竹材受弯构件增强技术的研究进展

竹材是一种可持续发展的生物质材料,其作为传统建筑材料有悠久的历史。现代竹结构使用力学性能更加优异的工程竹材作为原材料,可实现更加灵活的建筑形式和结构布局,但普通竹材受弯构件存在截面刚度低、承载力与跨越能力不足等问题,在一定程度上限制了竹结构的应用,故研发竹构件增强技术具有重要意义。结合已有的竹材构件增强技术研究成果对其构造形式和力学性能进行系统阐述,主要包括配筋竹构件、工字形竹木组合构件、纤维复合材料(fibre-reinforced plastic,FRP)片材增强竹构件、竹-混凝土组合构件和竹-金属组合构件等。将竹材与金属、FRP及混凝土材料组合,其多种材料协调工作形成增强竹构件,增强竹构件的刚度、承载力等力学性能较普通竹构件有较大提升,能够更好地作为结构工程领域的承载构件使用。开发竹材受弯构件的更多有效增强形式、优化材料间连接构造形式、定量评价增强竹材构件的耐久性能、构建多样化的结构体系以及实现现代竹结构产业化发展等,应是未来竹材增强领域研究关注的重点方向。     

现代装配式竹结构研究现状

归纳总结了现代竹材工业化利用技术的发展历程及其技术特征,介绍了两种常用竹木结构体系,在此基础上,综述了现代装配式竹结构工程竹材、竹结构构件、连接节点和竹结构力学性能方面国内外的相关研究。最后总结了现代装配式竹结构研究存在的问题,并探讨其可持续发展方向。     

现代竹建筑的结构建构研究

竹材是一种天然可再生材料,在建筑中的应用历史悠久。然而传统竹建筑已无法满足现代人的需求,如何发挥竹材自身优势并融入现代建筑设计理念、形成独特的建筑美学已成为广大建筑师追求的目标。建构理论是众多建筑理论之一,是一种关注于建筑建造的形式与功能之间理性协调的理论范式。文章解析了建构理论的内涵,在此基础上对竹建筑的建构特征进行了细致的分析。通过研究现代众多前沿设计的竹建筑案例,分析了竹建筑中的竖向、横向、屋顶、空间结构的结构形态,阐释了现代竹建筑设计中呈现出的建构思维下的结构制造,梳理并归纳了现代竹建筑结构制造的4种特征：明晰逻辑、隐喻身体、融合自然、诠释文化;以期使竹建筑为人们提供舒适、安宁的环境,成为人们全身心融入自然界的居所。     

小型装配式木塑建筑设计体系研究

以木塑复合材料作为小型装配式建筑的主要外装饰材料,阐述了其梁柱单元、墙体单元、屋面单元的连接方式。梁柱单元中以连接件为基础对铝塑共挤梁柱进行改造设计后,可利用连接节点实现梁柱的快速安装;墙体单元中以方钢墙骨柱作为墙体连接节点可实现力学性能与美观的统一;屋面单元以模块化沥青瓦为材料,可简化安装步骤。通过上述3个单元设计,可实现非专业人员的自主快速搭建,并可将该结构体系应用于工具房、门卫室和售货亭等小型装配式建筑。     

梁柱用竹质工程材料及其构件研究进展

竹质工程材料及构件的研发,不仅拓展了竹材在建筑、交通和桥梁等领域的应用,而且符合我国绿色发展、清洁生产、乡村振兴战略等重大政策需求。文中阐述了以竹集成材、竹篾集成材、竹重组材为代表的3种竹质工程材料的研究进展,在此基础上梳理归纳了竹集成材梁柱、竹篾集成材梁柱、重组竹材梁柱、复合竹质梁柱构件以及双拼梁柱等5种梁柱工程构件的结构特点,并从建立竹质工程材料与构件的评价分级方法、研发梁柱用竹质工程构件的长效绿色防护技术、制定相关的规范与标准等尚需解决的几个关键技术方面提出了将来的研究展望。     

圆竹家具结构创新设计

通过对圆竹家具和竹建筑结构形式的归纳与分析,提出采用新技术、新工艺创新设计圆竹家具结构形式;介绍了开发设计的两个系列共5种圆竹家具新型结构,期望以此提升圆竹家具产品的生产工艺、质量和档次。     

浅谈对几种新型建筑工程结构体系的认识

随着建筑设计的不断创新,结构设计理论、高强材料的不断发展,几种新型建筑结构体系正被越来越广泛的应用。本文要介绍了几种新的建筑结构体系,包括钢—混凝土混合结构、网架结构、高效预应力结构和膜结构。     

振兴傣寨竹楼的技术策略

一．傣族村寨民居发展情况 西双版纳在历史上森林资源丰富，传统民居就地取材，竹、木均为环境亲和型材料。根据民居主体结构使用材料的不同，传统傣族民居大致可以分为两种：以原竹为主要结构材料、房屋梁柱节点采用捆绑式联结，屋面覆盖草排，这是典型的傣寨竹楼；采用全木结构承重，构件之间的联结以穿斗为主，屋面铺设缅瓦，此为傣家木楼。     

