1. 研究目的与意义
竹制拱结构优化设计旨在培养大学生的创新思维、动手能力、以及团队精神,增强大学生土建类专业设计与实践能力,营造学术氛围,促进不同专业间的交流与学习,同时了解竹制结构的发展前景与现实应用,为日后新材料的发展打下基础。
2. 国内外研究现状分析
中国曾对竹材在建筑中的应用作了大量的研究。除测定竹材的物理力学性能外,还进行了整竹杆件承载能力、螺栓连接及竹屋架的试验。提出了多种形式的竹结构。如填块抵承连接的豪式竹屋架,可用于一般跨度的房屋;下弦用钢材的螺栓连接的钢竹屋架,可用于跨度较大的房屋。竹材干燥时易开裂,当裂缝与螺栓连接的受剪面贴近或重合,将降低结构的安全度。竹屋架在节点处皆通过螺栓传力。所以都在螺栓的一侧加薄钢板作成钢箍,以保证螺栓连接的正常工作。竹材产区农民自建的竹材房屋皆用竹篾绑扎连接,当竹材风干收缩后,在连接处发生松弛,使整个结构产生变形,所以这种连接不能用于永久性建筑。竹干材自重轻,便于架设多层建筑的建造和维修时的脚手架,所以竹脚手架在中国曾一度得到大量应用。
国外现在对竹结构的研究也越来越多,正在尝试将此结构用于土木工程中去,对轻型木结构房屋和梁柱型木结构建筑有很多需求。尤其在围护结构中,采用木骨架墙体越来越受到建造商和使用者的青睐,另外平改坡工程,木桁架,木屋顶和木楼盖的使用逐渐推广,木结构和木构件已经逐步被大家接受和喜爱。
3. 研究的基本内容与计划
(1)设计内容
1)根据江苏省2014年大学生结构创新竞赛赛题要求,进行竹质拱结构设计。
2)力求做到承重比最大化。
4. 研究创新点
本次毕业设计按照2014年江苏省大学生土木工程结构创新竞赛的指导书进行了对竹制拱结构的的设计与优化,力求做到承重比最大。
在本设计中多次设计出各种形式的竹制结构,并对其运用Anys进行反复的模拟加载实验,锻炼的自己的设计与创新能力,了解到了竹制结构的的独特优势和广阔的应用前景,为将来竹结构的发展贡献自己一份薄力。
