1、-飞飞:llJr:恕r飞工.飞育、，贮2句_. -t. . ._ .-飞;:._二-,.: . -冒险、I飞.:- J:_ 咀隘飞飞需运.院黑黑川，.11_.ICS 79.010 B 69 和国国家标准=1:1二.、中华人民GB/T 28990-2012 . 古建筑木构件内部腐朽与弹性模量应力波无损检测规程Code for non-destructive evaluation of interior decay and modulus of elasticity of historic building wood members by stress wave methods 2013-06-0
2、1实施2012嗣12-31发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会气江、夕阳hh叫飞J川-四川叫树二兀叫吨EIl/唯一G/T 28990-2012 前古同本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。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CSCA/TC41)归口。本标准起草单位z中国林业科学研究院木材工业研究所、西北农林科技大学、西安理工大学、山东省临沂市出入境检验检疫局。本标准主要起草人z段新芳、周宇、冯德君、尚大军、周冠武、王正国。I GB/T 28990-2012 1 范围古建筑木构件内部腐朽与弹性模量应力波无损检测规程本标准规定了对
3、古建筑木结构的木构件内部腐朽与弹性模量进行应力披无损检测的测试方法与步骤等。本标准适用于古建筑木结构维修与维护勘察时使用。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 1933-2009 木材密度测定方法GB/T 20737-2006元损检测通用术语和定义GB/T 50452-2008 古建筑防工业振动技术规范3 术语和定义3. 1 3.2 3.3 3.4 GB/T 20737-2006、GB/T50452-2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。古建
4、筑historic building 历代留传下来的对研究社会政治、经济、文化发展有价值的建筑物。GB/T 50452-2008，定义2.1.1J 古建筑木结构historic timber structure 以木材为承重骨架的古建筑结构。GB/T 50452-2008，定义2.1.3J 木构件wooden structure member 用于古建筑木结构上的木材组件，如柱、梁、镇等。无损检测non-d臼tructiveevaluation 以不损害预期实用性和可靠性的方法来检查材料或零部件，其目的是为了z探测、定位、测量和评定伤F评价完整性、性质和构成z测量几何特性。GB/T 20737
5、-2006，定义2.20J3.5 木材应力波无损检测non-d四tructiveevaluation by str四swave method of wo叫采用应力波仪器，在不破坏木材本身的前提下，使木材产生应力波并在木材内部传播，通过测定应力波的传播时间，计算其传播速度，来评估木材腐朽、计算木材弹性模量的方法。1 GB/T 28990-2012 3.6 木构件内部腐朽interior decay of wood 木构件受木腐菌侵害所形成的心材(或熟材部分的腐朽。4 木材应力波无损检测原理、仪器和工具4. 1 原理4. 1. 1 木材应力波无损检测技术分类木材应力波无损检测技术分为横向应力波技术
6、和纵向应力波技术两类，其中横向应力波技术主要用于检测木材内部是否含有腐朽或孔洞等缺陷F而纵向应力波技术则主要用于测定木材的弹性模量，评估木材的力学强度。4. 1.2 横向应力波技术检测木材内部腐朽的原理横向应力波技术检测木材内部腐朽和空洞缺陷的原理示意图见图1。它是通过检测木构件不同部位在垂直于木材纹理方向的应力波传播速度，并与同种木材健康材应力波横向传播速度进行比较，根据应力披传播速度的衰减率来确定木构件的内部腐朽状况。也固1木材横向拴测的原理示意圄4. 1. 3 纵向应力波技术检测木材弹性摸量的原理纵向应力波元损检测技术测定木材弹性模量的原理示意图且圈20测定应力波传播的时间和距离，由式(
