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竹-木组合柱轴心受压性能试验
阅读次数:     发布时间:2025-10-08     更新时间:2025-10-30


近日,竹-木组合柱轴心受压性能试验在南京工业大学木结构实验室顺利完成。该项研究聚焦建筑材料绿色化转型需求,旨在通过创新材料组合形式,破解传统建筑材料高碳耗、高能耗难题,为绿色建筑结构发展提供新路径。

一、试验工作概况

当前建筑领域存在碳排放量高、资源消耗大、生产能耗高等突出问题,制约了绿色低碳发展。我国速生林与竹材资源丰富,木材、竹材兼具低碳、可再生、可持续的天然优势,为此研究团队提出一种由速生杨木与重组竹组成的新型竹-木组合柱方案。

该方案采用力学性能优异的重组竹材料包裹力学性能相对较低的速生杨木,既能够显著提升组合柱整体力学性能,又能有效优化结构质量,推动绿色建材高效可持续利用。试验过程中,研究团队选用重组竹与速生杨木进行组合设计,在考虑竹片厚度和柱子高度等影响因素,制备了一系列竹 -木组合柱试件,通过精准测试其在轴心受压状态下的变形、应变及破坏模式,深入探究该类组合柱的力学性能及破坏机制。

试验结果表明竹木组合柱充分发挥了竹材和木材各自的力学优势,具有出色的承载能力,使整体承载性能超过单一材料的木柱。后续将对实验数据作深入分析。

二、试验核心目的

     1、揭示力学性能本质:通过系统试验,明确竹-木组合柱在轴心受压条件下的应变分布规律、挠度变化特征及破坏形态等关键力学性能指标,为后续结构设计提供基础数据支撑。

     2、建立承载力计算方法:基于试验获取的实测数据,结合数值模拟分析结果,推导适用于竹-木组合柱的轴心受压承载力计算公式,填补该类组合结构设计计算方法的空白。

     3、奠定工程应用基础:通过全面研究,为竹-木组合柱在建筑主体结构、桥梁承重构件等领域的推广应用提供科学理论依据与核心技术支持,推动绿色组合结构在实际工程中的落地。

三、试验现场情况

试验在南京工业大学木结构抗火实验室开展,现场配备了高精度压力加载设备、应变采集系统及高清影像记录装置,确保试验数据的准确性与完整性。加载过程中,人员严格按照预设方案逐步施加荷载,实时监测组合柱试件的受力响应,详细记录不同荷载阶段下的变形情况与应变数据。

现场影像资料清晰呈现了竹 - 木组合柱在轴心受压过程中的形态变化,从初始弹性变形到后期破坏阶段的特征均被精准捕捉,为后续分析破坏机制、优化结构设计提供了直观依据。目前,研究团队已完成试验数据的初步整理,正进入深度分析阶段,后续将结合理论计算进一步验证试验结果的可靠性。

四、研究意义与后续展望

该研究通过优化竹材与木材复合工艺,有效解决单一竹木材料强度不足、易变形等问题,显著提升构件承载力与稳定性,为标准化建筑应用提供技术支撑。依托我国丰富的竹木资源,研究推动竹木材料的价值利用,延伸产业链条,助力绿色产业升级。同时,竹-木组合柱生产能耗低,可大幅降低建筑全生命周期碳排放,为建筑行业践行“双碳”目标提供可行路径。

未来,研究团队将持续深化试验成果,进一步优化竹-木组合柱结构设计,为建筑行业绿色低碳转型贡献力量。

   

 

供稿:张永旺    审核:张涛、方海、杨会峰