體育館用木質(zhì)地板結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、體育館用木質(zhì)地板（簡(jiǎn)稱：體育木地板）是一種具有獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)功能、保護(hù)功能和技術(shù)功能，符合生物力學(xué)特性的專用地面工程復(fù)合材料，是體育館設(shè)施的重要組成部分。但是，國(guó)內(nèi)外體育木地板的研究起步較晚、基礎(chǔ)薄弱，對(duì)于體育木地板結(jié)構(gòu)、材料、制造技術(shù)、產(chǎn)品性能等方面缺乏系統(tǒng)的研究，特別是運(yùn)動(dòng)生化指標(biāo)與體育木地板結(jié)構(gòu)相關(guān)性等研究尚未見報(bào)導(dǎo)。因此，在中國(guó)競(jìng)技體育和體育館建設(shè)高速發(fā)展的情況下，開展體育木地板的結(jié)構(gòu)與性能研究具有非常重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

2、r>　　本論文采用的三種結(jié)構(gòu)形式分別為由面層地板、毛地板層和雙龍骨層等材料組合的雙層結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)Ⅰ）、由面層地板、毛地板層和龍骨層等材料組合的單層結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)Ⅱ）及由面層地板和毛地板層組合的無龍骨結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)Ⅲ）。
　　本文在系統(tǒng)分析體育木地板國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，按用途、結(jié)構(gòu)和材料對(duì)體育木地板進(jìn)行了分類，對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的體育木地板主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析對(duì)比，以三種典型結(jié)構(gòu)和新型材料為研究對(duì)象，針對(duì)體育木地板特有的三大功能及六項(xiàng)性能指標(biāo)

3、，重點(diǎn)研究了體育木地板結(jié)構(gòu)與性能，探討了表面防滑性能與表面粗糙度、涂料種類和涂層厚度之間的關(guān)系；以正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及回歸分析、方差分析等方法，對(duì)三種單元結(jié)構(gòu)特別是高等級(jí)競(jìng)賽用雙層結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)Ⅰ）體育木地板的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行系統(tǒng)研究，以主持制定的GB/T20239-2006《體育館用木質(zhì)地板》對(duì)整體結(jié)構(gòu)的體育木地板進(jìn)行研究與驗(yàn)證；并研究了體育木地板整體結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性；采用自行設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)生化指標(biāo)試驗(yàn)方法對(duì)體育木地板結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)生化指標(biāo)的關(guān)系開展了研究。<

4、br>　　主要研究成果：
　　(1)體育木地板表面性能主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是滑動(dòng)摩擦系數(shù)S p，在砂紙目數(shù)、涂料種類和涂層厚度的影響因素中，砂紙目數(shù)的影響最大的，涂料種類次之。砂紙目數(shù)與素板表面粗糙度（Ra、Rz）成負(fù)相關(guān)，表面粗糙度（Ra、Rz）與S p成正相關(guān)。
　　(2)采用日本聯(lián)合涂料、120目砂帶和涂層厚度240?m或UV漆、240目砂帶和涂層厚度140?m時(shí)，體育木地板的S p符合體育木地板國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)性能指標(biāo)中關(guān)于S p的

5、要求。
　　(3)體育木地板的結(jié)構(gòu)形式對(duì)整體結(jié)構(gòu)性能有重要影響，采用沖擊吸收率Fr、標(biāo)準(zhǔn)垂直變形Vd和球的反彈率Br性能指標(biāo)評(píng)價(jià)三種體育木地板單元結(jié)構(gòu)的性能，其性能優(yōu)劣的綜合排序：結(jié)構(gòu)Ⅰ＞結(jié)構(gòu)Ⅱ＞結(jié)構(gòu)Ⅲ。
　　(4)雙層龍骨結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)Ⅰ）的體育木地板，分別建立了龍骨的截面尺寸和間距與Fr、dV、B r性能指標(biāo)之間的回歸方程。龍骨間距對(duì)Fr、龍骨厚度與龍骨間距的交互作用對(duì)V d的影響均在0.01水平上顯著；龍骨間距是Br的主要

6、影響因素。
　　(5)當(dāng)龍骨的間距500 mm×500 mm、截面尺寸50 mm×30 mm時(shí)Fr最大；龍骨間距500 mm×500 mm，龍骨截面尺寸分別為50 mm×50 mm和70 mm×30 mm時(shí)的Vd值較高；龍骨間距300 mm×300 mm、截面尺寸50 mm×30 mm時(shí)Br最大。對(duì)結(jié)構(gòu)Ⅰ的Fr、Vd和Br性能指標(biāo)綜合分析表明，間距500 mm×500 mm、截面尺寸50 mm×30 mm為最優(yōu)龍骨設(shè)計(jì)參數(shù)。

