侧压竹集成材偏心受压力学性能研究开题报告

 2021-08-08 21:56:59

1. 研究目的与意义

研究不同长细比、偏心距竹集成材的破坏模式、应力应变模型及设计理论。通过本实验的研究,可以得出不同尺寸的竹集成材的极限承载能力,为现代竹木建筑结构的设计、推广和应用提供试验资料和理论基础。竹集成材材的物理性能十分优越,干缩系数、抗拉强度、抗弯强度均优于橡木、杉木,可大规模代替木材、钢材、塑材、铝材、合金等。竹集成材材的性价比高,可降低产品生产成本,创造更多的经济利润。竹材本身属于可再生资源,随着人们的环保意识的增强,用竹材来做装饰材料越来越受到大家的喜爱,竹材有环节,制作出的家装饰品更加天然美观,而且环保节约,不会浪费宝贵的木材。竹材强度和密度都高于一般木材,竹材产品的强度大于一般木材产品。合理利用竹材,充分做到可持续发展,是当前重要的发展道路。

2. 国内外研究现状分析

世界竹子资源分布不均匀,世界各地竹产业发展水平也不一,亚洲竹产业最为发达。西方一些国家的竹子资源非常有限,竹产业刚刚起步,规模很小,但是影响很大,对竹产业发展投入多,资源利用水平高。非洲,拉丁美洲的竹产业相对落后。但是他们已经开始竹产业的发展,尤其是注意到竹产业在扶贫、创造就业、环境保护方面的巨大作用。

我国木材长期供不应求,是国民经济中的短线物资。十一届三中全会以后,木材由国家统一分配逐步走向市场开放、实行评议价结合的双轨制,木材的价格有了较大幅度的提高,但木材仍供不应求。另一方面,随着塑料工业、钢铁工业的发展,传统的竹材用途逐步萎缩,80年代初至80年代中期,曾出现竹材积压滞销局面。木材短缺而竹材积压滞销,为我国以竹代木的竹材工业化利用提供了发展机遇。80年代初至今的近20年里,我国的竹材工业从无到有得到迅速发展。其中1990年前后发展比较顺利,但1996年以后,随着郭嘉宏观调控政策的实施,相继出现银根紧缩、木材市场疲软、钢材价格下降、载重汽车滞销等现象,使以竹代木面临越来越多的挑战,竹材工业的发展面临着新的难题。

南京林业大学李海涛等人对由不同部位原竹制作的竹集成材进行了轴心受压力学性能试验研究与分析。结果表明:竹集成材的抗压强度随竹材生长部位高度的增加而增大,但是离散型也随之增加。在对所有试验研究分析的基础上,提出了竹材集成材轴压应力应变关系模型、荷载位移关系模型。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:本实验对竹材集成材柱子分别进行了轴心受压试验和偏心受压试验,并对其试验成果进行分析。轴心受压试验是对两组(共12根)不同高度的试件进行加载的试验。偏心受压试验主要对14组(共56根)进行偏心受压的试验,其中5组试件是在高度不同,偏心距相同的条件下加载的。另外9组试件是在高度相同,偏心距不同的条件下加载的,研究分析了长细比和偏心距对竹材集成材的破坏过程、破坏特征、极限承载力以及极限强度的影响。

研究计划:

(1)1至4周,完成文献综述,并确定试验方案并对试验试件进行分类编号并做好数据量测。

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4. 研究创新点

本次试验,通过研究不同长细比、偏心距竹集成材的破坏模式、应力应变模型及设计理论。对竹集成材的承载能力进行了全面的系统性的研究。本次试验后得出竹集成材的极限承载能力,为现代竹结构的研究打下坚实的基础,本次实验符合国家发展环保节约型材料的目标,适应国际化竞争的需要。并且本次试验充分体现的南京林业大学以竹木材料为研究重点的科研方向。

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