原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2024.119273
https://doi.org/10.1016/j.tws.2024.112295
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.134647
https://doi.org/10.1016/j.istruc.2024.106993
近日,公司魏洋教授课题组在《Engineering Structures》(中科院1区)、《Thin-Walled Structures》(中科院1区)、《Construction and Building Materials》(中科院1区)、《Structures》(中科院2区)等土木工程领域国际著名期刊发表了正交胶合竹木(cross-laminated bamboo and timber,CLBT)结构系列研究论文。成果获得了国家自然科学基金等资助。
课题组创新提出了最外侧为重组竹、内部为木材且层间相互正交的正交胶合竹木(CLBT)板结构形式,并实现了该种CLBT板的工业化制造,CLBT板平面加工尺寸达到2.4 m×7.6 m,为目前业内面幅最大的CLBT板。正交胶合竹木(CLBT)是一种将竹质层板与木质层板以一定角度组坯并加压胶合而成的重型生物质工程产品,由于使用了工程竹材作为层板,CLBT的综合力学性能要优于传统的正交胶合木(cross-laminated timber,CLT)。CLBT的研发与应用有助于在“双碳”背景下减少传统高能耗材料的使用,同时促进竹材和木材资源的高效利用。
针对新型CLBT结构板,系列研究开展了面外弯曲、剪切性能以及面内抗压性能的研究。采用试验探索、理论分析和有限元模拟的方法,阐明了CLBT试件在面外和面内荷载作用下的破坏机理,揭示了最外侧重组竹层板对CLBT面外和面内力学性能的增强作用,明确了选择使用CLBT作为楼板和墙板使用时在力学性能层面上的优越性。该系列研究加深了对CLBT在面内和面外荷载作用下的力学响应理解,为CLBT的进一步研究与工程应用提供了参考。
近年来,课题组聚焦绿色低碳土木工程结构,创新研发了高性能竹木复合结构、竹-钢/混凝土组合结构等新型结构,建立其计算与设计理论,提升了竹木材料与结构的现代工程适用性。
新型CLBT 传统CLT
组坯
冷压
成品
CLBT结构工业化制造
面外荷载下不同跨度CLBT和CLT结构跨中荷载–挠度关系
侧面
底面
面外荷载下CLBT和CLT结构破坏模式
临近极限状态CLBT结构主应变云图
面内荷载下不同高度CLBT和CLT结构荷载–竖向位移关系
3800 mm高CLBT结构破坏模式
极限状态和屈曲状态CLBT与CLT结构Mises应力云图
供稿:李昊;供图:李昊;初审:李强;终审:柳任飞;编辑:许历隆