新型竹結構的設計理論與套用基礎研究

《新型竹結構的設計理論與套用基礎研究》是依託湖南大學，由肖岩擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：新型竹結構的設計理論與套用基礎研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：肖岩
• 依託單位：湖南大學

中文摘要

結合課題組前期研究積累，將對竹材在土木建築結構中的合理利用進行系統的基礎研究，填補一系列阻礙竹材在結構中套用的空白，取得國際首創和先進的成果。將通過試驗和理論定義膠合竹作為結構用材料的力學本構關係，進而確立膠合竹構件的力學性能分析和設計方法；研發適合膠合竹的新型結構體系，並定義其力學性能，建立考慮多向異性的全過程非線性分析模型和理論，提出設計方法，通過構件和結構體系試驗和分析進行驗證。對現有膠合竹材的環境性能做系統試驗和分析並研發更為環保的結構用膠合竹材。對膠合竹結構的耐久性進行開創性研究，並對課題組已建示範工程的老化、徐變等時效性能整理分析，提出新型竹結構的耐久性分析模型和設計方法。本課題除了將發表一系列本領域開創性高水平論文外，還將為新型竹結構的套用以及建立相關規程和標準奠定基礎，開拓作為優異環保型材料的竹材在可持續建築領域的套用空間。

結題摘要

本項目基於現代力學、材料學、結構設計及試驗學等理論，在材料、構件和結構體系3個層次對現代竹結構進行了較為系統的研究。 在材料層面上，研究得到了膠合竹材的基本抗拉、抗壓、抗彎、抗剪力學性能數據，並由此給出了容許設計應力建議值；膠合竹材的長期蠕變規律以及基本老化性能也進行了試驗分析。 在構件層面上，對基本受力構件——膠合竹柱、膠合竹梁、竹木結構剪力牆以及竹屋架進行了試驗研究與分析。研究了不同長細比的膠合竹柱的軸心受壓強度，分析了柱的長細比與荷載的關係；對比研究了不同連線方案、不同尺寸、是否採用螺栓加強、是否採用FRP等因素對膠合竹梁性能的影響，篩選出最合理及可靠的構件形式，並研究了膠合竹梁在反覆荷載作用下的疲勞性能以及長期荷載作用下的變形性能；對影響輕型竹木結構剪力牆力學性能的面板釘連線以及牆體的抗側向力性能進行了試驗與分析，得到了連線與牆體的承載力公式；對竹屋架進行了檢驗性和全跨破壞性試驗，分析了影響屋架性能的因素，並建立了與試驗結果較吻合的半剛性節點模型。 在材料與構件研究的基礎上，還研究了預製裝配式板房、輕型框架結構房屋、竹結構橋樑等整體結構。對於竹結構房屋，研究了其防火、抗震性能並檢測了室內空氣品質；對於竹結構橋樑，結合工程實例介紹了人行、車行橋樑的設計及分析。 本項目研究成果豐富，發表40餘篇學術論文，出版專著《現代竹結構》1本，取得了11項專利，舉辦了1次大型國際會議，選派了多名研究生多次參加國際及國內學術會議，培養了10多名研究生，建造了多座竹結構示範性建築。