GB/T31291-2014
木材和木基产品的荷载持续时间效应和蠕变性能评定
Standardforevaluationofdurationofloadandcreepeffectsofwoodandwood-basedproducts
- 中国标准分类号（CCS）B60
- 国际标准分类号（ICS）91.080.20
- 实施日期2015-03-11
- 文件格式PDF
- 文本页数8页
- 文件大小319.40KB
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木材和木基产品的荷载持续时间效应和蠕变性能评定
国家标准 GB/T31291一2014 木材和木基产品的荷载持续 时间效应和蠕变性能评定 Standardforevaluationofdurationofloadandcreepeffeetsof wo0dandwo0d-basedproducts 2014-12-05发布 2015-03-11实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T31291一2014 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
请注意本文件的某些内容可能涉及专利
本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本标准由国家林业局提出
本标准由全国木材标准化技术委员会结构用木材分技术委员会(SAC/TC41/SC4)归口
本标淮起草单位;林业科学研究院木材工业研究所,浙江方圆木业有限公司,浙江省木业产品 质量检测中心南寻检测所、丽水市质量技术监督检测院、国际竹藤中心,北京瑞嘉欧亚木业有限公司
本标准主要起草人;虞华强、应向东、张训亚、徐伟涛、张玉萍、张再、费本华、吕斌、沈斌华、杨旭、 付跃进,杨忠,周海宾,郑佳前.
GB/T31291一2014 木材和木基产品的荷载持续 时间效应和蠕变性能评定 范围 本标准规定了木材和木基产品的荷载持续时间效应和蠕变性能的检验和评价方法
本标准适用于锯材、结构复合木材和结构人造板等产品荷载持续时间效应和蠕变性能的评定
本 标准不适用于评价冲击载荷下产品的性能,也不适用于对产品的荷载持续时间效应影响系数和蠕变系 数的量化测定
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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GB/T1931木材含水率测定方法 GB/T50329木结构试验方法标准 1sG16572木结构人造板结构特点的检测方法(Timber structuresWoodbasedpanelsTest methodsforstructuralproperties) 术语和定义 GB/T1931和GB/T50329界定的以及下列术语和定义适用于本文件
试样宽度breadth 试样垂直于跨度并垂直于施加弯曲荷载方向的尺寸
3.,2 试样高度depth 试样垂直于跨度并平行于施加弯曲荷载方向的尺寸
见图1,代表试样高度 3.3 跨距spanm 支持受弯试件的两支点间的水平距离
见图1,l表示跨距) 3.4 蠕变ereep 试验材料在恒载下随时间而增加的变形
3.5 初始挠度initialdefleetionm 试样在施加荷载后即时产生的挠度,本标准取1nmin时产生的挠度
GB/I31291一2014 3.6 defleeti 蠕变挠度ereep ion 蠕变试样随荷载持续时间产生的挠度,根据试样在一定时间的总挠度减去初始挠度计算
3 蠕变速率creeprate 蠕变挠度随时间的变化率
3.8 serviceconditionm 干燥环境dry 室内环境,这种环境下木材含水率不超过18%
3.9 蠕变系数fractionaldefleetio 试样的蠕变挠度与其初始挠度的比值,也称相对蠕变(relativecreep 3.10 荷载持续时间效应影响系数durationofloadfactor 在持续荷载作用后木材的强度与其短期试验强度的比值
3.11 破坏failure 试样不能再支持所加载荷的状态
试验方法 试验要求 4.1 4.1.1试样应能够代表所评价的产品
将试样根据抗弯弹性模量分成两个分布和变化范围基本相同 的独立的组
一组进行短期抗弯试验,另一组作长期抗弯蠕变试验
每组试样不少于28个
如果要作 进一步的研究,增加的试样应从同批样本中抽取
长期试验和短期试验的试样(以下分别简称长期试样 和短期试样)应具有相同的横截面和长度尺寸
4.1.2长期试验和短期试验测试均采用简支梁法(见图1),试验采用3分点加载法
加载方向应与产 品正常使用时的受力方向一致
对于搁栅状材料,跨距应大于试样高度的17倍,推荐采用18倍试样高度的跨距
试验应避免侧向 失稳,必要时需要对侧向进行约束
试样的宽度应不小于25mm,高度应不小于64rmm
对于结构人造板,试样厚度采用板材的厚度
试样宽度应不小于300mm
