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GB∕T 28993-2012 结构用锯材力学性能测试方法PDF文本

ICS91.080.20P23中华人民共和国国家标准GB/T28993-2012结构用锯材力学性能测试方法Standard test methods for mechanical properties of structural lumber2012-12-31发布2013-06-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布中国国家标准化管理委员会罚素衬网Z.ZC.ET
GB/T28993-2012前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由国家林业局提出。本标准由全国木材标准化技术委员会结构用木材分技术委员会(SAC/TC41/SC4)归。本标准起草单位：中国林业科学研究院木材工业研究所、苏州皇家整体住宅系统股份有限公司、贵州铭杉木制别墅制造有限公司、钻石木中国有限公司、南京工业大学、苏州香山宜构科技有限公司。本标准主要起草人：吕雄、江京辉、任海青、骆秀琴、周海宾、殷亚方、倪竣、王欣、朱琦敏、陆伟东。筑素前网
GB/T28993-2012结构用锯材力学性能测试方法1范围本标准规定了结构用锯材抗弯强度和抗弯弹性模量、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、顺纹抗剪强度、横纹抗拉强度、横纹抗压强度和横纹抗压弹性模量、扭转弹性模量测试方法。本标准适用于锯材。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1933木材密度测定方法GB50005木结构设计规范3术语和定义GB50005界定的以及下列术语和定义适用于本女件：3.1锯材lumber经锯剖、再剖、干燥、刨光、截端、分等生产出具有一定规格尺寸、质量等级和使用特性的锯制产品。3.2锯材宽度width锯材窄面之间的垂直距离。4测试试件试件经温度(20士2)℃和相对湿度(65士5)%的条件下调整至衡重，对应含水率为12%。试件应从足尺截面锯材中选取，试件的长度要求按第6章规定，最大降低强度缺陷应随机放置在测试区域内。测试前，宜记录试件树种、产地、最大降低强度缺陷、干燥方法、含水率调整方法、重量和尺寸。试件的重量和尺寸的精确度为1%。试验后，立即在破坏部位附近截取长15mm整截面无缺陷的含水率片，用烘干法进行含水率测定。密度测定按GB/T1933的规定。5测试条件力学性能测试应在室内温度(20士2)℃和相对湿度(65土5)%的环境中进行；有特殊研究目的，或特殊要求，可改变测试条件。选择合适的加载速度，试件宜在1min左右破坏，破坏时间应大于10s,小于10min。应记录测试时温度、相对湿度、锯材含水率和锯材破环时间。蜀素村网Z.ZS0.ET
GB/T28993-20126测试6.1抗弯强度和抗弯弹性模量6.1.1试验设备6.1.1.1试件支承加载夹具：支承块宽度应大于试件厚度，长度应大于试件厚度的1/2，通常不超过200mm,如图1所示。试件截面的宽度与厚度比b/d≥3时，应增加侧向支撑以防止侧向变形，而且不应阻碍试件在荷载方向上的变形。F/2F/26b6b6bL说明分J.NE可BC—试件移动端；F一荷载：L一一跨度；e—试件挠度；d一试件截面厚度；b一-试件截面宽度。图1抗弯强度和抗弯弹性模量测试示意图6.1.1.2加载装置应满足规定精度。6.1.2试件试件最小长度不能小于试验跨距，试验时跨度与锯材截面宽度比(L/b)为17：1至21：1，其比宜采用18：1。在支承点以外试件长度应小于10倍试件宽度，同时应大于2倍试件宽度。试件的尺寸以实际测量的尺寸为准。6.1.3试验步骤6.1.3.1在试验前，应测量试件截面尺寸和长度。6.1.3.2将试件放在支座上，试件最大强度降等缺陷应尽量放置在加载点之间，弯曲受拉面随机选择。弯曲时，钝棱、大面积腐朽等缺陷不应放置在加载位置，避免由于大面积缺失或局部丧失承载能力而出现测量误差。2蜀素Z.ZS0.ET
