结构用集成材性能评价.ppt

工程木制材料性能评价 ANSI/AITC A 190.12002 结构用集成材 美国国家标准 EN 14080 结构用集成材性能要求和最 低生产要求 JAS 集成材日本农林标准（1152号） GB/T 268992011 结构用集成材 主要参考标准 1 LY/T 1601 水基聚合物异氰酸酯木材胶粘剂 2 ISO/DIS 12578 结构用集成材性能和生产要求 3 ISO/CD 12579 结构用集成材胶层剪切试验 4 ISO/CD 12580 结构用集成材胶层剥离试验 5 ISO/CD 8375 结构用集成材测试方法：物理和机械性能的测定 6 GB/T 19382009 木材顺纹抗拉强度试验方法 7 GB/T 20000.22009 标准化工作指南第2部分：采用国际标准 8 ANSI/AITC A 190.12002 结构用集成材美国国家标准 9 ASTM D 905 压缩载荷下胶粘剂剪切性能的标准测试方法 10 ASTM D 2559 在户外（潮湿）露天条件下使用的结构用集成材胶粘剂标准规范 11 ASTM D 3737 结构用集成材许用值确定标准规范 12 DIN 10522004 结构用集成材性能 13 EN 301 承重木结构用胶粘剂酚醛和氨基类胶粘剂分类和性能要求准 14 EN 385 结构用指接材性能要求和最低生产要 15 EN 386 结构用集成材性能要求和最低生产要 16 EN 390 结构用集成材规格许用偏 17 EN 408 结构材和结构用集成材物理力学性能的测定 18 EN 14080 结构用集成材性能要求和最低生产要求 19 JAS 集成材日本农林标准（1152号） 20 JAS 结构用集成材生产工艺规程 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语、定义和代号 4 要求 5 物理化学性能试验方法 6 产品标识 7 结构用集成材生产及质量控制 附录A（资料性附录） 结构用集成材生产及质量 控制 附录B（资料性附录） 部分国家和地区结构用集 成材强度等级对应关系 参考文献 前 言 本标准的附录A和附录B均为资料性附录。 本标准由国家林业局提出。 本标准由全国人造板标准化技术委员会（SAC/TC198） 归口。 本标准负责起草单位：北京林业大学 本标准参加起草单位：东北林业大学、中国建筑西南设计 研究院、四川省建筑科学研究院、哈尔滨工业大学、黑龙 江省林产工业研究所、大兴安岭漠河宜家木业有限责任公 司、大连双华木业有限公司、烟台黄海木工机械有限公司 、赫英木结构制造（天津）有限公司、苏州鑫海木业有限 公司、欧洲木业协会、美国工程木制材料协会、普邦公司 、威力（烟台）木业技术有限公司、沈阳爱克浩博化工有 限公司。 本标准主要起草人：申世杰、顾继友、王永维、杨学兵、 张绍明、郑炳丰、许方、祝恩淳、张厚江、范永华、张金 菊、张树庆、崔志刚、蔡静蕊、李杲、邢军、何林、步学 海。 1 范围 本标准规定了结构用集成材的术语和定义 、最低性能和生产要求，物理化学性能试 验方法以及产品标识方法。 本标准给出了结构用集成材生产及质量控 制方法和要求。 本标准适用于以承重为目的，将按等级区 分的层板（可指接、斜接或拼宽）沿纤维 方向相互平行在厚度方向层积胶合而成的 结构用集成材。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标 准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适 用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的 各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是 不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 。 LY/T 1601 水基聚合物异氰酸酯木材胶粘剂 JISK 8001 试剂试验方法通则 3 术语、定义和代号 3. 术语和定义 3.1. 结构用集成材 structural glued laminated timber 结构用胶合木 structural glulam 以承重为目的，将按等级区分的层板（可 指接、斜接或拼宽）沿纤维方向相互平行 在厚度方向层积而成的结构用材。主要用 于建筑结构的承重构件。 