木結(jié)構(gòu)試驗方法5梁彎曲試驗方法

1、木結(jié)構(gòu)試驗方法5梁彎曲試驗方法5梁彎曲試驗方法5. 1 一般規(guī)定5. 1. 1梁彎曲試驗方法適用于測定梁受彎時的彈性模量和強度。梁包括整截面的鋸材矩 形截面梁，以及矩形截面和工字形截面膠合梁。注：在木結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收中，當(dāng)需檢測結(jié)構(gòu)板材抗彎質(zhì)量時，可按照附錄C和附 錄D的規(guī)定進行。5. 1. 2梁的彎曲試驗應(yīng)采用對稱兩點勻速加載的方法，觀測荷載和撓度之間的關(guān)系，獲 得所需的各種數(shù)據(jù)和信息。5. 1. 3梁的純彎曲彈性模量，應(yīng)采用在規(guī)定的標(biāo)距內(nèi)測定的梁在純彎矩作用下的最大撓 度值計算：梁的表觀彈性模量，應(yīng)采用梁全跨度內(nèi)測得的最大撓度值計算。5. 1. 4梁的抗彎強度，應(yīng)使梁的測定截面位于規(guī)定

2、的標(biāo)距內(nèi)承受純彎矩作用，根據(jù) 梁破壞時測得的最終破壞荷載計算。5. 2試件設(shè)計及制作5. 2. 1制作梁的彎曲試驗試件時，試材的來源、樹種、干燥處理、加工制作、尺寸測量 以及梁試件的記載等均應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第3章的規(guī)定。5. 2. 2梁試件的跨度與截面高度的比值宜取18,兩端支點處試件的外伸長度不應(yīng)少于截 面高度的1/2。5. 2. 3梁的截面尺寸應(yīng)在規(guī)定的標(biāo)距內(nèi)測量，測量精度應(yīng)為0. lmmo5. 2. 4當(dāng)需確定梁的抗彎強度與標(biāo)準(zhǔn)小試件的抗彎強度（或木材的其他基本材性）之間 的比值時，應(yīng)在試驗之前，在該根梁的兩端試材中各切取受彎標(biāo)準(zhǔn)小試件不應(yīng)少于5個，順 紋受壓標(biāo)準(zhǔn)小試件不應(yīng)少于3個。5. 2

3、. 5當(dāng)需確定梁的彎曲彈性模量與標(biāo)準(zhǔn)小試件的彎曲彈性模量（或木材的其他基 本材性）之間的比值時，應(yīng)在試驗之前，在該根梁的兩端試材中各切取彎曲彈性模量小試件 和順紋受壓標(biāo)準(zhǔn)小試件均不應(yīng)少于5個。5. 3試驗設(shè)備與裝置5. 3. 1試驗所用的試驗機應(yīng)符合下列要求：1有足夠的空間容納試件及有關(guān)裝置，J1梁的撓曲變形不應(yīng)受到限制。2測力系統(tǒng)應(yīng)事先校正，并應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第3. 3. 1條的要求，荷載讀數(shù)盤的最小分 格不應(yīng)大于200N；當(dāng)采用數(shù)顯測力系統(tǒng)時，其分辨率不應(yīng)大于200N.3試驗機的支承臂長度應(yīng)大丁梁試件的長度。對跨度待別大的梁可在反力架上進行試 驗。5. 3. 2梁試件在支座處的支承裝置應(yīng)符合下

4、列規(guī)定：1梁試件的下表面應(yīng)采用支座鋼墊板傳遞支座反力。支座鋼墊板的寬度不得小于梁截 面的寬度，長度和厚度應(yīng)根據(jù)木材橫紋承圧強度和鋼材抗彎強度確定。2梁兩端的反力支座均應(yīng)采用滾軸支座，滾軸應(yīng)設(shè)置在支座鋼墊板的下面并垂直于梁 的長度方向，并應(yīng)保證梁端的口由轉(zhuǎn)動或移動，兩端滾軸之間的距離即梁的跨度應(yīng)保持不變。3當(dāng)梁的截面高度和寬度的比值大于或等丁 2時，在反力支座與加載點之間應(yīng)安裝足 夠的側(cè)向支撐，該側(cè)向支撐應(yīng)保證試驗梁在加載平面內(nèi)的口由變形而不產(chǎn)生摩擦作用和側(cè)向 移動。5. 3. 3梁試件的加載裝置應(yīng)符合下列規(guī)定:1梁試件上的荷載應(yīng)通過安設(shè)在梁上表面的加載鋼墊板傳遞。加載鋼墊板的寬度應(yīng)等 于或大于

