摘要
竹材作为一种可快速再生资源，具有可回收、低碳、环保以及无污染等显著优点，满足我国对绿色可持续发展建设的要求，而且与联合国所提出建设可持续发展城市与社区，降低温室气体排放的目标相一致。重组竹是一种将竹材重新组织加以强化成型的一种竹质新材料，它不仅兼顾普通竹材优点，同时有不受截面形式限制，强度高、耐久性好以及工业化程度高等一系列优势，重组竹材的抗压性能好，适合用作受压构件，但是由于其强度高，截面尺寸往往较小，导致重组竹构件的长细比较大，容易发生脆性失稳破坏。而现阶段针对重组竹柱的增强往往需要进行二次加工，如外贴纤维复合材料，不仅需要二次加工增加了施工周期，也增加了削弱表面美观性。针对以上问题，本文提出了一种将钢筋预置于重组竹内，经热压工艺一体成型的内置钢筋重组竹柱，以改善重组竹柱的破坏形态，并提高其受压承载力，基于此，本文深入的探究配筋率及长细比对重组竹柱轴心受压性能的影响，主要研究内容及成果如下： (1) 进行了十种工况共计28根重组竹柱的轴心受压试验研究，对其破坏形态、极限承载力、变形情况以及相关曲线等进行分析。试验结果表明：对于长细比为19.63的重组竹短柱，胶层断裂是导致试件破坏的主要原因，而屈曲破坏是导致长细比为36.95及51.96的重组竹中长柱及长柱试件破坏的主要原因。增加配筋率能有效提高重组竹柱的承载力、刚度与延性。长细比相同时，相较与非配筋重组竹柱，配筋率为1.40%、2.74%及4.52%的重组竹柱的承载能力提高幅度介于3.89%~16.99%之间。 (2) 相同配筋率时，试件刚度和延性降低随着长细比的增加而减小，进而导致试件破坏模式由胶层破坏转为屈曲破坏，引起了承载力相应的降低。随着长细比的增加。在配筋率相同时，相较与长细比为19.63的重组竹短柱试件，长细比36.95和51.96的试件的承载力下降幅度介于14.89%～43.03%之间。 (3) 通过ABAQUS对内置钢筋增强重组竹柱进行模拟。根据长细比不同，分别建立静力承压模型、弹性屈曲模型和弹塑性屈曲模型，并将有限元与试验所得极限荷载及荷载-轴向位移关系曲线进行分析比较，得出结果为：有限元可以较好的模拟重组竹柱的变形形态、极限承载力以及荷载-轴向位移关系曲线。 (4) 结合试验及有限元模拟结果，提出了适用于不同长细比的承载力计算公式。对于长细比为19.63应用承压公式，对于长细比为36.95及51.96的中长柱及长柱应适用弹性屈曲承载力计算公式或弹塑性承载力级计算公式，并进行误差值分析。结果表明，所提出的轴心受压承载力计算公式可以较好的预测重组竹柱的轴心抗压承载能力，同时给出了不同长细比及不同配筋率重组竹柱轴心受压承载力计算公式适用范围，完善了内置钢筋增强重组竹柱轴压承载力计算。
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