集成竹的极限承载力和变形：竹材空心楼板试验研究与弹塑性分析
摘要：本文报道了一种新型的复合竹材空心楼板。 通过试验研究了集成竹的纵向力学性能和集成竹空心楼板的弯曲性能。 研究发现，对于集成竹，抗拉强度远高于抗压强度；抗拉本构关系表现出完全弹性行为，而抗压本构关系在应力超过线性极限时最初表现为线性行为，而转向非线性行为。 抗压本构关系的非线性可以用抛物线曲线来模拟。 集成竹在抗压区的塑性抗压损伤的积累导致了弯曲集成竹的明显非线性。 在临界截面上，集成竹的失效以凸面最外侧的抗拉断裂为主。 基于非线性和破坏机理，建立了集成竹分析的非弹性模型。 该模型可用于评估承载能力和极限状态下的变形。 模型预测结果与试验结果吻合较好。
关键词：集成竹；复合材料；非弹性分析；空心楼板； 木结构 ；竹结构
1.前言
竹材复合材料是一种新型的材料，用竹条制成。大约4或5年。直径超过100毫米的竹材是选择制造集成竹。秆的最外层（表皮）和最内层（没有纤维的内部）首先被剥离，然后将秆切成约3米长的条状，矩形截面宽约30毫米，厚约20毫米。干燥金属条在大约80℃的温度下，直到水分含量减少至11%以下。通过在干带上喷涂酚醛树脂并在高压下将其平行粘合在一起，最终产品可以制备集成竹。它可以制成的板材，不同厚度或不同截面的棱镜满足构件多样性要求。集成竹的刚度高于木制品；因此，它是传统建筑材料的一个有吸引力的替代品，非常适合用作楼板、梁和柱。因为随着人们对节能减排的日益关注，集成竹越来越具有发展前景，是近年来环保型建筑材料。
研究表明，天然竹子是一种由嵌入木质基质中的长而平行的纤维素纤维组成的梯度定向的材料[1,2]。因为竹子条带纵向平行排列，横向错开排列，既保留了纵向方向，又消除了横向梯度。宏观意义上，集成竹可以被视为一种类似木材的材料横观各向同性材料。
2.试验研究
2.1材料
如上所述，理想情况下，集成竹可被视为横向等向材料。作为如图1所示，集成竹空心楼板由顶部和底部集成竹组成，具有相同尺寸的薄板，以及同样由集成竹制成的集成竹腹板板材之间纵向均匀对齐。这些网是用胶水在高压下使用酚醛树脂粘在顶部和底部的。这种结构使空心楼板可以很容易地制成集成竹板，而且过程简单。集成竹板的厚度可以采用多种标准尺寸制造，而成集成竹可以通过调整，制成任何预期尺寸腹板的深度满足不同的承载要求承载力和刚度。
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