古建用落叶松木材物理力学性能预测及其影响因素

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作者 袁霄 钟慧娴 +1 位作者 钟永 陈勇平 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期63-69,共7页

为实现对木结构古建筑的预防性保护,有必要对木构件的材质性能进行及时有效的预测和评价。采取小试样-缩尺-足尺递进的方式,将微钻阻抗仪和应力波检测等无损检测方法与实验室物理力学性能测试相结合,构建并检验了落叶松木材物理力学性... 为实现对木结构古建筑的预防性保护,有必要对木构件的材质性能进行及时有效的预测和评价。采取小试样-缩尺-足尺递进的方式,将微钻阻抗仪和应力波检测等无损检测方法与实验室物理力学性能测试相结合,构建并检验了落叶松木材物理力学性能与微钻阻抗值和波阻模量关系预测模型,进而提出了古建用落叶松木材物理力学性能的现场无损检测分析方法。研究结果表明:落叶松小试件密度与微钻阻抗值呈现明显的线性正相关关系,木材密度与微钻阻抗值线性方程相关系数为0.91;落叶松小试样顺纹抗压强度、抗弯强度及抗弯弹性模量与波阻模量呈现较明显的线性正相关关系,木材顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量与波阻模量线性方程相关系数分别为0.86,0.74,0.74;通过微钻阻抗仪和应力波检测可推算落叶松木材物理力学性能。利用小试件测试数据所建立的预测方程进行落叶松大试件物理力学性能推算存在一定的误差,其缩尺试件密度和顺纹抗压强度预测值与实际值平均偏差分别为12%和16%,足尺试件密度和顺纹抗压强度预测值与实际值平均偏差分别为16%和17%。现场预测应同时考虑测试路径因素,自心材至边材区域,落叶松木材密度、顺纹抗压强度、微钻阻抗值沿径向表现为增大趋势,外层微钻阻抗值比整体平均微钻阻抗值大4%~16%。在古建筑木构件强度检测评估中,应进行木构件的整体微钻检测;若条件所限无法进行整体检测时,应针对不同树种的径向变化规律进行微钻阻抗值的修正。 展开更多

关键词 古建筑 木构件 落叶松木材 物理力学性能 无损检测

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竖向孔洞对木柱受压承载性能的影响研究

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作者 钟慧娴 陈勇平 钟永 《木材科学与技术》 北大核心 2024年第6期39-46,68,共9页

带孔洞木柱受压承载性能是古建筑木结构的研究重点之一。以古建筑常用树种落叶松(Larix sp.)木材为试验材料,采用人工开孔方法来模拟木柱内部孔洞缺陷,基于数字散斑图像(digital speckle image correlation,DIC)和力学试验机联用技术,... 带孔洞木柱受压承载性能是古建筑木结构的研究重点之一。以古建筑常用树种落叶松(Larix sp.)木材为试验材料,采用人工开孔方法来模拟木柱内部孔洞缺陷,基于数字散斑图像(digital speckle image correlation,DIC)和力学试验机联用技术,研究竖向孔洞对木柱受压承载性能的影响,结合宏观和微观力学性能来揭示带竖向孔洞缺陷木柱的受压破坏机制。结果表明:在本试验条件下,竖向孔洞横截面面积对木柱极限荷载的影响大于孔洞长度的影响;带竖向孔洞木柱受压破坏模式主要表现为褶皱破坏,随着位移的增加,出现木材横纹撕裂和斜角度剪切破坏;木材纤维褶皱破坏和斜角度剪切破坏主要是木材管胞细胞壁屈曲导致,而木材横纹撕裂破坏主要沿木材管胞顺纹方向延展且断面呈不规则锯齿状;应变场分布图显示表明木柱孔洞端部位置的竖向应力、横纹应力和剪切应力均存在显著应力集中,验证了数字散斑方法预测古建筑木构件损伤位置的有效性。通过竖向孔洞对木柱受压承载性能的影响研究,可为古建筑木结构保护修缮提供参考依据。 展开更多

