竹质建构结构件研究

• 作 者: 刘学
• 机 构: 中南林业科技大学
• 出 处: 中南林业科技大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 竹质工字型结构 竹胶合板 抗弯性能 抗压性能

我国是世界上竹林面积最大、竹产量最大、竹资源最丰富的国家，其中丛生竹占全国竹林面积的20％以上，将其加工成建筑构件是提高附加值的重要途径之一。　　
本文主要研究内容为竹质建筑结构件，其中包括竹质工字型结构梁与竹质工字型结构柱，并进行了竹质工字型结构梁的抗弯性能与竹质工字型结构柱的轴心抗压性能的初步探索，明晰了结构件在材料、设计上存在的缺陷与不足，通过改变竹胶合板组坯方式来提高板材力学性能，通过修改结构件连接方式提高其内部强度，并对改进后的结构梁与结构柱分别进行抗弯性能与轴心抗压性能检测，分析研究结构件的力学性能。结果表明:　　
(1)竹质工字型结构梁受弯过程中，竹质工字型结构梁挠度值以中间为对称轴两侧呈递减对称分布，两端简支点位置的挠度值基本没有变化。竹质工字型结构梁受力主要有两种阶段:弹性阶段、塑性阶段。腹板与翼缘的变形不协调，影响了结构梁的刚度和承载力。　　
(2)竹质工字型结构柱轴心受压过程中，竹质工字型结构柱翼缘板与腹板均出现向一侧弯曲，在加载后期均出现回弹现象，并且结构柱翼缘板与腹板中部弯曲程度最大，两端简支点位置弯曲程度最小。竹质结构柱翼缘板出现局部受压破坏而失去承载力。结构柱整体侧向稳定性较高，轴向压缩量较小，抗压性能较好。　　
(3)在板材优化试验中，板坯分为上、中、下层结构，上、下两层为纵向竹帘，中层为横向竹帘，以中层竹帘所占比例为参数。本文选取中层横向竹帘比例为70％作为腹板，选取中层横向竹帘比例为30％作为翼缘板，并将连接方式由螺钉连接改用螺栓连接。竹质建筑结构件力学性能均得到提高，增加结构件整体性。结构梁破坏荷载由94kN和125kN提高至154kN。结构柱的破坏荷载由初期探索的700kN和880kN提高到1141.91kN。　　
(4)优化后，竹质工字型结构梁纯弯弹性模量为2995.511MPa，表观弯曲弹性模量2868.296MPa，抗弯强度为34.335MPa。竹质工字型结构柱的等效弹性模量为2377.983MPa，临界应力分别为44.848MPa。