《古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷與彈性模量應(yīng)力波無損檢測技術(shù)標準》（征求意見稿）

DB工程建設(shè)地方標準編號:DBJ/T13-XXX-XXXX住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部備案號：J1XXXX-20XXStandardfornon-destructiveevaluationofinteriordefectsandmodulusofelasticofhistoricbuildingwoodmembersbystresswavemethods20XX年福州古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷與彈性模量應(yīng)力波無損檢測技術(shù)標準Standardfornon-destructiveevaluationofinteriordefectsandmodulusofelasticofhistoricbuildingwoodmembersbystresswavemethods工程建設(shè)地方標準編號：DBJ/T13-XXX-XXX住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部備案號：J1XXXX-20XX主編單位：福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司批準部門：福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳實施日期：20XX年XX月X日閩建科〔20XX〕XX號各設(shè)區(qū)市建設(shè)局（建委），平潭綜合實驗區(qū)交通與建設(shè)局，各有關(guān)單位：由福建省XXXXXXX公司、福建省XXXXXXXXXX共同編制的《福建省XXXXXXXXX標準》，經(jīng)組織審查，批準為福建省工程建設(shè)地方標準，編號DBJ/T13-XXX-XXXX，自20XX年XX月XX日起實施。在執(zhí)行過程中，有何問題和意見請函告省廳科技與設(shè)計處。該標準由省廳負責(zé)管理，具體技術(shù)內(nèi)容由主編單位負責(zé)解釋。福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳20XX年XX月XX日根據(jù)福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《關(guān)于XXX的通知》（閩建XXXX號）的要求，標準編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究，認真總結(jié)實踐經(jīng)驗，參考有關(guān)國內(nèi)外先進標準，并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，制定本標準。本標準的主要技術(shù)內(nèi)容是：1總則；2術(shù)語和符號；3檢測儀器；4基本規(guī)定；5古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷應(yīng)力波無損檢測；6古建筑木構(gòu)件彈性模量應(yīng)力波無損檢測。本標準由福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳負責(zé)管理，由福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司負責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見和建議，請寄送福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科技與設(shè)計處（地址：福州市北大路242號，郵編：350001）和福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司（地址：福州市高新區(qū)高新大道58-1號，郵編：350108），以供今后修訂時參考。