7、1)计算应力波在木材中的传播速度z2 式中zv=主X10且t u一一应力波的传播速度，单位为米每秒(m/s); l一一应力波测定仪两传感器之间的距离，单位为米(m); t一一应力波测定仪记录的时间，单位为微秒(s)。木材弹性摸量(MOE)计算可按照式(2)进行zMOE=严，2X 103 式中=MOE一一木材弹性模量，单位为兆帕(MPa); p 一一木材的基本密度，单位为克每立方厘米(g/cm3); U 一应力波的传播速度，单位为米每秒(m/s)。( 1 ) .( 2 ) q的角度应为450圄2木材纵向检测的原理示意圄4.2 应力波无损检测仪器与工具应力波元损检测仪器与工具有:a) 应力波元损检
8、测仪z仪器测定记录时间至少为微秒s)级;GB/T 2899(-2012 b) 木材含水率快速测定仪z测量含水率测量范围应为050%，测量精度士1.5%;c) 游标卡尺，精度0.02mm; d) 卷尺，精度1mm; e) 记号笔。4.3 古建筑木构件应力波无损检测技术应用选择木材横向应力波技术可用于检测古建筑木构件内部腐朽，纵向应力波技术可用于检测古建筑木构件的弹性模量。5 古建筑木构件内部腐朽的应力波无损检测程序5. 1 确定木构件的检测部位及数量根据木构件的种类(如z柱、梁、擦、橡等、高度或长度)以及表面腐朽状况，对不同木构件确定不同的检测部位与间距。如对于柱材，一般在基部1.0m范围内，每
9、隔20cm选择一个检测部位z在105m以上部位，则可以每隔1.0m选择一个检测部位。如果肉眼观察发现沿柱身方向有明显腐朽区域，则可在该区域适当增加检测点的数量。对于其他类型的木构件，可参照上述方法确定检测部位及数量。5.2 确定木构件的检测方向5.2. 1 对于横截面为圆形的柱或攘，每个检测部位最少进行3个方向的检测，如每隔120.角的方向各检测一次，如图3所示。对于多通道应力波设备可按照仪器使用说明一次进行最少3个方向的测定。3 GB/T 28990-2012 60. 图3圄形截面检测方向示意图5.2.2 对于横截面为方形的梁或攘，先沿两个对角线方向各检测一次，再沿截面最边的中部检测一次，即
10、每个检测部位需要检测3个方向，如图4所示。对于多通道应力波设备可按照仪器使用说明一次进行多个方向的测定。3 /K 3 圄4方形截面检测方向示意固5.2.3 对于横截面不规则的木构件，参照5.2.1、5.2.2中规定的检测方向，自行确定。5.3 检测步骤5.3. 1 用木材含水率快速测定仪检测待测木构件的各个检测部位的含水率，每个检测部位需要测定3次，取平均值作为该检测部位的含水率。5.3.2 用卷尺测定木构件的长度，按照5.1中的原则确定需要检测的部位，并用记号笔或精笔标出。5.3.3 按照所用应力波元损检测仪的使用说明，用同一相同重量的锤子，将应力披无损检测仪的两个探针连接在仪器上，需要特别
11、注意的是不能将启动探针(starttransducer)和终止探针(stoptransducer) 相混淆。5.3.4 用游标卡尺或适应的量具测定两探针之间的木材横向间距，作为应力波的横向传播距离，记为lf0 5.3.5 打开应力波无损检测仪，用同一相同重量的锤子，敲击启动探针，当终止探针接收到应力波信号时，仪器屏幕上会显示应力波传播时间，按照应力披无损检测仪要求，记录传播时间读数，以3次所得读数的平均值作为检测的传播时间结果，记为tf0 4 GB/T 28990-2012 5.3.6 依次测定每个检测部位其他检测方向的应力波传播距离lf和传播时间tu然后按顺序对待测木构件的所有检测部位进行测
12、定。5.3.7 按照式(1)计算每个检测方向以及检测部位的应力波传播速度Vfo并将上述所有现场测试数据记录在附录A中。5.4 木构件内部腐朽状况的判断5.4. 1 根据木构件不同检测部位的应力波传播速度，参照同种木材健康材应力波横向(径向)传播速度的参考值(附录B)，确定整个木构件的内部腐朽状况。同一木构件的不同检测部位，应力波的传播速度越小，该部位的腐朽越严重。通常情况下，当应力波传播速度减少23%时，就意味着木材强度损失达到50%，当应力波传播速度减少35%时，就意味着木材遭到了严重损害。同时，为提高应力波元损检测的准确性，还应配合其他木材无损检测技术如皮螺钉(PILODYN)技术、超声波
