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原竹材料抗弯性能试验研究

2021-07-21刘鹏程周期石田杰夫付飞扬

建筑科学与工程学报 2021年4期

刘鹏程,周期石,田杰夫,张 海,李 威,付飞扬

(中南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410075)

0 引 言

建筑作为中国城市化进程中的重要表现形式,粗放式的建筑发展方式消耗了大量的能源并且产生了大量污染,对生态环境和人类的生命健康造成了严重损害。传统的混凝土结构和钢结构在全寿命周期会产生大量的碳排放,木结构由于木材资源的枯竭在应用上也受到了限制。基于以上问题,科研和工程人员对竹结构的研究兴趣逐步提高。中国是世界竹资源的分布中心,拥有39属500余种竹材,储存量和产量都极其丰富。竹材是一种速生的可再生植物,3~5年即可成材,成材时间远短于木材。竹材具有优异的力学性能,其抗拉强度约为木材的2倍,抗压强度约为木材的1.5倍,强重比优于钢材[1-5]。竹结构单位面积的能耗仅为混凝土结构的1/8及木结构的1/3,竹结构的能耗仅为钢结构的1/50[6]。同时,竹结构也具有优异的抗震性能[7-9]。由此可见,竹材是一种具有替代传统建筑材料潜质的新型建筑材料。

抗弯是竹材重要的力学性能,对于竹材抗弯目前国内外已有相关研究。文献[10]探究了原竹抗弯强度与物理性能的关系,并实现了通过物理性能对竹材进行抗弯强度无损检测。Nurmadina等[11]通过分析不同参数对竹材抗弯性能的影响探究了适合竹材分级的方法。李光荣等[12]研究了竹龄和高度对毛竹抗弯性能的影响。于金光等[13]研究了含水率、竹节和取材单元对毛竹抗弯强度的影响。张丹等[14]开展毛竹圆竹和竹片抗弯对比试验,分析了不同试件形态在试验结果上的差异。……

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