本標準主編單位：福建省建筑科學(xué)研究院有限責(zé)任公司福建省建研工程檢測有限公司本標準參編單位：福建省建工集團有限公司福建省建設(shè)工程質(zhì)量安全總站福州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站廣州歐美大地儀器科技有限公司福建匯川物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)科技股份有限公司本標準主要起草人：吳曉靜鄭通城傅崇廖勝賢郭浩徐曉林楊偉梁鋒林文史華耿麗本標準主要審查人：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 2術(shù)語和符號 22.1術(shù)語 22.2符號 3檢測儀器 43.1技術(shù)要求 43.2硬件配置 43.3軟件配置 4基本規(guī)定 4.1一般規(guī)定 4.2內(nèi)部缺陷應(yīng)力波無損檢測技術(shù) 84.3彈性模量應(yīng)力波無損檢測技術(shù) 85古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷應(yīng)力波無損檢測 105.1檢測部位及數(shù)量 5.2木構(gòu)件截面形狀 5.3檢測步驟 5.4木構(gòu)件內(nèi)部缺陷狀況判斷及分級 146古建筑木構(gòu)件彈性模量應(yīng)力波無損檢測 166.1檢測數(shù)量 6.2檢測方向 6.3檢測步驟 6.4木構(gòu)件彈性模量計算 附錄A古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷應(yīng)力波無損檢測記錄表 18附錄B古建筑木構(gòu)件彈性模量應(yīng)力波無損檢測記錄表 19附錄C福建古建筑木構(gòu)件常用樹種順紋彈性模量參考值 20本標準用詞說明 21引用標準名錄 22 231General 12TermsandSymbols 22.1Terms 22.2Symbols 33TestDevice 43.1TechnicalIndexes 43.2Hardwareconfiguration 43.3Softwareconfiguration 64Non-destructiveevaluation 74.1General 74.2Non-destructiveevaluationofinteriordecay 84.3Non-destructiveevaluationofmodulusofelasticity 85TestingProceduresfornon-destructiveevaluationofinteriordecayofhistoricbuildingwoodmembersbystresswavemethods 5.1LocationandNumberoftestmembers 5.2Sectionalshapeofwoodenmembers 5.3TestProcedures 135.4Judgmentandrankingofinteriordecayofwoodmembers146TestingProceduresornon-destructiveevaluationofmodulusofelasticityofhistoricbuildingwoodmembersbystresswavemethods166.1Numbersoftestmembers 166.2Testdirection 6.3TestProcedures 166.4Calculationofmodulusofelasticityofwoodmembers AppendixALogSheetfornon-destructiveevaluationofinteriordecayofhistoricbuildingwoodmembersbystresswavemethods AppendixBLogSheetfornon-destructiveevaluationofmodulusofelasticityofhistoricbuildingwoodmembersbystresswavemethods AppendixCReferencevaluesformodulusofelasticityofparalleltograinofcommontreespeciesofhistoricbuildingwoodmembersinFujianProvince 20ExplanationofWordinginThisStandard 21ListofQuotedStandards 22ExplanationofProvisions 2311.0.1為貫徹執(zhí)行國家有關(guān)法律法規(guī)，加強對古建筑木結(jié)構(gòu)的科學(xué)檢測和保護，保證檢測精度及檢測結(jié)果的可靠性，制定本標準。1.0.2本標準適用于古建筑木結(jié)構(gòu)及其相關(guān)工程的木構(gòu)件調(diào)查、檢測、維修與維護。1.0.3古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷與彈性模量的檢測除應(yīng)符合本標準外，尚應(yīng)符合國家、行業(yè)和福建省現(xiàn)行有關(guān)技術(shù)標準的規(guī)定。2.1術(shù)語2.1.1古建筑historicbuilding歷代留傳下來的對研究社會政治、經(jīng)濟、文化發(fā)展有價值的建筑物。2.1.2古建筑木結(jié)構(gòu)historictimberstructure以木材為承重骨架的古建筑結(jié)構(gòu)。