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竹质双拼梁构件研发及其在装配式建筑中的应用

陈复明 李德月 周海英 孙涛 尤鸿珺 陈林碧 尹毅剑 孙丰波 王戈

陈复明, 李德月, 周海英, 孙涛, 尤鸿珺, 陈林碧, 尹毅剑, 孙丰波, 王戈. 竹质双拼梁构件研发及其在装配式建筑中的应用[J]. 世界林业研究, 2019, 32(3): 61-66. doi: 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2019.0033.y
引用本文: 陈复明, 李德月, 周海英, 孙涛, 尤鸿珺, 陈林碧, 尹毅剑, 孙丰波, 王戈. 竹质双拼梁构件研发及其在装配式建筑中的应用[J]. 世界林业研究, 2019, 32(3): 61-66. doi: 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2019.0033.y
Fuming Chen, Deyue Li, Haiying Zhou, Tao Sun, Hongjun You, Linbi Chen, Yijian Yin, Fengbo Sun, Ge Wang. Development of Bamboo-based Double Beam and Its Application to Prefabricated Construction[J]. WORLD FORESTRY RESEARCH, 2019, 32(3): 61-66. doi: 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2019.0033.y
Citation: Fuming Chen, Deyue Li, Haiying Zhou, Tao Sun, Hongjun You, Linbi Chen, Yijian Yin, Fengbo Sun, Ge Wang. Development of Bamboo-based Double Beam and Its Application to Prefabricated Construction[J]. WORLD FORESTRY RESEARCH, 2019, 32(3): 61-66. doi: 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2019.0033.y

竹质双拼梁构件研发及其在装配式建筑中的应用

doi: 10.13348/j.cnki.sjlyyj.2019.0033.y
基金项目: 

国际竹藤中心基本科研业务专项 1632019018

林业国家级推广项目 [2017]29号

详细信息
    作者简介:

    陈复明, 男, 国际竹藤中心副研究员, 研究领域:竹束单板层积材及其在装配式建筑中应用, E-mail:fuming@icbr.ac.cn

    通讯作者:

    王戈, 男, 国际竹藤中心研究员, 博士生导师, 研究领域:竹纤维复合材料开发及其高值化利用, E-mail:wangge@icbr.ac.cn

  • 中图分类号: S795;TS653

Development of Bamboo-based Double Beam and Its Application to Prefabricated Construction

  • 摘要: 以轻质高强的竹质双拼梁结构构件为研究主线,以整张化的竹束单板增强人工林木材为突破点,开发新型竹束单板层积复合材料(BLVL)及双拼梁构件并将其应用于装配式建筑。文中从BLVL材料的层积结构优化与开发、物理力学性能表征到竹质双拼梁构件的结构设计与承载力计算、加工组装工艺和不同类型双拼梁的抗弯特性研究等方面,系统阐述了竹质双拼梁在材料和结构上的特点及优势;在此基础上,以模块化连接组装技术制造的竹质生态停车棚为典型案例,论述了竹质双拼梁构件在装配式建筑中的多场景应用情况;最后,针对研发与推广过程中亟待解决的关键技术,指出竹质双拼梁构件及其在装配式建筑中应用的重点研究方向。
  • 图  1  竹质双拼梁抗弯载荷-跨中位移曲线

    图  2  竹质双拼梁-双拼柱体系模块化组装连接设计图

    (a)变截面竹质双拼梁-柱部品连接组装示意图(b)变截面竹质双拼梁-柱体模块化装配图

    图  3  竹质双拼梁在装配式建筑中应用示意图

    (a)单悬臂竹质生态停车棚设计图(b)双架对跨竹质装配式廊庭设计图

    表  1  竹束单板层积复合材(1.22 m×2.44 m)物理力学性能测试结果

    组坯
    类型
    密度/
    (g/cm3)
    静曲强度/MPa 弹性模量/GPa 剪切强度/MPa 握螺钉力/N
    冲击韧性/
    (kJ/m2)
    压缩强度/
    MPa
    拉伸强度/
    MPa
    平向 竖向 平向 竖向 垂直胶
    平行胶
    BLVL-Ⅰ 1.11 181.9 161.8 18.51 20.98 9.79 21.56 3 180 135.3 59.57 133.52
    BLVL-Ⅱ 0.92 137.8 124.1 13.65 10.64 11.59 7.40 2 680 93.0 47.69 90.70
    BLVL-Ⅲ 1.01 146.3 109.8 14.33 11.21 12.62 21.68 2 920 82.3 31.1 88.60
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    表  2  不同类型3 m跨度竹质双拼梁抗弯特性[19]

    类别 极限载荷
    (Pmax)/kN
    抗弯挠度
    y)/mm
    PL/250/kN 抗弯刚度(EI)/
    1011N*mm2
    弹性模量/
    GPa
    抗弯强度/MPa 延性系数(μ)
    Ⅰ-型 44.89 15.38 28.68 3.98 11.14 27.88 1.27
    Ⅱ-型 142.90 18.96 81.27 11.27 31.57 88.77 1.55
    Ⅲ-型 138.08 21.24 65.25 9.05 25.35 85.77 1.87
    Ⅳ-型 154.42 45.26 41.13 5.70 15.98 95.92 2.01
    注:Ⅰ-型为桉木双拼梁,Ⅱ-型为BLVL双拼梁,Ⅲ-型为竹蔑层积材双拼梁,Ⅳ-型为集装箱底板用竹/木复合材双拼梁;PL/250是弯曲挠度为梁跨度的1/250时对应的载荷值。
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    表  3  跨度12 m的竹质双拼梁抗弯性能

    类别 极限载荷(Pmax)/kN PL/250/kN 最大承载等效均布荷
    载/(kN/m)
    抗弯刚度(EI)/
    (1013N*mm2)
    弹性模量/
    GPa
    抗弯强度/
    MPa
    Ⅱ-型 269.16 167.86 15.00 7.18 15.03 33.34
    Ⅲ-型 150.03 111.83 9.99 4.22 8.83 18.58
    Ⅳ-型 240.49 118.94 10.63 4.41 9.24 29.79
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-02-11
  • 修回日期:  2019-03-28
  • 网络出版日期:  2019-04-19
  • 刊出日期:  2019-05-28

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