Produsent av kraftig bambusgjerde

Hvordan utforme den innvendige støttestrukturen (som forsterkningsribber og gitteroppsett) av tunge gjerdepaneler i bambus å forbedre den generelle stivheten?

Materialegenskaper og designgrunnlag for tunge gjerdepaneler i bambus

1. Naturlige egenskaper og behandlingsfordeler med bambus
Som et naturlig polymermateriale har bambus unike fysiske og mekaniske egenskaper. Med de utendørs tunge bambusgjerdepanelene produsert av Ningguo Kuntai Bamboo og Wood Co., Ltd. som et eksempel, bruker den høykvalitets bambus med en trealder på mer enn seks år, som er delt og dekomponert til en kontinuerlig tverrbundet nettverksfiberbunt, som beholder det originale arrangementet av bambusfibre. Denne prosesseringsteknologien lar bambus opprettholde sin naturlige struktur samtidig som den forbedrer hardheten og holdbarheten betydelig gjennom høytemperatur- og høytrykksbehandling. Dens tetthet er bedre enn tradisjonell tre, og den har god motstand mot insekter og mugg. Fuktighetsinnholdet kontrolleres på et passende nivå for å unngå deformasjon og sprekkdannelse forårsaket av fuktighetsendringer. I tillegg, ved nøyaktig å kontrollere doseringen for å sikre at bambusfibrene er fast bundet, fullfører den trykksatte oppvarmings- og herdeprosessen emnestøpingen under tusenvis av tonn trykk, noe som ytterligere forbedrer den generelle stabiliteten til materialet. Disse egenskapene gir et solid materialfundament for den strukturelle utformingen av kraftige bambusgjerdepaneler.

2. Funksjonelle krav til tunge gjerdepaneler i bambus
Kraftige bambusgjerder  brukes hovedsakelig i utendørsscener med høy belastning og må ha følgende kjerneytelser: For det første tåler de store ytre påvirkninger, som kollisjoner mellom mennesker og kjøretøy eller naturlig vindbelastning; for det andre kan de tilpasse seg fuktige omgivelser for å unngå strukturell feil på grunn av endringer i fuktighetsinnhold; for det tredje har de langsiktig holdbarhet og reduserer vedlikeholdskostnadene; For det fjerde er de i tråd med miljøvernkonsepter og reflekterer verdien av bærekraftig utvikling. Fra egenskapene til bambus og treprodukter er overflaten av tunge bambusmaterialer egnet for fuktige miljøer etter spesiell behandling, og det er ikke behov for hyppig maling for anti-korrosjon. Daglig rengjøring kan opprettholde ytelsen, noe som gir en garanti for stabil drift av gjerdepaneler i komplekse miljøer. Den naturlige teksturen og fargen til bambus kan forsterke skjønnheten til uterom, og balansen mellom funksjon og estetikk må tas i betraktning i strukturell design.

Kjerneteorier for design av intern støttestruktur

1. Anvendelse av mekaniske prinsipper i bærekonstruksjoner
Styrke er et materiales evne til å motstå skade, og stivhet er evnen til å motstå deformasjon. For kraftige bambusgjerder vil utilstrekkelig stivhet føre til at strukturen deformeres for mye under belastning, noe som påvirker sikkerheten og utseendet. I henhold til teorien om materialmekanikk er strukturell stivhet nært knyttet til materialets elastisitetsmodul, treghetsmomentet til seksjonen og utformingen av bærekonstruksjonen. Elastikkmodulen til det tunge bambusmaterialet er forbedret ved høy temperatur og høytrykksbehandling, og den rimelige utformingen av den indre støttestrukturen kan ytterligere øke treghetsmomentet til seksjonen, og dermed forbedre den generelle stivheten.
Belastningene som tunge bambusgjerdepaneler kan tåle inkluderer: vertikale belastninger (som deres egen vekt), horisontale belastninger (som vindstyrke, slagkraft) og dynamiske belastninger (som vibrasjoner generert av kjøretøy som passerer). Utformingen av bærekonstruksjonen må tydeliggjøre lastoverføringsbanen for å sikre at lasten effektivt kan overføres til fundamentet gjennom komponenter som forsterkningsribber og gitter. For eksempel kan det å sette armeringsribber i horisontal retning overføre vindkraft til søylene, og det vertikale rutenettet kan spre egenvekten og den øvre lasten for å unngå lokal spenningskonsentrasjon.