3.1.2 层板 laminations 构成结构用集成材的各层板材。 3.1.18 水平型指接层板 laminations with horizontal finger joint 侧面可见到指榫形状的指接层板，如图1所 示。 图1 水平型指接层板 3.1.18 水平型指接层板 laminations with horizontal finger joint 侧面可见到指榫形状的指接层板，如图1所 示。 图1 水平型指接层板 3.1.19 垂直型指接层板 laminations with vertical finger joint 正面可见到指榫形状的指接层板，如图2所 示。 图2 垂直型指接层板 3.1.28 宽面材边节径比 diameter ratio in the edge of width surface 板材宽度材面上，距板材两棱边10mm（对 于干燥刨光后的层板距板材两棱边5mm） 以内的范围叫做材边部分。节径比是指节 子或孔洞的直径与所在的材面宽度之比的 百分数。材边节径比的测量方法如图3所示 。 图3 宽面材边节径比的节子测定方法 3.1.29 集中节径比 ratio of grouped knots diameter 集中节径比是指在板材长度150mm区间内 ，节子及孔洞的直径总和与板材宽度的比 值。节子直径检量是与板材的材棱平行的 两条节子周切线之间的距离。集中节径比 的测量方法，如图4所示。 图4 集中节径比的节子测量方法 3.1.30 斜纹倾斜比 grain inclination 木材斜纹理在层板宽度方向上的倾斜高度 与相对应的层板纵向长度之比，如图5所示 。 图5 斜纹倾斜比 3.1.31 使用环境1 service class 1 每年内，在相对于温度为20和仅 有几周空气相对湿度超过65%条件 的环境，对于绝大多数针叶材来说 ，年平均平衡含水率不超过12%。 3.1.32 使用环境2 service class 2 每年内，在相对于温度为20和仅 有几周空气相对湿度超过85%条件 的环境，对于绝大多数针叶材来说 ，年平均平衡含水率高于12%，但 不超过20%。 3.1.33 使用环境3 service class 3 在每年内，木材平衡含水率高于使 用环境2条件下的木材平衡含水率 ，例如构件完全暴露在室外大气中 。对于绝大多数针叶材来说，年平 均平衡含水率超过20%。 3.1.34 最大剥离率 maximum delamination percentage 测量试件两端面胶层，单一胶层总的剥离 长度最大者除以该胶层长度，以百分数表 示。 3.1.35 总剥离率 total delamination percentage 测量试件两端面胶层，所有胶层总的剥离 长度除以胶层总长度，以百分数表示。 3.1.36 木破率 wood failure percentage 在剪切强度测试中，木材破坏区域占总 剪切面积的百分比。 3.1.37 特征强度 characteristic strength 在温度为20，相对湿度为65%条件 下，使试件达到平衡含水率状态，进行力 学强度试验（从加载到破坏持续时间300秒 左右）所得各试验数值的5%下限值，或以 含水率12%为准的足尺试验数值的5%下限 值。在此又称5%分位值。 3.1.38 正弯曲 plus bending 当荷载作用于非对称异等组合结构用集 成材受压侧层板的宽面上，受拉侧层板的 宽面朝下时的弯曲。 3.1.39 负弯曲 minus bending 当荷载作用于非对称异等组合结构用集成 材受拉侧层板的宽面上，受压侧层板的宽 面朝下时的弯曲。 4 要求 4.1 胶粘剂 4.1.1 胶粘剂的选择和使用原则 结构用集成材用胶粘剂可分为I类和II类 两种胶粘剂。I类胶粘剂可用于所有使用环 境的结构用集成材的制造。II类胶粘剂可用 于使用环境1和使用环境2结构用集成材的 制造，但是结构用集成材使用环境温度要 低于50。 除了4.1.2中涉及到的胶粘剂种类外， 其它胶粘剂经权威技术部门试验确认，能 够达到同等胶合性能的也可使用。 4.1.2 不同使用环境下使用的胶粘剂 4.1.2.1 用于使用环境1条件下的结构用集成材胶 粘剂 4.1.2.1.1 层板的层积方向和宽度方向胶合使用的 胶粘剂 间苯二酚，间苯二酚苯酚树脂，水基聚合物 异氰酸酯（要达到LY/T 1601水基聚合物异氰酸 酯木材胶粘剂的要求，下同）。 4.1.2.1.2 层板长度方向胶合使用的胶粘剂 间苯二酚，间苯二酚苯酚树脂，水基聚合物 异氰酸酯，三聚氰胺、三聚氰胺脲醛共缩聚树脂 。 