2.1.3木構(gòu)件woodenstructuremember用于古建筑木結(jié)構(gòu)上的木材組件，如柱、梁、檁等。2.1.4木材缺陷wooddefect木材在生長過程中因生長應(yīng)力或自然損傷而形成的木節(jié)、斜紋、扭紋、干縮裂縫和髓心等天然缺陷。2.1.5木構(gòu)件損傷damageoftimbermember由于荷載、環(huán)境或生物侵蝕、災(zāi)害和人為因素等造成的古建筑木構(gòu)件非正常的位移、變形、開裂以及材料的破損和蟲蛀、腐朽、孔洞等劣化。2.1.6無損檢測non-destructiveevaluation以不損害預(yù)期實用性和可靠性的方法來檢查材料或零部件，其目的是為了：探測、定位、測量和評定損傷；評價完整性、性質(zhì)和構(gòu)成；測量幾何特性。2.1.7木構(gòu)件應(yīng)力波無損檢測non-destructiveevaluationbystresswavemethodofwood采用應(yīng)力波儀器，在不破壞木構(gòu)件本身的前提下，使材料產(chǎn)3生應(yīng)力波并在木構(gòu)件內(nèi)部傳播，通過測定應(yīng)力波的傳播時間，計算其傳播速度，評估木構(gòu)件內(nèi)部缺陷、計算材料彈性模量的方法。2.2符號E———木材彈性模量，單位為兆帕(MPa)；p———木材的基本密度，單位為克每立方厘米(g/cm3)；v———應(yīng)力波沿木構(gòu)件長度方向的傳播速度，單位為米每秒(m/s);l———應(yīng)力波無損檢測儀兩個傳感器之間的距離，單位為米(m)；t———應(yīng)力波無損檢測儀記錄的時間，單位為微秒(μs);W———木材含水率(%)；Ar———阻抗儀修正的缺陷面積(mm2)；Ai———應(yīng)力波檢測的缺陷面積(mm2)；Lr1、Lr2、Lr3———單路徑(第1條路徑、第2條路徑及第3條路徑)上阻抗儀檢測缺陷長度(mm)；Li1、Li2、Li3———單路徑(第1條路徑、第2條路徑及第3條路徑)上應(yīng)力波檢測缺陷長度(mm)；Ra———木構(gòu)件所測層面內(nèi)缺陷面積占比（%A———木構(gòu)件所測層面全面積（mm2Ar———木構(gòu)件所測層面內(nèi)缺陷面積（mm2）。43.1技術(shù)要求3.1.1木構(gòu)件內(nèi)部缺陷與彈性模量無損檢測儀器與工具有：1)應(yīng)力波無損檢測儀：儀器測定記錄時間至少為微秒(μs)2)木材含水率快速測定儀：測量含水率測量范圍應(yīng)為0~50%，測量精度±1.5%；3)游標卡尺，精度0.02mm；4)卷尺，精度1mm；5)記號筆。3.1.2應(yīng)力波無損檢測儀包括應(yīng)力波傳感器、應(yīng)力波放大器、電源單元、測試線纜、傳感器移除裝置、鐵錘或橡皮錘等。3.1.3應(yīng)力波傳感器所用的鋼釘?shù)闹睆讲灰舜笥?mm，釘入木構(gòu)件表面形成的孔洞，應(yīng)對木構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能無明顯影響。3.1.4應(yīng)始終保持鋼釘和傳感器頂端的清潔，否則會影響測量的準確度。3.2硬件配置3.2.1應(yīng)力波傳感器應(yīng)力波傳感器有產(chǎn)生應(yīng)力波和接收應(yīng)力波的功能，激發(fā)應(yīng)力波時，使用手錘(鐵錘或橡皮錘)敲擊傳感器，產(chǎn)生應(yīng)力波，在木構(gòu)件內(nèi)部傳播至其他傳感器，其他傳感器接收應(yīng)力波并將其轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)由放大器、電源單元傳輸至軟件。3.2.2應(yīng)力波放大器應(yīng)力波放大器將傳感器傳來的電信號進行放大，并通過測試纜線將其傳輸至電源單元。3.2.3電源單元電源單元應(yīng)內(nèi)置可充電電池，為傳感器系統(tǒng)提供電源，并通過線纜或藍牙連接方式將放大器傳輸過來的信號傳輸?shù)杰浖稀?3.3軟件配置3.3.1可選擇木構(gòu)件的材料種類?？梢栽谲浖静姆N類清單中選擇與待測構(gòu)件相同的木材種類。3.3.2可輸入和顯示傳感器分布的幾何參數(shù)。根據(jù)實際待測構(gòu)件的截面特性，選擇合適的傳感器布置方案，軟件會建立起與實際測試相符的幾何模型。3.3.3可采集測試數(shù)據(jù)。軟件讀取電源單元傳輸來的應(yīng)力波傳播時間數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，過濾掉異常數(shù)據(jù)。3.3.4可計算被測層面內(nèi)部各點的波速。結(jié)合輸入的傳感器分布幾何參數(shù)，計算各傳輸路徑的平均波速，并用插值法得到被測層面內(nèi)部各點的波速。3.3.5可生成被測層面波速云圖。