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增项必看!《古修建木结构检测手艺标准》检测要领解读
宣布时间:2023-08-25 浏览次数:25677 泉源:乐宝体育


中国古代修建是中华文明很是主要的组成部分,体现了中华历史长河中人民积累的关于自然科学知识、人文知识的结晶,包括了手艺、艺术、美学、宗教、礼制、价值观等普遍的文明效果。

中国古代修建是天下上公认的三大修建系统之一和唯一以木结构为主的修建系统。大宗体现在宫殿、官府、宗庙、园林、陵墓,以及民间宅舍、祠堂等,也包括一些高层佛塔和桥梁等。主要以木料、砖瓦为砌筑质料,以木构架结构为主要的结构方法。此结构方法,由立柱、横梁、顺檩等主要构件制作而成,各个构件之间的结点以榫卯相吻合,组成富有弹性的框架。
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因此,使用历史高达几百年甚至上千年的木结构,其检测、维护、修缮的要领和历程很是主要。
2020年,中国工程建设标准化协会出台《T/CECS 714-2020 古修建木结构检测手艺标准》,其中对木构件性能检测、木构件缺陷和损伤检查与检测两部分内容中明确提出使用应力波测定和微钻阻力检测法举行检测。

古修建木结构检测评价要领
古修建木结构的清静性能评价程序包括:
  • 园地和地基基。ㄌɑ┘觳橛爰觳
  • 结构安排和结构检查与检测
  • 木构件性能检测
  • 木构件缺陷和损伤检查与检测
  • 结构整体和构件变形检测与监测
  • 围护结构检查与检测
其中对木构件性能及缺陷损伤检测包括:肉眼视察、锤子敲击、外貌硬度检测、阻力测定、应力波测定、含水率测定、超声波测定、射线测定等等。

应力波检测法基来源理
木料的声学特征是应力波无损检测的物理基础,当木料的一端受到敲击作用(机械作用)时,木料内部就会爆发应力波(机械波)的撒播,通过特定的装备和装置测定应力波撒播时间的转变来判断木料的性子,如腐败、缺陷以及盘算木料的转动性模量等。木料应力波无损检测手艺包括横向应力波手艺和纵向应力波手艺。

横向应力波手艺
通过较量相同距离木料应力波撒播时间的是非,来判断木料内部是否腐败或含有朴陋等缺陷。康健木料,应力波的撒播路径是直线,而腐败木料和内部含有孔洞缺陷的木料,应力波的撒播路径则为曲线,撒播时间响应地就会增添,笔直于木料纹理偏向的撒播时间显着增添,撒播速率则急剧减小。因此检测木料横向(径向或弦向)应力波撒播速率是探测木料内部是否腐败或虫蛀的最佳途径。

声波在完好木料和空心木料中的撒播

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纵向应力波手艺
主要用于测定木料的转动性模量,从而展望木料的力学强度和力学性子。通过仪器的2个传感器沿长度偏向钉入需要测定的木料试样,一样平常a<45°。当用锤子敲击其中的一个传感器时,就会在木料内部爆发应力波,另一个传感器吸收到应力波信号的时间仪器就会显示应力波撒播的时间,通过测定两传感器之间的距离,由公式:
V= 106·(L/t)
即可确定应力波在木料中的撒播速率。其中:V为应力波的撒播速率 (m/s);L为应力波测定仪两传感器之间的距离(m);t为应力波测定仪纪录的时间(μs)。
由木料的声学性子可知,当试样厚度与波长相比可以忽略不计时,木料的转动性模量MOED与应力波撒播速率V及木料的密度ρ之间保存如下关系:
MOED= 103·ρ·V2
其中:MOED为木料转动性模量(MPa),ρ为木料的基本密度(g/cm3),V为应力波的撒播速率(m/s) 。

Fakopp ArborSonic木料应力波测定仪
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具有多通道的木料应力波测定仪,可以获得树木横切面内部的二维或三维图像,无损地检测木料内部康健与腐败情形以及腐败的水平巨细。

Microsecond Timer木料微秒计

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用于丈量树木或木料中应力波的撒播时间。

微钻阻力检测法基来源理
通过纪录仪器的金属探针以匀速的方法钻入被测物, 纪录路径上所遭遇的阻力转变曲线,其巨细随各树种密度的差别而转变。凭证检测获得的阻力曲线,定性地判断木料内部的腐败状态,然后此要领不可定量地评价由腐败引起的木料物理力学性子衰减水平。古修建木结构可以通过测定差别旧木构件的剩余转动性模量,从而确定木构件的剩余力学强度,再与同树种的康健材的力学强度值举行较量,得出旧木构件的强度衰减率。
因此凭证标准规范需要对木构件质料性能举行检测,包括:木料质料密度、含水率、抗弯弹性模量、抗弯强度温顺纹抗压强度。其中,木料受横向静力载荷作用时所爆发的最大弯曲应力为木料抗弯强度。木料受力弯曲时,在比例极限内应力与应变之比,则为抗弯弹性模量。
现场检测木料抗弯强度、抗弯弹性模量可接纳应力波检测法和微钻阻力检测法组合丈量:
  1. 微钻阻力检测法:应选择木构件无缺陷的部位,对遭受弯曲荷载的构件选择跨中最外层下外貌的受拉测,每个构件应至少钻取3个测点,取三者平均值作为试件的阻力值,3个测点不应位于统一横截面;
  2. 应力波检测法:两个探针应沿被测木构件长度偏向插入其表层,纪录两探针插入点间距,两探针间距宜为不宜小于300mm,探针与试件长度偏向夹角应为 30°~45°;
  3. 含水率测定:探针扎入被测部位,待数显稳固后读取含水率W数值。
通过公式盘算各项质料的力学性能,公式可参考《T/CECS 714-2020 古修建木结构检测手艺标准》P29、《木结构现场检测手艺标准 JGJ/T488》。
除此以外,关于木构件内部缺陷检测时,将应力波检测法和微钻阻力检测法组合使用,可以将双方优势举行互补,战胜应力波仪对腐败、朴陋、裂痕等缺陷区分不敷准确的弱点,以及微钻阻力仪数据笼罩面窄的缺乏。应力波扫描可获得木构件断面材质的图像,使用阻抗仪对保存缺陷的木构件举行代表性单路径上缺陷长度的修正,可获得更为准确的缺陷面积。
凭证相关公式,举行修正,公式可参考《T/CECS 714-2020 古修建木结构检测手艺标准》P33。

木料微钻阻力仪

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通过探针钻入树木阻抗丈量纪录,可以利便和准确地探测树木的内部结构如腐败或朴陋情形、材质状态、生长状态(年轮剖析)等。
两种检测要领通过互补,可盘算得出木构件质料的性能参数,用来判断结构的强度状态,并且还能更快捷、准确地判断木构件内部一定区域面积内的缺陷,阻止对证料的铺张和木构件的破损。

参考文献:
王朝志,张厚江,应力波用于木料和活力木无损检测的研究希望[J.林业机械与木匠装备,2006 34(3):9-13
尚雄师,段新芳,杨中平,应力波无损检测手艺及其在木结构古修建;ぶ械挠τ肹J].天下林业研究.2008,(2):44-48.
孙燕良,张厚江,朱磊,间海成,微钻力阻力仪在检测木 材密度中的应用研究[J]. 湖南农业科学,2011(10): 43-44.
《T/CECS 714-2020 古修建木结构检测手艺标准》,中国工程建设标准化协会标准
《JGJ-T488-2020:木结构现场检测手艺标准》,中华人民共和国行业标准



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