关键词 带孔洞木柱 受压承载性能 数字散斑图像(DIC) 竖向孔洞 极限荷载 破坏模式 应变场

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国产结构用规格材的抗拉强度设计值 被引量：2

3

作者 钟永 武国芳 任海青 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期100-112,共13页

【目的】提出国产结构用规格材抗拉强度设计值确定方法,以指导国产结构用规格材在木结构中的安全设计和合理应用,为今后相关规范的制修订提供参考。【方法】以国产兴安落叶松规格材为例,总结不同材质等级(Ⅰc、Ⅱc、Ⅲc和Ⅳc)规格材的... 【目的】提出国产结构用规格材抗拉强度设计值确定方法,以指导国产结构用规格材在木结构中的安全设计和合理应用,为今后相关规范的制修订提供参考。【方法】以国产兴安落叶松规格材为例,总结不同材质等级(Ⅰc、Ⅱc、Ⅲc和Ⅳc)规格材的足尺抗拉试验数据;采用最小二乘法确定不同拟合数据点下规格材抗拉强度的概率分布参数值,并基于非参数法确定规格材的抗拉强度标准值;结合可靠度理论分析方法,分析规格材在不同拟合数据点、概率分布、荷载组合类型和荷载比值下可靠度指标与抗力分项系数之间的相互关系。【结果】不同材质等级规格材的抗拉强度存在显著差异,其平均值表现为Ⅰc>Ⅲc>Ⅳc>Ⅱc,变异系数则表现为Ⅱc<Ⅰc<Ⅲc<Ⅳc;通过拟合结果比较,随着拟合数据点减少,正态分布(Normal)、两参数威布尔分布(2-P-Weibull)和对数正态分布(Lognormal)拟合的尾部概率分布开始趋于一致,且与实测尾部概率分布基本相同;通过可靠度分析结果比较,规格材抗拉强度采用Lognormal分布得到的可靠度指标最大,采用Normal分布得到的可靠度指标最小;随着拟合数据点减少,3种概率分布(Normal、Lognormal和2-P-Weibull)得到的可靠度指标开始趋于一致;在抗力分项系数相同的情况下,对于恒荷载+住宅楼面活荷载(D+R)、恒荷载+办公室楼面活荷载(D+O)组合类型,其可靠度指标随荷载比值增大呈递增趋势,但对于恒荷载+雪活荷载(D+S)、恒荷载+风活荷载(D+W)组合类型,其可靠度指标随荷载比值的增大基本不变化;结合我国目标可靠度要求,D+W或D+S荷载组合类型下的抗力分项系数最大,D+O荷载组合类型下的抗力分项系数最小。【结论】在确定国产结构用规格材的抗拉强度设计值时,建议其抗拉强度的概率分布选用对数正态分布模型且采用后25%的数据拟合点来确定模型参数值,荷载组合类型应选择恒荷载+住宅楼面活荷载且荷载比值为1.0。不同材质等级(Ⅰc、Ⅱc、Ⅲc和Ⅳc)国产兴安落叶松规格材抗拉强度设计值分别为9.0、6.8、5.6和2.9 MPa。 展开更多

关键词 国产规格材 抗拉强度设计值 木结构 可靠度

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兴安落叶松规格材抗弯强度设计值的研究 被引量：1

4

作者 钟永 任海青 +3 位作者 武国芳 周海宾 赵荣军 邢新婷 《木材工业》 北大核心 2017年第4期5-9,共5页

以不同等级(Ic、IIc、IIIc、IVc)的国产兴安落叶松规格材(40 mm×90 mm×4 000 mm)为试验对象,进行足尺抗弯强度测试,采用最小二乘法确定其抗弯强度的最优概率分布模型,再运用可靠度理论分析方法,确定抗弯强度设计值,为改进我... 以不同等级(Ic、IIc、IIIc、IVc)的国产兴安落叶松规格材(40 mm×90 mm×4 000 mm)为试验对象,进行足尺抗弯强度测试,采用最小二乘法确定其抗弯强度的最优概率分布模型,再运用可靠度理论分析方法,确定抗弯强度设计值,为改进我国规格材强度设计值的确定方法,促进规格材在建筑结构中的安全设计和合理应用提供依据。 展开更多

关键词 兴安落叶松 规格材 足尺 抗弯强度 设计值 可靠度理论

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“08·6”西、北江及三角洲大洪水分析 被引量：6

5

作者 钟永 杨帆 江少英 《人民珠江》 2010年第1期23-26,共4页

2008年6月,受西南暖湿气流影响,西、北江流域普降大到暴雨,致使江河水位迅速上涨,形成了"08.6"西、北江大洪水。通过与历史洪水的对比,对此次暴雨洪水的水文情况进行了分析;并在新的水文情势及河道状况下,在水文勘测、情报预... 2008年6月,受西南暖湿气流影响,西、北江流域普降大到暴雨,致使江河水位迅速上涨,形成了"08.6"西、北江大洪水。通过与历史洪水的对比,对此次暴雨洪水的水文情况进行了分析;并在新的水文情势及河道状况下,在水文勘测、情报预报、安全度汛与防灾减灾等方面提出了相关建议。 展开更多

