新型嵌入式钢筋增强竹梁力学性能试验研究
2011-08-02陈冬剑周正伟潘利群
森林工程 2011年4期
陈冬剑,周正伟,潘利群
(南京林业大学土木工程学院,南京210037)
在当前发展低碳经济的大背景下,绿色、生态、环保、低碳的新型建筑结构材料是土木工程科技发展的必然方向。竹材最大的优势是绿色环保和原材料可再生,竹材的成材期一般为2~4a(木材要20a),强重比远胜于混凝土等材料,较好的弹性与韧性保证了其具有良好的变形能力。此外,利用竹质工程材料建造的竹结构建筑[1~2]、桥梁体系也已经得到了实践应用。但是,作为竹结构的主要受力构件,无论是采用竹帘胶合板、竹材层积材,还是竹材重组材加工制作,其在应用中存在以下问题[3~4]:
(1)竹材的弹性模量低,竹材受弯构件的设计都为截面的刚度控制。
(2)竹梁截面下部受拉区的缺陷对强度降低的影响较大,力学性能较为离散。
(3)脆性的破坏模式与结构构件对延性的需求不相符。
针对传统竹结构的应用不足,本文提出一种增强竹梁,在不改变竹材重组竹加工工艺的情况下,利用嵌入式[5]加固技术将钢筋复合于竹梁的受拉区,通过试验初步验证其增强效果。
1 竹梁制作工艺及试验概况
1.1 嵌入式钢筋增强竹梁制作工艺
增强竹梁与对比竹梁均采用现代竹材重组工艺加工制作,其竹材原料应采用竹身弯曲程度较小,竹龄在3a以上的毛竹,竹材剖篾后,根据生产工艺要求,篾片的含水率应控制在10%~14%以保证其产品质量。本试验所用重组竹材由生产厂商直接提供,钢筋选用直径12mm和16mm的Ⅱ级螺纹钢筋,嵌入式钢筋增强竹梁其关键工艺为:重组竹构件成型-开槽-嵌入钢筋-浸胶-竹条封面(如图1所示)。……
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