5、梁截面寬度，長度和厚度應(yīng)根據(jù)木材橫紋承圧強度和鋼板抗彎強度確定：若試驗僅 測量梁在純彎矩作用區(qū)段的撓度，鋼墊板的長度不應(yīng)大于梁截面高度的1/2o2加載鋼墊板的上表面應(yīng)與加載弧形鋼墊塊的弧面接觸?；⌒武搲|塊的上表平面的刻 槽應(yīng)與荷載分配梁的刀廠I對正?；⌒武搲|塊的弧面曲率半徑應(yīng)為梁截面高度的2倍4倍， 弧面的弦長不應(yīng)小于梁的截面高度。3在弧形鋼墊塊之上應(yīng)設(shè)荷載分配梁。荷載分配梁可采用工字鋼或槽鋼制作，其剛度 應(yīng)按施加的最大荷載設(shè)計。分配梁的兩端應(yīng)分別帶有刀口，刀口與梁上的弧形鋼墊塊上的刻 槽應(yīng)抵觸良好。刀口和刻槽均應(yīng)垂直于梁的跨度方向。4在荷載分配梁的中央應(yīng)設(shè)置球座，與試驗機上的上壓頭對正，宜將

6、分配梁連系在試 驗機的上壓頭上。5. 3. 4梁試件的撓度測量裝置應(yīng)符合下列規(guī)定：1測量梁在荷載作用下產(chǎn)生的撓度時，可采用U形撓度測量裝置（圖5. 3. 4-1、圖 5. 3. 4-2）。此U形裝置應(yīng)口重輕并具有足夠的剛度，可釆用輕金屬（例如鋁）制作。U 形裝置的兩端應(yīng)釘在梁的中性軸上，并在其中央安設(shè)白分表測量梁中性軸中央的撓度。圖5. 3. 4-1梁純彎區(qū)撓度的測量裝置1滾軸支座：2支座鋼墊板；3加載鋼墊板：4U形撓度測1:裝置2當(dāng)梁的跨度很大時，可采用撓度計直接測量梁兩端及跨度中央的位移值而求得梁的 撓度。圖5. 3. 4-2梁全跨度撓度的測量裝置1滾軸支座：2支座鋼墊板；3加載鋼墊板：4

7、U形撓度測量裝置5. 4試驗步驟5. 4. 1梁試件宜采用對稱三分點加載裝置，兩個加載點之間的距離宜等丁梁截面高度的 6倍（圖5. 3. 4-1、圖5. 3. 4-2） °當(dāng)測定梁純彎區(qū)撓度時，加載鋼墊板之間的凈距不 應(yīng)小于梁截面高度的5倍（圖5. 3. 4-1） , II不應(yīng)小于400mm。如不能滿足以上條件， 兩個加載點之間允許增加的距離不應(yīng)大丁截面高度的L 5倍，或試件的兩個反力支座之間 允許增加的距離不應(yīng)大于截面高度的3倍。5. 4. 2梁的彎曲彈性模量應(yīng)按下列試驗程序進行測定：1加載;裝置、支承裝置和撓度測量裝置應(yīng)安裝牢固，在梁的跨度方向應(yīng)保證對稱受力, 并應(yīng)防止梁出平面的

