本落葉松性能較同等級(jí)進(jìn)口SPF更好。對(duì)比國(guó)產(chǎn)齒板和日本落葉松組合及進(jìn)口M20齒板和進(jìn)口SPF組合2組結(jié)果，前者在4種工況下均高于后者，由此可知國(guó)產(chǎn)齒板和國(guó)產(chǎn)日本落葉松的齒板連接性能較好。

2.3 齒板受剪極限強(qiáng)度

根據(jù)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄M規(guī)定，齒板受剪極限強(qiáng)度為3個(gè)齒板受剪極限強(qiáng)度試驗(yàn)值中2個(gè)最小值的平均值，計(jì)算可得齒板受剪極限強(qiáng)度。同時(shí)對(duì)國(guó)產(chǎn)齒板和日本落葉松組合及進(jìn)口M20齒板和進(jìn)口SPF規(guī)格材節(jié)點(diǎn)組合進(jìn)行對(duì)比(何桂榮等， 2010)，詳見(jiàn)表2。

表2 不同組合齒板受剪極限強(qiáng)度對(duì)比Tab.1 Comparison of shear resistance of truss plate

由表2可知，除剪-拉復(fù)合受力情況下θ=120°時(shí)國(guó)產(chǎn)齒板和日本落葉松組合的齒板受剪極限強(qiáng)度較小外，其他工況均較大，而且2種組合在剪-拉復(fù)合受力及剪-壓復(fù)合受力情況下，隨著角度不同變化趨勢(shì)相似。在純剪受力情況下，荷載與齒板主軸的夾角θ=0°時(shí)抗剪強(qiáng)度略大于θ=90°； 在剪-拉復(fù)合受力情況下，當(dāng)θ=60°時(shí)抗剪強(qiáng)度最大、θ=120°時(shí)抗剪極限強(qiáng)度最?。?而在剪-壓復(fù)合受力情況下，當(dāng)θ=30°時(shí)出現(xiàn)最大值、θ=120°時(shí)抗剪極限強(qiáng)度最小，與羅歡等(2014)研究結(jié)論相似，主要原因可能是在θ=30°齒板凈表面積(去除齒槽)較大； 同時(shí)可知，剪-拉復(fù)合受力情況下極限強(qiáng)度均高于純剪受力情況，而剪-壓復(fù)合受力情況下抗剪極限強(qiáng)度較低，原因是剪-壓復(fù)合受力情況下主要為齒板面板的屈曲破壞，面板的屈曲承載力遠(yuǎn)低于抗拉破壞承載力。

3 結(jié)論

1) 板齒極限強(qiáng)度試驗(yàn)在AA、AE、EA和EE 4種工況下的破壞方式均為齒拔出破壞； 齒板抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)按照齒板受力情況不同可分為純剪受力、剪-拉復(fù)合受力和剪-壓復(fù)合受力3類，3種受力情況下主要破壞方式分別為木材接縫處開(kāi)裂、齒板端部齒拔出與齒板在木材接縫處開(kāi)裂和木材接縫處齒板翹曲。

2) 荷載方向?qū)X板連接節(jié)點(diǎn)承載力影響較大。日本落葉松和國(guó)產(chǎn)齒板連接節(jié)點(diǎn)的板齒極限強(qiáng)度在AA、AE、EA和EE 4種工況下分別為3.50、2.53、2.61和2.37 N·mm-2，板齒極限強(qiáng)度在荷載平行于齒板主軸及木紋方向時(shí)最大，在荷載垂直于齒板主軸及木紋方向時(shí)最小； 齒板抗剪強(qiáng)度在θ=0°、θ=90°、θ=30° T、θ=60° T、θ=120° T、θ=150° T、θ=30° C、θ=60° C、θ=120° C和θ=150° C 10種工況下分別為132.39、122.73、135.66、199.13、92.26、172.76、99.81、89.52、79.10和85.68 N·mm-1，3種主要受力情況下齒板的受剪極限強(qiáng)度最大值為剪-拉復(fù)合受力情況，其次為純剪受力情況，最低為剪-壓復(fù)合受力情況。

