圆竹材构件在建筑中的应用

天然圆竹因其独特的观感和力学特性,在建材领域中有着混凝土和钢材等传统建材不可替代的地位。综述圆竹材料在建筑基础、梁柱、结点等不同部位的应用现状,分析圆竹建筑的建造工艺。研究表明,圆竹建筑产业需进行体系化升级;在原材料方面应实现大规模工业分选分级,形成以竹种、径级和力学性能为标注的分级圆竹材料;圆竹构件及连接件应建立在分级圆竹基础上进行设计并以工厂化加工为主,同时形成配套的标准化制备工艺和性能检测标准;模块化设计和施工技术有利于圆竹建筑的建造和应用推广。     

木塑集成木构框剪墙体抗侧性能试验研究

目的以木塑为主要材料将木塑与木结构相结合，探索一种基于木结构的木塑建筑，是克服现有轻钢结构木塑建筑不足的一个重要途径。墙体抗侧性能是决定木塑建筑在地震灾害作用下能否安全的重要因素，研究木塑集成木构框剪墙体抗侧性能可以为维护木塑建筑安全提供科学依据。方法设计了5片普通木塑集成框剪墙体和3片带斜撑的木塑集成框剪墙体，通过低周反复加载试验方法，研究了墙体的抗侧刚度、抗剪强度、立柱上拔量、刚度退化和单位耗能。结果木塑集成木构墙体的抗侧性能主要取决于木塑材结构支撑方式和覆面板连接方式，其破坏特征表现为覆面板钉连接失效破坏和木塑材连接节点断裂破坏。对于普通墙体，面板钉间距为75 mm时，墙体的抗剪强度、抗侧刚度和单位耗能分别比普通常规墙体的高出了35.40%、16.88%和76.22%。带斜撑墙体抗侧性能均明显优于普通常规墙体，木塑材人型撑和K型撑墙体的抗侧性能均与钢条剪刀撑墙体的相当，其中木塑材K型撑墙体抗侧刚度和单位耗能分别比钢条剪刀撑的高出了14.76%和16.44%，抗剪强度比钢条剪刀撑墙体的低了11.34%。覆面板厚度、斜撑和面板钉连接方式对墙体的约束作用能显著减小墙体框架立柱的上拔。结论木塑材集成方式是墙体抗侧性能的重要影响因素，采用框剪结构，增加斜撑和提高面板钉连接可靠性，能充分发挥木塑材料的优异性能，使墙体满足木塑建筑抗震要求。      

重组竹力学性能及设计强度取值研究

竹材为快速可再生材料,性能优越,用于建筑领域可提高长期固碳能力、增加经济附加值,且建筑业迫切需要寻找再生资源降低对环境的影响。通过试验研究浙江省4～5年生毛竹枝下材制成的重组竹顺纹抗拉、顺纹抗剪、抗弯强度、抗弯弹性模量及其破坏模式,参照《木结构设计手册》分析其设计值,并将其与常见建筑材料进行对比。结果表明,顺纹抗拉强度设计值为16.3 MPa,抗拉破坏属于脆性破坏,破坏模式有3种:受拉纤维拉断、锯齿状界面剪切破坏、纤维拉断和界面剪切破坏同时发生;顺纹抗剪强度设计值为3.69 MPa,抗剪破坏属于脆性破坏,破坏模式为纤维界面的剪切破坏;抗弯强度设计值和抗弯弹性模量分别为33.8 MPa和8.3 GPa,抗弯破坏属于塑性破坏,破坏模式为受拉纤维先拉断、受压纤维后压溃破坏。重组竹可作为建筑结构主体受力材料使用,但须适当提高抗压和抗剪安全系数,用作受弯构件时以挠度控制较为准确。     

竹集成材家具典型角接合强度的测试与比较

对竹集成材家具典型角接合强度测试与比较结果表明：直角榫接合抗拔力大于圆榫接合,偏心连接件接合抗拔力与螺母倒刺扎入板材中深度有较大关系,因竹材本身硬度很大,尼龙螺母嵌入板较难,抗拔力也小;一般地,榫接合的胶合面积越大,抗拔力越大,破坏弯矩也越大。     

预应力交叉拉杆轻型木结构剪力墙低周往复荷载的抗侧性能

对5组尺寸为1.2 m×2.4 m墙体的平面内低周往复加载试验,分析墙角锚固件、交叉钢筋、钢筋预应力对轻型木结构剪力墙抗侧性能的影响。结果表明:设置墙角锚固构件,有效提高墙体的各项抗侧性能指标;设置交叉钢筋,能够提高墙体的抗剪强度,增大墙体的极限位移及弹性抗侧刚度;但降低了墙体的极限位移和延性。施加预应力,能够显著的增强墙体的弹性抗侧刚度及延性性能,且随预应力增大而影响越大。墙体的抗剪强度,基本不受钢筋中预应力大小的影响。     