根據(jù)軟件內(nèi)部算法，對被測層面上不同的波速區(qū)間賦予不同顏色，并以2D或3D形式顯示出來，可直觀顯示斷面的缺陷部位。木構(gòu)件應(yīng)力波無損檢測技術(shù)分為橫向應(yīng)力波技術(shù)和縱向應(yīng)力波技術(shù)兩類，其中橫向應(yīng)力波技術(shù)主要用于檢測木構(gòu)件內(nèi)部是否含有開裂或孔洞等缺陷；縱向應(yīng)力波技術(shù)主要用于檢測木構(gòu)件順紋方向的彈性模量，評估木材的力學(xué)強度。4.1一般規(guī)定4.1.1布置傳感器時，應(yīng)將其固定在外觀無明顯缺陷的木構(gòu)件部位。4.1.2各傳感器的鋼釘進入木構(gòu)件的深度應(yīng)保持一致，鋼釘和木構(gòu)件的連接須滿足要求，即用三根手指輕微旋轉(zhuǎn)傳感器頭部時不會發(fā)生轉(zhuǎn)動。4.1.3在進行內(nèi)部缺陷檢測時，應(yīng)在同一平面上沿構(gòu)件周圍以逆時針方向均勻布置不少于6個傳感器，各傳感器鋼釘?shù)难娱L線須經(jīng)過構(gòu)件待測截面的幾何中心。4.1.4在進行彈性模量測定時，應(yīng)沿構(gòu)件順紋方向布置2個間隔大于1000m的傳感器，兩傳感器嵌入方向相對，且傳感器鋼釘與木構(gòu)件長度方向所成夾角須在30°-45°之間。4.1.5采集應(yīng)力波傳播時間時，應(yīng)用同一把手錘沿鋼釘方向敲擊傳感器頭部的中心位置，每次敲擊的力度要均勻且須保持基本一致。4.1.6選定木構(gòu)件待檢測斷面時，應(yīng)記錄木構(gòu)件斷面詳細尺寸、形狀及檢測位置，測量中檢測斷面宜選擇1個~3個。4.1.7在進行彈性模量測定時，每棟建筑應(yīng)為一個檢驗批，每個檢驗批中測試構(gòu)件數(shù)量不應(yīng)少于總構(gòu)件數(shù)量的10%，且不應(yīng)少于3個構(gòu)件；對承受彎曲載荷的構(gòu)件，宜選擇產(chǎn)生拉應(yīng)力最大部位或其中間部位下表面，對承受軸向載荷的構(gòu)件，宜選擇沿高度方向的不同部位。4.2內(nèi)部缺陷應(yīng)力波無損檢測技術(shù)木構(gòu)件內(nèi)部缺陷采用橫向應(yīng)力波技術(shù)檢測技術(shù)方法進行測定，原理示意圖見圖4.2。它是通過布置在木構(gòu)件某一斷面周圍的若干傳感器，來測定該斷面垂直于木材紋理方向的應(yīng)力波傳播速度，并與同種木材健康材應(yīng)力波橫向傳播速度進行比較，以獲得應(yīng)力波波速云圖，根據(jù)應(yīng)力波波速云圖的顏色突變情況來判斷木構(gòu)件的內(nèi)部缺陷狀況；通過測定多個斷面垂直于木材紋理方向的應(yīng)力波傳播速度，便可獲得不同斷面處木構(gòu)件的內(nèi)部缺陷情況。4.3彈性模量應(yīng)力波無損檢測技術(shù)木構(gòu)件彈性模量采用縱向應(yīng)力波無損檢測技術(shù)方法進行測定，示意圖見圖4.3。9木材彈性模量(E)可按照式(4.3.1、4.3.2)進行計算：Ew23E12w[1+0.012(W12)](4.3.2)式中：Ew———含水率W%時木材彈性模量，單位為兆帕(MPa)；E12———含水率12%時木材彈性模量，單位為兆帕(MPa)，含水率在9%~15%范圍內(nèi)，按照式(4.3.2)計算有效;P———木材的基本密度，單位為克每立方厘米(g/cm3)；v———應(yīng)力波的傳播速度，單位為米每秒(m/s)；W———木材含水率(%)。其中，應(yīng)力波傳播速度v可由應(yīng)力波檢測儀通過測定應(yīng)力波傳播的時間和距離，經(jīng)式(4.3.3)計算獲得：(4.3.3)(4.3.3)式中：v———應(yīng)力波的傳播速度，單位為米每秒(m/s)；l———應(yīng)力波無損檢測儀兩傳感器之間的距離，單位為(m)；t———應(yīng)力波無損檢測儀記錄的時間，單位為微秒(μs)。而木材的基本密度P可通過對木構(gòu)件進行現(xiàn)場取樣，按照《木材密度測定方法》GB/T1933的相關(guān)規(guī)定，采用排水法測定。5.1檢測部位及數(shù)量根據(jù)木構(gòu)件的種類(如：柱、梁、檁、椽等)、高度(或長度)以及表面的缺陷情況，確定不同的檢測部位與間距。如對于木柱，一般在木柱底部1.0m范圍內(nèi)，每隔20cm選擇一個檢測部位；在1.5m以上部位，則可以每隔1.0m選擇一個檢測部位。如果肉眼觀察發(fā)現(xiàn)沿柱身方向有明顯腐朽區(qū)域，則可在該區(qū)域適當(dāng)增加檢測點的數(shù)量。對于其他類型的木構(gòu)件，可參照上述方法確定檢測部位及數(shù)量。5.2木構(gòu)件截面形狀多通道應(yīng)力波設(shè)備一次可進行多個方向的波速測定，即每次測定時，可在一個待測水平層面上布置多個傳感器，可同時得到各方向上應(yīng)力波傳播的速度。