龙骨间距对三层实木复合体育木地板
运动功能性能的影响
李金玉，李永博，宋晖东
大亚（江苏）地板有限公司，江苏  丹阳  ２１２３００
摘要：以三层实木复合体育馆用木地板为研究对象，研究测试位置和地板铺装时的龙骨间距对其运动功能性能测试结果的影响。结果表明：测试位置对测试结果有着显著影响，减震垫处的标准垂直变形量和冲击吸收率最小，两列龙骨中间位置的性能测试值最大；随着龙骨间距的增加，标准垂直变形、相对垂直变形率和冲击吸收率呈增加趋势，本试验中最优龙骨间距为440 mm。
关键词：体育馆用木地板；龙骨间距；冲击吸收率；标准垂直变形；相对垂直变形
中图分类号：TS653        文献标志码：B        文章编号：1673-5064（2021）01-0024-04
Effect of Spacing of Load Distribution Strip  on the Motion Function of Three Layer Engineered Flooring for Gymnasium
Li Jinyu, Li Y ongbo, Song Huidong
Dare (Jiangsu) Flooring Co. Ltd., Danyang, Jiangsu 212300, China
Abstract: The motion function of wooden flooring for gymnasium was researched.  It was focused on the influence of test position and spacing of load distribution strips. The results showed that different test positions had significant influences on the test results. The vertical deformation and force reduction of the test position located on the cushion block were the smallest, while that of  test positions which was the the middle of the two rows of load distribution strips was larger. With the increase of spacing of load distribution strips, the standard vertical deformation, relative vertical deformation rate and impact absorption rate increased, and the optimal spacing in this test was 440 mm.
Key words: wooden flooring for gymnasium; spacing of load distribution strips; force reduction; vertical deformation; area deflection
体育馆用木地板作为运动场所专用地板，其运动性能、保护功能和基本技术性能都有特殊要求，ＧＢ／Ｔ　２０２３９—２０１５《体育馆用木质地板》对其冲击吸收率、标准垂直变形、相对垂直变形率、滑动摩擦系数、滚动载荷和球的反弹率等指标都有明确规定。
在木龙骨结构体育木地板中，龙骨结构参数对体育木地板的主要性能指标有显著影响［１］，开展龙骨结构参数对体育木地板功能性能的影响研究具有重要意义。因此，本文以测试位置和龙骨间距为变量，研究龙骨间距对体育木地板功能性能的影响，以期为体育木地板铺装提供参考。
１    材料与方法
１．１  材料
面板：规格为２　２００　ｍｍ×２０５　ｍｍ×１５　ｍｍ的三层实木复合体育木地板，表板木材名称为栎木，芯板、背板采用松木制作，地板表面采用ＵＶ漆涂装。
