湿热、机械荷载对速生材力学性能的影响开题报告

1. 研究目的与意义

木结构建筑在使用过程中，其构件（如柱、梁等)一直受到机械荷载、温度和湿度变化产生的湿热荷载的共同作用，研究速生木材在机械、湿热荷载共同作用下的力学性能，可提高速生木材在木结构中应用的安全性,为速生材在木建筑中的广泛使用提供现实依据。

而速生材的生长周期较短而且变形小，干燥容易，重量轻，尺寸稳定性比较好，收缩小，吸音效果好，弹性好，易于加工，在某些方面的性能优于正常木材（如吸声效果），如果能够广泛应用于木结构建筑中，必定会产生良好的经济效益，因此，研究速生木材在机械、湿热荷载共同作用下的力学性能具有深远的社会和经济意义。

2. 国内外研究现状分析

湿热环境、机械荷载与速生材性能之间的研究在国外起步较早，也较为深入，例如早在1953年Sulzberger就通过实验得出了杨氏模量E通常随温度的升高而降低，随含水率的增大所受的影响程度也增大的结论。

Pavlo 和 Peter研究了蒸汽处理云杉的尺寸稳定性和机械性能，研究显示：蒸汽湿热处理会使木材材色变暗，尺寸稳定性提高以及力学强度降低。对于木材的色差变化而言，蒸汽温度和处理时间是最重要的两个影响因子；总色差与抗弯强度及抗弯弹性模量有着大的相关性，因而材色参数可以作为木材强度的一个外在反映。

相对而言，国内的起步较晚，但发展的速度相当迅速，研究的成果也颇为丰硕。刘一星研究了高温高压过热蒸汽处理木材的力学特性和化学成分的变化。研究表明，过热蒸汽处理以后，木材的抗压强度没有发生明显变化，化学成分发生了微小的变化。处理材的应力－应变曲线随着温度的升高和未处理材趋于一致，而与相对湿度无关；木材的综纤维素相对含量有所下降，而木质素相对含量有所增加。

3. 研究的基本内容与计划

通过正交实验系统研究在不同的温度（20℃、30℃、40℃）和不同的相对湿度（55%、75%、95%）中，试件承受轴心压力时抗压强度的变化，以及产生的蠕变规律，同时考虑受力时间、机械荷载对试件力学性能的影响。

计划安排：

12.20~1.9 文献查找，准备开题报告

4. 研究创新点

通过实验，系统地研究了速生材在不同环境下力学性能的变化规律，克服速生材的缺点，进一步扩大速生材在木结构建筑中的使用，从而达到节约资源的效果。