关键词 “08·6”西 北江大洪水 洪水分析

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鱼腥草注射液治疗小儿急性ITP的临床疗效观察 被引量：3

6

作者 钟永 段念 伍欢 《中国小儿血液》 2004年第2期83-84,共2页

关键词 鱼腥草注射液 治疗 小儿 急性ITP 临床疗效 特发性血小板减少性紫癜

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ADCP在潮流量测验中的应用与分析 被引量：2

7

作者 钟永 费凯 《水利水文自动化》 2004年第4期35-39,共5页

近年来,水文行业开始引进ADCP(声学多普勒流速剖面仪)应用于流量测验中。通过ADCP测流技术在三角洲河口区潮流量测验的实际应用与常规仪器的比较,分析各种数据误差的来源及合理性,特别是在潮流区测验中与常用仪器的表面误差分析,说明其... 近年来,水文行业开始引进ADCP(声学多普勒流速剖面仪)应用于流量测验中。通过ADCP测流技术在三角洲河口区潮流量测验的实际应用与常规仪器的比较,分析各种数据误差的来源及合理性,特别是在潮流区测验中与常用仪器的表面误差分析,说明其误差是河流水体运动的真实反映。得出ADCP测流法可以在三角洲网河区使用,特别是在珠江三角洲网河地区更应该大力推广该项技术,加快实现水文水利现代化的步伐。 展开更多

关键词 ADCP 潮流量 测验 应用 分析

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基于非参数法确定结构用木质材料的强度特征值

8

作者 钟永 江泽慧 +2 位作者 任海青 武国芳 赵荣军 《木材工业》 北大核心 2017年第6期5-9,共5页

强度特征值是木质材料的重要力学性能指标之一,是其在建筑结构中安全设计和合理应用的依据,根据设定的置信度水平确定。通过以正态分布生成的随机样本作为算例,采用非参数法,研究置信度水平与样本的强度变异系数、试样个数、特征值取样... 强度特征值是木质材料的重要力学性能指标之一,是其在建筑结构中安全设计和合理应用的依据,根据设定的置信度水平确定。通过以正态分布生成的随机样本作为算例,采用非参数法,研究置信度水平与样本的强度变异系数、试样个数、特征值取样顺序数的相互关系,确定不同置信度水平、取样顺序数下要求的最小试样数,并提出特征值取样顺序数计算公式。 展开更多

关键词 结构用木材 强度特征值 非参数法 置信度水平 正态分布

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浮标式ADCP自动流量测验在珠三角的应用 被引量：4

9

作者 钟永 杜文印 《水利信息化》 2010年第3期47-50,共4页

在珠江三角洲河区测船测流和安装固定H-ADCP测流无法普及使用的情况下，可采用浮标式ADCP自动测量流量。介绍了浮标式ADCP自动流量测验的方法、研究内容，分析了数据比测结果和误差等，阐述了浮标式ADCP测流在珠三角地区的应用情况。此... 在珠江三角洲河区测船测流和安装固定H-ADCP测流无法普及使用的情况下，可采用浮标式ADCP自动测量流量。介绍了浮标式ADCP自动流量测验的方法、研究内容，分析了数据比测结果和误差等，阐述了浮标式ADCP测流在珠三角地区的应用情况。此应用特别适合网河区巡测和船只较多的河道断面，运行成本低，解决了三角洲各河道流量资料缺乏的难题。 展开更多

关键词 浮标 ADCP 流量 自动测验 测量 珠三角

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河道数字化关键技术研究及应用 被引量：2

10

作者 钟永 杜文印 《水利信息化》 2015年第5期17-21,共5页

近年来,珠江三角洲堤防安全与治理越来越受到重视与关注,如何收集详尽的水下地形、地貌、水流流场流态等信息应用于堤围维护,特别是险段监测与治理上有重大作用。介绍集成先进仪器设备采集河道海量数字信息、无线传输和后台数据库处理... 近年来,珠江三角洲堤防安全与治理越来越受到重视与关注,如何收集详尽的水下地形、地貌、水流流场流态等信息应用于堤围维护,特别是险段监测与治理上有重大作用。介绍集成先进仪器设备采集河道海量数字信息、无线传输和后台数据库处理等关键技术,探索研究多波束全覆盖监测、地貌拼接成图、水下与岸边无缝融合及河道数字信息智能处理等技术,方便、快捷生成所需各种成果,并实现网络共享,可为堤围安全与治理,特别是河道应急监测提供技术支撑和科学依据。 展开更多