4.1.2.2 用于使用环境2条件下的结构用集成 材胶粘剂 4.1.2.2.1 层板的层积方向和宽度方向胶合使 用的胶粘剂 间苯二酚树脂，间苯二酚苯酚树脂。 4.1.2.2.2 层板的长度方向胶合使用的胶粘剂 间苯二酚，间苯二酚苯酚树脂，三聚氰胺树 脂。 4.1.2.3 用于使用环境3条件下的结 构用集成材胶粘剂 4.1.2.3.1 层板的层积方向和宽度方向胶合 使用的胶粘剂 间苯二酚树脂，间苯二酚苯酚树酯。 4.1.2.3.2 层板的长度方向上胶合使用的胶 粘剂 间苯二酚树脂，间苯二酚苯酚树脂，三 聚氰胺树脂。 4.2 层板的质量 4.2.1 含水率 层板的含水率应为8%15%之间。 4.2.2 层板的厚度及偏差 层板的最终加工厚度不超过50mm。 层板任意1m长度范围内厚度的最大偏差： 使用膨胀性胶粘剂为0.2mm；非膨胀性胶 粘 剂为0.1mm。 层板横截面宽度方向上的厚度偏差应 该小于宽度的0.15%，任何情况下都不能大 于0.3mm。 4.2.3 层板宽度方向的拼接与开槽 允许利用较窄的板材在宽度方向上胶拼， 以达到层板所需的宽度。 当结构用集成材在层板宽度方向承受载荷 时，层板宽度方向上胶拼的胶合性能应达 到4.5.2结构用集成材不同使用环境所规定 的相关胶合性能要求。 当集成材用层板宽度大于200mm时，可以 在层板宽度方向的中部开槽，凹槽宽度不 大于4mm，深度不大于层板厚度的1/3。 4.2.4 层板长度方向的纵接 当层板的长度不能满足结构用集成材长度 要求时，可以纵向接长，接长方式可以采 用指接、斜接及其它接长方式。 纵接层板的抗弯强度或抗拉强度的5%分位 值要等于或大于表2目测分等层板强度性能 指标或表7机械分等层板强度指标中的相应 值。 4.2.5 目测分等层板 4.2.5.1 层板外观质量要求 层板外观质量应符合表1的要求。 项目要求 IdIIdIIIdI V d 节子 、 孔洞 集中节径比（%）203040 5 0 宽面材边节径比（%）172533 5 0 斜纹倾斜比1/161/141/12 1 / 8 平均年轮宽度（除辐射松外）6mm 变色、涡纹不明显 裂纹不明显裂 纹 宽 度 极 小 ， 长 度 不 大 于 5 0 m m 弯曲 变形 弓弯每米长度矢高不大于5mm 侧弯每米长度矢高不大于4mm 翘曲每米长度范围内板材宽度方向上每25mm 不超过1mm 髓心 部分( 辐射 松) 板材宽度不足190mm不许有从髓心到半径50mm以内的年轮木材 板 材 窄 面 上 髓 心 长 度 小 于 材 长 的 1 / 4 板材宽度在190mm以上 从板材材边的宽度方向上的1/3范围内，不许有从髓心到半径50mm以内的年轮 木材 板 材 窄 面 上 髓 心 长 度 小 于 材 长 的 1 / 4 其它缺陷极轻微轻 微 注：髓心部分的检测方法如图6所示，用刻有从半径50mm到100mm,以5mm为单位的半圆(下称测定器具)：在板材截面上， 使测定器具半径为50mm的曲线与距离髓心最近的年轮界线靠近复合，进行比对测定。 4.2.5.2 目测分等层板强度 对称异等组合结构用集成材最外层层板、外层层 板，非对称异等组合结构用集成材抗拉侧最外层 层板、外层层板以及同等组合结构用集成材的层 板强度要求如下： a） 非纵向接长的层板 依据5.6.2抽样方法抽样，按5.3.2抗弯试验方法B 进行抗弯弹性模量的检测，其结果要达到表2所列 的弹性模量指标。 b） 纵向接长的层板 依据5.6.2抽样方法抽样，根据5.3.3抗弯试验方法 C进行抗弯强度检测，或根据5.4抗拉试验方法进 行抗拉强度检测，其结果要达到表2所列的抗弯强 度或抗拉强度指标。 表2 目测分等层板强度性能指标 单位为兆帕 树种及层板等级弹性模量抗弯强度抗拉强度 SZ1SZ2SZ3SZ4SZ5平均值5%分位值平均值5%分位值平均值5%分位值 Id140001150054.040.532.024.0 IIdId125001050048.536.028.021.5 IIIdIIdId11000950045.534.026.520.0 IIIdIIdId10000850042.031.524.518.5 IIIdIIdId9000750039.029.523.517.5 IIIdIId8000650036.027.021.516.0 IIId7000600033.025.020.015.0 注：表中树种分级见表4的规定。 表3