摘要：为提高重组竹的力学性能并减轻其各向异性缺陷,设计了一种新型CFRP网格-重组竹复合板(CBCP).分别对8组CBCP拉伸试样和18组CBCP拉拔试样进行单轴拉伸试验和拉拔试验,以分析其力学行为并评估复合方法的影响.选择3个相似的构成模型对拉拔试样的黏结应力-滑移曲线进行拟合,根据试验结果确定CFRP网格和重组竹的临界锚固长度及计算方法,并分析讨论了CFRP层数、横向CFRP束特性和锚固长度对CFRP网格与重组竹黏结性能的影响.结果表明,复合CFRP网格可使重组竹的顺纹和横纹抗拉强度分别提高35.77%和135.20%,从而改善了重组竹的各向异性缺陷.增加网格层数和间距可提高CBCP的拉伸性能.随着锚固长度的增加,平均界面黏结强度呈幂函数递减,而峰值载荷滑移则线性递减.

摘要：重组竹作为一种新兴的绿色建筑材料,以其绿色环保、轻质高强、耐腐蚀和易加工装配等优点成为广大学者的研究重点,以重组竹作为结构承重构件的项目不断落地.针对村镇建筑低荷载和低层数的特点,提出一种以重组竹为材料,适用于上部结构形式为竹木结构的格栅式条形基础,并对其开展结构选型和优化设计.开展了砂土地基中基础底面开孔率为0和24%的格栅式条形基础的土工离心机模型试验,揭示了基础底面开孔对地基极限承载力、基底压力和土体附加应力的影响规律.试验结果表明,基础底面开孔对极限承载力和基底压力的分布影响显著,但对土体附加应力的分布无明显影响.通过有限元计算方法模拟了砂土中格栅式条形基础的竖向承载特性,并且有限元计算得到的荷载-位移曲线和基底压力分布规律与离心机模型试验值结果吻合良好,证明了有限元方法的正确性.采用经验证的有限元方法对不同开孔率下格栅式条形基础的承载性能进行了系统研究,计算得到了不同密实度砂土地基中不同开孔率的格栅式条形基础的地基极限承载力,并与太沙基极限承载力计算结果进行了对比,引入开孔率概念,得到考虑开孔影响的格栅式条形基础的地基极限承载力计算方法.

摘要：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。

摘要：【目的】重组竹因其优异的物理力学性能和绿色环保特性,已被广泛应用于装饰装修、户外景观及交通运输等非结构领域,为我国竹产业的可持续发展开辟了新方向,但因缺乏作为建筑结构构件的有效评价依据,很大程度上限制了其在建筑结构领域的推广和应用。通过研究重组竹尺寸稳定性和力学特性,以期为重组竹在工程结构领域的安全设计和合理应用提供科学依据。【方法】基于室外用结构材性能的基本要求和数理统计分析法,测试分析了重组竹的尺寸稳定性、主要力学承载能力及破坏特性,并利用参数法和非参数法确定了其力学强度的特征值,提出了重组竹的力学强度设计参考值。【结果】重组竹强度大、尺寸稳定性好,整体力学性能要优于其他典型的木、竹质结构工程材料;随蒸煮时间的延长,重组竹吸水膨胀率呈线性增加趋势,且厚度方向明显大于宽度方向;力学性能与密度呈线性正相关,且抗弯弹性模量与各力学性能之间相关度较好,可用于预测其他力学性能;重组竹试样的破坏过程历经了线弹性变形、塑性屈服及破坏3个阶段,其水平剪切破坏模式有拉伸面拉断、层间剪切-拉伸面拉断混合破坏2种模式;重组竹力学性能的概率密度服从正态分布,且基于参数法和非参数法所得的强度特征值极为相近。【结论】重组竹尺寸稳定性和表观性能均能满足建筑结构工程用材的要求,且整体力学性能优于其他典型的木竹质结构工程材料。

摘要：为探究重组竹应用于木艺花窗的可行性,通过实地调研南京夫子庙历史文化街区的木艺花窗,采用归纳演绎法对木艺花窗的基本类型与装饰主题纹样进行分类,对重组竹的设计表现力与加工性能以及木艺花窗的构图艺术原则进行分析,揭示了木艺花窗的装饰艺术特征与文化审美意义。木艺花窗的基本类型主要为槅扇窗、外开式平开窗、漏窗、盲窗等;装饰主题纹样包括几何图案、树木花卉、动物、器物、人物故事等。重组竹设计表现力丰富,加工性能优异,应用于木艺花窗的制作,凸显竹材的现代加工技术和文化艺术价值,将推动木艺花窗绿色低碳可持续的传承。