关键词 河道 数字化 水下 海量数字信息 关键技术 应用

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国产落叶松平行弦轻型木桁架静力承载性能 被引量：7

11

作者 王滋 周贤武 +3 位作者 武国芳 钟永 任海青 赵荣军 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期137-144,共8页

【目的】研究国产落叶松轻型木桁架的静力承载性能,为轻型木结构建筑的本土化发展提供科学依据。【方法】以国产日本落叶松和国产齿板为试验材料,设计制作2种工况共6榀跨度为4.8 m的平行弦轻型木桁架。通过静力承载试验,研究轻型木桁架... 【目的】研究国产落叶松轻型木桁架的静力承载性能,为轻型木结构建筑的本土化发展提供科学依据。【方法】以国产日本落叶松和国产齿板为试验材料,设计制作2种工况共6榀跨度为4.8 m的平行弦轻型木桁架。通过静力承载试验,研究轻型木桁架的极限荷载、受力分布和破坏形式,并通过建立有限元模型与试验结果进行对比分析。【结果】P和L型轻型木桁架的极限荷载平均值分别为22.45和22.94 k N,是设计荷载的2.27和2.32倍,变异系数分别为7.9%和7.1%。P型轻型木桁架最终破坏为脆性破坏,主要破坏点为桁架三分点处(即集中荷载施加处)和两端斜腹杆连接节点;L型轻型木桁架在2倍设计荷载之后逐渐出现平面外变形,当侧向变形较大时失去承载能力。通过SAP 2000有限元模拟发现,节点挠度与试验结果基本相符,挠度最大值为跨中位置,并向两端逐渐减小;弯矩最大值和轴力最大值在桁架弦杆的三分点处和两端斜腹杆节点,与试验结果相符。【结论】2种轻型木桁架在设计荷载下承载性能均较好,但由于木材非均质特性及加工差异表现出一定的离散程度;较P型轻型木桁架而言,L型轻型木桁架承载能力略高,但其面外刚度较小易发生侧向变形,在实际应用中应采取措施减小侧向变形,而P型轻型木桁架面外刚度较大相对稳定,更利于实际应用;分析认为平行弦轻型木桁架的薄弱环节在端部节点和集中荷载施加处,SAP 2000有限元模拟可以有效预测轻型木桁架在实际应用中的受力和变形情况。 展开更多

关键词 国产落叶松 国产齿板 轻型木桁架 有限元模拟 承载性能

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现代竹结构中重组竹销的槽承压强度 被引量：9

12

作者 李霞镇 钟永 任海青 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期122-128,共7页

选取试样尺寸、螺栓直径等因素对重组竹销槽承压强度进行分析,评价NDS/LRFD和Eurocode5中销槽承压设计公式对重组竹销槽承压强度预测的适用性,分析2个加载方向试样的破坏形态。结果表明:试样尺寸在满足设计最小值的前提下,对销槽承压性... 选取试样尺寸、螺栓直径等因素对重组竹销槽承压强度进行分析,评价NDS/LRFD和Eurocode5中销槽承压设计公式对重组竹销槽承压强度预测的适用性,分析2个加载方向试样的破坏形态。结果表明:试样尺寸在满足设计最小值的前提下,对销槽承压性能无显著影响,销槽承压强度值在104.40～169.77MPa范围内波动;2个加载方向的销槽承压强度从数值上看,随螺栓直径的增大呈下降的趋势;NDS/LRFD和Eurocode5对重组竹销槽承压强度的预测值偏小;加载方向的不同对试样的破坏形式影响较大。 展开更多

关键词 重组竹 销槽承压强度 试样尺寸 螺栓直径 破坏形式

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轻型木结构用材料和构件制造技术研究进展 被引量：8

13

作者 武国芳 任海青 +3 位作者 周海宾 钟永 邢新婷 赵荣军 《木材工业》 北大核心 2017年第1期5-8,共4页

围绕"结构用木质复合材料和构件制造技术"任务的研究目标和内容、技术路线,总结分析国产规格材和定向刨花板设计方法、轻型木桁架制造技术和设计方法、结构用木质保温板制造与性能评价技术的研究现状,概要介绍了围绕国产材料... 围绕"结构用木质复合材料和构件制造技术"任务的研究目标和内容、技术路线,总结分析国产规格材和定向刨花板设计方法、轻型木桁架制造技术和设计方法、结构用木质保温板制造与性能评价技术的研究现状,概要介绍了围绕国产材料应用研究课题的总体框架,旨在提升国产结构用木质材料及构件的制造水平,促进国产材料和构件的结构应用,推动轻型木结构建筑材料的本土化发展。 展开更多