5.2.1對于橫截面為圓形的構(gòu)件，在每個檢測部位的水平層面上，應(yīng)沿構(gòu)件周圍等間距至少布置6個傳感器，傳感器測釘應(yīng)指向圓心，如圖5.2.1所示。5.2.2對于橫截面為橢圓形的構(gòu)件，在每個檢測部位的水平層面上，先測量截面的幾何參數(shù)，輸入軟件中，再按軟件顯示的示意圖依次在相應(yīng)位置上布置對應(yīng)編號的傳感器，傳感器測釘應(yīng)指向截面形心，如圖5.2.2所示。5.2.3對于橫截面為方形的構(gòu)件，在每個檢測部位的水平層面上，先沿兩個對角線方向在每個對角點處各布置1個測點，再于截面兩長邊中部各布置1個測點，輸入幾何參數(shù)后，按軟件顯示的示意圖依次在各測點上布置對應(yīng)編號的傳感器，傳感器測釘應(yīng)指向橢圓形中心，如圖5.2.3所示。5.2.4對于橫截面不規(guī)則的構(gòu)件，在每個檢測部位的水平層面上，沿構(gòu)件周圍合理布置至少6個傳感器，布置完畢后，根據(jù)軟件顯示，測量出相應(yīng)傳感器之間的距離，輸入軟件中對應(yīng)位置，以獲取傳感器布置示意圖進行波速測定。5.2.5對應(yīng)力波檢測的缺陷云圖進行面積偏差修正，采用木材微鉆阻抗儀對存在缺陷的木構(gòu)件進行進一步檢測，對構(gòu)件3個方向進行阻力檢測，進行單路徑上缺陷長度的修正按下式進行：式中：Ar———阻抗儀修正的缺陷面積(mm2)；Ai———應(yīng)力波檢測的缺陷面積(mm2)；Lr1、Lr2、Lr3———單路徑(第1條路徑、第2條路徑及第3條路徑)上阻抗儀檢測缺陷長度(mm)；Li1、Li2、Li3———單路徑(第1條路徑、第2條路徑及第3條路徑)上應(yīng)力波檢測缺陷長度(mm)。5.3檢測步驟5.3.1用卷尺測定木構(gòu)件的長度，按照5.1中的原則確定需要檢測的部位，并用記號筆或粉筆標出。5.3.2打開應(yīng)力波無損檢測軟件程序，選擇一種與實際待測木構(gòu)件相同的樹木種類進行實驗；選一檢測部位，確定該水平層面的截面形狀，并按5.2中的步驟在構(gòu)件周圍布置好傳感器。每個傳感器都有產(chǎn)生和接收應(yīng)力波的作用，當(dāng)敲擊其中一個傳感器時，該傳感器產(chǎn)生應(yīng)力波，并在木材內(nèi)部傳播至其余各傳感器上。發(fā)射應(yīng)力波的傳感器與接收應(yīng)力波的傳感器之間就形成了一個應(yīng)力波傳播通道，而一個發(fā)射應(yīng)力波的傳感器與其余所有接收應(yīng)力波的傳感器就形成一組應(yīng)力波傳播通道；當(dāng)用另一個傳感器作為發(fā)射傳感器時，該傳感器與其余傳感器又形成一組應(yīng)力波傳播通道，因此，布置幾個傳感器就有幾組應(yīng)力波傳播通道。5.3.3用同一把錘子以相同力度，按傳感器編號從小到大的順序依次敲擊各傳感器，每個傳感器需連續(xù)敲擊3次以上才可以繼續(xù)敲擊下一個傳感器。當(dāng)各接收傳感器接收到應(yīng)力波信號時，程序上會顯示出每次敲擊后每個傳播通道上應(yīng)力波傳播的時間，并以各次敲擊所得數(shù)據(jù)的平均值作為每個通道的傳播時間結(jié)果，應(yīng)力波無損檢測程序會根據(jù)所得應(yīng)力波傳播時間自動計算出應(yīng)力波傳播速度。5.3.4采用木材微鉆阻抗儀對應(yīng)力波檢測出存在缺陷的木構(gòu)件進行進一步檢測。采用木材微鉆阻抗儀對木構(gòu)件進行三個方向的鉆入檢測，檢測三個方向夾角在30°~45°,或者根據(jù)應(yīng)力波檢測出的缺陷圖形選擇三個鉆入方向。應(yīng)采用標定的鉆入速度。檢測時盡量保持木材微鉆阻抗儀水平，且鉆入時不可移動儀器。把檢測數(shù)據(jù)從木材微鉆阻抗儀中導(dǎo)入電腦，采用儀器后處理軟件進行數(shù)據(jù)處理。5.3.5按5.3.2、5.3.3和5.3.4的規(guī)定依次對木構(gòu)件其余待檢測部位的水平層面進行測定。5.4木構(gòu)件內(nèi)部缺陷狀況判斷及分級5.4.1木構(gòu)件有缺陷存在的部位，其彈性性能較健康的部位要差，密度也更低，當(dāng)應(yīng)力波經(jīng)過或者繞開這些缺陷部位時，傳播速度都會比健康部位的波速要低。按5.3節(jié)檢測步驟操作后，即可得到所測定木構(gòu)件各水平層面的波速分布圖。波速分布圖上缺陷部位的顏色與健康部位存在明顯差異，由此可直觀判斷缺陷所在位置；而不同受損情況的缺陷部位對應(yīng)不同的波速區(qū)間，也即不同的顏色，由此可初步判斷缺陷的嚴重程度。5.4.2木構(gòu)件缺陷類型主要有裂縫、腐朽、孔洞和蟲蛀等。其中，裂縫和孔洞缺陷類型較好判別。有裂縫存在的部位，其波速云圖上對應(yīng)的顏色突變區(qū)域應(yīng)為從圖像邊緣開始向構(gòu)件中心方向延伸的細長條狀，且邊緣處的顏色突變寬度較大，越靠近木構(gòu)件中心，寬度越小?？锥此诓课?，其波速云圖上該區(qū)域的顏色突變應(yīng)呈現(xiàn)為一處比較集中的形狀。