8、扭曲。2安裝在梁上表面以上的各種裝置的重量應(yīng)計入加載數(shù)值內(nèi)，并應(yīng)在這些裝置未放在梁上時進行試驗機讀數(shù)盤調(diào)零。3應(yīng)預(yù)先估計荷載&值和F°值，荷載從F。增加到F時記錄相應(yīng)的撓度值，再卸載到 F。,反復(fù)進行5次而撓度無明顯差異時,取相近三次撓度差的平均值作為梁的撓度測定值（!）, 相應(yīng)的荷載增量可按下式計算：AF=Fx 一 Fo（5. 4. 2）式中：AF荷載增量（N）：Fr取小于比例極限的力（N）；F。一取大于將試件和裝置壓密實的力（N）。5. 4. 3梁的彎曲彈性模量試驗應(yīng)采用無沖擊影響的加載方式。當(dāng)采用連續(xù)加載時，試驗機圧頭的運行速度不得超過按下式計算的允許值：v = 5 X

9、 105 X （3Z-4a）式中：u 試驗機壓頭的運行速度（mm/s）；a加載點至支承點之間的距離（mm）:I試件的跨度（mm）：h試件的截面高度（mm）。5. 4. 4梁的抗彎強度試驗應(yīng)釆用無沖擊影響的加載方式，其加載速度應(yīng)使荷載從零開始 約經(jīng)5minlOmin即達到最大荷載。5. 4. 5當(dāng)需測定梁的比例極限及繪制荷載-撓度的關(guān)系曲線時（圖5. 4. 5），試驗機壓 頭的運行速度應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第5. 4. 3條采用：從加載開始，試驗機壓頭所運行的最小行程應(yīng) 按下式計算：F%圖54. 5荷載撓度關(guān)系曲線(5. 4 5)Uo不緊密的變形：F荷載：U)撓度S=45xl0h式中：S試驗機所運行的最小行

10、程(mm)。5. 4. 6當(dāng)接近比例極限時、開始出現(xiàn)局部破壞時及最終破壞時，應(yīng)記錄相應(yīng)的荷載 及撓度值。確定各種撓度值時，應(yīng)扣除由丁裝置不緊密或其他原因所引起的松弛變形。5. 5試驗結(jié)果及整理5. 5. 1梁在純彎矩區(qū)段內(nèi)的純彎曲彈性模量應(yīng)按下式計算：廠o/o AF(5. 5. 1)式中：Em梁在純彎矩區(qū)段內(nèi)的純彎曲彈性模量(N/mm),應(yīng)記錄和計算到三位 有效數(shù)字：測量撓度的U形裝置的標(biāo)距，此處等丁5h (mm):AF 荷載增量（N）,按本標(biāo)準(zhǔn)公式（5. 4. 2）計算；I試件的截面慣性矩（mnv）；co 在荷載增量AF作用下，在測量撓度的標(biāo)距I。內(nèi)梁所產(chǎn)生的中點撓度（mm）。5. 5. 2

11、梁在全跨度內(nèi)的表觀彈性模量應(yīng)按下式計算：Em“PP =說卷 ©菇 4a2）（5. 5. 2）式中：Em神一梁在全跨度內(nèi)的表觀彈性模量（N/mmO ,應(yīng)記錄和計算到三位有效 數(shù)字；Io測量撓度的U形裝置的標(biāo)距，此處等于梁的跨度I （mm）:co 在荷載增量AF作用下，在全跨度內(nèi)梁所產(chǎn)生的中點撓度（mm） °5. 5. 3當(dāng)同時測得同一根梁試件在全跨度內(nèi)和純彎矩區(qū)段內(nèi)的兩種撓度值時，可根據(jù)本 標(biāo)準(zhǔn)第5. 5. 1條和第5. 5. 2條的計算結(jié)果，按下式計算該梁的剪切模量：=12彤（5. 5. 3）式中：G梁的剪切模量（N/mrrv）,應(yīng)記錄和計算到三位有效數(shù)字。5. 5. 4梁的抗彎強度應(yīng)按下式計算：(5. 5. 4)式中:f m一梁的抗彎強度(N/rnrrv),應(yīng)記錄和計算到三位有效數(shù)字:Fu試件破壞時的荷載(N)；W試件的截面抵抗矩(mrw)。5. 5. 5梁彎曲試驗數(shù)據(jù)的整理匯總可按表55. 5進行。表5. 5. 5梁彎曲試驗主要試驗資料匯總表試 件 編 c=裁面尺 寸bxh (mm)聘度