原竹抗弯性能试验研究开题报告
2021-08-08 17:08:55
1. 研究目的与意义
研究的目的:
钢材、水泥和砖是现代建筑的主要结构材料,但也是高能耗、高污染、高排放的产物,环境负荷较大,竹材作为建筑材料在保护环境这一方面有着无法比拟的优越性。采用天然、环保、可再生的绿色材料用于建筑结构中,在一定范围内逐渐取代钢材、水泥和砖作为主要的建筑材料,是建筑行业未来的必然选择。
竹子是我国重要的森林资源,与钢材、水泥和砖等传统建筑材料相比,原竹材具有来源广泛,成材周期短; 材质强度高、韧性好; 加工过程中能耗低,废弃后可自然降解等优点,此外竹建筑技术最重要的优点是成本低廉但不降低建筑质量,而且经久耐用,占用空间少。
2. 国内外研究现状分析
早在20世纪50年代,中国许多学者就对竹材展开了研究,为现代竹结构的研究奠定了基础。随后,在竹材的加工工艺上进行了一系列的探索,发明了竹材人造板。随着技术的发展,不断创新出竹席胶合板、竹帘胶合板、竹片胶合板、竹碎料板以及竹木复合板等。在此基础上,肖岩课题组发明了一种具有特定的纤维排列方式、且经过特殊工艺加工的格鲁斑胶合竹材。该竹材可以根据结构需要设计纤维排列方式和配比方式以及构建方式。大量研究表明,现代竹结构建筑通过采用先进的生产技术、科学的研究、工业化的规范制作技术以及材料科学的应用,比原生态的竹材作为建筑材料更大程度地利用竹材。这就更需要发掘原生态竹材的优势并进行开发利用。
xu等[11]对不同含水率的毛竹进行了力学性能的试验研究,研究表明,当含水率在30% 以内时,随含水率的增高圆竹力学性能下降很快;当含水率大于30%后,圆竹力学性能的劣化并不明显; 并提出了圆竹顺纹抗压强度与含水率之间的关系式。
邵卓平[15]研究了毛竹片材在不同温度及约束条件下沿径向、弦向和轴向压缩大变形下的力学行为,并依据试验结果拟合了竹材在单向受压时的应力-应变关系。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
竹材代替传统建筑材料是建筑行业全面、协调、健康和可持续发展的必然选择。国内外研究原竹材料的较少,所以选择原竹进行实验研究。原竹材料具有极大的随机性,且长度和直径等非常的不规则,差异性较大。所以准备了三批试件进行实验,依据相关标准设计试验构件,通过对每一根竹材的扫描,测量,弯曲试验,得到直径、厚度、密度、含水率、抗弯强度等实验数据及分布情况。采用tds采集仪器采集数据,并对数据进行分析和处理,对所得数据进行研究分析比较,并将手工测量数据和仪器测量数据进行对比分析。制成大量图表并进行推算。结合试验现象,对试验结果进行分析和研究后,探讨原竹抗弯力学性能,并得出相关结论。
主要研究内容:
4. 研究创新点
采用新型实验设备和先进技术,例如扫描仪和扫描技术,运用多种分析处理方法,对实验数据进行详细分析。结合国内外研究现状,分析具体实验现象。提供可靠的计算公式和大量系统的实验数据。稍加完善达成统一的标准。并对原竹材料结构的未来发展趋势提出意见和建议。