跨距应不小于试样厚 度的48倍,也应不小于600mm
GB/T31291一2014 挠度计 说明 施加的荷载 -试样长度; 试样高度; -跨距 L=(l+6em; d=(15士0.05)cm 图1抗弯蠕变试验示意图 4.1.3短期试样在经历抗弯试验后,应立即在邻近破坏处取20mm×20mm×20mm的试样,按 GB/T1931测量其含水率;对于长期试样,在经历长期试验后也根据该标准测量其含水率
长期试样的 平均含水率与短期试样的平均含水率的偏差应不大于2%
4.1.4在试验前,将短期和长期试样在试验环境中调整至少30d,其含水率的偏差一般能达到4.1.3对 含水率的要求
4.1.5实验在干燥环境条件(见3.8)下进行
每天记录试验环境的温度和相对湿度
试验环境中每天 的平均温度与短期试验环境的平均温度的差应不大于5C
任何时间,试验环境温度均不得低于0C
如果在试验中环境温度低于规定的最低温度,必须至少延长不符合试验温度条件相同天数的试验 时间,以证明试验数据的有效性
4.2短期的抗弯试验 4.2.1短期试验的加载速度选择;加载速度应能使试件在大约1min破坏,最短不应在10s钟内破坏 最长也不应超过10nmin
4.2.2搁栅状材料的抗弯试验应按GB/T50329进行,结构人造板的抗弯试验应按1SO16572进行
4.2.3短期试验试件抗弯强度的5%分位值的估计采用非参数法
将试验结果从低向高排列,ri 从最低值称为第一顺序统计量)开始,计算 .23,=”，o i/(n十1)，是顺序数,直到1/n十1)>5/100,称为第个值,该值大于或等于5%分位值的点估计
5%分位值的点估计按式(1)用插值法计算 1 5%PE=[5%(n十1)-一1](.r一r-I)十r- 式中: 5%PE -从短期抗弯试验得到的5%分位值的估计值,单位为兆帕(MPa) 按升序排列的第个值,单位为兆帕(MPa); Z 样本数; 为满足i/(n十1)>5%的最小顺序数
4.3抗弯蠕变试验 4.3.1抗弯蠕变加载至预定应力水平的平均时间不允许大于短期抗弯试验从加载开始至破坏的平均
GB/I31291一2014 时间
加载结束之后,进行至少90d时间的蠕变试验
在此期间,需要记录每个试样跨距中间位置的 挠度(见图1),直到90d试验时间结束或者试样破坏为止
加载结束之后大约1min,读取初始挠度 值,然后至少记录1h、1d、7d,14d,30d,60d和90d后试样的挠度值
当需要更细致地了解蠕变速率 时,可以增加读数的频率
当试验大于90d时,需要记录试样在额外试验时间内的挠度变化
当试样 发生破坏时,应记录破坏发生的时间
4.3.2蠕变试验应保持在恒定弯曲应力条件下进行,试样所受的最低弯曲应力值按式(2)计算确定 f=0.55×(5%PE) 2 式中 试样所受的最低弯曲应力,单位为兆帕(MPa); b 试样抗弯强度的5%分位值的估计值,单位为兆帕MPa)
5%PE 4.3.3按照4.1.2的规定加载进行抗弯蠕变试验时,施加的集中荷载(F)大小应按式(3)计算确定 F bn (3 100l 式中: 施加的最低弯曲应力,单位为兆帕(MPa); f 试样宽度,单位为厘米(em): 试样高度,单位为厘米(em): 抗弯蠕变试验中两支点之间的距离,单位为厘米(em)
接受准则 蠕变速率合格的判定 5.1 5.1.1在90d试验时间内未破坏试样的蠕变应趋于稳定,并符合式(4)要求 D一D/30>De0一D/30>D一D/30 式中: D -初始挠度,单位为毫米(n mm; D 第30d测量的试样蠕变挠度,单位为毫米(mm); 第60d测量的试样蠕变挠度,单位为毫米(mm); D0 第90d测量的试样蠕变挠度,单位为毫米(mm). D 注:为了更好地描述蠕变速率,可以将90d分成更小的时间段如;分成5段,每段18d)
5.1.2如果在90d结束时蠕变速率升高,至少应该延长蠕变时间30d,在延长蠕变试验期间,应控制试 验环境条件,使蠕变速率不受环境中的温度或相对湿度波动的影响
在90d之后的附加时间内的蠕变 速率应持续降低
确定蠕变速率持续降低的方法与5.1.1相同
对于3个相同的时间段;90d~100d,100d~110d. 110d~120d,蠕变速率的持续变化以式(5)表示: 5 Dm一D)/10>(Diw一Dm)/10>(D 一Do/10 式中: D -第90d测量的试样蠕变挠度,单位为毫米(mm); 0 -第100d测量的试样蠕变挠度,单位为毫米(mm) D00 第110d测量的试样蠕变挠度,单位为毫米(mm); D0 第120d测量的试样蠕变挠度,单位为毫米(mm) D1
GB/T31291一2014 5.2蠕变系数合格的判定 对于90d或超过90d时间的试验之后,未破坏试样的蠕变系数应小于2.0
以90d试验时间为 例,对其蠕变系数的要求,以式(6)表示: FD朋=Dm/D<2.0 6 式中: D 初始挠度,单位为毫米(mm); 第90d测量的试样蠕变挠度,单位为毫米(mm) D 5.3强度合格的判定 5.3.1按蠕变试验期内破坏的试样数判定
在0d或超过0.d试验期间,试样破坏数应低于界限值N.