3) 當(dāng)齒板種類相同時(shí)，國(guó)產(chǎn)日本落葉松規(guī)格材節(jié)點(diǎn)承載性能較同等級(jí)進(jìn)口SPF更好，與常用的進(jìn)口SPF和進(jìn)口M20齒板連接節(jié)點(diǎn)相比，國(guó)產(chǎn)日本落葉松和國(guó)產(chǎn)齒板連接節(jié)點(diǎn)在板齒極限強(qiáng)度和齒板抗剪強(qiáng)度2方面均較高，可深入研究國(guó)產(chǎn)齒板與國(guó)產(chǎn)日本落葉松制成輕型木桁架的承載性能，為進(jìn)一步完善我國(guó)木結(jié)構(gòu)建筑體系提供參考。

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(責(zé)任編輯 石紅青)

BearingPerformanceofTrussPlateJointwithDomesticLarchDimensionLumber

Wang Zi1Wang Li1Wu Guofang1Ren Haiqing1Zhao Rongjun1,2
(1.ResearchInstituteofWoodIndustry，CAFBeijing100091； 2.ResearchInstituteofForestryNewTechnology，CAFBeijing100091)

【Objective】 This research aims to investigate the bearing performance of domestic dimension lumber joints connected with domestic truss plate, and to offer a reference for the development and utilization of domestic building materials.【Method】Larixkaempferidimension lumber harvested from Dagujia Forest Farm of Qingyuan Country, Liaoning Province, and domestic truss plates were selected as the experimental materials. The lateral resistance of teeth in four conditions was tested, with five repeated specimens for each condition. The shear strength in ten conditions was tested, with three specimens for each condition. The bearing capacity ofL.kaempferijoints connected by truss plates under different working conditions were investigated and compared with imported truss plates and imported SPF dimension lumbers.【Result】 The result shows that lateral resistances of teeth under conditions of AA, AE, EA, EE are 3.50, 2.53, 2.61 and 2.37 N·mm-2,respectively. The strength of imported M20 truss plate is slightly lower than that of domestic truss plate under the EA working condition.While show 10.57%, 21.34%, 9.28% higher, respectively, under circumstances of AA, AE, EE by comparing the result of the two samples, which areL.kaempferijoints connected by domestic truss plates and those by import truss plates. On the other hand, the lateral resistances of teeth tested with import M20 truss plates connected byL.kaempferiare 36.27%, 50.49%, 30.00% and 40.00% higher than those by SPF under the four working conditions of AA, AE, EA, EE,respectively. The shear strengths of plate are 132.39, 122.73, 135.66, 199.13, 92.26, 172.76, 99.81, 89.52, 79.10 and 85.68 N·mm-1respectively under working conditions ofθ=0°,θ=90°,θ=30° T,θ=60° T,θ=120° T,θ=150° T,θ=30° C,θ=60° C,θ=120° C as well asθ=150° C. The strengths of domestic truss plates connected withL.kaempferiare higher than those of imported truss plates connected with SPF except one when tested underθ=120° with shearing and tension.【Conclusion】 The failure modes are identical for lateral resistance of teeth under four conditions,which was pulling out of the teeth.For shear strength test,the failure modes are splitting of dimension members at the abutting area,pulling out of teeth at the end of truss plate and warping of truss plate.Loading direction has significant impact on the bearing capacity of the truss plate joints.Compared with the imported truss plate connected SPF joints with, the load carrying performance of domestic truss plate connectedLarixkaempferijoints with is better. Further research onL.kaempferiwood trusses connected with domestic truss plates may provide a scientific basis for development of Chinese wood structure system.

Larixkaempferi； domestic truss plate； ultimate lateral resistance of teeth； shear strength of truss plate

10.11707/j.1001-7488.20171118

2016-12-19;

2017-06-15。

“十二五”國(guó)家支撐計(jì)劃課題“結(jié)構(gòu)用木質(zhì)復(fù)合材料構(gòu)件制造技術(shù)研究”(2015BAD14B0502)； 國(guó)家林業(yè)局林業(yè)科技成果推廣項(xiàng)目“新型國(guó)產(chǎn)材木結(jié)構(gòu)墻體與桁架連接技術(shù)應(yīng)用與示范”(201409)。

*趙榮軍為通訊作者。

TU366.2

A

1001-7488(2017)11-0157-07