GB/T28993-20126.1.3.3测试抗弯弹性模量时，测量试件挠度的上、下限荷载差为最大荷载的10%~40%，为保证加荷范围不超过试件的比例极限应力，试验前，可在每批试件中，选2一3个试件进行观察试验，绘制荷载挠度曲线，在其直线范围内确定上、下限荷载。试验机以均匀速度先加荷至下限荷载，立即记录锯材挠度。然后加荷至上限荷载，再次记录锯材挠度，随即卸荷。如此反复3次。每次卸荷，应稍低于下限，然后再加荷至下限荷载。6.1.3.4抗弯弹性模量试验完毕后，持续加载至试件完全破坏。6.1.3.5记录荷载-挠度曲线、初次破坏、最大荷载以及发生突然变化处的荷载，描述试件破坏特征。6.1.4计算结果抗弯弹性模量E。,应该从荷载-挠度图中的线弹性部分选择对于荷载每增加△F,相应引起的挠度增加量△e,按式(1)计算，准确至10MPa:E.-器×（台）'×（会）×………(1）式中：Em一抗弯弹性模量，单位为兆帕(MPa);L一试样跨度，单位为毫米(mm)；b试件截面宽度，单位为毫米(mm);一试件截面厚度，单位为毫米(mm);△F一上、下限荷载差，单位为牛顿(N)；△e一△F引起的挠度，单位为毫米(mm)抗弯强度按式(2计算，准确至0.MPa:网fa=…(2)式中：fm一抗弯强度，单位为兆帕(MPa);F一最大荷载，单位为牛顿(N);L一试样跨度，单位为毫米(mm);试件截面宽度，单位为毫米(mm);d一-试件截面厚度，单位为毫米(mm)。6.2顺纹抗拉强度6.2.1试验设备6.2.1.1夹紧装置：可将拉伸荷载从驱动夹头传递至固定夹紧端，如图2所示。在试件截面上不施加任何弯曲冲量，允许在拉伸荷载下产生滑移，避免造成试样在夹头内破坏或应力集中破坏。该设备可通过平板连接到试件上，或通过其他形式夹紧试件。蜀素前网ZC.ET
GB/T28993-2012>12b说明：1一拉伸夹具；F一荷载；d一试件截面厚度；b一试件截面宽度。图2顺纹抗拉强度测试示意图6.2.1.2加载装置：应匀速加载，并满足荷载精度可移动的加载夹具。在加载过程中拉伸夹紧处木材破坏最小，滑移尽量小。根据试验要求，可调整移动和固定拉伸夹头之间的距离。6.2.1.3加载：可显示最大荷载，并且可进行校正以确保精度。6.2.2试件试件最大降低强度缺陷随机分布在测试区域内，试件测试长度应不小于12b,同时试件长度应包含夹具长度。6.2,3试验步卖6.2.3.1测量试件截面尺寸和长度。6.2.3.2将试件放在2个拉伸夹具之间并使两者轴线对中。夹具通过螺栓或者是楔形钳夹来夹紧试件。如采用后者应当施加很小的预应力，以确保每个钳夹移动相等的量，保持试件和钳夹沿轴向对齐。如果采用螺栓或者是楔形钳夹，则需要稳定而有力的夹紧钳夹，防止滑移。6.2.3.3记录荷载-变形曲线和最大荷载，描述试件破坏的特征。6.2.4计算结果顺纹抗拉强度f.。按式(3)计算，准确至0.1MPa:fuo=Fmas*……(3)db式中：f.0顺纹抗拉强度，单位为兆帕(MPa);Fmx一最大荷载，单位为牛顿(N)b试件截面宽度，单位为毫米(mm);d试件截面厚度，单位为毫米(mm)。6.3顺纹抗压强度6.3.1试验设备6.3.1.1加载装置：具有各向自由转动的作用，荷载均匀地分布在轴心上，并可控制加载速度和满足加载精度要求。4理甄素前网Z.ZC
GB/T2899320126.3.1.2支承块：荷载应均匀作用在试件横截面，而不产生偏心。采用球铰作为轴心抗压试验的支承装置时，球的半径宜小，有利于转动灵活和准确对中。球面半径宜为试件截面尺寸最大边（试件与球座之间的承压面)的1~2倍。6.3.1.3侧向支撑：当试件的b/d>3时，利用侧向支撑防止试件在测试过程中产生扭曲，而侧向支撑在试件的宽侧面的压力应对称，同时不妨碍试件长度方向的压缩变形和加载。侧向支撑可是连续的，也可是间断的，但应对称布置的，非连续测向支撑之间的间距应当小于横截面的回转半径的17倍。6.3.2试件试件最大降低强度缺陷随机分布在测试区域内，试件长度应为8b十2000m,如图3所示。沿试件长度方向施加压缩荷载F,直到试件发生破坏。为了防止试件长度方向发生扭曲，侧向支撑滚柱之间的间距范围为10d~10b。8b+2000mm说明：1一侧向支撑；F一一荷载：d一试件截面厚度；b—试件截面宽度。图3顺纹抗压强度测试示意图也可采用短柱法测试顺纹抗压强度，应从每一个试件块中至少截取2块测试试件，其中一块包含最大强度降等缺陷，另一块包含次要降等强度缺陷，试件的长度应不小于2.5b,代替该锯材最薄弱的截面。