关键词 轻型木结构 规格材 定向刨花板 轻型木桁架 结构用木质保温板

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木结构螺栓连接的力学性能研究进展 被引量：8

14

作者 张俊珍 钟永 +1 位作者 赵荣军 周海宾 《木材工业》 北大核心 2012年第4期39-42,52,共5页

螺栓连接已广泛用于现代木结构建筑中,系统研究其力学性能对建筑结构的安全性评估意义重大。本文从螺栓连接强度的预测方法、力学行为模拟、螺栓预紧、螺栓连接的破坏方式,以及抗火抗震条件下的力学性能等方面进行了总结归纳,针对目前... 螺栓连接已广泛用于现代木结构建筑中,系统研究其力学性能对建筑结构的安全性评估意义重大。本文从螺栓连接强度的预测方法、力学行为模拟、螺栓预紧、螺栓连接的破坏方式,以及抗火抗震条件下的力学性能等方面进行了总结归纳,针对目前的木结构螺栓连接中尚未解决的问题及有待进一步开展的研究项目,建议加强复螺栓连接的力学行为模拟、可靠性评价等研究。 展开更多

关键词 木结构 螺栓连接 承载力 破坏方式 抗火抗震条件

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木结构梁柱间榫卯连接节点性能研究进展 被引量：7

15

作者 武国芳 钟永 +1 位作者 龚迎春 任海青 《木材工业》 北大核心 2019年第5期25-29,共5页

为了促进传统营造技术在现代木结构中的传承应用与创新发展,梳理木结构梁柱间榫卯连接节点、榫卯连接木构架的力学性能及榫卯节点加固方法的研究现状,分析现有研究存在的问题,结合现代工程木产品及加工技术的发展现状,提出梁柱间榫卯连... 为了促进传统营造技术在现代木结构中的传承应用与创新发展,梳理木结构梁柱间榫卯连接节点、榫卯连接木构架的力学性能及榫卯节点加固方法的研究现状,分析现有研究存在的问题,结合现代工程木产品及加工技术的发展现状,提出梁柱间榫卯连接节点在现代木结构中的应用前景及研究方向。 展开更多

关键词 木结构 榫卯 梁柱连接 半刚性 加固

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安息香缩合反应的改进 被引量：15

16

作者 张国升 程俊 +1 位作者 孙玉亮 钟永 《安徽中医学院学报》 CAS 2003年第6期46-47,共2页

关键词 安息香缩合 正交设计 反应条件 实验

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单板层积材顺纹抗拉与抗压强度的尺寸效应分析 被引量：3

17

作者 赵荣军 王丽 +3 位作者 张俊珍 钟永 林利民 任海青 《木材工业》 北大核心 2016年第3期38-40,48,共4页

为探究足尺单板层积材(LVL)在木结构建筑中的强度,测试3种尺寸试样的抗压强度和2种尺寸试样的抗拉强度。结果表明:试件长度对其顺纹抗拉强度有显著尺寸效应,随着试样长度的增加,LVL的抗拉强度减小;试样长度和截面尺寸对其顺纹抗压强度... 为探究足尺单板层积材(LVL)在木结构建筑中的强度,测试3种尺寸试样的抗压强度和2种尺寸试样的抗拉强度。结果表明:试件长度对其顺纹抗拉强度有显著尺寸效应,随着试样长度的增加,LVL的抗拉强度减小;试样长度和截面尺寸对其顺纹抗压强度亦有显著尺寸效应,随着长度及截面尺寸增加,抗压强度减小。 展开更多

关键词 单板层积材 尺寸效应 抗拉强度 抗压强度

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三种国产齿板的节点拉伸性能分析 被引量：3

18

作者 王丽 王滋 +3 位作者 丁青锋 吴勇 钟永 赵荣军 《木材工业》 北大核心 2016年第5期5-8,16,共5页

为完善国内轻型木结构体系,开发推广国产齿板的应用,对三种国产齿板连接节点的极限承载力、单齿承载力、临界滑移刚度、破坏形式以及拉伸过程应变进行了研究。结果表明:国产齿板的延性优于进口齿板,且国产齿刻痕齿板的单齿承载力高于进... 为完善国内轻型木结构体系,开发推广国产齿板的应用,对三种国产齿板连接节点的极限承载力、单齿承载力、临界滑移刚度、破坏形式以及拉伸过程应变进行了研究。结果表明:国产齿板的延性优于进口齿板,且国产齿刻痕齿板的单齿承载力高于进口齿板;板齿刻痕及边缘齿加长,可提高齿板节点的连接性能。 展开更多

