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  竹集成材是將速生、短周期的竹材加工成定寬、定厚的竹片或者將原竹展平形成寬幅面竹單元（去除竹青和竹黃），經(jīng)過(guò)處理（如炭化等）并干燥至一定的含水率，再通過(guò)膠粘劑將竹片膠合而成的型材。常用的壓制工藝有平壓、側(cè)壓、平側(cè)相間壓制，結(jié)構(gòu)材常用側(cè)壓工藝。竹片的排列方向可以全部順紋方向（又稱平行竹集成材，圖2），也可以縱橫交錯(cuò)（又稱正交竹集成材，圖3）。由展平竹單元壓制而成的竹集成材亦稱展平竹集成材（圖2c、3c）。竹集成材主要采用大徑竹，如毛竹、巨龍竹、瓜多竹等。芳綸（Aramid　Fiber）是芳香聚酰胺纖維的簡(jiǎn)稱。芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（AFRP）是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的高性能結(jié)構(gòu)材料。芳綸纖維除具有高強(qiáng)度、高彈性模量性能外，還有較高的耐熱性能。因?yàn)榉季]纖維是剛性大分子鏈，活動(dòng)性能較差，即使在高溫下也能保持較高的強(qiáng)度。

  為了實(shí)現(xiàn)竹集成材構(gòu)件的無(wú)限接長(zhǎng)，針對(duì)竹片單元需采用多種連接方式，而這些連接方式往往成了竹集成材構(gòu)件的薄弱部位。竹子天生有節(jié)，竹節(jié)部位也是薄弱部位，較易出現(xiàn)破壞。采用外裹AFRP的方式可以改善這些部位的力學(xué)性能，提高構(gòu)件的承載力和變形能力。另外，還可以通過(guò)外裹AFRP的方式將竹集成材應(yīng)用在復(fù)雜環(huán)境中。

圖1 竹集成材加工（繪制：王振）[1]

Fig. 1 Manufacturing process for laminated bamboo lumber[1]

圖2 平行竹集成材[2]

Fig. 2 Parallel laminated bamboo lumber[2]

圖3 正交竹集成材[2]

Fig. 3  Cross laminated bamboo lumber[2]

  針對(duì)AFRP竹集成材軸心受壓柱的力學(xué)性能，南京林業(yè)大學(xué)生物質(zhì)復(fù)合建筑材料與結(jié)構(gòu)國(guó)際聯(lián)合研究中心李海濤教授團(tuán)隊(duì)考慮6種不同長(zhǎng)細(xì)比的影響，進(jìn)行了系列研究與分析；揭示了AFRP竹集成材軸心受壓柱的破壞機(jī)理，提出了相應(yīng)的承載力計(jì)算公式。

Fig. 4 試件情況: (a) 不同長(zhǎng)細(xì)比試件, (b) AFRP竹集成材柱, (c) 端部增強(qiáng)部位  (d) 試件截面（mm）

Fig. 5 Setup used for compression tests (a) schematic and (b) physical

Fig. 6 Failure phenomena: (a) end crush of AA600-2, (b) AA600-3, (c) cracks of the AA600-3 end, (d)hinge tilted, (e) crack of the Control-1 end, (f) splitting extending to the middle of the Control-1 specimen, and (g) debonding of composite sheet and traces of bamboo showing strong bonding between AFRP and bamboo

  相關(guān)成果發(fā)表在Composites Structures (2021, 258: 113398)上。論文的第一作者為南京林業(yè)大學(xué)研究生王振。第二作者和通訊作者為李海濤教授。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.113398

[1] Zhen Wang, Haitao Li*, Benhua Fei, Zhenhua Xiong, Rodolfo Lorenzo, Ileana Corbi, Ottavia Corbi, Changhua Fang. Axial compressive performance of laminated bamboo column with aramid fiber reinforced polymer [J]. Composites Structures, 2021, 258: 113398. Doi: 10.1016/j.compstruct.2020.113398

[2] 李海濤*, 宣一偉，許斌，李淑恒. 竹材在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 林業(yè)工程學(xué)報(bào), 2020, 5(6): 1-10.  DOI:10.13360/j.issn.2096-1359.202003001.

  南京林業(yè)大學(xué)生物質(zhì)復(fù)合建筑材料與結(jié)構(gòu)國(guó)際聯(lián)合研究中心由來(lái)自英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院、澳大利亞迪肯大學(xué)、國(guó)際竹藤組織、意大利那不勒斯費(fèi)拉里德里克第二大學(xué)、瑞士蘇黎世大學(xué)等十余個(gè)國(guó)際高校或機(jī)構(gòu)專家聯(lián)合發(fā)起成立，成員之間的合作始于2008年。2019年，在中心的基礎(chǔ)上，同英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院、國(guó)際竹藤組織等機(jī)構(gòu)共同建立了國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。該國(guó)際團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)圍繞生物質(zhì)（竹、木、秸稈等）建筑材料與結(jié)構(gòu)開(kāi)展合作研究和人才培養(yǎng)，并積極拓展產(chǎn)學(xué)研合作，踐行綠色發(fā)展理念，貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，服務(wù)“綠水青山”，建設(shè)人類美好家園。合作10余年來(lái)，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合發(fā)表論文70余篇，聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生20余名，聯(lián)合發(fā)起國(guó)際會(huì)議2個(gè)（連續(xù)性會(huì)議，一年一屆），聯(lián)合建設(shè)公益在線課程1個(gè)。