对于最大和次最大降低强度缺陷分别小于要求的长度，并且两个缺陷又彼此独立的试件，在两个试件中间截断。然后，将每一个测试试件截至需要的长度。如果两个降等非彼此独立的话，则在一个试件中包含两个缺陷（即使试件的长度超过要求的长度）。最后，参照上述方法，选择第二个测试横截面。注意锯解时锯不经过主要缺陷。然后对于上述锯截后短试件施加柱向压缩荷载，为了使荷载均匀地分布在接触表面上，不产生偏心，应当至少采用一个圆球形的支撑块，如图4所示，其最大半径应便于支承板调整，最小半径应当提供足够大的接触面积。此半径一般为试件的最大横截尺寸的1~2倍。球心应当落在试件的接触平面上。理蜀素荷网Z.J.ET
GB/T28993-2012说明：d—一试件截面厚度；H——试件高度。图4短柱顺纹抗压强度测试示意图&a:这UZ,J6.3.3.1测量试件的横截面尺寸和长度。6.3.3.2将试件放在压缩夹具上，注意使试件的长柱与加载方向保持一致。6.3.3.3对短柱顺纹抗压强度试验，将2块短试件加载至到破坏，选取其中的较小荷载为该锯材的最大荷载。6.3.3.4记录荷载-变形曲线和最大荷载，描述试件破坏特征。6.3.4计算结果顺纹抗压强度f.。按式(4)计算，准确至0.1MPa:foo=Eou……(4)db式中：f。-顺纹抗压强度，单位为兆帕(MPa);Fmx一一最大荷载，单位为牛顿(N);b-试件截面宽度，单位为毫米(mm);d-一试件截面厚度，单位为毫米(mm)。6.4顺纹抗剪强度顺纹抗剪强度测试示意图如图5所示。加载至试件破坏为止。6罚素村网Z.Z沁
GB/T28993-2012h3b3bbb)金属加载垫片a)加载示意图说明：1一试件：F一荷载；d一试件截面厚度；b一试件截面宽度；R3一金属垫片倒角半径3mm。图5顺纹抗剪强度测试示意图顺纹抗剪强度f,按式(5)计算，准确至0.1MPa:f,=0.75F……………(5)db式中：f、一顺纹抗剪强度，单位为兆帕(MPa);Fx一最大荷载，单位为牛顿(N):b—-试件截面宽度，单位为毫米(mm)；d-试件截面厚度，单位为毫*mm对网，7.|7SCET锯材可能由于如弯曲、横纹压缩等非剪切变形方式而发生破坏。但所有测试结果都应用于评估剪切强度性质。式(5)通过提供测试试件承载能力的标准化描述，可计算得到名义剪切强度。另一种测试方法一双跨距加载方式，示意图如图A.1,或其他测试方法。应立双跨距与单跨距两种测试方法的对等关系。6.5横纹抗拉强度横纹抗拉强度测试示意图如图6所示，横纹抗拉强度试件应包含锯材完整的横截面，试件长度1，等于b/3,采用三点弯曲测试方法如图6所示，加载到破坏为止，记录最大载荷。1.25h1.25hb=3h说明：1一试件纹理方向；F一荷载；d一试件截面厚度；b一试件截面宽度：h一锯截后试件长度。图6横纹抗拉强度测试示意图筑素前网
GB/T28993-2012横纹抗拉强度f.o按式(6)计算，准确至0.1MPa:f-(B7器-）×)………(6)式中：f.o一横纹抗拉强度，单位为兆帕(MPa);Fx一最大荷载，单位为牛顿(N);d试件截面厚度，单位为毫米(mm);—锯截后试件长度，单位为毫米(mm)。注：心034”为因子，名义拉伸强度等于边长为$00mm的方形餐材的强度.8003/6,6横纹抗压强度和横纹抗压弹性模量横纹抗压强度和横纹抗压弹性模量测试示意图如图7a)所示。通过长度为90mm,宽度为d+10mm的一对钢板施加荷载。测试设备的加载头应固定，不发生扭转。在加载过程中，绘制出荷载-挠度曲线，如图7c)所示。加载至锯材发生破坏或者变形总量达到20mm,即可停止试验。如果试件存在发生弯扭的趋势，则应使用侧向支撑约束在加载过程中产生的弯扭。单位为毫米尚筑Z.ZcN6ba)加载示意图90b)金属承载片尺寸说明：F一荷截；d—试件截面厚度；b一试件截面宽度；3一金属承载片倒角半径3mm;Y轴一载荷：X轴一变形；Fule极限荷载；F,弹性范围的直线偏移2mm时与挠度曲线的交点对应荷载；△e变形差；△F一荷载差；F。.b—0.1b变形对应荷载。图7横纹抗压强度和横纹抗压弹性模量测试示意图8筑素前网Z.ZC.ET
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