干栏民居新型原竹承重楼板技术研究与实践

篾笆楼面板是传统干栏民居广泛采用的楼面技术,存在刚度低、不防火、隔音差等缺点,严重影响干栏民居的安全性和舒适性。为克服篾笆楼面板的缺陷,提出了一种新型原竹承重楼板技术,利用原竹天然具有的优良物理力学特性,密排铺设在楼面格栅上,具有很好的承载能力,在原竹表面铺设防潮层,用纤维增强黏土做找平层,方便多种现代楼面装饰做法。该技术已经成功运用于示范项目建设,该技术的推广应用,不但可以显著提高干栏民居的安全和舒适水平,还有助于减少木材、水泥、钢材等建筑材料的消耗,有良好的社会、环境和生态效益。     

基于椭圆截面剖分模型的原竹剖分刀具自选方法研究

剖分是原竹加工中不可或缺的关键工序,而剖分刀具的选择直接决定了原竹出材率和竹条尺寸。针对原竹剖分刀具选择研究中存在自动化程度不高、出材率计算不准确等问题,提出一种基于椭圆截面分段拟合剖分模型的原竹剖分刀具自选方法。首先建立基于椭圆截面的剖分模型,获得原竹内外径尺寸、剖分数与出材率、竹条尺寸之间的关系模型。然后通过图像预处理、Canny边缘检测和像素尺寸计算,得到内外径尺寸。最后根据不同竹条尺寸需求,基于python实现原竹剖分刀具自选方法。结果表明:基于机器视觉的原竹内外径识别准确率均达到95%以上,自动选刀后的原竹出材率均达到85%以上,为原竹剖分智能化提供了可行的研究理论基础。     

竹子的特性及其在家具生产中的应用

分析了竹子在家具生产中部分代替木材的可行性,阐述了我国现有的竹子在家具中的应用形式及其工艺特点,说明竹子在家具领域可以创造出更丰富的形式。     

一种新型竹材防护剂及其处理技术

原竹很容易产生腐朽、霉变、虫蛀及开裂等,严重限制了原竹的应用性能。该研究介绍了传统原竹防护处理技术及其存在的问题,在此基础上提出了一种新型原竹防护药剂的成分和应用,最后介绍了原竹防护剂处理方法及其操作步骤。     

原竹骨架喷涂复合材料多功能组合构件力学性能试验研究

为研究原竹骨架喷涂复合材料组合构件的力学性能,该文通过立柱轴压性能和抗弯性能足尺试验,研究其传力过程、承载能力、破坏模式及复合材料对原竹骨架的增强作用。结果表明:组合构件立柱轴压试验的破坏模式为整体失稳破坏;在有限元参数分析中,立柱数目少于6根时,立柱数目越多,平均每根立柱的轴压承载力越大,但立柱数目超过6根时,平均每根立柱的极限承载力随立柱数目的增多反而有降低的风险;立柱间距在200~500 mm范围内,间距越大,其立柱平均承载力越高;对多根立柱统一均匀加载时,构件会发生整体失稳破坏,而对中间立柱单根加载时,其顶部出现局部压溃现象。抗弯性能试验的破坏模式为纵向原竹与复合材料产生滑移,构件在集中荷载处发生弯折破坏。复合材料对构件立柱提供了较好的约束作用,使其轴压承载力提高3.7倍,但与立柱达到抗压强度破坏时的极限承载能力相比低16.7%;当达到组合构件的弯曲容许挠度和峰值挠度时,构件所承担荷载分别约为原竹骨架构件的7倍与4倍,说明复合材料对原竹骨架的增强作用显著。研究成果可为喷涂复合材料-原竹骨架组合结构体系的工程应用提供参考。     

弧面竹青抗拉性能试验

为探究原竹弧面竹青的截面识别方式及其抗拉性能的影响因素,在竹根、竹中与竹梢3种高度取材,削去原竹表面蜡质层后,制作弧面竹青试件。基于Ostu算法对弧面竹青试件进行截面识别,计算截面面积、截面维管束面积占比等关键参数;开展抗拉性能测定,分析弧面竹青抗拉性能与维管束面积占比、取材高度、试件厚度及含水率之间的关系,分析竹青维管束和基质等细观构造的抗拉性能。结果表明：原竹弧面竹青试件的维管束面积占比与试件取材高度呈正相关,与试件厚度呈负相关,不同试件的离散性很高,弧面竹青自身条件和加工工艺都会对截面识别产生较大影响;试件的顺纹抗拉强度和弹性模量试验值,与试件取材高度呈正相关,与试件厚度呈负相关,经含水率修正后,12%含水率下竹青的抗拉强度增大,弹性模量减小。提出了不同含水率下基于截面维管束面积占比的竹青顺纹抗拉弹性模量计算公式,可用于弧面竹青弹性模量的预测;利用竹青细观构造与宏观力学性能的关系式,计算得维管束和基质的顺纹抗拉弹性模量分别为48.16和7.57 GPa。     

基于形态学方法与边缘检测的原竹几何特征识别

为提高原竹初加工过程的自动化、智能化水平,针对竹节位置与原竹内外径的快速精准识别需求,提出了一种基于形态学方法与边缘检测的原竹几何特征识别方法。首先,通过对原竹图像进行预处理,去除背景干扰,获得原竹竹节及竹径截面前景信息。其次,基于边缘检测原理计算原竹竹节图片的梯度数值以判断竹节是否存在,并通过形态学方法确定竹节位置;采用Canny算法获得竹径截面图片的内外径轮廓,基于椭圆截面的最小二乘拟合得到内外径尺寸并分级。最后,进行了原竹竹节与内外径识别试验。结果表明：竹节识别速度为0.2 s/次,准确率为95.5%,内外径识别速度为0.2 s/次,准确率为98%,验证了该方法的有效性。     

现代竹结构建筑体系探讨

现代竹结构体系是一种新型的绿色可持续建筑技术,符合我国发展节能环保型建筑业的需求。笔者介绍了两种现代全竹结构体系—原竹结构体系和改性竹材结构体系的设计及安装方法,该两种结构造型简单、施工方便,但建筑层数有所限制;提出了轻质、高强、抗震、节能型钢-竹组合结构体系,包括压型钢板-竹胶板组合墙体承重的箱式结构体系和钢-竹组合梁柱承重的梁柱式框架结构体系,并给出了这两种结构体系各结构构件的制作方法。钢-竹组合结构体系能较好的把钢、竹两种材料组合在一起共同受力,具有优良的力学性能,应用前景广阔。     

原竹家具造型浅析

就不同材料而言,它们会以它们与生俱来的形态语言来构筑关于它们自身的、独特的造型形式.对我们来说,原竹家具的设计造型就是一种关于线的各种形态在空间中实施的位置上的经营和构造.     

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。