而木構(gòu)件內(nèi)部腐朽的部位，對應(yīng)波速分布圖上散亂分布的顏色突變區(qū)域。5.4.3對于古建筑木構(gòu)件，我們不僅要知道其內(nèi)部缺陷的種類和位置，還要知道缺陷的嚴重程度，這樣才能為評估該構(gòu)件的安全性能提供有力的參考依據(jù)。本標準中，引入了缺陷等級來量化評價木構(gòu)件所測層面上缺陷的嚴重程度，而木構(gòu)件所測層面上缺陷的等級是通過計算所測層面上缺陷的面積與其全面積的占比大小來劃分。缺陷面積占比按下式(5.4.3)計算：Ra式中，Ra———木構(gòu)件所測層面內(nèi)缺陷面積占比（%）；A———木構(gòu)件所測層面全面積（mm2Ar———木構(gòu)件所測層面內(nèi)缺陷面積（mm2）。根據(jù)式(5.4.3)計算出木構(gòu)件各測定層面缺陷面積的占比后，再根據(jù)表5.4.3確定各層面對應(yīng)的缺陷等級。aRa≤5bca≤25dRa>256.1檢測數(shù)量根據(jù)古建筑木結(jié)構(gòu)木構(gòu)件的種類，分別對柱、梁、檁、椽等木構(gòu)件的彈性模量進行檢測。每個古建筑每種木構(gòu)件的檢測數(shù)量根據(jù)檢測目的和現(xiàn)場情況確定。6.2檢測方向沿木材順紋方向?qū)δ緲?gòu)件彈性模量進行檢測，每個木構(gòu)件彈性模量檢測1次。6.3檢測步驟6.3.1用含水率快速測定儀檢測待測木構(gòu)件的含水率，在木構(gòu)件靠近兩端和中間部位各檢測一次，取平均值作為該檢測部位的含水率。6.3.2沿木構(gòu)件順紋方向安裝兩個應(yīng)力波無損檢測儀傳感器，用錘子將其固定，使傳感器與木材順紋方向的夾角呈45°,兩傳感器的間距應(yīng)不少于1.0m。用卷尺測定兩傳感器的間距(即應(yīng)力波的縱向傳播距離)，記為lm。6.3.3打開應(yīng)力波無損檢測儀，用同一把錘子敲擊其中一個傳感器3次以上，記錄程序上顯示的各次應(yīng)力波傳播時間，以所得讀數(shù)的平均值作為該次檢測的傳播時間，記為tm。6.3.4根據(jù)式(4.3.3)計算應(yīng)力波縱向傳播速度vm，并將上述所有現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)記錄在附錄B中。6.3.5對檢測過的木構(gòu)件，應(yīng)在檢測部位附近截取一定尺寸的含水率木材試樣3塊或采用生長錐鉆取木芯作為試樣，按照《木材密度測定方法》GB/T1933的規(guī)定，采用排水法測定木材密度P。6.4木構(gòu)件彈性模量計算6.4.1將現(xiàn)場取的木材密度試樣，根據(jù)式(4.3.1)(4.3.2)計算木構(gòu)件彈性模量(E)。木材密度測定與木材彈性模量計算結(jié)果記錄在附錄6.4.2針對福建杉木，可采用以下修正式(6.4.2)計算木構(gòu)件順紋抗壓彈性模量（E12）E123+3184.4320(6.4.2)1.古建筑名稱： 3.木構(gòu)件類型及部位：4 5.檢測時間及天氣：6.檢測人：7.記m時間μsm/s順紋彈性模量EL(×103MPa)998981為便于在執(zhí)行本標準條文時區(qū)別對待，對要求嚴格程度不同的用詞如下：1）表示很嚴格，非這樣做不可的：正面詞采用“必須”；反面詞采用“嚴禁”；2）表示嚴格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的：正面詞采用“應(yīng)”；反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”；3）表示允許稍有選擇，在條件許可時首先應(yīng)先這樣做的：正面詞采用“宜”；反面詞采用“不宜”；4）表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用2條文中指明應(yīng)按其他有關(guān)標準執(zhí)行時的寫法為：“應(yīng)符合……的規(guī)定”或“應(yīng)按……執(zhí)行”。1《木結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》GB500052《古建筑木結(jié)構(gòu)維護與加固技術(shù)標準》GB/T501653《古建筑木構(gòu)件內(nèi)部腐朽與彈性模量應(yīng)力波無損檢測規(guī)程》GB/T289904《木材順紋抗壓彈性模量測定方法》GB/T15777-20175《木結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標準》JGJ/T4886《古建筑結(jié)構(gòu)安全性鑒定技術(shù)規(guī)范第1部分：木結(jié)構(gòu)》DB11/T1190.1古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷與彈