世界木材材料資源狀況行業(yè)分析-資料下載頁(yè)
2025-08-03 08:25本頁(yè)面
【正文】 型之強(qiáng)度性能于理論上應(yīng)優(yōu)于第2類(lèi)型，然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果并未如預(yù)期之原因，可能與重復(fù)次數(shù)僅為3次，易受實(shí)驗(yàn)變因之影響。然而，本試驗(yàn)結(jié)果顯示以三鉸徑向拱型集成材運(yùn)用時(shí)，其靜曲承載性能遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)，因而增廣其未來(lái)可能應(yīng)用之場(chǎng)合。表三鉸徑向拱型集成材之靜曲性能集成材類(lèi)型破壞載重(kgf)破壞載重下之彎曲力矩(103 kgfcm)靜曲強(qiáng)度(kgf/cm2)靜曲彈性系數(shù)(103 kgf/cm2)第一類(lèi)型對(duì)稱(chēng)異等級(jí)集成材(112233)5925(32)683 (32)645 (32)328 (55)第二類(lèi)型對(duì)稱(chēng)異等級(jí)集成材(123344)7497(10)864 (10)816 (10)393 (1)(％)為變異系數(shù)值圖1第1類(lèi)型結(jié)構(gòu)用彎曲集成材之靜曲載重變位圖()圖1第1類(lèi)型結(jié)構(gòu)用彎曲集成材之靜曲載重變位圖()圖1第1類(lèi)型結(jié)構(gòu)用彎曲集成材之靜曲載重變位圖() 圖1第2類(lèi)型結(jié)構(gòu)用彎曲集成材之靜曲載重變位圖()圖1第2類(lèi)型結(jié)構(gòu)用彎曲集成材之靜曲載重變位圖()圖1第2類(lèi)型結(jié)構(gòu)用彎曲集成材之靜曲載重變位圖()(三)、設(shè)計(jì)規(guī)范下之靜曲性質(zhì)設(shè)計(jì)撓度限制下之彎曲力距依內(nèi)政部營(yíng)建署之設(shè)計(jì)及施工規(guī)范之規(guī)定，受彎構(gòu)材剛性之彈性變形范圍內(nèi)之最大撓度為L(zhǎng)/300，且不得大于2 cm。本試驗(yàn)之實(shí)大尺寸集成材梁高為25 cm，依本試驗(yàn)試材之跨距為593 cm可知，㎝，根據(jù)此變位量探討各試材相對(duì)應(yīng)之靜曲載重值。由表7所示，在達(dá)到最大靜曲撓度限制之設(shè)計(jì)規(guī)定值時(shí)，各不同組合之集成材試材的相對(duì)應(yīng)彎曲力矩值，約為最大靜曲破壞時(shí)之彎曲力矩值的11~29 %。其中第一類(lèi)型所能承載之撓度限制下彎曲力距197 103kgfcm則大于第二類(lèi)型116 %。均布載重之評(píng)估對(duì)稱(chēng)異等級(jí)結(jié)構(gòu)用集成材在設(shè)計(jì)撓度限制下之等效均布載重值，以1等為最外層及次外層集成元與2等為內(nèi)層及3等為中間層用集成元，所組成之對(duì)稱(chēng)異等級(jí)集成材，其設(shè)計(jì)撓度限制下等效均布載重平均值為448 kgf/m，另外以1等為最外層、2等為次外層、3等為內(nèi)層及4等為中間層用集成元之對(duì)稱(chēng)異等級(jí)集成材，其設(shè)計(jì)撓度限制下等效均布載重平均值為207 kgf/m，較第1類(lèi)型低116 %。在受拉狀態(tài)下，彎曲集成材容許徑向應(yīng)力為集成材容許剪應(yīng)力之1/3，柳杉為B2類(lèi)樹(shù)種，Lfsxx＝9 kgf/cm2，因此彎曲集成材容許徑向應(yīng)力fRu應(yīng)為3 kgf/cm2，從表7可知，第1類(lèi)型及第2類(lèi)型集成材其設(shè)計(jì)變位量之徑向應(yīng)力皆低于容許徑向應(yīng)力值，且僅為容許徑向應(yīng)力值的34％及16％，足見(jiàn)曲率半徑為1146㎝之彎曲集成材在靜曲載重條件下，其所產(chǎn)生之徑向應(yīng)力并非破壞之關(guān)鍵因素，因此本試驗(yàn)材料斷面尺寸為10㎝ 25㎝ 之柳杉彎曲集成材，于等效均布載重為448 kgf/m及207 kgf/m之條件下，可應(yīng)用于跨距593㎝之場(chǎng)合。