摘要：针对目前工程竹材炭化性能研究中存在的受火时间较短、灭火不及时等不足,通过8根四面受火工程竹柱炭化性能的对比试验,研究了材料类型、截面尺寸、受火方向、加工工艺和受火时间等因素对工程竹材炭化性能的影响。结果表明:工程竹材炭化后截面基本可分为3个区域,即炭化层、高温分解层和常温层;四面受火工程竹材角部区域由于双向受热而由棱角变为弧形;工程竹材炭化速率随受火时间增加略有减小,截面尺寸较大的试件炭化速率略小;相同条件下的重组竹试件炭化速率显著低于胶合竹;横纹径向炭化速率略大于横纹切向,当受火时间较长时差异不明显;一次成型的重组竹炭化性能略优于二次成型的重组竹。提出了工程竹材炭化性能数值分析模型,可快速模拟工程竹材的炭化性能,炭化速率模拟的误差均在10.2%以内,满足工程精度要求。提出的计算模型可较准确地计算工程竹材的炭化深度。根据明火试验和数值模拟结果,建议工程竹结构防火设计时胶合竹和重组竹燃烧1.00 h的名义线性炭化速率可按T/CECS 1101—2022《工程竹结构设计标准》的规定取值,即胶合竹构件的名义线性炭化速率为54 mm/h,重组竹构件的名义线性炭化速率为30 mm/h。

摘要：螺栓连接因其制作简单、安全可靠和施工方便的优点在现代竹木结构建筑中应用广泛。为研究重组竹钢夹板螺栓连接力学性能,对12组试件进行单轴拉伸试验研究与分析,探讨了厚径比、间距、端距等因素对螺栓连接破坏形态及承载能力的影响规律。研究结果表明:当试件厚径比为5.0～5.7时,单螺栓连接和多螺栓连接破坏形态均表现为单铰屈服模式,当试件厚径比为8.0～10.0时,破坏形态均表现为双铰屈服模式;随着螺栓直径、端距和间距增加,螺栓连接承载力逐渐增加,单列螺栓布置的螺栓连接延性较好,而增加螺栓列数虽然可以提高螺栓连接初始刚度但延性变差;通过将螺栓连接试验结果与国内《木结构设计规范》、《木结构设计手册》和Eurocode 5计算公式计算结果对比分析,国内规范计算结果较为保守,Eurocode 5计算公式具有更好的适用性。

摘要：通过长期荷载作用下的拉伸与压缩蠕变试验,研究了重组竹在不同应力水平下的蠕变行为特点及变化规律.分别釆用Burgers模型和Findley幂律模型对重组竹在长期荷载作用下的蠕变曲线进行拟合,确定了重组竹蠕变模型,分析了Burgers模型和Findley幂律模型的相关系数及变化规律.结果表明:在不同应力水平下,重组竹蠕变应变-时间曲线均呈现出相似的变化趋势,均包含瞬态蠕变和稳态蠕变阶段;采用Burgers模型和Findley幂律模型都能很好地模拟重组竹的蠕变性能;瞬间弹性形变、延迟弹性形变和黏性流动形变均随应力水平的增加而增大.高应力水平下的蠕变可导致重组竹构件破坏,在设计时应合理地控制应力水平.

摘要：为了研究不同参数对重组竹-铝板组合梁受弯性能的影响,共制作12根两点对称集中加载的重组竹-铝板组合梁(2根重组竹梁作为对比),重组竹与铝板之间通过胶粘与螺钉连接在受拉区相结合,设计参数包括铝板的厚度(3 mm和6 mm)和铝板的截面形式(I形、U形、锯齿形)。试验结果表明:重组竹-铝板组合梁的破坏是由于层间发生剪切滑移,继而受拉区竹纤维被拉断,铝板在螺钉位置由于应力集中产生横向通缝,最终失去承载能力;使用铝板加固重组竹梁能有效提高其受弯承载力,增幅在2.0%~13.5%。在试验基础上,对试件的受弯承载能力进行理论分析,提出了重组竹-铝板组合梁受弯承载力计算公式,理论计算值与试验值吻合较好。

摘要：将轻质高强的重组竹埋入钢管混凝土柱(CFST)的核心形成钢管约束竹-混凝土组合柱(BCFST),期望利用钢管的约束作用充分发挥重组竹的抗压强度并延缓其劈裂破坏。为研究BCFSTs的轴压性能,在3组BCFSTs轴压试验的基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了相应的模型进行了非线性有限元分析。通过比对试件的破坏形式、荷载-位移曲线等结果,验证了有限元模型的可靠性与适用性;基于验证后的有限元模型,对重组竹尺寸和钢管径厚比两个关键设计变量进行参数化分析。结果表明:在相同钢管壁厚的钢管混凝土柱中,增大重组竹截面尺寸可以抑制荷载-位移曲线峰值点后的下降过程,BCFSTs的峰值承载力相较于CFST的提升范围均在8%以上,最大提升16%;试件的极限荷载呈现明显增长趋势,BCFSTs的极限承载力相较于CFST的最大提升可达到33.2%。钢管壁厚的增加使重组竹和混凝土受到的环向约束增强,核心截面强度得以提高,钢管壁厚由4.5 mm变化为6.0 mm时,试件极限荷载最大提升18.2%。