[发明专利]一种重组复合结构竹材的长期抗拉强度的测定方法

说明书

本发明涉及一种重组复合结构竹长期抗拉强度的测定方法，属于绿色竹制建材技术领域。首先按照试样匹配方法加工出用于短期力学试验和长期力学试验的重组复合结构竹抗拉试件；通过短期力学试验，确定长期力学试验所应施加的应力水平；通过长期力学试验，得到竹抗拉试件的破坏时间；以重组复合结构竹抗拉试件的强度比为独立变量，对重组复合结构竹抗拉试件的破坏时间进行回归分析，得到拟合参数值；根据重组复合结构竹构件实际所设计的使用设计年限，计算得到该使用设计年限重组复合结构竹所对应的长期抗拉强度。本发明方法准确定量地评估重组复合结构竹的长期抗拉强度，测定结果可以作为重组复合结构竹在建筑结构中的应用和推广的数据支持。

技术领域

本发明涉及一种重组复合结构竹材的长期抗拉强度的测定方法，属于绿色竹制建材领域。

背景技术

重组复合结构竹材是由竹材经过碾压、干燥、浸胶和施压而制成的一种新型竹制复合材料，其在绿色建材领域具有广阔的应用前景。由于重组复合结构竹材是一种典型的生物质材料，其在长期载荷下会发生强度降低的现象，确定重组复合结构竹材长期强度指标是其应用于建筑结构领域的前提。但由于缺乏重组复合结构竹的长期强度的测定方法，无法准确定量地评估重组复合结构竹的长期强度，导致重组复合结构竹目前仍主要应用于地板、家具、集装箱地板等非结构应用领域中，重组复合结构竹产品的附加值低。通过提出重组复合结构竹的长期抗拉强度的测定方法，准确定量地评估重组复合结构竹的长期抗拉强度，对推进重组复合结构竹在建筑结构领域的应用，具有十分重要的意义。经有关文献和资料检索，如林产工业2015年第42卷第4期第3～6页的“竹质工程材料的蠕变性能研究现状”、林业工程学报2014年第28卷第3期第82～86页的“竹材蠕变应力指数的确定”、林业科技开发第2013年度27卷第3期第46～49页的“竹材的拉伸短期蠕变行为及模拟”。从上述方法和文献中，并未发现相近似的评定技术内容。

发明内容

本发明的目的是提出一种重组复合结构竹材的长期抗拉强度的测定方法，准确定量地评估重组复合结构竹的长期抗拉强度，以测定的长期抗拉强度为依据，推进重组复合结构竹从地板、家具等非结构应用领域向建筑结构应用领域的转变。

本发明提出的重组复合结构竹材的长期抗拉强度的测定方法，包括以下步骤：

(1)将待测重组复合结构竹加工成2n个抗拉试件，每个抗拉试件的形状为哑铃状，哑铃状抗拉试件的两个端部的横截面尺寸为50×20mm，抗拉试件的中心横截面尺寸为5×20mm，将2n个试件中的n个抗拉试件用于短期力学试验，2n个试件中的另外n个抗拉试件用于长期力学试验；

(2)通过短期力学试验，确定对待测重组复合结构竹材进行长期力学试验时应施加的应力，具体过程如下：

(2-1)对步骤(1)用于短期力学试验的n个抗拉试件分别进行测试，抗拉试件在3～5分钟破坏，记录抗拉试件破坏时的载荷，根据破坏时的载荷，分别计算所有抗拉试件的短期强度，将所有抗拉试件的短期强度的平均值记为m，将所有抗拉试件的短期强度从小到大进行排序，将排序后的短期强度记为f_i，i＝1,…k…,,n，将与短期强度f_i对应的累积破坏频率记为Ci，i＝1,…k…,,n，C_i＝(i+1)/(n+1)；

(2-2)根据步骤(2-1)得到的短期强度f_i和累积破坏频率C_i，顺序号k所对应的短期强度为fk、累积破坏频率Ck，顺序号k的取值应满足：0.05≤C_k＝(k+1)/(n+1)≤0.5，求解该不等式，得到k的值，进而得到与k对应的短期强度f_k，将f_k作为对待测重组复合结构竹材进行长期力学试验时应施加的应力S，S＝f_k；

(3)通过长期力学试验，确定待测重组复合结构竹材的长期载荷抗拉力学性能，具体过程如下：