【目的】本研究以T形无榫肩直通榫中榫头与榫眼的受力为依据,设计竹材增强速生杨木层积材的结构,并在满足结构强度要求的前提下,优化材料制作T形无榫肩直通榫并应用在椅凳家具后腿与望板结合部位的尺寸。【方法】采用受力分析法设计材料结构,采用有限元数值分析与实验验证结合的方法,优化材料应用的榫卯结构尺寸。【结果】竹材增强的速生杨单板层积材用作椅子后腿与望板结合部位时,其材料强度能够满足GB10357-2013《家具力学性能试验第3部分:椅凳类强度和耐久性》的要求;实验验证的榫头破坏形式与仿真模拟基本相同,有限元优化后的径向与弦向的结构强度与实验验证结果误差分别为3.10%和3.76%;优化后T形无榫肩直通榫的尺寸为榫头榫眼宽度10mm,高度20mm,竖材截面宽度为径向25mm,弦向35mm,相同结构达到相同强度时,较未进行强化设计的速生杨木层积材能够减少径向截面宽度10mm材料用量,即在径向能够得到有效增强并节省毛料体积28.6%。【结论】竹材增强后的速生杨木单板层积材能够应用于家具框架结构,有限元数值模拟方法能够有效应用于家具材料与结构方面的研究,并为有限元数值模拟研究复合材料的建模方法提供一定参考,本研究为实现速生树种木材高效高质利用提供了借鉴技术。