碳纤维增强重组竹受弯构件的极限承载力试验

重组竹是一种竹基高强复合材料,适用于装配式梁柱结构,但还难以满足现代大跨建筑结构的需求。在重组竹梁受拉区粘贴轻质高强的CFRP(carbon fiber reinforced polymer),可充分发挥重组竹的受压性能,提高重组竹受弯构件的极限承载力。虽然重组竹的顺纹受拉应力-应变关系呈完全线性,但由于重组竹的顺纹受压应力-应变关系具有明显的非线性,故CFRP增强重组竹梁的极限承载力分析需要采用非线性模型。笔者通过CFRP增强重组竹梁采用简支梁4点弯曲试验,在研究其受弯破坏模式与破坏机理的基础上,导出了CFRP增强重组竹梁的极限承载力计算公式,并通过试验结果验证了公式的正确性。试验与计算结果表明,CFRP增强重组竹梁的破坏显示了明显的非线性特征,梁底分别粘贴一层、二层CFRP时,其极限承载力可分别提高14%和27%。     

真空屋顶现浇技术

在现代楼房建筑中,出于抗震性能的需要和要求,楼层间的承重楼板和屋顶均是采用钢筋混凝土整体现浇成型的.现有钢筋混凝土现浇技术制成的屋顶有实心和空心两种结构.     

竹材梯度结构对弯曲力学性能的影响

竹材梯度结构对力学性能影响显著,尤其是在弯曲应力下,更呈现明显的非对称行为。文章对竹材梯度结构进行详细解析,提取了维管束形状、纤维鞘面积、维管束梯度变化规律等多个梯度因子,然后对其弯曲力学性能进行测试,解析竹材梯度结构因子与弯曲力学性能之间的关系,阐明梯度结构对弯曲力学的影响机制。结果发现,毛竹维管束沿径向梯度分布的曲线属于下凹型曲线,梯度分布指数n=2.28;从竹青到竹黄,维管束长径比呈现明显下降的趋势,靠近竹青侧的维管束长径比较大,靠近竹黄侧的维管束长径比较小,形状更趋近于圆形;对比了竹黄侧加载和竹青侧加载2种模式下的竹材弯曲力学性能,当竹青侧受压、竹黄侧受拉的情况下,竹材的弯曲韧性最好;当竹青侧受拉、竹黄侧受压的情况下,竹材的弯曲模量最大。     

城市绿化中竹子的优势及耗散结构理论应用探讨

竹子在城市绿化中的应用,具有生长适应性、种类多样性、文化内涵、生态和社会效益等方面的明显优势;城市竹林生态系统是一种耗散结构,通过优化竹种、优化配置、加强管理、增加生物多样性等方面可提高系统的负熵流,提高城市竹林生态效率;同时,加强城市绿化竹种育种、生态机制等方面研究,为城市竹子绿化提供有效指导。     

原竹多尺度力学性能及其在设计中的应用

原竹是一种天然的生物复合材料,在长期的生物进化过程中形成了从宏观到微观不同尺度的分级结构,这种分级结构使得原竹具有独特的力学性能,利用原竹生产的产品因此具有优良的实用功能。文章详细分析了原竹的分级结构及其多尺度的力学性能,通过典型设计案例阐述了原竹多尺度力学性能在产品设计中的应用潜力,以期为设计师将材料与设计更加有效地结合提供思路。     

中国神农架国家自然保护区鄂西箬竹(Indocalamuswilsoni)的群落特征(英文)

通过对含有鄂西箬竹的4种植被,即针阔混交林、次生阔叶林、疏灌丛及草甸的样地调查,比较分析了箬竹群落的区系构成,生活型、群落结构及竹类生存状况。20年前的针叶树种的采伐提升了样地的物种多样性,但影响了其下层植物箬竹的生存。疏灌丛比其背景植被草甸含有更高的物种多样性和更多的地下芽植物,然而疏灌丛下的箬竹长势更好。箬竹偏喜于缓坡上具有中等盖度的植被环境。发生于次生阔叶林中的箬竹群体开花预示着在整个神农架亚高山生境的箬竹将在未来的几年内同时开花死亡。这不仅会改变现存竹类立地的区系构成和群落结构,同时也会波及到这一稀有物种的生存问题。     

竹林地下鞭根系统研究进展

综述了竹林地下鞭根系统的研究进展，主要内容包括：竹林地下鞭根系统的数量结构、年龄结构和空间分布的研究，竹林鞭根系统生长特性以及经营措施对它影响的研究，竹根和竹鞭的解剖研究．竹林鞭根的生物量、能量和物质循环的研究，竹林鞭根的吸收能力、根际固氮以及内源激素和生物酶的研究等；总结了竹林地下系统研究的特点，提出了今后的研究方向。     