以0d试验时间为例,对其强度合 格判定的要求,以式(7)表示 N一N 式中: -在90d蠕变试验结束后试样的破坏数 N0 N -置信度为75%下5%分位值对应的界限值(见表1)
在蠕变试验中用了53个试样,对应的N
=2,则在90d的试验时间内破坏的试样数不允许超过 个,才满足强度合格的判定准则
试样数是28个对应的N
=1,则所有的试样都不允许破坏
5.3.2如果达不到5,.3.1的要求,90d试验时间内试样的破坏数大于等于界限值(N>N.),那么所评 价的产品在此抽样数时就不能满足强度合格的判定准则
5.3.3如果90d试验时间内试样的破坏数等于界限值(见表1)(N=N.),则可以根据表1的规定,增 加蠕变试样数量进行补充实验
补充实验也应至少进行90d,如果试验完成之后试样破坏数低于界限 值N.(这里,N
指的是补充试验和原来试验组合的试样数对应的界限值),则表示所评价的产品满足 强度合格的判定准则
表1置信度为75%下5%分位值对应的顺序统计量 试样数(N 28 53 78 102 界限值(N
对应的允许破坏试件数 5.4产品合格判定 如果待评价的木材和木基产品都满足了上述3项准则,则判定该产品合格
报告 报告应包括以下内容 -试验材料的树种、等级(或等级的组合)规格尺寸和纹理方向,在生产过程中的重要加工参数
抽样和试样分组的方法
试验设备,包括详细的图形,跨距和挠度测量装置
设备的校正步骤及校正的重复率
GB/T31291一2014 试验环境条件
-试验数据;试样的含水率,施加的载荷在不同时间测试的挠度、试验试样破坏的时间、蠕变速 率和每个未破坏试样的蠕变系数
试验数据的精度和偏差
木材和木基产品的荷载持续时间效应和蠕变性能评定GB/T31291-2014
随着建筑、交通、航空航天等领域的不断发展，木材和木基产品作为一种优良的结构材料，正受到越来越多的关注。然而，由于木材和木基产品在使用过程中会受到各种力学作用的影响，其力学性能的变化情况也需要得到有效的评估和控制。
《木材和木基产品的荷载持续时间效应和蠕变性能评定GB/T31291-2014》标准就是针对这一问题而制定的。该标准主要包括了以下内容：
- 荷载持续时间效应的概念和基本原理；
- 荷载持续时间效应对木材和木基产品力学性能的影响及其评定方法；
- 蠕变性能的概念和基本原理；
- 在长期荷载下木材和木基产品的蠕变行为及其评定方法。
该标准的实施可以帮助相关行业对木材和木基产品的使用寿命进行更精确的评估，同时也可以指导生产加工过程中的质量控制。此外，该标准还可以为新型木材和木基产品的研发提供有益的参考信息。
总体而言，《木材和木基产品的荷载持续时间效应和蠕变性能评定GB/T31291-2014》标准是一项十分重要的标准，它为木材和木基产品的性能评估提供了规范化的方法和标准，对于保证其在各种工程项目中的安全可靠性具有重要意义。