性模量應(yīng)力波無損檢測技術(shù)標準Standardfornon-destructiveevaluationofinteriordefectsandmodulusofelasticofhistoricbuildingwoodmembersbystresswavemethods《古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷與彈性模量應(yīng)力波無損檢測技術(shù)標準》DBJ/T13-XXX-202X，經(jīng)福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳202X年XX月XX日以閩建科〔202X〕XX號文批準發(fā)布，并經(jīng)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部備案，備案號為J1XXXX-202X。本標準制訂過程中，編制組進行了XXX的調(diào)查研究，總結(jié)了我國工程建設(shè)（具體專業(yè)領(lǐng)域的情況）的實踐經(jīng)驗，同時參考了國外先進技術(shù)法規(guī)、技術(shù)標準（可具體指明重要技術(shù)法規(guī)、技術(shù)標準的名稱通過試驗（可舉出重要試驗名稱）取得了XXXX重要技術(shù)參數(shù)。為便于廣大設(shè)計、施工、科研、學(xué)校等單位有關(guān)人員在使用本標準時能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷與彈性模量應(yīng)力波無損檢測技術(shù)標準》編制組按章、節(jié)、條順序編制了本標準的條文說明，對條文規(guī)定的目的、依據(jù)以及執(zhí)行中需要注意的有關(guān)事項進行了說明。但是，本條文說明不具備與標準正文同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握標準規(guī)定的參考。 263檢測儀器 273.1技術(shù)要求 273.2硬件配置 273.3軟件配置 274基本規(guī)定 294.1一般規(guī)定 294.2內(nèi)部缺陷的應(yīng)力波無損檢測技術(shù) 304.3彈性模量的應(yīng)力波無損檢測技術(shù) 305古建筑木構(gòu)件內(nèi)部缺陷應(yīng)力波無損檢測 325.1檢測部位及數(shù)量 5.2木構(gòu)件的截面形狀 5.3檢測步驟 5.4木構(gòu)件內(nèi)部缺陷狀況判斷及分級 326古建筑木構(gòu)件彈性模量應(yīng)力波無損檢測 346.1檢測數(shù)量 6.2檢測方向 6.3檢測步驟 6.4木構(gòu)件彈性模量計算 1.1一般規(guī)定1.0.1條文說明中表格序號依次為表1、表2….表n。1.0.2條文說明中圖序號依次為圖1、圖2……圖n。1.0.3條文說明中公式序號依次為（1）、（2）……（n）。3.1技術(shù)要求3.1.1本條列舉了應(yīng)力波無損檢測過程所用到的儀器與工具，及其測量精度要求。3.1.2本條列舉了應(yīng)力波無損檢測儀器應(yīng)包含的基本裝置。3.1.3、3.1.4應(yīng)力波傳感器是產(chǎn)生和接收應(yīng)力波的直接裝置，其精度決定了采集得到的應(yīng)力波傳播時間的準確度，因此要避免鋼釘和傳感器頂端受到破損且需始終保持其清潔；若鋼釘直徑過大，在布置傳感器時會對木構(gòu)件表面甚至內(nèi)部造成較大破壞，給木構(gòu)件引入新的缺陷，這些新缺陷同木構(gòu)件原有的缺陷一樣，會降低應(yīng)力波傳播速度，從而對測試結(jié)果產(chǎn)生較大影響，因此要限制傳感器測釘直徑大小。3.2硬件配置3.2.1~3.2.3應(yīng)力波無損檢測儀硬件配置主要包括應(yīng)力波傳感器、應(yīng)力波放大器和電源單元，主要作用是產(chǎn)生、接收應(yīng)力波，形成應(yīng)力波傳播路徑，從而得到每條路徑上應(yīng)力波的傳播時間，并將數(shù)據(jù)傳輸至軟件上。3.3軟件配置3.3.1不同種類的木材有著不同的健康木材應(yīng)力波傳播速度（簡稱健康材波速），選擇與待測木構(gòu)件相同或相近的木材種類，可以更精確地計算出木構(gòu)件實測層面的健康波速，由此（根據(jù)健康波速）劃分出的各個波速區(qū)間也更加精確，將每個波速區(qū)間賦予不同顏色后，波速云圖就能更加真實地反映各個部位上的波速與健康波速的差異情況。3.3.2應(yīng)力波傳播距離是計算波速的重要數(shù)據(jù)之一，而本條內(nèi)容關(guān)系到能否獲得精確的應(yīng)力波傳播距離。首先，須選擇與待測層面相符的截面形狀以及合適的傳感器數(shù)量，其次，須精確測量出木構(gòu)件待測層面的周長，用以確定傳感器分布的位置。