原竹预制构件房屋设计与制造技术

以原竹为主要原料设计与制造符合现代居住要求的预制构件房屋,内容包括毛竹的处理与设计强度计算,建筑构件的连接、模块化设计与性能测试,以及预制构件房屋的建造等。结果表明:屋架在实际使用载荷下具有足够的安全性能;墙体的抗侧承载力为0.78 t,可用作1～2层住宅承重墙体。通过建设示范房屋证明利用原竹进行现代房屋的设计建造是完全可行的。      

CLT墙体?楼板T型连接抗剪性能特征值分析方法对比研究

目的力学特征值分析法是评价结构力学性能的有效方法。在木结构领域,以北美ASTM E2126标准,欧洲EN 12512标准和日本Y&K法的3种评估方法接受度较高。正交胶合木（CLT）被认为是一种可建造多高层木结构建筑的重要木质复合材料,目前针对其材料本身特性的研究较为广泛,但是针对其连接系统的开发和研究尚处于初期阶段。方法本研究设计了一种用于CLT墙体和楼板连接的T型金属连接件,结合对该连接件构造的抗剪试件试验结果,分别采用上述3种分析方法对节点刚度、屈服点特性和延性系数等力学性能参数进行了对比分析。结果Y&K法所得屈服点性质与另两种方法所得点相差较大,EN法计算所得刚度值和延性值略大于另两种方法,ASTM法和EN法在屈服荷载数值的差异性受试验曲线特征影响较大。结论综合比较以上对比结果,对于本文设计的CLT墙体?楼板节点,以及其他力?变形曲线发展较为平缓、破坏模式为延性破坏的木结构节点,Y&K法分析结果更具有实际工程应用意义。      

木结构建筑外墙保温特性及热湿耦合传递技术的研究进展

为了强化木结构建筑外围护墙体的节能设计工作,通过对国内外木结构建筑外墙保温及热湿性能的研究现状总结,介绍木结构建筑外墙保温最新成果,以及木结构建筑热湿耦合传递技术理论和数值模拟研究进展。通过总结前人研究经验,提出通过理论计算墙体传热系数、热惰性、蓄热系数、衰减倍数、延迟时间,建筑窗墙比,有效传热系数等参数,测试建筑外墙构件材料的基本参数、热物性参数和湿物性参数,为模拟分析提供有效的材性数据支撑;通过开展现场测量木结构建筑墙体在不同时期的传热系数,探索其不同时间段传热系数测定值与理论值的差异,实时监测木结构建筑外墙温度、湿度及含水率的变化,分析其随时间变化的趋势;利用WUFI 6.0软件模拟不同时期木结构建筑墙体的热湿耦合情况,实现准确、可靠地预测轻型木结构建筑墙体传热系数、温度、湿度和含水率等参数。     

结构用重组竹抗弯力学性能

通过对180个重组竹抗弯试件的测试,研究了重组竹的抗弯强度、抗弯弹性模量、荷载-位移曲线、破坏现象和概率分布,并将重组竹抗弯性能与3种典型竹、木结构材进行对比。结果表明,重组竹的抗弯试件经历了弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段等3个阶段;重组竹的抗弯强度和抗弯弹性模量的概率分布均服从正态分布;参照中国木材强度设计值计算方法,确定了重组竹抗弯强度和抗弯弹性模量的设计值指标,其设计值指标均显著大于其他3种材料。     

竹集成材与常见建筑结构材力学性能比较

对竹集成材和竹指接集成材的物理力学性能进行了试验研究，并与几种常用的建筑结构木材（如落叶松Larix gmeinl，水曲柳Fraxinus mandshurica，杉木cunninghamia lanceolata），毛竹Phyllostachys pubescens及多孔砖砌体、混凝土物理力学性能相比。结果表明：竹集成材的抗拉强度和抗压强度较高，抗剪强度表现良好的塑性性能，是一种综合力学性能很好的建筑结构材料，其产品不仅可在梁、板、柱等常见建筑结构中使用，也适于工字梁、桁架等复杂结构用材；竹指接集成材受指接的影响，其抗拉强度、抗压强度和抗剪强度低于竹集成材，但已能满足一般承重类的结构材料使用。     

建筑用竹材墙体制造技术研究

该文研究了以竹材为主要原料的建筑墙体制造技术,内容包括墙体用竹材层积板的制造及性能,该种竹材层积板的墙体组装及其在房屋建筑中的应用等.研究结果表明,将竹材用于建筑墙体材料在技术上是完全可行的.该文还对竹材墙体的隔音和保温进行了测定,并根据GB/T15225—94《建筑幕墙物理性能分级》进行评判.研究结果为:竹材墙体的隔声性能为32 dB,达到建筑墙体Ⅲ级标准;保温传热系数为2.3 W/(m2·K),达到Ⅳ级标准.二者性能均达到我国对建筑墙体材料的要求.此外,还测得竹材墙体的耐火极限为20 min,说明将其用于民居房屋的建造,还需要进一步的改进研究.      

