质量三角结构图
竹资源高效利用新途径——竹基三角形结构件
作者简介:李轩ꎬ研究员ꎬ主要从事园林环保工程技术的研究与开发ꎮＥ－ｍａｉｌ:２４８９１９２７８＠ｑｑ ｃｏｍꎮ竹资源高效利用新途径 竹基三角形结构件李㊀轩(湖南省植物园长沙４１０１１６)摘㊀要:研究探索了利用竹资源批量生产竹基三角形结构件ꎬ经连接与固定后ꎬ营建各种空间结构类型的新方法ꎻ研究开发出布纤维基混凝土新技术ꎬ为竹木结构的固定和防虫㊁防腐㊁防水防潮及阻燃加固处理提供新思路ꎮ竹基三角形结构件及其相关技术能整合多种结构材料的性能优势ꎬ产品性价比高ꎬ结构自身质量轻ꎬ其生产成本通常不到同类产品的１/１０ꎬ市场竞争优势突出ꎬ可广泛应用于园林㊁环保㊁森林康养和生态工程等多个领域ꎬ市场容量大ꎮ研究成果可为竹资源高效利用提供新途径ꎮ关键词:竹资源ꎻ高效利用ꎻ三角形结构件ꎻ空间结构ꎻ竹材防护ꎻ工程设施ＤＯＩ:１０.１２１６８/ｓｊｚｔｔｘ.２０２３.０６.０９.００１ＡＮｅｗＡｐｐｒｏａｃｈｔｏＥｆｆｉｃｉｅｎｔＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＢａｍｂｏｏＲｅｓｏｕｒｃｅｓ:ＢａｍｂｏｏＢａｓｅｄＴｒｉａｎｇｌｅＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＰａｒｔｓＬｉＸｕａｎ(ＨｕｎａｎＢｏｔａｎｉｃａｌＧａｒｄｅｎꎬＣｈａｎｇｓｈａ４１０１１６ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｕｓｉｎｇｂａｍｂｏｏｒｅｓｏｕｒｃｅｓｔｏｐｒｏｄｕｃｅｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒｔｓａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｔｙｐｅｓｏｆｓｐａｔｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｆｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇａｎｄｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｎｇｔｈｅｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒｔｓꎬａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｓｔｈｅｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｆｉｂｅｒ￣ｂａｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｔｏｐｒｏｖｉｄｅｎｅｗｉｄｅａｓｆｏｒｆｉｘｉｎｇｂａｍｂｏｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｅｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅｉｒｉｎｓｅｃｔｐｒｏｏｆꎬａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎꎬｗａｔｅｒｐｒｏｏｆａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅ￣ｐｒｏｏｆａｎｄｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ.Ｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔｓａｎｄｒｅｌａｔｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓꎬｗｈｉｃｈｃａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅａｖａｒｉｅｔｙｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｓꎬｅｎｊｏｙｔｈｅｓｔｒｏｎｇｍａｒｋｅｔｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓｏｗｉｎｇｔｏｔｈｅｉｒｈｉｇｈｃｏｓｔ￣ｂｅｎｅｆｉｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬｌｉｇｈｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｉｇｈｔꎬａｎｄｌｏｗｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔｗｈｉｃｈｉｓｕｓｕａｌｌｙｌｅｓｓｔｈａｎ１/１０ｏｆｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｄｕｃｔｓ.Ｔｈｅｙｃａｎｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｌａｎｄｓｃａｐｉｎｇꎬｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬｆｏｒｅｓｔ￣ｂａｓｅｄｈｅａｌｔｈｃａｒｅａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬａｎｄｔｈｅｉｒｍａｒｋｅｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｓｈｕｇｅ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅａｎｅｗｗａｙｆｏｒｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏｒｅｓｏｕｒｃｅｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｂａｍｂｏｏｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬｅｆｆｉｃｉｅｎｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎬｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔꎬｓｐａｔｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｂａｍｂｏｏｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎꎬｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ㊀㊀竹子生长快㊁用途广㊁资源丰富且再生性强ꎬ竹子在生长过程中能大量固碳ꎬ改善自然环境ꎮ与当前广泛使用的传统建筑材料(如砖㊁混凝土等)相比ꎬ竹材不仅生长周期短㊁加工过程中能耗低㊁废弃后可自然降解ꎬ属于生态友好型资源ꎬ而且竹材具有强度大㊁强重比高㊁塑性好㊁变形能力强等优良结构性能ꎬ被结构工程师们誉为 植物钢筋 ꎮ虽然钢材的抗拉强度为竹材的２ ５~３ ０倍ꎬ但钢材的比重较大ꎬ若按单位质量计算ꎬ竹材的抗拉强度约为钢材的３~４倍ꎮ因此利用竹材作为建筑结构承重材料具有很大潜力ꎬ是建筑行业理想的天然绿色建材[１]ꎮ然而ꎬ传统竹结构在防火㊁防虫㊁保温㊁隔声㊁防腐等方面存在一定缺陷ꎬ而且在自然状态下容易开裂㊁老化ꎬ因此竹材在建筑工程中常作为简易㊁临时性建筑结构使用ꎮ随着低碳㊁绿色发展理念的普及ꎬ迫切需要探寻竹材绿色利用新途径ꎮ本研究通过多年探索ꎬ成功开发了竹基三角形结构件及其构建空间结构的新方法ꎮ该方法改变了当前竹结构构建及以杆件经节点连接构建空间结构的传统技术与施工方法ꎬ大幅度拓展了空间结构构建的可用材料类型和应用领域ꎮ同时ꎬ为解决竹材的防虫㊁防腐㊁防水防潮及阻燃加固处理问题ꎬ开发了布纤维基混凝土复合利用新技术ꎬ使竹结构产品能够用于潮湿多水的环境ꎮ１㊀竹基三角形结构件及其空间结构构建由于竹基三角形结构件及其所构建的空间结构主要发挥承载作用ꎬ因此必须具备特定的承载能力ꎮ同时ꎬ空间结构中各结构件之间的受力必须通过相应的连接与紧固件传递ꎬ因此在生产中ꎬ应对组成空间结构的竹基三角形结构件㊁连接与紧固件的力学与经济性能ꎬ进行系统设计与性能评估ꎮ１ １㊀构建工艺流程图１展示了竹基三角形结构件及空间结构的制作工艺流程ꎮ选择以一次性竹筷为构建竹材(图１Ａ)ꎬ经透明胶带连接与固定ꎬ形成竹基正三角形结构件(图１Ｂ)ꎻ再通过透明胶带连接并固定１２个竹基正三角形结构件ꎬ组合成三角台体的网架结构单体(图１Ｃ㊁Ｄ)ꎬ在结构单体外粘胶塑料膜ꎬ构建形成三角台体膜结构(图１Ｆ)ꎬ该膜结构的承载能力可达自身质量的３０倍ꎻ由５个三角台体网架结构单体(图１中Ｃ㊁Ｃ１㊁Ｃ２㊁Ｃ３㊁Ｃ４)ꎬ可组合形成五角锥网格结构(图１Ｅ)ꎮ同样ꎬ由竹基正三角形结构件Ｂꎬ可连接形成２０面体(图１Ｇ)ꎬ或者组合成更大的空间结构类型(图１Ｈ)ꎮ注:图中虚线表示竹基三角形结构件组合成五角锥空间结构所对应的空间位置ꎮ图１㊀竹基三角形结构件制作及其空间结构构建流程示意图Ｆｉｇ １㊀Ｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍｆｏｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔｓａｎｄｔｈｅｉｒｓｐａｔｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ１ ２㊀结构件设计方法根据应用目的和边界约束条件ꎬ设计一种由三角形网格单元构成的空间结构类型ꎬ如三向网架[２]ꎮ确定组成该空间结构的各网格单元上的三角形结构件的外边长长度㊁夹角大小和力学性能等结构参数ꎻ或直接设计一种三角形结构件ꎬ使其具有特定的结构特征(如图１Ｂ为竹基正三角形结构件)和力学性能ꎮ根据这些结构参数ꎬ选择竹材生产竹基三角形结构件ꎮ根据空间结构的设计强度ꎬ计算由竹基三角形结构件经连接件㊁紧固件连接与固定ꎬ形成空间结构的杆件与节点所需要达到的结构强度ꎬ设计连接与固定方式和连接件㊁紧固件类型ꎮ在整体结构分析中ꎬ应以节点的弯矩 转角关系为计算依据ꎬ弯矩 转角关系应由试验或经试验验证的数值模拟确定ꎮ１ ３㊀空间结构构建通过连接件㊁紧固件连接与固定竹基三角形结构件边与顶角ꎬ确定空间结构的杆件与节点ꎬ便可简单㊁方便㊁快捷地构建形成各种空间结构类型ꎮ选择以自攻螺钉㊁铁丝作为连接与紧固件ꎬ连接与固定竹基正三角形结构件ꎬ可构建形成不同类型的空间结构ꎬ如图２为五角锥网格结构的构建方式ꎮ竹基三角形空间结构的优点是材料选择方便ꎬ安装简单快捷ꎬ但缺点是竹材结构容易被破坏ꎬ影响结构件及所构成的空间结构的结构性能ꎮ选择铁丝作为连接与横向加固材料ꎬ可以增加竹材的抗破损能力ꎮ注:ａ)五角锥网格结构ꎻｂ)节点连接与固定方式ꎻｃ)中央大节点结构ꎮ图２㊀竹基三角形结构件构建的五角锥网格结构Ｆｉｇ ２㊀Ｐｅｎｔａｇｏｎａｌｐｙｒａｍｉｄｇｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｆｒｏｍｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔｓ２㊀竹基三角形结构件的批量生产竹基三角形结构件根据构件连接方式㊁材料作用与应用目的的不同可分为３种类型:节点连接型㊁杆件连接型和综合连接型ꎮ其中ꎬ节点连接型竹基三角形结构件是指由３根杆件经３个节点分别连接与固定而形成ꎻ杆件连接型竹基三角形结构件是指由单根竹材在节点位置ꎬ经弯曲成型形成相邻的杆件ꎬ竹材两端经连接与固定而形成ꎻ综合连接型竹基三角形结构件ꎬ是指由抗拉性能更强的结构材料与竹材经杆件或节点连接与固定而形成的ꎬ由多种材料和连接方式综合连接与固定形成复合结构的竹基三角形结构件ꎮ３种结构件类型的生产技术如下ꎮ２ １㊀节点连接型竹基三角形结构件选择结构完整㊁小头直径为２~６ｃｍ的竹材作为原材料ꎻ选择胶带㊁长螺纹丝杆(长度通常在１ ２ｍ以上ꎬ根据节点固定的长度要求截取)㊁自攻螺丝钉作为竹基三角形结构件中的连接件与紧固件ꎮ通过下料㊁切角㊁冲孔(图３ａ)㊁杆件固定(图３ｂ)等工序ꎬ生产不同力学与经济性能的三角形结构件(图３ｃ)ꎮ图３㊀节点连接型竹基三角形结构件的制作Ｆｉｇ ３㊀Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｎｏｄｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔｓ２ ２㊀杆件连接型竹基三角形结构件有研究发现[３]ꎬ竹材热塑性随温度升高而增强ꎬ竹青的热软化温度为２０８ ３~２１１ ３ħꎮ我们在实践中发现用大功率电热吹风机能快速加热ꎬ在温度为２２０ħ左右时竹青软化ꎬ使竹片(竿)易于弯曲成型(图４ａ)ꎮ选择直径为１~３ｃｍ的小径竹竿或竹片ꎬ利用热塑成型技术ꎬ在节点位置扭弯ꎬ使两相邻杆件依据设计的内角大小成型ꎬ再选择胶带或自攻螺丝连接或紧固竹片(竿)两端(图４ｂ)ꎬ即形成杆件连接型竹基三角形结构件(图４ｃ)ꎮ利用热塑成型技术宜设计结构件边长在２ｍ以内的小型竹基三角形结构件ꎮ注:ａ)高温快速加热竹材节点ꎻｂ)热塑成型后固定杆件ꎻｃ)加工成型的结构件ꎮ图４㊀杆件连接型竹基三角形结构件的制作Ｆｉｇ ４㊀Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｒｏｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔｓ２ ３㊀综合连接型竹基三角形结构件上述２种竹基三角形结构件在节点加工或杆件连接时会影响竹材的结构性能ꎮ为增强结构件的结构强度ꎬ通常选择抗拉性能更强或综合性能更好的材料在节点或杆件位置整体多重连接与固定竹材ꎬ形成综合连接型竹基三角形结构件(图５)ꎮ图５㊀综合连接型竹基三角形结构件Ｆｉｇ ５㊀Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔｓ３㊀竹基三角形结构件及其空间结构的防护与固定㊀㊀为提高竹基三角形结构件及其构建的空间结构的防虫㊁防腐㊁防水防潮及阻燃能力ꎬ开发了布纤维基混凝土防护与固定技术ꎮ３ １㊀布纤维基混凝土制作方法选择２００ｇ/ｍ２的无纺布作为基材ꎬ称取水泥(标号４２ ５)(与无纺布质量比不小于５ʒ１)ꎮ将水泥与水按质量比１ʒ１混合ꎬ充分搅拌成水泥浆ꎮ将无纺布浸入水泥浆中ꎬ或用水泥浆浇注无纺布ꎬ使无纺布充分吸附水泥浆ꎬ形成布纤维基混凝土ꎮ用布纤维基混凝土缠绕㊁包裹或粘贴到竹基三角形结构件(图６)或在空间结构上对其进行防护和固定ꎮ３ ２㊀防护与固定技术的工艺流程以竹基三角形结构件构成的四角锥网格结构支架(图７ａ)为例ꎬ说明利用布纤维基混凝土进行防护与固定的工艺流程ꎮ先用布纤维基混凝土对支架的各节点与杆件进行防护与固定ꎬ再在网格结构支架的外侧贴压布纤维基混凝土膜(图７ｂ)ꎬ将几个覆膜的网格结构支架组合固定ꎬ可形成投影面积更大的结构顶棚(图７ｃ)ꎻ还可在这种结构顶棚上反复贴加布纤维基混凝土膜ꎬ以形成不同厚度与强度的竹结构ꎮ３ ３㊀防护与固定效果评价随机选取同批生产的竹基三角形结构件ꎬ构建相似或相同的空间结构ꎬ在相同的环境条件下ꎬ测试了采用和未用布纤维基混凝土进行防护与固定处理的结构的使用效果ꎮ试验发现ꎬ采用布纤维基混凝土进行防护与固定的结构使用４年后ꎬ结构仍完整且功能正常ꎬ而未经布纤维基混凝土防护与固定的结构ꎬ正常使用年限仅为１年ꎮ试验还发现ꎬ布纤维基混凝土在对结构进行有效地防护的同时ꎬ提高了结构的强度ꎬ大大拓展了竹材与空间竹结构的应用范围和途径ꎮ注:ａ)用布纤维基混凝土缠绕结构件ꎻｂ)防护与固定的竹基三角形构件ꎮ图６㊀布纤维基混凝土防护与固定竹基三角形结构件Ｆｉｇ ６㊀Ｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｆｉｘａｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔｓ注:ａ)竹基四角锥网格结构支架ꎻｂ)经防护与固定的网格结构支架ꎻｃ)多个经防护与固定的网格结构支架组合固定而成的大面积的结构顶棚ꎮ图７㊀竹基三角形结构件的防护与固定Ｆｉｇ ７㊀Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｆｉｘａｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔｓ４㊀竹基三角形结构件的应用４ １㊀森林康养及园林景观设施营建空间网格结构ꎬ是现代建筑与人类文明的标志ꎬ通常以其跨度大㊁结构强度高㊁自身质量轻的特性而作为现代大跨度空间结构营建的主体类型[２ꎬ４－５]ꎮ但由于构建施工复杂ꎬ空间定位要求严格ꎬ并受竹木自身特性的限制ꎬ很难营建较大跨度的建筑空间ꎮ应用竹基三角形结构件技术ꎬ采用小径竹即可营建较大跨度的空间结构ꎮ图８为应用竹基三角形结构件建造的森林康养设施ꎮ选用竹龄４年以上㊁小头直径４~６ｃｍ㊁竹壁厚度３ｍｍ以上的圆竹ꎬ批量生产不同边长的节点连接型竹基正三角形结构件ꎮ由１５个边长为４ｍ的结构件组成１５面体网壳ꎬ在网壳中间以边长为１ ９ｍ的结构件填充ꎻ考虑到顶面结构的承载能力ꎬ在边长为１ ９ｍ的三角形结构件中再用边长０ ８５ｍ的结构件填充加固ꎻ用布纤维基混凝土对结构进行防护和加固处理ꎬ形成如图８ａ的正１５面体网壳结构ꎮ经实测ꎬ整体结构的荷载大于３０ １７ｋＮꎮ用双层边长为４ ３ｍ的布纤维基混凝土黏合到除门窗以外的各立面上ꎬ形成结构房屋(图８ｂ)ꎬ其最大跨度达６ ４８ｍꎬ有效面积达２７ ５２ｍ２ꎬ装修装饰后可作为森林康养地的设施(图８ｃ)ꎮ图９为应用竹基三角形结构件建造的园林景观亭ꎮ用小头直径１~３ｃｍ㊁长度为４ｍ的小径竹ꎬ批量生产杆件连接型竹基等腰直角三角形结构件ꎮ由三角形结构件经布纤维基混凝土进行防护加固处理后构建成四角锥网格结构(图９ａ)ꎬ可营建如图９ｂ所示的景观亭ꎮ注:ａ)竹基正１５面体网壳结构ꎻｂ)建设的结构房屋ꎻｃ)竹基结构房屋应用场景(图片来自网络)ꎮ图８㊀竹基三角形结构件在森林康养设施中的应用Ｆｉｇ ８㊀Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒｔｓｉｎｆｏｒｅｓｔｈｅａｌｔｈｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ注:ａ)竹基四角锥网格结构ꎻｂ)竹基四角锥网格结构的应用场景(图片来自互联网)ꎮ图９㊀竹基三角形结构件在园林景观设施中的应用Ｆｉｇ ９㊀Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒｔｓｉｎｇａｒｄｅｎｌａｎｄｓｃａｐｅｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ４ ２㊀生态浮岛等水体净化设施图１０为应用竹基三角形结构件建造的生态浮岛ꎬ该浮岛于２０２２年７月２０日建成ꎮ由节点连接型竹基三角形结构件形成支架(图１０ａ)ꎬ经布纤维基混凝土防护ꎬ底部加入泡沫塑料作为上浮材料ꎮ该结构可利用浮岛不同空间位置的出水高差ꎬ设计陆生㊁水生等多种生态类型植物ꎬ提高水处理效率与观赏性(图１０ｂ)ꎮ同时可用来解决部分观赏性强的水生植物不适宜于深水环境生长的技术难题ꎮ类似结构还可设计成大型水面花坛ꎬ结构稳定性强ꎬ可视性好ꎮ４ ３㊀在生态挡土墙等园林环保工程领域中的应用㊀㊀竹基三角形结构件经布纤维基混凝土防护与固定形成的网架结构㊁桁架结构ꎬ可与地下根系发达的地被竹等竹类植物结合用于坡面防护与绿化(图１１)ꎮ与常见的石质㊁混凝土及各种砌体注:ａ)竹基三角形结构件组成的支架结构ꎻｂ)竹基生态浮岛ꎮ图１０㊀竹基三角形结构件在水体净化设施中的应用Ｆｉｇ １０㊀Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒｔｓｉｎｗａｔｅｒｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ注:ａ)竹基三角形结构件组成的挡土墙支架ꎻｂ)竹基生态挡土墙ꎮ图１１㊀竹基三角形结构件在生态工程设施中的应用Ｆｉｇ １１㊀Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏ￣ｂａｓｅｄｔｒｉａｎｇｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒｔｓｉｎｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ等硬防护挡土墙相比ꎬ可大幅降低建造成本ꎬ大量减少土体外运ꎬ同时还可减少硬防护工程的石漠化效应ꎬ生态绿化效果显著ꎮ５㊀结束语竹基三角形结构件能广泛利用我国丰富的竹资源ꎬ就地取材ꎬ方便快捷地构建各种类型的空间结构ꎬ由于空间结构设计合理ꎬ使其拥有较大的承载能力和结构跨度ꎬ而无须使用高强度的结构材料[６]ꎮ研究开发的布纤维基混凝土技术ꎬ为竹木结构防护㊁结构固定和性能改善提供了新思路ꎮ竹基三角形结构件及其相关技术能整合多种结构材料的性能优势ꎬ产品性价比高ꎬ结构自身质量轻ꎬ其结构自重和生产成本通常不到同类产品的１/１０ꎬ市场竞争优势突出ꎬ可适应于多水潮湿环境ꎬ能广泛应用于园林环保㊁森林康养和建筑工程等多个领域ꎬ市场容量大ꎮ参考文献[１]㊀刘可为ꎬ奥利弗 弗里斯.