實際待測層面的形狀、實際傳感器布置的位置與軟件中的計算模型越吻合，獲得的應(yīng)力波傳播距離也越精確。3.3.3、3.3.4傳感器接收到應(yīng)力波需要一定時間，也即應(yīng)力波傳播的時間，其可通過電信號的形式存儲在電源單元中并傳輸至軟件上。軟件篩選過濾掉異常的時間數(shù)據(jù)后，再根據(jù)應(yīng)力波傳播路程即可算出應(yīng)力波傳播速度。3.3.5應(yīng)力波無損檢測儀軟件中共有3種可顯示波速分布圖的模式，Graph模式中，被測層面上的波速是以有色線條表示，且只顯示應(yīng)力波傳播路徑上的波速；2DMap模式中，可以直觀顯示整個被測層面上的波速分布圖像；3DMap模式中，被測層面上的波速分布情況以三維的圖像顯示。2DMap模式和3DMap模式中各點的波速都是通過Graph模式中的波速數(shù)據(jù)經(jīng)插值得到。木材的聲學(xué)特性是應(yīng)力波無損檢測的物理基礎(chǔ)，其基本原理為：當(dāng)木材的一端受到敲擊作用（機械作用）時，木材內(nèi)部就會產(chǎn)生應(yīng)力波（機械波），通過特定的設(shè)備和裝置測定應(yīng)力波傳播時間，計算應(yīng)力波傳播速度來判斷木材內(nèi)部的健康狀況以及獲得木材的彈性模量等。木材應(yīng)力波無損檢測技術(shù)包括橫向應(yīng)力波技術(shù)和縱向應(yīng)力波技術(shù)；其中，橫向應(yīng)力波技術(shù)主要用于檢測木材內(nèi)部的缺陷情況，而縱向應(yīng)力波技術(shù)則主要用于測定木材的彈性模量。4.1一般規(guī)定4.1.1、4.1.2這兩條給出了布置應(yīng)力波傳感器時的基本規(guī)定。4.1.3在條件允許范圍內(nèi)，傳感器布置數(shù)量越多，測量結(jié)果越精確；應(yīng)力波無損檢測程序有最少傳感器數(shù)量要求，當(dāng)傳感器數(shù)量少于6個時，圖像分辨率較差且測量精度較低，當(dāng)傳感器數(shù)量超過6個時，圖像較為清晰且測得結(jié)果也較接近，因此，每個待測層面上應(yīng)至少布置6個傳感器。當(dāng)傳感器布置點位確定后，傳感器布置方向不同，應(yīng)力波傳播速度也會發(fā)生較大變化；在木材橫截面上，應(yīng)力波傳播路徑主要有徑向和弦向之分，一般徑向傳播速度大于弦向。布置傳感器時，讓各傳感器鋼釘延長線經(jīng)過構(gòu)件待測截面的幾何中心，可保證應(yīng)力波傳播方向的一致性，即均沿徑向傳播，這是后續(xù)進行速度對比、缺陷判斷和彈模計算的前提。4.1.4傳感器布置角度對應(yīng)力波傳播速度有顯著影響，角度越大，時，速度下降較為明顯，90°時速度下降最為明顯。因此，測試時傳感器與木構(gòu)件的夾角不宜大于45°?？紤]到布置傳感器的操作方便性及測量結(jié)果的精確性，傳感器鋼釘與木構(gòu)件長度方向所成夾角應(yīng)在30°-45°之間。4.1.6本條給出了應(yīng)用應(yīng)力波無損檢測方法時，現(xiàn)場應(yīng)記錄的內(nèi)容及檢測的斷面數(shù)量。4.1.7本條給出了應(yīng)用應(yīng)力波無損檢測方法時，現(xiàn)場抽樣數(shù)量及不同類型構(gòu)件的檢查部位。4.2內(nèi)部缺陷的應(yīng)力波無損檢測技術(shù)木材內(nèi)部的缺陷狀況是采用橫向應(yīng)力波無損檢測技術(shù)，通過比較應(yīng)力波在木材內(nèi)部的傳播速度來判斷。對健康木材來說，應(yīng)力波在其內(nèi)部是沿直線傳播；而內(nèi)部存在缺陷的木材，應(yīng)力波則會繞過缺陷部位進行傳播，傳播路徑為曲線。因此，不同健康狀況的木材，即使在相同的位移下，應(yīng)力波傳播的路徑也會不同，傳播的時間也因此不同。當(dāng)木材內(nèi)部有缺陷存在時，應(yīng)力波傳播路徑為曲線，應(yīng)力波傳播時間會受到較大程度影響，而垂直于木材紋理方向的傳播時間會明顯增加，傳播速度會急劇減小。因此，檢測木材橫向應(yīng)力波傳播速度是探測木材內(nèi)部是否有缺陷存在的最佳途徑。4.3彈性模量的應(yīng)力波無損檢測技術(shù)木材彈性模量是表征木材力學(xué)性能最基本和最重要的指標之一，是通過縱向應(yīng)力波技術(shù)來測得。縱向應(yīng)力波無損檢測是將儀器的2個傳感器沿木構(gòu)件長度方向釘入待測定的構(gòu)件。當(dāng)用錘子敲擊其中任意一個傳感器時，就會在木構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，當(dāng)另一個傳感器接收到應(yīng)力波信號時，儀器就會顯示應(yīng)力波傳播的時間，通過測定兩傳感器之間的距離，由式(4.3.2)即可算得應(yīng)力波在木構(gòu)件中的傳播速度。由木材的聲學(xué)性質(zhì)可知：當(dāng)試樣厚度與波長相比可以