明清竹家具结构形式的外延与内涵——基于罗兰·巴尔特符号学理论的考察

明清竹家具是中国传统竹家具发展的高峰期,在当前“以竹代塑”背景下,其优秀的造型艺术,尤其是有别于硬木榫卯结构的结构形式为竹家具的创新设计提供了一定的文化源泉。文章依据组成家具的结构部件是否必要的原则,梳理归纳出明清竹家具结构形式可以分为主体结构形式和辅助结构形式2类。同时,从罗兰·巴尔特符号学“外延/内涵”二元理论出发,论述了明清竹家具主体结构形式符号以外延意义为主、辅助结构形式符号以内涵意义为主,进而总结出主体结构形式符号的外延意义是实用功能性的、辅助结构形式符号的内涵意义是审美装饰性的。对于明清竹家具结构形式符号学视角的考察,一方面丰富了明清竹家具研究的理论系统,另一方面可以为当前竹家具的创新设计提供造型意义传达的实践指导。     

广州流溪河国家森林公园冬季甲螨群落对毛竹扩张的响应

为研究毛竹 Phyllostachys heterocycla 扩张对土壤甲螨群落的影响,2017 年冬季在从化流溪 河森林公园内,采用样方调查法分别对毛竹林、竹阔混交林、阔叶林 3 种林地进行调查取样,通过室内 Tullgren 漏斗法对土壤甲螨进行分离和鉴别。结果表明：共捕获 5 607 头甲螨,隶属于 67 属,优势属为角 单翼甲螨属、大奥甲螨属和大头甲螨属。竹林土壤甲螨数量最多;但阔叶林样地的土壤甲螨类群数最多, 群落的 4 种多样性指标亦最高,毛竹扩张导致竹林地下土壤甲螨数量增加但多样性降低,各样地土壤甲 螨群落相似性和 MGP 分析得出类似的结论。     

毛竹林丰产年龄结构模型与应用研究

从南岭山脉以南的各毛竹产区中收集１３３０块高产林标准地,分别调查各度竹株数、胸径等测树因子与林分、环境因子,以用材林的竹秆产量,笋用林的笋产量为因变量,建立了产量模型：材用林Ｙ１＝－６２６９５．２４５＋６．５４１３Ｎ＋７０１２．５１９５Ｄ＋８．４５４８Ｘ１＋１１．０８７０Ｘ２＋１４．１５２０Ｘ３＋８．９９６９Ｘ４＋１４．５１５６Ｘ５笋用林Ｙ２＝６９７．５５６９＋０．２０５２Ｎ＋１．８５１４Ｄ－０．６４１４Ｘ１＋１．２４９３Ｘ２＋０．７６３６Ｘ３＋０．３７９０Ｘ４－０．８８３３Ｘ５（Ｒ１＝０．９８,Ｒ２＝０．９６）并结合生产要求,提出约束条件八组。应用该模型研究毛竹林最优化年龄结构,可以得到不同竹林质量、立竹量、立地条件、经营水平下最适宜年龄结构。能显著地提高林分的竹材和笋产量。     

茶秆竹竹鞭生长规律的研究

通过对茶秆竹鞭系结构的研究 ,结果表明 ,茶秆竹鞭系结构较为合理 ,鞭系以介于 4～ 8m的中型鞭为主 ,幼壮龄鞭段主要分布在 0～ 30 cm的土层中 ;2～ 4级的鞭系占 5 1.9% ,二侧分叉的鞭段数占优势 ,随着鞭龄的增大 ,分叉趋于复杂 ;竹林以壮、中龄鞭为主 ,鞭龄与鞭级呈反相关 ;鞭芽的死亡率较高 ,壮龄鞭的成竹率可达 2 6 .2 5 %。据此 ,控制竹林密度 ,调节鞭系结构 ,清除老鞭 ,提高壮、中龄鞭比例是竹林抚育的关键措施     

超声辅助提取对竹纤维结构和机械性能的影响

文章以超声波辅助提取竹纤维,研究超声波处理以及超声波处理方式（前超声和后超声）对低试剂量条件下提取竹纤维结构和热性能的影响。结果表明：超声波处理应用于低试剂量竹纤维提取,可降低竹纤维胶质含量,改善竹纤维细度和细度均匀性。用后超声辅助提取竹纤维,竹纤维胶质含量可降低13.2%,纤维直径由489±247 μm降至224±52 μm,平均直径降低率达54.2%。超声辅助提取对竹纤维机械性能有一定程度的影响,对竹纤维拉伸强度略有降低,拉伸模量下降明显,断裂伸长率略有提高,机械强度均匀性增加;后超声辅助提取较前超声辅助提取对竹纤维的机械性能降低程度小。经提取工艺,竹纤维结晶度增加,但超声辅助提取竹纤维结晶度又略有下降,未超声竹纤维结晶度为56.50%,后超声竹纤维结晶度为55.89%,前超声竹纤维结晶度为56.25%;傅里叶红外光谱分析表明,竹纤维化学结构变化主要由纤维提取工艺引起,超声处理对纤维结构影响不明显;通过电镜观察,经纤维提取工艺,原竹材结构中被胶质包覆的单纤维形态暴露,单丝状明显,超声辅助提取增加了纤维表面粗糙度,后超声辅助提取单丝分散性增强;总体上,超声辅助提取可促进低试剂量条件下的长竹纤维提取,对纤维细度有明显改善效果,但对纤维结构和机械性能影响不大。