全球竹建筑概述:趋势和挑战[Ｊ].世界建筑ꎬ２０１３(１２):２７－３４.[２]董石麟ꎬ罗尧治ꎬ赵阳ꎬ等.新型空间结构分析㊁设计与施工[Ｍ].北京:人民交通出版社ꎬ２００６.[３]江敬艳.圆竹家具的研究[Ｄ].南京:南京林业大学ꎬ２００１.[４]蓝天.中国空间结构七十年成就与展望[Ｊ].建筑结构ꎬ２０１９ꎬ４９(１９):５－１０.[５]王俊ꎬ宋涛.中国空间结构的创新与实践[Ｊ].建筑科学ꎬ２０１８ꎬ３４(９):１－１１.[６]吴华.当前建筑空间结构的特征以及设计与优化[Ｊ].江西建材ꎬ２０１３(２):５５－５６.。
有关三角板的知识点总结
有关三角板的知识点总结一、三角板的结构和类型1. 结构：三角板通常由两部分组成，一部分是直尺，另一部分是可移动的角度标尺。
直尺通常是一根长条状的塑料或金属材料，具有一定的硬度和平整度，能够作为绘制和测量直线的基准。
角度标尺一般由一块透明的塑料板制成，上面刻有一系列的角度刻度和标记，可以旋转并锁定在直尺上，以便于测量和绘制各种角度。
2. 类型：根据角度标尺的设计和功能，三角板可以分为两种主要类型。
一种是普通的三角板，角度标尺上只有一组固定的角度刻度，通常包括0°、30°、45°、60°、90°等常见的角度。
另一种是可调节角度的三角板，角度标尺上可以通过旋钮或按钮来调节并锁定任意角度，可以用来进行更灵活和精确的角度测量和绘制。
二、三角板的用途和重要性1. 绘制角度：三角板最主要的用途是用来绘制各种角度。
通过移动角度标尺，可以轻松地在纸张上绘制出直角、锐角、钝角等各种角度，并且可以根据需要精确地调整角度大小，确保绘制的图形符合要求。
2. 测量角度：三角板还可以用来测量已知角度的大小。
将角度标尺放置在已知角度的两条边上，就可以直接读取出角度大小，而不需要使用传统的量角器或者其他测量工具。
这样可以节省时间，提高测量的准确性。
3. 辅助绘图：在绘图作业中，三角板可以作为辅助工具来进行各种直线、角度和图形的绘制。
通过三角板，可以更快速和准确地完成各种几何图形的绘制工作，提高绘图效率和质量。
4. 建筑和工程：在建筑和工程领域，三角板也是一种常用的工具。
建筑师和工程师可以使用三角板来绘制各种结构图、示意图和施工图，以及测量和规划建筑物或工程项目中的各种角度和尺寸。
5. 数学教学：三角板在数学教学中也扮演着重要的角色。
在初中和高中的几何学教学中，三角板是学生们学习角度、三角函数、几何图形等知识的重要工具，可以帮助他们更直观地理解和应用这些数学概念。
三、三角板的使用方法和技巧1. 使用前的准备：在使用三角板前，需要先确保直尺和角度标尺的表面都是干净和平整的，以确保绘制和测量的准确性。
ansys各种结构单元介绍.
一、单元分类MP - ANSYS/Multiphysics DY - ANSYS/LS-Dyna3D FL - ANSYS/Flotran ME - ANSYS/Mechanical PR - ANSYS/Professional PP - ANSYS/PrepPost ST - ANSYS/Structural EM - ANSYS/Emag 3D ED - ANSYS/EDLINK1—二维杆单元单元描述：LINK1单元有着广泛的工程应用，比如：桁架、连杆、弹簧等等。
这种二维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点有2个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动。
就象在铰接结构中的表现一样，本单元不承受弯矩。
单元的详细特性请参考理论手册。
三维杆单元的描述参见LINK8。
下图是本单元的示意图。
PLANE2—二维6节点三角形结构实体单元单元描述：PLANE2是与8节点PLANE82单元对应的6节点三角形单元。
单元的位移特性是二次曲线，适合于模拟不规则的网格（比如由不同的CAD/CAM系统得到的网格）。
本单元由六个节点定义，每个节点有2个自由度：沿节点坐标系x、y 方向的平动。
本单元可作为平面单元（平面应力或平面应变）或者作为轴对称单元使用。
本单元还具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形、大应变等功能。
