竹子的力學(xué)特性

1、選題選題：從力學(xué)觀點(diǎn)分析竹子的力學(xué)特征徐鍇，材料13022013012057【摘要】【摘要】本文通過(guò)分析竹子的材料和構(gòu)造，說(shuō)明竹子的強(qiáng)度特性。并通過(guò)該種特性進(jìn)行一些實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)，本文選用建筑中的應(yīng)用。【關(guān)鍵詞】【關(guān)鍵詞】竹子，強(qiáng)度，建筑，可持續(xù)發(fā)展1、收集的常識(shí)收集的常識(shí)【1】：（1）竹禾本科，竹木質(zhì)化有明顯的節(jié)節(jié)間常中空，高大、生長(zhǎng)迅速竹枝桿挺拔，修長(zhǎng)。（2）分布于熱帶、亞熱帶至溫帶地區(qū)，其中東亞、東南亞和印度洋及太平洋島嶼上分布最集

2、中，種類也最多。（3）在竹材研究方面，國(guó)內(nèi)外對(duì)竹材的物理性質(zhì)研究的較多，研究重點(diǎn)主要集中在密度、吸水率及干縮性等方面。密度在很大程度上決定著竹材的力學(xué)性質(zhì)，密度主要取決于纖維含量、纖維直徑及細(xì)胞壁厚度，密度隨纖維含量增加而增加。2、分析竹子強(qiáng)度特性、分析竹子強(qiáng)度特性【2】相比較于鋼材，竹子體輕但是硬度大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定竹材的形變量非常小彈性和韌性卻很高順紋抗拉強(qiáng)度170MPa順紋抗壓強(qiáng)度達(dá)80MPa。特別是剛竹其順紋抗拉強(qiáng)度最高竟達(dá)280

3、MPa幾乎相當(dāng)于同樣截面尺寸材的一半。雖然鋼材的抗拉強(qiáng)度為一般竹材的2.5～3倍，但若按單位重量計(jì)算抗拉能力，則竹材要比鋼材強(qiáng)2～3倍。青，由抗拉強(qiáng)度很高的纖維質(zhì)構(gòu)成。（2）對(duì)于抗剪，竹節(jié)又起到了關(guān)鍵的作用。堅(jiān)硬實(shí)心的竹節(jié)將竹身分成小段的區(qū)格，在每個(gè)區(qū)格的端部提供可靠的變形約束，從而也能大大提高竹子的抗剪力能力。3.33.3階梯狀變截面的強(qiáng)度分析階梯狀變截面的強(qiáng)度分析（1）竹子在風(fēng)載作用下各段抵抗彎曲變形能力基本相同相當(dāng)于階梯狀變截面桿

4、是一種近似的“等強(qiáng)度桿”。（2）因?yàn)樵陲L(fēng)力作用下沿桿自上而下各截面的彎矩越來(lái)越大。竹子根部所受彎矩最大因而根部最粗自下而上各截面彎矩越來(lái)越小竹子也就越來(lái)越細(xì)。（3）另外竹節(jié)不僅能夠增強(qiáng)竹子的抗彎強(qiáng)度同時(shí)能大大地提高竹子橫向的抗擠壓和抗剪切的能力。4、竹子最為建筑用材在實(shí)際中的應(yīng)用、竹子最為建筑用材在實(shí)際中的應(yīng)用4.14.1背景：背景：中國(guó)是世界上最大的產(chǎn)竹國(guó)。竹子生長(zhǎng)快，成材早產(chǎn)量高、用途廣。據(jù)竹材研究者介紹，竹子的生長(zhǎng)速度非?？?，比其

5、他木材的生長(zhǎng)速度都要快。竹子最快的生長(zhǎng)速度是24小時(shí)長(zhǎng)長(zhǎng)2。01米，三個(gè)月就能長(zhǎng)至30至40米。而中國(guó)作為世界上最大的竹材生產(chǎn)國(guó)在未來(lái)的國(guó)際市場(chǎng)上扮演著舉足輕重的角色。今天竹子是“環(huán)?！笨沙掷m(xù)保護(hù)資源的象征。鋼材、水泥、玻璃、砂石、粘土磚及其它金屬、化工材料其原料都是不可再生的礦物資源。建筑材料的全球性緊缺是十分令人擔(dān)憂的問(wèn)題特別在發(fā)展中國(guó)家。4.14.1實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與動(dòng)力實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與動(dòng)力◆竹子在2至3年即可成材，而木材至少需要25年

6、，據(jù)哥斯達(dá)黎加人計(jì)算，每年只需70公頃的竹林就可建造竹房屋1000座，如果以木材為原料，需要砍伐600公頃天然林，使用竹子替代木材做建筑材料，可節(jié)約更多森林資源，延緩地球變暖。◆相同面積的建筑，竹子與混凝土的能耗比為1：8，同等建筑過(guò)程中竹子能耗僅為鋼材的150?！襞c木材和其他人工材料相比，竹子沒(méi)有輻射?！艏词刮唇?jīng)加工，竹子借助纖維組織，其縱向抗拉伸強(qiáng)度是中碳鋼的5至6倍?！糁窠ㄖ哽`活性，優(yōu)點(diǎn)之一是可以通過(guò)更換損壞或老化的部分而增強(qiáng)

7、耐用性，經(jīng)過(guò)防腐等手段處理的竹材使用壽命可達(dá)30年之久4.24.2實(shí)際應(yīng)用的可行性實(shí)際應(yīng)用的可行性竹子在食品、房屋、家具等許多領(lǐng)域的應(yīng)用歷史悠久。在許多國(guó)家竹子以多種方式得以巧妙利用一生都可為人類服務(wù)。竹子是房屋建造最古老的建筑材料之一作為品質(zhì)優(yōu)良的建筑材料竹子比較便宜且容易加工。近年來(lái)竹子作為房屋建筑材料的重要性逐漸得到人們的關(guān)注。在亞洲許多低收入家庭利用竹子搭建房屋構(gòu)架即便使用其它材料竹子也是建筑單元的主要組成部分。其可以制成房屋的