新型竹结构的设计理论与应用基础研究

结合课题组前期研究积累，将对竹材在土木建筑结构中的合理利用进行系统的基础研究，填补一系列阻碍竹材在结构中应用的空白，取得国际首创和先进的成果。将通过试验和理论定义胶合竹作为结构用材料的力学本构关系，进而确立胶合竹构件的力学性能分析和设计方法；研发适合胶合竹的新型结构体系，并定义其力学性能，建立考虑多向异性的全过程非线性分析模型和理论，提出设计方法，通过构件和结构体系试验和分析进行验证。对现有胶合竹材的环境性能做系统试验和分析并研发更为环保的结构用胶合竹材。对胶合竹结构的耐久性进行开创性研究，并对课题组已建示范工程的老化、徐变等时效性能整理分析，提出新型竹结构的耐久性分析模型和设计方法。本课题除了将发表一系列本领域开创性高水平论文外，还将为新型竹结构的应用以及建立相关规程和标准奠定基础，开拓作为优异环保型材料的竹材在可持续建筑领域的应用空间。

本项目基于现代力学、材料学、结构设计及试验学等理论，在材料、构件和结构体系3个层次对现代竹结构进行了较为系统的研究。.在材料层面上，研究得到了胶合竹材的基本抗拉、抗压、抗弯、抗剪力学性能数据，并由此给出了容许设计应力建议值；胶合竹材的长期蠕变规律以及基本老化性能也进行了试验分析。.在构件层面上，对基本受力构件——胶合竹柱、胶合竹梁、竹木结构剪力墙以及竹屋架进行了试验研究与分析。研究了不同长细比的胶合竹柱的轴心受压强度，分析了柱的长细比与荷载的关系；对比研究了不同连接方案、不同尺寸、是否采用螺栓加强、是否采用FRP等因素对胶合竹梁性能的影响，筛选出最合理及可靠的构件形式，并研究了胶合竹梁在反复荷载作用下的疲劳性能以及长期荷载作用下的变形性能；对影响轻型竹木结构剪力墙力学性能的面板钉连接以及墙体的抗侧向力性能进行了试验与分析，得到了连接与墙体的承载力公式；对竹屋架进行了检验性和全跨破坏性试验，分析了影响屋架性能的因素，并建立了与试验结果较吻合的半刚性节点模型。.在材料与构件研究的基础上，还研究了预制装配式板房、轻型框架结构房屋、竹结构桥梁等整体结构。对于竹结构房屋，研究了其防火、抗震性能并检测了室内空气品质；对于竹结构桥梁，结合工程实例介绍了人行、车行桥梁的设计及分析。.本项目研究成果丰富，发表40余篇学术论文，出版专著《现代竹结构》1本，取得了11项专利，举办了1次大型国际会议，选派了多名研究生多次参加国际及国内学术会议，培养了10多名研究生，建造了多座竹结构示范性建筑。