详细特性请参考理论手册。
下图是本单元的示意图。
BEAM3二维弹性梁单元BEAM3是一个轴向拉压和弯曲单元，每个节点有3个自由度：沿节点坐标系x、y方向的平动和绕z轴的转动。
单元的详细特性请参考理论手册。
其它的二维梁单元是塑性梁单元（BEAM23）和变截面非对称梁单元（BEAM54)。
下图是本单元的示意图。
BEAM4三维弹性梁单元单元描述：BEAM4是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，每个节点有6个自由度：沿节点坐标系的x、y、z方向的平动和绕x、y、z轴的转动。
本单元具有应力刚化和大变形功能。
在大变形（有限转动）分析中允许使用一致切线刚度矩阵选项。
模具结构图示
侧向移动的整个机构称为侧向抽芯机构或横向抽芯机构。 侧向抽芯机构种类很多，最常见的有斜导柱侧向拙芯机构， 其结构与工作原理如图所示。
• 斜导柱抽芯注塑模具可以分为：斜导柱在动模、滑块
在定模；滑块在动模、斜导柱在定模；斜导柱和滑块同在
定模；斜导柱和滑块同在动模四种结构形式。
2．4．1 斜导柱在定模、滑块在动模的结构
度60mm的模架。
• 若选用进料方式为点浇口形式，且需要自动脱落浇口，
则可选用小水口模架的DA，DB，DC，DD形式，设计的 模具大致结构如图所示(DB形式模架)。模架型号为： S1520一DB—I一40一40—60。
3．4 注塑模具其他标准件
• 4．4．1 浇口套 • 浇口套的结构如图所示。
2．1．2 注塑模具的结构组成
• 在介绍各种注塑模具结构之前，先对注塑模具结构做
概括性的说明。
• 注塑模具分为动模和定模两大部分，定模部分安装在
注塑机的固定座板上，动模部分安装在注塑机的移动座板 上。注塑时，动．定模两大部分闭合．塑料经喷嘴进入模 具型腔。开模时，动、定模两大部分分离，然后顶出机构 动作，从而推出塑件。
• 2．实际注塑量(质量或容量) • 根据实际情况，注塑机的实际注塑只是理论注塑量的80
％左右
5．3．2 塑化量与型腔数的关系
• 塑化量是注塑机每小时能塑化塑料的质量(g／h)。根
据注塑机的塑化量，确定多型腔模具的型脾数n，其计算 公式如下：
5．3．3 合模力及注塑面积和型腔数的关系
• 注塑时，螺杆作用于塑料熔体的压力，在熔料流经机筒、
具图上标示出的吊装位置及方向，并按一定的吊装方式吊 起模具(尽量将模具整体吊起)。
• (1)模具吊装方向
八年级上第十一章至第十五章知识点梳理
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a 按定义分
正整数
正有理数
实数有理数负零有理数负 负正分 整分数 数数有限小数或无限循环小数
无理数负正无无理理数数无限不循环小数
b 按大小分:
正实数 实数 零
4、如图，每个图中是由若干个盆花组成的图案，每条边（包括两个顶点）有 n 盆花， 每个图案的花盆总数是 S，求 S 与 n 之间的关系式.
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2、函数的概念
一般的，在一个变化过程中，如果有两个变量 x 和 y，并且对于 x 的每一个确定的值，
y 都有惟一确定的值与其对应，那么我们就说 x 是自变量，y 是 x 的函数。如果当 x=a 时，
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第十三章
（一）本章知识结构框图
实数知识点汇总
1．本章知识的内在结构如下图所示：
2．本章知识的展开顺序如下图所示：
（二）知识点梳理： 本章主要内容包括算术平方根、平方根、立方根以及实数的有关概念和运算。本章的
重点是算术平方根和平方根的概念和求法，本章难点是平方根和实数的概念
1．有理数，无理数概念： 有理数：任何有限小数和无限循环小数都是有理数。 无理数：无限不循环小数叫做无理数。
负实数
在数轴上表示的两个实数,右边的数总比左边的数大. 5．与实数有关的概念：在实数范围内，相反数，倒数，绝对值的意义与有理数 范围内的意义完全一致；在实数范围内，有理数的运算法则和运算律同样成立。 每一个实数都可以用数轴上的一个点来表示；反过来，数轴上的每一个点都表 示一个实数，即实数和数轴上的点是一一对应的。因此，数轴正好可以被实数 填满。