7、>　　(6)采用相同材料和結(jié)構(gòu)的體育木地板，整體結(jié)構(gòu)性能優(yōu)于單元結(jié)構(gòu)，雙層結(jié)構(gòu)的綜合性能指標(biāo)優(yōu)于單層結(jié)構(gòu)和無龍骨結(jié)構(gòu)。采用膠合板為毛地板、雙層龍骨(LVL)的結(jié)構(gòu)實(shí)木復(fù)合體育木地板，按照GB/T20239-2006和DIN18032.2-2001，對(duì)不同整體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)層材料的體育木地板性能研究和驗(yàn)證：Fr為55.5％、Vd為2.36 mm、Br為93.9%，其結(jié)構(gòu)性能均超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的競(jìng)賽用體育木地板要求；單層結(jié)構(gòu)的Fr為51.8%

8、、Vd為1.57 mm、Br為95.4%。
　　(7)對(duì)三種結(jié)構(gòu)體育木地板在設(shè)定的三種溫濕度條件下分別進(jìn)行連續(xù)8周試驗(yàn)，其中溫度為20℃、相對(duì)溫度為75％的條件下體育木地板尺寸變化率和翹曲度最小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最優(yōu)。
　　(8)三種結(jié)構(gòu)的尺寸變化率和翹曲度的綜合比較：結(jié)構(gòu)Ⅰ＜結(jié)構(gòu)Ⅱ＜結(jié)構(gòu)Ⅲ，結(jié)構(gòu)Ⅰ具有非常優(yōu)良的結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性。三種結(jié)構(gòu)在設(shè)定的環(huán)境溫濕度條件下的連續(xù)試驗(yàn)，其翹曲變形的變化規(guī)律，結(jié)構(gòu)Ⅰ、結(jié)構(gòu)Ⅱ和結(jié)構(gòu)Ⅲ分別從第4周、第

9、6周和第7周開始趨于穩(wěn)定。
　　(9)體育木地板的運(yùn)動(dòng)生化指標(biāo)以血乳酸BLA、肌電圖EMG表征。體育木地板的結(jié)構(gòu)對(duì)運(yùn)動(dòng)員BLA生化指標(biāo)變化有顯著的影響，BLA值隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)和強(qiáng)度的增加而增大。結(jié)構(gòu)Ⅰ的BLA生化指標(biāo)較結(jié)構(gòu)Ⅱ和結(jié)構(gòu)Ⅲ低，且增長(zhǎng)率較為平緩。
　　(10)體育木地板結(jié)構(gòu)不同，運(yùn)動(dòng)員的肌電EMG生化指標(biāo)（腓腸肌外側(cè)頭收縮時(shí)間、腓腸肌外側(cè)頭積分肌電IEMG、腓腸肌外側(cè)頭中位頻率MF和平均功率頻率MPF）差異顯著。

10、結(jié)構(gòu)Ⅰ的腓腸肌外側(cè)頭收縮時(shí)間最短，即運(yùn)動(dòng)員完成相同的跨越運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間短；運(yùn)動(dòng)員的腓腸肌外側(cè)頭的IEMG值始終低于結(jié)構(gòu)Ⅱ和結(jié)構(gòu)Ⅲ；結(jié)構(gòu)Ⅰ腓腸肌外側(cè)頭 MF和MPF低于結(jié)構(gòu)Ⅱ和結(jié)構(gòu)Ⅲ，即在相同的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷情況下，結(jié)構(gòu)Ⅰ上運(yùn)動(dòng)相對(duì)于結(jié)構(gòu)Ⅱ和結(jié)構(gòu)Ⅲ負(fù)荷小。
　　本論文創(chuàng)新點(diǎn):
　　(1)在國(guó)內(nèi)首次系統(tǒng)地開展了體育木地板的結(jié)構(gòu)，表面性能、結(jié)構(gòu)性能和結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性的研究，提出了體育木地板的性能指標(biāo)和測(cè)試方法。
　　(2)利用具有國(guó)際

11、先進(jìn)水平的測(cè)試儀器和設(shè)備研究了體育木地板的S p、Fr、Vd和Br等性能指標(biāo)，建立了體育木地板結(jié)構(gòu)與性能指標(biāo)間的數(shù)學(xué)模型。
　　(3)在國(guó)內(nèi)外首次將BLA和EMG運(yùn)動(dòng)生化指標(biāo)引入體育木地板的性能研究，設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)生化指標(biāo)和體育木地板結(jié)構(gòu)性能關(guān)系的研究方法，提出了體育木地板結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)員生化指標(biāo)的相關(guān)性。
　　(4)首次將 LVL等新型的復(fù)合材料用于體育木地板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了體育木地板的結(jié)構(gòu)性能，為新型木質(zhì)復(fù)合材料在體育木地板的