毛地板：松木胶合板，２４４０　ｍｍ×１２２０　ｍｍ×１３　ｍｍ。
龙骨：白松木方，４０　ｍｍ×６０　ｍｍ×３　６００　ｍｍ。
减震垫：参考文献［２］，选用规格为５５　ｍｍ×５５　ｍｍ　×１８　ｍｍ天然橡胶减震垫，其邵氏硬度为４５　ＨＡ。
１．２  　仪器
体育木地板冲击力检测仪，东莞市高升电子精密科技有限公司制造。
１．３  测试位置的选择
按照单层龙骨结构体育木地板结构铺装，由上至下依次为面板、毛地板、龙骨和减震垫。地板铺装完毕后，在同一个试样场地上选择４种不同类型的测试位置［３］（图１所示），编号和位置分别是：①位于减震垫处，②同一龙骨上两减震垫之间，③４个减震垫位置的几何中心，④相邻龙骨之间和相邻减震垫位置之间；每种测试位置选择５个点测试，每个测试点测试３次取平均值作为该测试点的测试结果，计算５个测试点的算术平均值作为该块试样场地的最终测试值。为便于描述，下文采用编号代替不同位置点，选点位置如图１所示。
注：1.为龙骨上的减震垫处；2.为同一龙骨上两减震垫之间；3.为四个减震垫几何中心；4.为两列龙骨之间和减震垫之间。
图１  体育木地板结构及测试位置示意图
铺设１块龙骨间距为５００　ｍｍ、面积为３．５　ｍ×３．５　ｍ的试验场地，按照ＧＢ／Ｔ　２０２３９—２０１５中　６．２．１、６．２．２、６．２．３　规定，使用冲击力测试仪检测该块地板的冲击吸收率、标准垂直变形和相对垂直变形率，对测试结果进行分析，找出测试位置对体育木地板运动性能的影响。
１．４  龙骨间距的选择
使用相同面板、毛地板、龙骨和减震垫，采用相同安装工艺，铺设３块龙骨间距分别为４００　ｍｍ、４４０　ｍｍ和４８０　ｍｍ，面积均为３．５　ｍ×３．５　ｍ的试验场地，分别记为ａ（间距４００　ｍｍ）、ｂ（间距４４０　ｍｍ）和ｃ（间距４８０　ｍｍ）。按照１．３中选择测试位置和检测方法，分别测试３块试验场地的冲击吸收率、标准垂直变形和相对垂直变形率。２    结果与分析
２．１  测试位置对地板性能的影响
图２～４为龙骨间距５００　ｍｍ时，地板的冲击吸收率、标准垂直变形和相对垂直变形率测试结果。
图２  不同测试点冲击吸收率
从图２～４可知，４种测试位置的性能有较大差异，冲击吸收率和标准垂直变形量变化排序为①＜②＜③＜④，相对垂直变形率则没有明显规律。４号测试位置的冲击吸收率最高、标准垂直变形量最大，分别达到６５．４７６％和３．３８５　ｍｍ。１号测试位置，在减震胶垫正上方，冲击吸收率和标准垂直变形量最小，冲击吸收率为６１．０３８％，标准垂直变形量２．４９４　ｍｍ，这两项
指标值均优于ＧＢ／Ｔ　２０２３９—２０１５中竞赛级体育木地板要求，但相对垂直变形超过１５％，达不到竞赛级体育木地板标准要求。综上所述，在同一测试场地中，测试位置对体育木地板
性能检测结果有显著影响，标准垂直变形和冲击吸收率
有明显的变化规律，但相对垂直变形率的变化则没有明
显规律。
２．２  龙骨间距对体育木地板性能的影响２．２．１  对冲击吸收率的影响
图５是３种龙骨间距试验场地的冲击吸收率测试结果。由图５可看出，体育木地板的冲击吸收率排序为ａ（间距４００　ｍｍ）＜ｂ（间距４４０　ｍｍ）＜ｃ（间距４８０　ｍｍ），即随着龙骨间距的减少，体育木地板的冲击吸收率的值逐渐减小。随着龙骨间距的减少，龙骨密度增加，木地板整体刚性增强减震垫变形减小，更多的作用力随着地板
图３  不同测试位置标准垂直变形量
图４  不同测试位置相对垂直变形率
图５  不同龙骨间距场地冲击吸收率变化
的回弹反弹，导致减震垫的作用减弱，起不到吸收的作用，所以出现了冲击吸收率下降的情况。
ａ、ｂ、ｃ三种龙骨间距场地的冲击吸收率最大值和最小值差距随着龙骨间距的减少逐渐增加：在龙骨间距为４００　ｍｍ时，测试点的冲击吸收率最大值和最小值相差５．４５％；在龙骨间距为４４０　ｍｍ时，冲击吸收率结果中，最大值测试位置４与最小值测试位置１的结果相差３．７７％；在龙骨间距为４８０　ｍｍ时，冲击吸收率最大值测试位置４与最
小值测试位置１的结果相差３．４０％，说明在减震垫和龙骨截面尺寸不变时，随着龙骨间距的增加，体育木地板的冲击吸收率趋于一致。２．２．２  对垂直变形性能的影响
