竹子的力學特性

1、選題選題：從力學觀點分析竹子的力學特征徐鍇，材料13022013012057【摘要】【摘要】本文通過分析竹子的材料和構造，說明竹子的強度特性。并通過該種特性進行一些實際應用設計，本文選用建筑中的應用。【關鍵詞】【關鍵詞】竹子，強度，建筑，可持續(xù)發(fā)展1、收集的常識收集的常識【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、生長迅速竹枝桿挺拔，修長。（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，國內(nèi)外對竹材的物理性質(zhì)研究的較多，研究重點主要集中在密度、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性質(zhì)，密度主要取決于纖維含量、纖維直徑及細胞壁厚度，密度隨纖維含量增加而增加。2、分析竹子強度特性、分析竹子強度特性【2】相比較于鋼材，竹子體輕但是硬度大。根據(jù)實驗測定竹材的形變量非常小彈性和韌性卻很高順紋抗拉強度170MPa順紋抗壓強度達80MPa。特別是剛竹其順紋抗拉強度最高竟達280

3、MPa幾乎相當于同樣截面尺寸材的一半。雖然鋼材的抗拉強度為一般竹材的2.5～3倍，但若按單位重量計算抗拉能力，則竹材要比鋼材強2～3倍。青，由抗拉強度很高的纖維質(zhì)構成。（2）對于抗剪，竹節(jié)又起到了關鍵的作用。堅硬實心的竹節(jié)將竹身分成小段的區(qū)格，在每個區(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階梯狀變截面的強度分析階梯狀變截面的強度分析（1）竹子在風載作用下各段抵抗彎曲變形能力基本相同相當于階梯狀變截面桿

4、是一種近似的“等強度桿”。（2）因為在風力作用下沿桿自上而下各截面的彎矩越來越大。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越小竹子也就越來越細。（3）另外竹節(jié)不僅能夠增強竹子的抗彎強度同時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際中的應用、竹子最為建筑用材在實際中的應用4.14.1背景：背景：中國是世界上最大的產(chǎn)竹國。竹子生長快，成材早產(chǎn)量高、用途廣。據(jù)竹材研究者介紹，竹子的生長速度非?？?，比其

5、他木材的生長速度都要快。竹子最快的生長速度是24小時長長2。01米，三個月就能長至30至40米。而中國作為世界上最大的竹材生產(chǎn)國在未來的國際市場上扮演著舉足輕重的角色。今天竹子是“環(huán)保”可持續(xù)保護資源的象征。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憂的問題特別在發(fā)展中國家。4.14.1實際應用優(yōu)勢與動力實際應用優(yōu)勢與動力◆竹子在2至3年即可成材，而木材至少需要25年

6、，據(jù)哥斯達黎加人計算，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?！粝嗤娣e的建筑，竹子與混凝土的能耗比為1：8，同等建筑過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，竹子沒有輻射。◆即使未經(jīng)加工，竹子借助纖維組織，其縱向抗拉伸強度是中碳鋼的5至6倍。◆竹建筑更具靈活性，優(yōu)點之一是可以通過更換損壞或老化的部分而增強

7、耐用性，經(jīng)過防腐等手段處理的竹材使用壽命可達30年之久4.24.2實際應用的可行性實際應用的可行性竹子在食品、房屋、家具等許多領域的應用歷史悠久。在許多國家竹子以多種方式得以巧妙利用一生都可為人類服務。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。近年來竹子作為房屋建筑材料的重要性逐漸得到人們的關注。在亞洲許多低收入家庭利用竹子搭建房屋構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