表設(shè)計(jì)規(guī)范下之結(jié)構(gòu)用集成材靜曲性質(zhì)集成材類(lèi)型設(shè)計(jì)變位量之載重值破壞時(shí)等效均布載重(kgf/m)破壞載重下之徑向應(yīng)力(kgf/cm2)彎曲力矩(103kgf㎝)等效均布載重(kgf/m)徑向應(yīng)力(kgf/cm2)第一類(lèi)型對(duì)稱(chēng)異等級(jí)集成材(112233)197 (49)448 (49)(49)1554 (32)(32)第二類(lèi)型對(duì)稱(chēng)異等級(jí)集成材(123344)91 (25)207 (25)(25)1966 (10)(10)(％)為變異系數(shù)值四、二鉸徑向拱型集成材橋梁之強(qiáng)度性能評(píng)估(一)、理論設(shè)計(jì)值橋面寬110㎝，大梁由3支2鉸徑向拱形集成材為構(gòu)成，規(guī)格為593㎝長(zhǎng)10㎝寬 25㎝ 厚，橋面之均布活載重值為400 kgf/m2，欲檢討梁深尺寸是否合乎國(guó)內(nèi)木構(gòu)造建筑物設(shè)計(jì)及施工規(guī)范之規(guī)定。載重彎曲集成材上均布載重q＝400 kgf/m2 m＝160 kgf/m＝ kgf/cm彎曲力矩M＝＝（5932）/ 8＝70330 kgfcm彎曲梁撓曲應(yīng)力設(shè)計(jì)柳杉為針葉樹(shù)B2類(lèi)材種，Lfbxx＝135 kgf/cm2，E//xx＝90103 kgf/cm2曲率調(diào)整因子 k＝12000(t /ρ)2＝12000()2＝容許撓曲應(yīng)力 Lfbxx = 135 = kgf/cm2所需曲梁有效斷面形數(shù)Ze=M /= 70330 / = 524 cm4可得所需曲梁最小梁深為()1/2 = (6524/10)1/2 = ㎝所以，可采用10㎝ 24㎝ 斷面之柳杉彎曲集成材。Zo＝ (10242) / 6＝960cm3實(shí)際撓曲應(yīng)力σb＝＝70330 / 960＝ kgf/cm2＜ 符合規(guī)定。徑向應(yīng)力設(shè)計(jì)σR＝＝(370330) / (211461024)＝210990/550080＝ kgf/cm2在受拉狀態(tài)下，容許徑向應(yīng)力為集成材容許剪應(yīng)力之1/3，柳杉材為B2類(lèi)樹(shù)種，Lfsxx＝9 kgf/cm2。彎曲集成材容許徑向應(yīng)力fR＝1/3Lfsxx＝3 kgf/cm2＞σR 符合規(guī)定。剪應(yīng)力設(shè)計(jì)V＝＝(593) / 2＝ kgfσs＝＝ ( / 1024)＝ kgf/cm2＜Lfsxx 符合規(guī)定。剛性設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)限制下之容許撓曲為Δ＝l/300＝593/300＝㎝I＝＝(10243)/12＝11520cm4實(shí)際撓曲δ＝＝(55934)/(3849010311520)＝㎝ ＞Δ未符合規(guī)定。所需之慣性力矩I＝＝(55934)/(38490103)＝14457 cm4d＝(1445712/10)1/3＝㎝因此在剛性設(shè)計(jì)之考量下應(yīng)采取10㎝ ㎝斷面之柳杉彎曲集成材。(二)、潛變?cè)囼?yàn)在施加載重初期， mm，潛變初期的變化較大， mm為最多，之后逐漸減少。 mm，其相對(duì)潛變(Relative creep)，如圖20所示。另外，相當(dāng)于跨距長(zhǎng)的1/541，高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定約80％。圖二鉸徑向拱形集成材歩道橋之彎曲潛變。肆、結(jié)論本計(jì)劃之柳杉造林木集成元制材品，經(jīng)目視分等后等級(jí)外之集成元占36％，降低集成元制造集成材之利用率，直接影響集成材之制造成本。因此，如何選購(gòu)國(guó)產(chǎn)柳杉造林木，并提高集成元等級(jí)內(nèi)之比例以降低制造成本，為今后生產(chǎn)制造集成材時(shí)所需克服之重要影響因子。3鉸徑向拱形彎曲集成材之靜曲性能，均高于CNS11031集成材強(qiáng)度性能之標(biāo)準(zhǔn)，因此可應(yīng)用之范圍增加，具有進(jìn)一步研發(fā)生產(chǎn)之潛力。2鉸徑向拱形集成材歩道橋，經(jīng)制造組裝后，進(jìn)行實(shí)大尺寸步道橋之潛變監(jiān)測(cè)，結(jié)果均符合規(guī)定。顯示國(guó)產(chǎn)柳杉制造結(jié)構(gòu)用彎曲集成材歩道橋具有推廣及開(kāi)發(fā)之潛能。
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