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竹杉集成材构件的制造与示范
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    TS653.3
  • 关键词:
  • 成果简介:
    由于中国杉木径级小,制造规格材(厚度45毫米、宽度90毫米或140毫米)的出材率低;加上杉木的结子多,目测分级的级别低。难以设计和制造高性能的胶合木。同时,中国竹材资源丰富,但受到竹材尺寸单元小,出材率低,工艺步骤多,劳动密集等因素的影响,产品的成本较高等研究背景。提出根据ASTM D3737标准提供的胶合木设计原则,按照三个刚度区、五个竹杉层方法设计竹杉集成材梁。分别是竹层板(胶合竹)层为上下最外层;半圆形杉木材为上下外层,杉木集成材为芯层。竹杉集成材抗弯构件类似于工字梁,由半圆形杉木完成由宽面的胶合竹,到窄面的杉木集成材的过度。实现了将竹木复合材料制造、杉木规格材分级、杉木集成材的制造等技术成果转化为的高性能竹杉集成材的设计与制造技术,提高了木材利用率,降低了胶合竹结构材成本。主要创新点是通过杉木规格材的长跨距模量分级技术,设计杉木集成材的刚度,通过不同模量杉木规格材的调配,制造刚度稳定的竹杉集成材。采用目测分级方法,测定杉木疖子惯性矩之比,设计竹杉集成材的强度,并采用竹材分级方法和竹木复合方法制造竹杉集成材梁的下弦抗拉层竹质材料,抗拉强度达到150MPa、模量18GPa。自2012年签订合同并开始实施以来,以产、学、研为主线,围绕项目研究目标和任务,在竹层板设计,竹杉集成材及连接件制造工艺开发上取得了实质性的进展,开发高附加值竹材产品,扩大竹质胶合板的应用范围,对竹产业技术升级起到了良好的示范带动作用。在苏州皇家整体住宅系统股份有限公司建立竹木集成材的生产线1条,年生产竹木集成材1000立方米,在安徽省黄山市太平区竹藤中心太平试验基地建立了竹木复合材料中试线。并在海南省三亚市竹藤中心实验基地建造面积为300平方米的竹木集成材梁柱结构示范房屋1座。项目完成杉木规格材、竹木复合抗拉用层板的制造,以杉木规格材和竹木复合层板设计竹杉集成材的刚度和强度。杉木规格材指标:模量分级8、9、10、11GPa。抗拉层板:弯曲模量18GPa,强度160MPa。竹杉刚度大于杉木集成材10%;强度高20%。发表论文3篇,获发明专利1件。
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