　垂直变形代表地板的刚性程度的强弱。从图６可知，在同一试样场地上，不同测试位置标准垂直变形量的大小排序为①＜②＜③＜④，与２．１中龙骨间距５００　ｍｍ时标准垂直变形量的变化规律一致。在不同间距的３种试样场地中，在测试位置２和４两处的标准垂直变形受龙骨间距的因素影响不大；在测试位置１和３中，随着龙骨间距的减少，标准垂直变形量随之减小，与冲击吸收率的规律一致。这是因为龙骨结构体育木地板属于面弹性运动地板［３］，当体育木地板的减震垫受到冲击时，所受冲击
力被分散到周围的毛地板和龙骨，随着龙骨间距减少，
冲击力震动被周围的龙骨阻隔，所以随着龙骨间距的减
少标准垂直变形量也随之减少。
ａ、ｂ和ｃ三种龙骨间距所对应的最小标准垂直变形量的测试位置均为１号位置（减震垫处），ａ场地（间距
４００　ｍｍ）的最小标准垂直变形量为２．２４　ｍｍ，ｂ场地（间
距４４０　ｍｍ）最小标准垂直变形量为２．５１５　ｍｍ，ｃ场地（间距４８０　ｍｍ）的最小标准垂直变形量２．５３　ｍｍ。当龙骨间距为４００　ｍｍ时，地板的标准变形量达不到ＧＢ／Ｔ　２０２３９—２０１５中的竞赛级地板２．３　ｍｍ的标准要求。　
从图７可知，同一试验场地的４个测试位置的相对垂直变形率没有明显变化规律，随着龙骨间距的增加，相对垂直变形率的值增加。当龙骨间距为４８０　ｍｍ时，相对垂直变形率最小测试位置为３号，测试结果为１６．８１％，超过了标准中竞赛级地板的１５％相对变形率的要求，龙骨间距为４００　ｍｍ和４４０　ｍｍ时，地板相对垂直变形率均小于１５％，符合标准要求。
３    结论
上述研究可知：
１）不同测试位置对体育馆用木地板的运动功能性指标有着显著影响，其中减震垫处的标准垂直变形量和冲击吸收率最小，两列龙骨和龙骨上减震垫之间的标准垂直变形和冲击吸收率最大；
２）随着龙骨间距的增加，标准垂直变形、相对垂直变形率和冲击吸收率呈增加趋势。综合３种性能的变化规律，当龙骨间距为４４０　ｍｍ时，本试验中体育馆用木地板的３种性能符合ＧＢ／Ｔ　２０２３９—２０１５中竞赛级地板的要求。
参考文献：
[1] 王宏棣, 周志芳, 王金林. 体育木地板龙骨结构与主要性
能的回归统计关系[J]. 林业科学, 2012, 48(2): 134-138. [2] 花军, 张昊, 王宏棣, 等. 运动地板减震垫的冲击实验及
结构参数优化[J]. 东北林业大学学报, 2020, 48(6): 69-74.
[3] 张建军. 浅析体育馆木地板场地不同区域力学特征对系
统测试点位选取[J]. 现代测量与实验室管理, 2011, 19(4): 7-9.                                                          　本文编校：张玉萍
图６  不同龙骨间距场地的标准垂直变形量图７  不同龙骨间距场地的相对垂直变形率
从表３和表４中可以看出，采用减震隔声降噪地垫与木地板配合使用，隔声量高达１５　ｄＢ，能很好地满足住户对住宅隔声Ｌ＇　ｎＴ，ｗ≤６５　ｄＢ的要求。隔声垫的出厂价预计在２０元／ｍ２以下，而传统采取的浮筑楼板，成本在５１元／ｍ２，两者相比，隔声垫具有明显的价格优势。隔声垫不仅解决了目前隔声保温层与砂浆脱层的问题，而且还节省了水泥砂浆的使用量，进一步保护了环境，为社会创造了价值。该地垫不仅能够隔声降噪，弹性也好，脚感舒适，而且具有良好的防潮性，能有效地保护好木地板。５    研究结论
１）减震隔声降噪地垫与木地板配合使用，将其铺装于扫平层的１４０　ｍｍ厚现浇钢筋混凝土楼板之上，经江苏省建工建材检测中心检测，撞击声隔声为６１　ｄＢ，能很好地满足住宅分户楼板撞击声隔声Ｌ＇　ｎＴ，ｗ≤６５　ｄＢ的要求。
２）采用该产品可解决目前建筑上楼板保温层易与水泥砂浆脱离的问题，同时节省了水泥砂浆的使用，保护环境的同时，节约了建筑材料。               
本文编校：舒文博
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