侧压竹集成材力学性能试验研究

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和木材一样,竹子更是一种可再生绿色材料,竹子的利用也可以说是伴随了人类的发展。中国是世界上最大的竹产国之一,如果我们把竹子这种自然资源作为主要的结构材料应用到土木工程建设领域,发展新型的竹结构体系,这极有希望成为绿色建筑新的突破点。侧压竹是一种由竹片经胶合压制而成的竹集成材。现有的侧压竹产品主要是面向家具制造和高端建筑装修,但用于建筑结构材料,还需要侧压竹产品有符合建筑结构材料要求的物理力学性能,显然需要对侧压竹的生产原材料组成、生产工艺以及侧压竹的力学性能进行研究。本文通过试验研究以及结合理论分析,对侧压竹基本的物理力学性能、侧压竹集成材长期受压性能以及侧压竹的强度标准值、设计值进行了系统的研究分析,主要内容如下:(1)完成了侧压竹集成材的含水率和密度的测定,得到了侧压竹集成材的基本物理性能指标。(2)完成了侧压竹集成材的力学性能试验,得到了侧压竹集成材的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度、抗拉弹性模量以及抗弯弹性模量的平均值,统计分析了各个力学性能指标的标准差以及变异系数,并掌握了侧压竹集成材在各种受力状态下的破坏形态及破坏机理。(3)完成了侧压竹集成材的长期受压性能试验,将3组不同应力比的棱柱体试件持续荷载200天,研究了侧压竹集成材长期变形与应力水平、环境温度、湿度之间的关系,得到了侧压竹集成材在长期荷载作用下的变形规律。(4)基于结构可靠度理论,分析了影响竹结构的结构抗力不定性因素,给出了侧压竹集成材结构的目标可靠度指标和抗力分项系数的建议取值。以侧压竹集成材清材试件试验数据为基础,采用Pearsonχ2方法,验证了侧压竹集成材的各项强度实测值的概率分布均服从正态分布N(μ,σ2),基于概率理论给出了侧压竹集成材的强度标准值和强度设计值的建议值,为侧压竹集成材工程结构设计提供参考。
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