2. Bionics og strukturell optimeringsdesign
Bambus i seg selv er en effektiv mekanisk struktur, og bambusnodene tilsvarer naturlige forsterkningsringer. Den hule strukturen til bambusveggen reduserer sin egen vekt samtidig som den opprettholder en høy bøyestivhet. I utformingen av tunge bambusgjerdepaneler kan den forsterkende effekten av bambusknuter simuleres, og sirkulære eller tverrgående forsterkende ribber kan settes i støttestrukturen for å simulere den stivhetsforbedrende effekten av bambusknuter på bambusstilker. På samme tid, ved å trekke på egenskapene til det langsgående arrangementet av bambusfibre, er langsgående forsterkende ribber satt inne i gjerdepanelene for å forbedre strekkstivheten langs fiberretningen.
Ved å bruke topologisk optimaliseringsteknologi brukes finite element-programvare for å simulere spenningsfordelingen under forskjellige støttestrukturoppsett, fjerne ineffektive materialer og beholde viktige bærende baner. For eksempel brukes de mekaniske parametrene til bambus og tunge bambusmaterialer (som elastisitetsmodul og Poissons forhold) som input for å etablere en tredimensjonal finite element-modell av gjerdepanelet, analysere deformasjonen og spenningen under typiske belastninger, optimalisere posisjonen, antallet og tverrsnittsformen til forsterkningsribbene, uten å øke materialets stivhet betydelig på linje med kravene til stivhet, uten å øke den mekaniske fordelingen betydelig. vekt.

Spesifikk designplan for intern bærekonstruksjon

1. Forsterkende ribbedesign
Type og utforming av forsterkende ribber
Langsgående forsterkende ribber: satt langs lengden av gjerdepanelet, antallet bestemmes i henhold til bredden på panelet, og vanligvis settes en hver 200-300 mm. Den har et rektangulært tverrsnitt med en tverrsnittsstørrelse på 20 mm × 30 mm. Materialet er den samme tunge bambusen som gjerdeplaten, og den er koblet til panelet med tapp og tapp eller lim. De langsgående forsterkningsribbene kan øke bøyestivheten til gjerdeplaten langs lengderetningen og motstå den hengende deformasjonen forårsaket av det store spennet.
Tverrgående forsterkningsribber: anordnet vinkelrett på lengderetningen, med en avstand på 300-500 mm, og tverrsnittsstørrelsen kan være litt mindre enn de langsgående forsterkningsribbene (som 15 mm×25 mm). Tverrarmeringsribbenes funksjon er å koble sammen de langsgående forsterkningsribbene for å danne et gitterskjelett og samtidig overføre horisontale belastninger. I begge ender og den midtre støtteposisjonen til gjerdeplaten kan de tverrgående forsterkningsribbene krypteres for å øke lokal stivhet.
Skrå forsterkningsribber: Sett i diagonal retning av gjerdebrettet for å danne en trekantet støttestruktur. Trekanten har stabilitet og kan effektivt motstå skjærdeformasjon og torsjonsbelastninger. Tverrsnittsstørrelsen på de skrå forsterkningsribbene er lik den til de tverrgående forsterkningsribbene, og de er forbundet med de langsgående og tverrgående forsterkningsribbene gjennom hjørnenoder. Metallkoblinger eller bambustapper kan brukes ved nodene for å forbedre tilkoblingsstyrken.

Koblingsmetode mellom armering og panel
Limforbindelse: Bruk det miljøvennlige limet uavhengig utviklet av Ningguo Kuntai Bamboo and Wood Co., Ltd. for å påføre lim på kontaktflaten mellom armering og panel, og danne en integrert forbindelse ved å trykke og herde. Limbindingsprosessen må kontrollere mengden lim for å sikre at limingen er fast og ikke renner over, for å unngå å påvirke utseendet og miljøytelsen.
Tapp- og tappforbindelse: Bearbeid tapp og tappøyne på panelet og armeringen, og koble dem gjennom tapp og tapp. Tapp- og tappstrukturen kan gi en viss grad av uttrekks- og skjærmotstand, samtidig som den beholder den naturlige teksturen til bambus, som er i tråd med konseptet om miljøvern. For tunge belastningsdeler kan lim og tapp- og tappkoblinger kombineres for å forbedre påliteligheten til tilkoblingen.

2. Rutenett layout design
Valg av rutenettform
Rektangulært rutenett: Det er dannet av det vertikale skjæringspunktet mellom langsgående og tverrgående forsterkninger, som er den vanligste rutenettformen. Rektangulært rutenett er enkelt å konstruere og praktisk for standardisert produksjon, og egner seg for scener med relativt jevn belastningsfordeling. Maskestørrelsen kan justeres i henhold til spesifikasjonene til gjerdebrettet og belastningsstørrelsen, vanligvis 200 mm × 200 mm til 300 mm × 300 mm.
Diamantnett: De diagonale forsterkningsribbene kombineres med de langsgående og tverrgående forsterkningsribbene for å danne et diamantnett. Den diagonale retningen til diamantnettet er sterk, noe som bedre kan motstå diagonal belastning og dreiemoment. Den er egnet for gjerdepaneler som kan bli utsatt for komplekse belastninger, for eksempel områder nær veier eller områder som ofte blir påkjørt.
Honeycomb mesh: Den sekskantede strukturen som imiterer honeycomb er sammensatt av flere sekskantede enheter. Honeycomb-nettet har utmerket kompresjons- og bøyemotstand, og materialet er jevnt fordelt, noe som kan gi høyere stivhet ved samme vekt. Imidlertid er behandlingen av bikakenettet vanskeligere, og spesialutstyr er nødvendig for kutting og montering. Den er egnet for high-end tunge bambus gjerdepaneler med ekstremt høye krav til stivhet.
Optimalisering av masketetthet
Nettetettheten påvirker direkte stivheten og vekten til gjerdebrettet. I designet må den optimale masketettheten bestemmes gjennom mekaniske beregninger og eksperimenter. For tunge bambusmaterialer, på grunn av dens jevne tetthet og høye styrke, kan gitteravstanden økes passende for å redusere vekten, samtidig som stivheten opprettholdes gjennom tverrsnittsoptimalisering av armeringen. For eksempel i områder med liten belastning kan gitteravstanden settes til 300mm×300mm, mens i områder med konsentrert belastning (som midten av gjerdebrettet eller nær søylen) reduseres gitteravstanden til 200mm×200mm, og tverrsnittsstørrelsen på armeringen økes.