13、元损检测技术等的测定结果，综合考虑木构件部位、含水率大小等因素，对获得的应力波数据进行木材内部腐朽的综合判定。5.4.2 对未列入附录B中的木材树种检测时，需要查找对应的健康材应为被传播速度资料。如果未找到时，应在古建筑木结构同种木材木构件其他健康材部位测定相应数据，作为健康材应力波传播速度z或者，根据古建筑木构件的树种鉴定结果，按照本标准规定的应力波无损检测方法和程序，对同种木材健康材进行应力波无损检测，获得同种木材健康材的应力披传播速度数据，然后再按照5.4.1规定进行古建筑木构件的内部腐朽状况判断。6 古建筑木构件弹性模量的应力波无损检测程序6. 1 确定*构件数量根据古建筑木结构木构件
14、的种类，分别对房橡、镇、柱、大梁等水构件弹性模量进行检测。每个古建筑每种木构件的检测数量根据检测日的和现场情况由检测者自己确立.6.2 确定木构件的检测方向沿木材顺纹方向对木构件弹性模量进行检测，每个木构件弹性模量检测1次。6.3 检测步骤6.3. 1 按照5.3.1、5.3.3、5.3.2的步骤，安装应力世主损检测仪检测探针，用卷尺测定木构件的长度。用含水率快速测定仪检测待测木构件的含水率，一般在木构件的靠近两端和中间部位各检测一次，取平均值作为该检测部位的含水率。6.3.2 用同一重量的锤子将应力波无损检测仪器的两探针按照与木材顺纹夹角呈45。的方向固定在一条直线上，两探针的间距应不少于1
15、.0 mo用卷尺测定两探针的间距(即应力波的纵向传播距离)，记为儿。6.3.3 打开应力波元损检测仪，按照仪器说明，用同一重量的锤子敲击启动探针，记录应力披传播时间，以3次所得读数的平均值作为该次检测的传播时间记录结果，记为tm。6.3.4 根据式(1)计算应力波纵向传播速度比，并将上述所有现场测试数据与计算数据记录在附录C中，6.3.5 对检测过的木构件，应在检测部位附近截取一定尺寸的含水率木材试样3块或采用生长锥钻取木芯作为试样，进行实验室木材基本密度测定。5 GB/T 2899(-2012 6.4 结果计算6.4. 1 将现场取的木材密度试样，按照GBjT1933-2009的规定，采用排
16、水法测定木材密度p.6.4.2 根据式(2)计算木构件弹性模量(MOE)。木材密度测定与木材弹性模量计算结果记录在附录D中。6.5 检测结果应用应力波无损检测获得的木构件弹性模量数据可用于古建筑木结构安全评估参考。6 木构件编号附录A(资料性附录古建筑木构件内部腐朽应力波无损检测记录表表A.1古建筑木构件内部腐朽应力波无损检测记录表1.古建筑名称23.木构件种类及部位z5.检测时间=总长度大头小头直径直径口1m m 二一检测部位从大头算起cm 2.地点z4.木材树种g6.检由人i一一一一_7.记录人2检测木传播时间检测部位检测材的横(应方法仪器读数含水率次数向距离严E% 一一m 1 2 3 G
17、B/T 28990-2012 平均值传播速度平均值s m/s 7 GB/T 28990-2012 附录B(资料性附录健康材的径向应力波传播速度参考值表B.1健康材的径向应力波传播速度参考值树种传播速度资料树种传播速度资料m/s 来源m/s 来源桦木(Betulasp. ) 1 140 鱼鳞云杉(Piceajezoensis) 1210 云杉(Piceasp.) 1 210 旱谷鱼鳞云杉1 360 (Picea jezoensis var. hondonensis) 白冷杉(Abiesalb1 360 库页冷杉(Abiesesachalinensis) 1450 日本冷杉(Abiesfirma)
18、 1450 a 日本柳杉(Crytomeriajaponica) 1470 赤松(Pinusdensora) 1470 日本扁柏(Chamaecyparisobtuse) 1 490 h.c 落叶松(LarixleptolePis) 1 490 圆齿水青冈(Faguscrenata) 1 670 黑松(Blackfir) 1480 冷杉(Abiesepectinata) 1 360 栋木(Quescussp. ) 1 620 光叶榕(Zelkovaserrata) 1 140 水青冈(Fagussp. ) 1670 #鹊栋(Quescusaliena) 1 620 美国根木(Tiliaamer