毛竹材径向篾抗拉和抗弯性能研究

[目的]目前对于径向竹篾的相关研究较少,且未有竹节对径向竹篾性能影响方面的研究.研究随高度变化径向竹篾的结构特征、抗弯和抗拉性能变化规律,以及竹节对其力学性能的影响,可为径向竹篾在竹木复合集装箱底板应用中的结构设计和工艺优化提供理论依据以及技术参考.[方法]采用4年生不同高度毛竹制备的径向竹篾,分析不同高度等级的径向竹...     

毛竹根径标准根查定表编制及应用方法的探讨

在涉及毛竹Phyllostachys pubescens的案件中，数量是定性处罚的主要依据，而毛竹的计量方法有其特殊性，用标；住根法使毛竹的计量有了统一的尺度。如果涉案毛竹已经被运出现场．则可根据相应的伐根根径查“毛竹根径标准根查定袁”求算涉案标准根值。根据对江苏省的毛竹根径与胸径、用材长、用材鲜质量的关系研究．探讨了毛竹根径标准根查定表的编制．并开展了应用研究。结果表明：毛竹根径与胸径、用材长和用材鲜质量存在密切的相关关系，可采用连续导算法编制“毛竹根径标准根查定表”。在毛竹案件现场仅存涉案伐根的情况下．可应用“毛竹根径标准根查定表”测算涉案毛竹的标准根值．方便对毛竹案件的查处。表3参12     

毛竹纤维微纤丝取向的原子力显微镜观察

为了观察到竹纤维不同壁层微纤丝的取向,该文利用原子力显微镜对毛竹纤维的微纤丝取向进行了高分辨观察。采用了两种样品制备方式, 一是化学离析后纤维,用于观察竹纤维表层的微纤丝取向;二是经过脱木素处理后的弦切片（厚度为30 μm）,用于观察竹纤维细胞腔内壁的微纤丝取向。结果表明,毛竹纤维初生壁微纤丝呈无序排列,但其细胞腔内壁的微纤丝相对纤维长轴则几乎垂直排列,这种排列模式与木材细胞对应壁层微纤丝的排列模式相似。同时,还观察到某些壁层的微纤丝呈高度定向排列,但拍摄到这类图像的几率较小。该研究证实,利用原子力显微镜可以实现对竹纤维微纤丝取向的高分辩观察,并且样品制备远较透射电镜简单,可操作性强。      

用环刚度法评价圆竹径向抗压力学性能

根据圆竹在实际中的应用情况,本文提出用环刚度法作为圆竹径向抗压力学性能评价的主要指标。通过试验,确定了圆竹环刚度测试试件的长度等于试件的直径,测得毛竹的环刚度在80～180 kN/m2之间,远远大于QB/T 1916—2004中给出的最高级（SN16）。竹材在高度方向上的环刚度从基部到顶部呈增大趋势,4年生毛竹的环刚度优于6年生毛竹的环刚度。竹节可以有效提高圆竹的径向承载能力,带有竹节圆竹的环刚度是无竹节圆竹的2.30倍。在圆竹上加喉箍可以增加其径向破坏应变,而圆竹打孔使得其径向抗压力学性能随孔径的增加呈下降趋势。环刚度法具有测试迅速、可操作性强等特点,可以用于圆竹径向抗压力学性能的评价。      

毛竹资源及其综合利用途径

介绍了中国现有毛竹资源现状及其分布情况。在目前毛竹林资源利用的基础上,提出了毛竹竹笋、竹材及竹材深加工、竹叶提取物为重要方向的综合利用途径,并展望了我国毛竹资源综合利用的前景,以期提高我国中西部产竹区的经济效益。     

龙竹和绿竹竹材壁厚度方向的梯度力学性能

为探究竹材壁厚度方向的梯度特性，以产于云南的龙竹Dendrocalamus giganteus和产于浙江的绿竹Dendrocalamopsis oldhami为研究对象，将它们沿竹壁厚度方向分为若干个轴单板层，通过万能材料力学试验机测得竹材的表观弹性模量及2个轴单板层的弹性模量，并用拉格朗日插值法推算出其余任意层的弹性模量。通过复合材料力学方法构建了竹材表观弹性模量和各个轴单板层弹性模量之间内在关系的力学模型；由构建的力学模型推算得到的竹材表观弹性模量与试验机上测得的弹性模量基本吻合。图3表2参10     

竹木复合板水平剪切强度的研究

采用短梁法研究了竹木复合板的水平剪切强度。研究结果表明，竹木复合板试件的跨距是影响水平剪切强度测定的主要因素，水平剪切强度随跨距的增加而明显降低，合理的跨距为板厚的4倍；竹木复合板水平剪切强度的范围为3．2～11．1MPa。