3. Nodedesign og forsterkning
Nodetype og kraftanalyse
Nodene til gjerdets indre støttestruktur inkluderer skjæringspunktet mellom langsgående og tverrgående forsterkninger, skjæringspunktet mellom skrå forsterkninger og langsgående og tverrgående forsterkninger, etc. Noder er nøkkeldeler for lastoverføring og må ha tilstrekkelig styrke og stivhet. Vanlige former for nodefeil inkluderer skjærfeil og rivesvikt, så nodedesignet må fokusere på skjær- og strekkmotstand.
Nodeforsterkende tiltak
Metallkoblinger: Bruk vinkler, bolter og andre metalldeler i rustfritt stål for å koble sammen forsterkninger ved nodene. Metallkoblinger kan gi pålitelige mekaniske koblinger, spesielt for scenarier med tung belastning. For eksempel, i skjæringspunktet mellom de langsgående og tverrgående forsterkningene, brukes vinkelkoder i rustfritt stål for å feste skjøtene med bolter. Tykkelsen på vinkelkodene er ikke mindre enn 3 mm, og diameteren på boltene er ikke mindre enn 6 mm.
Bambusforsterkninger: naturlige materialer som bambustapper og bambusspiker brukes til å styrke nodene. På grunnlag av stikk- og tappeforbindelsen settes bambusspiker inn for videre fiksering. Diameteren på bambusspikrene er 5-8 mm, og lengden bestemmes i henhold til tykkelsen på armeringen for å sikre at de to armeringslagene blir penetrert. Bambusforsterkninger er kompatible med tunge bambusmaterialer og oppfyller miljøvernkrav.
Limforsterkning: Øk mengden lim ved noden for å danne et fortykket limlag for å forbedre bindestyrken til noden. Tykkelsen på limlaget kontrolleres til 1-2 mm for å unngå ufullstendig herding eller spenningskonsentrasjon på grunn av for stor tykkelse på limlaget.

Strukturell designtilpasning basert på prosessen til Ningguo Kuntai Bamboo and Wood Co., Ltd.

1. Materialegenskapers innflytelse på konstruksjonsdesign
Følgende egenskaper til tunge bambusmaterialer må vurderes i utformingen av støttestrukturer:
Fiberarrangementretning: Bambusfibre er anordnet langs lengderetningen, og den langsgående strekkstyrken er betydelig høyere enn tverrretningen. Derfor bør den langsgående armeringen anordnes langs fiberretningen så mye som mulig for å utnytte materialets høye styrkeegenskaper fullt ut, mens tverrarmeringen må gjøre opp for problemet med utilstrekkelig tverrstyrke gjennom rimelig tverrsnittsdesign.
Ensartet tetthet: Den trykksatte oppvarmings- og herdeprosessen gjør tettheten til det tunge bambusmaterialet ensartet, og det er ikke lett å ha defekter som kollapsede kanter og hoppede ledninger, noe som gir en garanti for stabil tilkobling av bærekonstruksjonen. I designet kan den overflødige utformingen av armering forårsaket av materialfeil reduseres hensiktsmessig for å optimalisere den strukturelle layouten.
Miljøvennlig limytelse: Det egenutviklede limet har høy bindestyrke og kontrollerbar dosering, noe som kan sikre påliteligheten av forbindelsen mellom armeringen og panelet. Ved utformingen av den limte noden kan det nødvendige bindingsarealet beregnes i henhold til limets skjær- og strekkfasthetsparametere for å unngå overdreven bruk av lim for å påvirke miljøytelsen.

2. Prosesssynergi og produksjonsoptimalisering
Kombinert med den trykksatte oppvarmings- og herdeprosessen, kan armeringen og panelet presses på en gang i emneformingsstadiet for å danne en integrert struktur. Denne integrerte prosessen kan redusere den påfølgende monteringsprosessen og unngå materielle skader forårsaket av sekundær prosessering. Samtidig sikrer det den tette forbindelsen mellom armeringen og panelet og forbedrer den generelle stivheten. For eksempel, når du presser gjerdepanelemner, plasseres forsterkende ribber på kryss og tvers på forhånd, og tusenvis av tonn med trykk brukes til å flette forsterkende ribber sammen med panelfibrene for å danne en sømløs totalstruktur.