1. 研究目的与意义
本课题结合我国丰富的竹材资源,将竹刨花板作为腹板,竹集成材作为翼缘从而形成一种新型的竹箱形梁。采用试验研究和理论分析拟相结合的研究方法,对预制梁的破坏机理进行系统研究。本研究项目具有重要的理论意义和应用价值,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。
理论意义:通过对预制竹箱形结构受力性能的研究,可以建立系统的竹箱形结构材料的力学理论。
工程意义:通过对预制竹箱形结构的系统研究,形成系统的竹箱形结构的设计方法,并实现对其力学性能的控制,将为今后竹箱形结构在建筑结构中的广泛应用以及工厂规模化生产奠定基础。
社会意义:随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出 ,绿色建筑是必然的选择,合理有效地开发新型材料、创新结构体系,在一定范围内取代钢和混凝土作为主要建筑材料和结构形式使用,将是21 世纪土木工程领域改革与发展的方向。作为最古老的建筑材料之一,竹材来源广泛、价格低廉、加工容易,是一种集力学和美学等多方面优势为一体的环境友好型工程材料。开展全方位的现代竹结构建筑研究工作,并加以推广有助于建筑业的绿色低碳发展,具有重要的经济、社会和环境效益。
2. 国内外研究现状分析
哥伦比亚建筑师oscar hidalgo创建了结构试验的程序研究竹子的无限可能性,奠定了现代竹研究的基础。
加拿大建筑师格雷戈里.科尔伯特建成了全世界最大的由竹子建造的博物馆游牧博物馆。
德国的马尔库斯.海因斯道夫研究竹子十几年,2008年11月在德国和中国两国外交部共同举办的德中同行活动中,由马尔库斯梅因斯道夫所主持设计的德国大道在广州站共建了竹展亭21个,大约用了6000-7000米的竹材。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:本课题结合我国丰富的竹材资源,将竹刨花板作为腹板,竹集成材作为翼缘从而形成一种新型的竹箱形梁。采用试验研究和理论分析拟相结合的研究方法,对预制梁的破坏机理进行系统研究。
研究计划:(1)2015.4.4-2015.5.12做好实验前的准备工作,包括:制作39根箱形梁,分为13组,每组三根梁,并对梁进行腹板开洞以及对洞口进行加固工作。
(2)2015.5.13-2015.5.28在江宁实验室,利用TDS仪器对每根梁进行实验研究,测量每根梁的极限荷载和破坏现象。
4. 研究创新点
特色:现代建筑结构中,梁作为房屋的承重构件,在房屋设计中起着至关重要的作用。目前,我国的木资源越来越匮乏,森林资源越来越稀少。竹资源作为环保经济的绿色材料,受到了人们的广泛关注。生活中我们房屋设计常常需要减少梁下用于穿设设备管道的空间,如果我们可以在梁的腹板中开设孔洞,并且加固该孔洞从而使梁达到设计要求,那么就可以增加经济效益,也可以合理安排结构空间,达到非常好的效果。
创新:本文从竹箱形梁的应用、腹板开洞承载能力分析,竹箱形梁受力分析三个角度进行研究,同时进行腹板开圆洞及对其加固的受压试验,并对破坏过程、破坏现象、荷载-位移变化、荷载-应变的关系进行分析,为探究哪种开洞形式及加固形式最好,为以后的生产应用打下基础。