19、ica) 1 690 日本锻木(Tiliajaponica) 1 690 械木(Acersp.) 1690 1086 沙棘(Hipophaesp.) 1399-1479 (629-1560) 桦木(Betulasp. ) (最大值1 041(平均值)最小值，下同杨木(Populussp. ) (451-1362) 美国鹅掌揪d. 826 1399-1479 西藏柏木(Curessusrulosa)(Liriodendron tulipifera) (271-1379) f 黑樱桃(Prunusserotina) 1451-1613 1305 西藏红杉(Larixgriffithiana) (6
20、55-1 615) 红栋(Q部旷.cusrubra) 1 548-1 751 落叶松(Larixsp.) 1093 (712-1 609) 993 红松(Pinuskoreaiensis) (415-1361) a匈牙利FAKOPPEnterprise网站:http:/ Jozef Bodig. The process of NDE research for wood and wood composites. NDE. net, 2001 , 6 (3). d Ross, R J. , Perllerin, R F. Nondestructive testing for assessing w
21、ood members in structures-A re U. S. Department of Agriculture, Forest Service , Forest Products Laboratory, FPL-GTR-70. 1994. Ross, R J. , Perllerin, R. F. and Norbert Volny, et al. Inspection of Timber Bridges Using Stress Wave Timing Nondestructive Evaluation Tools-A Guide for Use and Interpretat
22、ion RJ. FPL-RN-114 , Madison, WI: U. S. De-partment of Agriculture, Forest Products Laboratory, 1999. f段新芳，黄荣凤.古建筑木结构无损检测和保护技术研究进展M.北京g中国建材工业出版社，2008.8 木构件编号附录C(资料性附录古建筑木构件弹性摸量应力波无损栓测记录表表C.1古建筑木构件弹性模量应力遮无损检测记录表1.古建筑名称23.木构件种类及部位25.检剖时间z6.检测人z木构件2.地点24.木材树种=7.记录人g传播时间总长度大头小头含水率所检测的(应力波仪器读数)直径直径% 木材距离
23、口1s cm cm 口11 2 3 1 2 3 GB/T 28990-2012 平均值传播速度平均值s m/s 9 GB/T 2899(-2012 木构件编号附录D(资料性附录)古建筑木构件木材密度测定与木材弹性摸量计算表表D.l古建筑木构件木材密度测定与木材弹性模量计算表1.古建筑名称=3.木构件种类及部位25.检测时间z检副部位从大头算起cm 6.检测人2试样质量试样体职g cm3 2.地点24.木材树种g7.记录人z试样密度应力被传播速度平均值g/cm3 m/s 注2附录D中的应力波传播速度平均值与附录C相同.10 MOE MPa a啕.德嘎. NON|ommNH阁。 . 华人民共和国家
24、标准古建筑木构件内部腐朽与弹性模量应力波无损检测规程GB/T 28990-2012 国中直F* 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平墨西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045) 网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部，(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张1字数21千字2013年5月第一版2013年5月第一次印刷 书号:155066.1-46714定价18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107打印H期:2013年5月17日F002A