例 1、写出下列各问题中所满足的关系式，并指出各个关系式中，哪些量是变量，哪 些量是常量？
三角架梁的制作方法
三角架梁的制作方法三角架梁是一种结构稳定的三角形支架，通常用于支撑重物或者作为建筑结构的一部分。
制作三角架梁需要注意材料的选择和结构的设计。
下面将详细介绍三角架梁的制作方法。
1.材料选择三角架梁的材料可以选择木材、钢材、铝材等，其中最常用的是钢材。
钢材具有强度高、耐腐蚀、易加工、成本低等优点，非常适合制作三角架梁。
选择钢材时需要考虑其强度、刚度和耐腐蚀性等因素。
2.结构设计三角架梁的结构设计需要考虑到强度和稳定性。
一般来说，三角架梁的角度应该为60度或者45度，这样可以使力线更加合理，提高结构的稳定性。
在设计结构时需要考虑到受力情况，尽量使三角架梁承受的力均匀分布，避免出现局部的承载能力不足的情况。
3.制作方法3.1 制作图纸在制作三角架梁之前，需要制作详细的图纸，包括结构图、零件图和装配图等。
结构图用于说明三角架梁的总体结构和尺寸，零件图用于说明各个零部件的尺寸和加工要求，装配图用于说明各个零部件的组装方式和顺序。
图纸的制作需要考虑到实际情况，尽量减少误差和浪费。
3.2 材料切割根据制作好的图纸，将钢材进行切割。
切割时需要使用专业的切割工具，确保切割的精度和质量。
切割后需要对零件进行打磨和修整，保证其表面光滑，尺寸精度符合要求。
3.3 零部件加工将切割好的零部件进行加工，包括钻孔、焊接、抛光等工序。
钻孔需要根据图纸要求进行，确保孔径和孔距符合要求。
焊接时需要注意焊接位置、焊接角度和焊接强度等因素，确保焊接质量良好。
抛光时需要使用专业的抛光工具，将零部件表面打磨光滑。
3.4 组装将加工好的零部件进行组装，包括安装螺栓、紧固螺母、调整角度等步骤。
组装时需要根据装配图进行操作，确保各个零部件的组装顺序和位置正确。
组装完成后需要进行检查和调整，确保三角架梁的结构稳定。
4.注意事项在制作三角架梁时需要注意以下事项：4.1 安全第一，操作时戴好防护用具，避免发生意外伤害。
4.2 选择优质的材料，确保三角架梁的强度和稳定性。
某15米跨轻钢厂房建筑结构图纸
delaunay三角形的构建原则
Delaunay三角形是计算机图形学中常用的一种离散化方法，它可以将给定的点云数据进行三角形拓扑结构的构建。
在实际的工程应用中，Delaunay三角形被广泛应用于地理信息系统、有限元分析、计算机辅助设计等领域。
本文将从Delaunay三角形的构建原则出发，介绍其基本概念和构建方法。
一、三角形的构建原则1. 最小外接圆原则Delaunay三角形的构建原则之一是最小外接圆原则。
对于给定的点集，Delaunay三角形的构建要求任意三角形的外接圆不含有点集中的其他点。
这意味着在构建三角形的过程中，需要选择使得外接圆半径最大的三角形进行构建。
2. 空圆圆心不含点原则另一个构建Delaunay三角形的原则是空圆圆心不含点原则。
这个原则要求任意三角形的外接圆圆心不包含在其他三角形内部，并且不含有点集中的其他点。
这样可以保证构建出的三角形网格具有良好的性质，避免出现过分倾斜的三角形或者重叠的三角形。
3. 最优性原则除了上述两点，Delaunay三角形的构建还需满足最优性原则。
即在满足上述两个原则的情况下，构建出的三角形网格应当具有最优的性质，比如最大化最小角度，最小化最大边长等。
这样才能得到质量良好的三角形网格，适用于各种工程领域的实际应用。
二、构建方法在实际应用中，有多种方法可以用来构建Delaunay三角形。
其中比较常见的方法包括：1. 递归分治法递归分治法是一种经典的构建Delaunay三角形的方法。
它采用的是分而治之的思想，通过递归地将点集进行分割，并最终合并成一个完整的Delaunay三角形网格。
这种方法的优点是对于大规模的点集速度较快，缺点是实现较为复杂。
2. 增量法增量法是另一种常用的构建Delaunay三角形的方法。
它是一种逐点插入的方法，通过不断地插入新的点，来逐步构建出完整的Delaunay 三角形网格。
这种方法的优点是实现相对简单，缺点是对于大规模的点集计算量较大。
3. 最优三角形化算法最优三角形化算法是一种将最优性原则运用到Delaunay三角形构建中的方法。