关键词 国产齿板 齿刻痕 边缘齿加长 极限承载力 破坏形式 轻型木结构

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GO/TiO_2复合物的制备、表征及其光催化性能研究 被引量：1

19

作者 钟永 兰天龙 黄应平 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第6期98-103,共6页

以Ti(OC4H9)4为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了复合氧化石墨(Graphite oxide,GO)二氧化钛粉体(GO/Ti O2),且利用X射线衍射分析(XRD)、比表面积测定(BET)及透射电镜(TEM)等仪器对其进行了初步表征.以罗丹明B(RhB)的光催化实验为探针反应,研... 以Ti(OC4H9)4为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了复合氧化石墨(Graphite oxide,GO)二氧化钛粉体(GO/Ti O2),且利用X射线衍射分析(XRD)、比表面积测定(BET)及透射电镜(TEM)等仪器对其进行了初步表征.以罗丹明B(RhB)的光催化实验为探针反应,研究其光催化活性,发现与单纯Ti O2相比,复合纳米粉末的光催化活性有显著的提高.通过粉体的分子荧光光谱(PL)、紫外可见漫反射分析(UV-vis reflection)及电化学性能的测定,发现石墨的引入有助于减少电子的复合效率.同时,采用辣根过氧化物酶(POD)分光光度法、苯甲酸荧光光度法、超氧化物岐化酶(SOD)和KI分光光度法测定降解过程中的氧化物种,结果表明GO/Ti O2光催化机理涉及到超氧自由基的氧化机理,并未涉及催化剂的空穴氧化. 展开更多

关键词 氧化石墨 二氧化钛 纳米复合物 机理

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榫头局部正交层板结构对直榫节点受力性能的影响 被引量：1

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作者 武国芳 龚迎春 +2 位作者 钟永 赵荣军 任海青 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期117-125,共9页

【目的】针对直榫节点受弯时榫头横纹变形较大、刚度和承载力较弱的问题,将“正交胶合木”概念引入直榫节点中,探讨榫头局部正交层板结构对直榫节点受力性能的影响,并提出合理的直榫节点“预增强”方法和参数为传统榫卯节点在现代木结... 【目的】针对直榫节点受弯时榫头横纹变形较大、刚度和承载力较弱的问题,将“正交胶合木”概念引入直榫节点中,探讨榫头局部正交层板结构对直榫节点受力性能的影响,并提出合理的直榫节点“预增强”方法和参数为传统榫卯节点在现代木结构工程中的应用提供理论与技术支持。【方法】以花旗松普通层板胶合木为材料,设计制作18个足尺直榫节点试件,其中部分试件榫头不作处理(对照组),其他试件榫头加工成正交层板结构。通过节点抗弯试验分析直榫节点的破坏模式和工作曲线,计算得到节点的抗弯刚度和极限弯矩;提出复杂应力状态下的木材本构关系模型,建立直榫节点有限元模型,对其抗弯性能进行模拟。与试验结果对比并验证模型准确性后,基于模型对局部正交层板结构直榫节点进行参数分析,探讨正交层板厚度、宽度等参数对直榫节点受力性能的影响规律。【结果】对照组直榫节点主要破坏模式为榫头端部顶面和根部底面的局部横纹压缩变形,局部正交层板结构可有效缓解榫头横纹压缩变形。与对照组相比,4组不同局部正交层板结构直榫节点的抗弯刚度平均值提升14.0%~36.9%,而极限弯矩有升有降;数值分析结果与试验结果吻合良好;随正交层板宽度增加,直榫节点的抗弯刚度先升后降,而承载力先降后升;随正交层板厚度增加,直榫节点的抗弯刚度呈上升趋势,而承载力呈下降趋势;对本研究直榫节点,建议正交层板厚度与榫头厚度比值取0.25,宽度取210 mm。【结论】局部正交层板结构可提高直榫节点的抗弯刚度,通过合理选择参数还可提高直榫节点的承载力;采用强度和韧性较好的材料,如重组竹和钢板等替代木材层板,可进一步提高直榫节点的抗弯刚度和承载力。 展开更多

关键词 榫卯节点 直榫 正交层板 预增强 木结构

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