中华人民共和国国家标准
结构用锯材力学性能测试方法
Standard test methods for mechanical properties of structural lumber
GB/T 28993-2012
发布部门：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会
发布日期：2012年12月31日
实施日期：2013年06月01日
前 言
本标准按照GB/T 1.1-2009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/TC 41/SC 4)归口。
本标准起草单位：中国林业科学研究院木材工业研究所
苏州皇家整体住宅系统股份有限公司
贵州铭杉木制别墅制造有限公司
钻石木中国有限公司
南京工业大学
苏州香山宜构科技有限公司
本标准主要起草人：吕建雄 江京辉 任海青 骆秀琴 周海宾 殷亚方 倪竣 王欣 朱琦敏 陆伟东
1 范 围
本标准规定了结构用锯材抗弯强度和抗弯弹性模量、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、顺纹抗剪强度、横纹抗拉强度、横纹抗压强度和横纹抗压弹性模量、扭转弹性模量测试方法。
本标准适用于锯材。
2 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。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1933 木材密度测定方法
GB 50005 木结构设计规范
3 术语和定义
GB 50005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 锯材 lumber
经锯剖、再剖、干燥、刨光、截端、分等生产出具有一定规格尺寸、质量等级和使用特性的锯制产品。
3.2 锯材宽度 width
锯材窄面之间的垂直距离。
4 测试试件
试件经温度(20±2)℃和相对湿度(65±5)％的条件下调整至衡重，对应含水率为12％。
试件应从足尺截面锯材中选取，试件的长度要求按第6章规定，最大降低强度缺陷应随机放置在测试区域内。
测试前，宜记录试件树种、产地、最大降低强度缺陷、干燥方法、含水率调整方法、重量和尺寸。试件的重量和尺寸的精确度为1％。
试验后，立即在破坏部位附近截取长15mm整截面无缺陷的含水率片，用烘干法进行含水率测定。密度测定按GB/T 1933的规定。
5 测试条件
力学性能测试应在室内温度(20±2)℃和相对湿度(65±5)％的环境中进行；有特殊研究目的，或特殊要求，可改变测试条件。选择合适的加载速度，试件宜在1min左右破坏，破坏时间应大于10s，小于10min。应记录测试时温度、相对湿度、锯材含水率和锯材破坏时间。
'>《结构用锯材力学性能测试方法》GB/T 28993-20126.6 横纹抗压强度和横纹抗压弹性模量
横纹抗压强度和横纹抗压弹性模量测试示意图如图7a)所示。通过长度为90mm，宽度为d＋10mm的一对钢板施加荷载。测试设备的加载头应固定，不发生扭转。在加载过程中，绘制出荷载-挠度曲线，如图7c)所示。加载至锯材发生破坏或者变形总量达到20mm，即可停止试验。如果试件存在发生弯扭的趋势，则应使用侧向支撑约束在加载过程中产生的弯扭。
说明：
F——荷载；
d——试件截面厚度；
b——试件截面宽度；
R3——金属承载片倒角半径3mm；
Y轴——载荷；
X轴——变形；
Fult——极限荷载；
Fy——弹性范围的直线偏移2mm时与挠度曲线的交点对应荷载；
△e——变形差；
△F——荷载差；
F0.1b——0.1b变形对应荷载。
图7 横纹抗压强度和横纹抗压弹性模量测试示意图
横纹抗压强度fc，90按式(7)或式(8)计算，准确至0.1MPa：
fc，90＝Fult/90d …………………………(7)
式中：
fc，90——横纹抗压强度，单位为兆帕(MPa)；
Fult——极限荷载，单位为牛顿(N)；
d——试件截面厚度，单位为毫米(mm)。
fc，90＝F20/90d …………………………(8)
式中：
fc，90——横纹抗压强度，单位为兆帕(MPa)；
F20——变形总量达到20mm时荷载，单位为牛顿(N)；
d——试件截面厚度，单位为毫米(mm)。
屈服强度fc，90y按式(9)计算，准确至0.1MPa：
fc，90y＝Fy/90d …………………………(9)
式中：
fc，90y——屈服强度，单位为兆帕(MPa)；
Fy——弹性范围的直线偏移2mm时与挠度曲线的交点对应荷载，单位为牛顿(N)。
横纹抗压弹性模量Kc，90按式(10)计算，准确至10MPa：
Kc，90＝(△F/△e)/90d …………………………(10)
式中：
Kc，90——横纹抗压弹性模量，单位为兆帕(MPa)；
△F/△e——荷载-挠度曲线的斜率，单位为牛顿每毫米(N/mm)。
6.7 扭转弹性模量
扭转弹性模量的测试示意图如图8所示。位于夹持端部与扭转平面之间的锯材长度为LT，LT长度等于18d，对长度为lt的手柄加载F获得扭曲，lt长度为500mm。
说明：
1——夹持端部；
2——扭转平面；
LT——扭转后的试件长度；
lt——扭转后手臂水平长度；
θ——扭转角度。
图8 扭转弹性模量测试示意图
扭转弹性模量Gt，0按式(11)计算，准确至10MPa：
Gt，0＝LTlt/bd3[1－0.63(b/d)]×(△F/△θ)…………………………(11)
式中：
Gt，0——扭转弹性模量，单位为兆帕(MPa)；
LT——扭转后的试件长度，单位为毫米(mm)；
lt——扭转后手臂水平长度，单位为毫米(mm)；
△F/△θ——荷载-扭转角度曲线的斜率，单位为牛顿每度[N/(°)]。
附录A
(规范性附录)
顺纹抗剪强度双跨测试
作为测试顺纹抗剪强度替代方法，单跨测试示意图如图5所示，双跨测试示意图如图A.1所示，在此测试中，在加载之前应确定所有支撑点。然后加载至锯材被破坏，极限荷载为Fult，顺纹抗剪强度fv按式(A.1)计算，准确至0.1MPa：
fv＝0.516Fult/DB …………………………(A.1)
式中：
fv——顺纹抗剪强度，单位为兆帕(MPa)；
Fult——极限荷载，单位为牛顿(N)；
b——试样宽度，单位为毫米(mm)；
d——试样厚度，单位为毫米(mm)。
双跨测试的顺纹抗剪强度比单跨的大，因而评估针叶材锯材顺纹抗剪强度时，顺纹抗剪强度与抗弯强度比值要高。
说明：
l——试件；
F——荷载；
d——试件截面厚度；
b——试件截面宽度；
R3——金属垫片倒角半径3mm。
图A.1 顺纹抗剪强度双跨测试示意图
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