Producător de garduri din bambus rezistente

Cum să proiectați structura de susținere internă (cum ar fi nervurile de armare și aspectul grilei). panouri grele de gard din bambus pentru a îmbunătăți rigiditatea generală?

Proprietățile materialelor și baza de proiectare a panouri grele de gard din bambus

1. Proprietăți naturale și avantaje de prelucrare ale bambusului
Ca material polimeric natural, bambusul are proprietăți fizice și mecanice unice. Luând ca exemplu panourile de gard din bambus grele pentru exterior produse de Ningguo Kuntai Bamboo and Wood Co., Ltd., folosește bambus de înaltă calitate cu o vârstă a copacului de peste șase ani, care este împărțit și descompus într-un pachet continuu de fibre de rețea reticulate, păstrând aranjamentul original al fibrelor de bambus. Această tehnologie de prelucrare permite bambusului să-și mențină structura naturală, îmbunătățind în același timp în mod semnificativ duritatea și durabilitatea prin tratament la temperatură ridicată și la presiune înaltă. Uniformitatea sa de densitate este mai bună decât cea a lemnului tradițional și are o bună rezistență la insecte și mucegai. Conținutul de umiditate este controlat la un nivel adecvat pentru a evita deformarea și fisurarea cauzate de schimbările de umiditate. În plus, prin controlul precis al dozării pentru a se asigura că fibrele de bambus sunt ferm legate, procesul de încălzire și întărire sub presiune completează turnarea semifabricată sub mii de tone de presiune, sporind și mai mult stabilitatea generală a materialului. Aceste caracteristici oferă o bază materială solidă pentru proiectarea structurală a panourilor de gard de bambus rezistente.

2. Cerințe funcționale ale panourilor grele de gard din bambus
Gardurile de bambus rezistente sunt utilizate în principal în scenele exterioare cu încărcare mare și trebuie să aibă următoarele performanțe de bază: în primul rând, pot rezista la impacturi externe mari, cum ar fi coliziunile dintre oameni și vehicule sau încărcăturile naturale ale vântului; în al doilea rând, se pot adapta la mediile umede pentru a evita defecțiunile structurale din cauza modificărilor conținutului de umiditate; în al treilea rând, au durabilitate pe termen lung și reduc costurile de întreținere; în al patrulea rând, ele sunt în conformitate cu conceptele de protecție a mediului și reflectă valoarea dezvoltării durabile. Din caracteristicile produselor din bambus și din lemn, suprafața materialelor grele din bambus este potrivită pentru medii umede după un tratament special și nu este nevoie de vopsire frecventă pentru anticoroziune. Curățarea zilnică poate menține performanța, ceea ce oferă o garanție pentru funcționarea stabilă a panourilor de gard în medii complexe. Textura naturală și culoarea bambusului pot spori frumusețea spațiilor exterioare, iar echilibrul dintre funcționalitate și estetică trebuie să fie luat în considerare în designul structural.

Teoriile de bază ale proiectării structurii de suport interne

1. Aplicarea principiilor mecanice în structurile suport
Rezistența este capacitatea unui material de a rezista la deteriorare, iar rigiditatea este capacitatea de a rezista la deformare. Pentru gardurile grele din bambus, rigiditatea insuficientă va face ca structura să se deformeze prea mult sub sarcină, afectând siguranța și aspectul. Conform teoriei mecanicii materialelor, rigiditatea structurală este strâns legată de modulul elastic al materialului, momentul de inerție al secțiunii și dispunerea structurii de susținere. Modulul de elasticitate al materialului de bambus greu de bambus este îmbunătățit prin tratarea la temperatură ridicată și la presiune înaltă, iar designul rezonabil al structurii interne de sprijin poate crește și mai mult momentul de inerție al secțiunii, îmbunătățind astfel rigiditatea generală.
Sarcinile pe care le pot suporta panourile grele de gard din bambus includ: sarcini verticale (cum ar fi propria greutate), sarcini orizontale (cum ar fi forța vântului, forța de impact) și sarcini dinamice (cum ar fi vibrațiile generate de trecerea vehiculului). Proiectarea structurii de susținere trebuie să clarifice traseul de transfer al sarcinii pentru a se asigura că sarcina poate fi transferată eficient la fundație prin componente precum nervuri și grile de armare. De exemplu, setarea nervurilor de armare în direcția orizontală poate transfera forța vântului către coloane, iar aspectul grilajului vertical poate dispersa greutatea proprie și sarcina superioară pentru a evita concentrarea locală a tensiunilor.

2. Bionica si proiectare de optimizare structurala
Bambusul în sine este o structură mecanică eficientă, iar nodurile sale de bambus sunt echivalente cu inelele naturale de armare. Structura goală a peretelui de bambus își reduce greutatea proprie, menținând în același timp o rigiditate ridicată la îndoire. În proiectarea panourilor grele de gard din bambus, efectul de întărire al nodurilor de bambus poate fi simulat, iar nervurile de armare circulare sau transversale pot fi setate în structura de susținere pentru a simula efectul de îmbunătățire a rigidității nodurilor de bambus pe tulpinile de bambus. În același timp, pornind de la caracteristicile aranjamentului longitudinal al fibrelor de bambus, în interiorul panourilor de gard sunt fixate nervuri longitudinale de armare pentru a spori rigiditatea la tracțiune de-a lungul direcției fibrei.
Folosind tehnologia de optimizare topologică, software-ul cu elemente finite este utilizat pentru a simula distribuția tensiunii în diferite structuri de susținere, pentru a elimina materialele ineficiente și pentru a păstra căile portante cheie. De exemplu, parametrii mecanici ai bambusului și materialelor grele din bambus (cum ar fi modulul elastic și raportul lui Poisson) sunt utilizați ca intrare pentru a stabili un model tridimensional cu elemente finite al panoului de gard, pentru a analiza deformarea și solicitarea la sarcini tipice, pentru a optimiza poziția, numărul și forma secțiunii transversale a nervurilor de armătură, pentru a face ca distribuția materialului să fie mai în conformitate cu cerințele mecanice, fără greutate și creșterea semnificativă a rigidității.

Plan specific de proiectare pentru structura de susținere internă

1. Design nervuri de armare
Tipul și dispunerea nervurilor de armare
Nervuri de armare longitudinale: stabilite de-a lungul lungimii panoului de gard, numărul este determinat în funcție de lățimea panoului și, de obicei, se stabilește una la fiecare 200-300 mm. Adoptă o secțiune transversală dreptunghiulară cu o dimensiune a secțiunii transversale de 20 mm × 30 mm. Materialul este același bambus greu ca și placa de gard și este conectat la panou prin mortare și grindă sau lipici. Nervurile de armare longitudinale pot spori rigiditatea la încovoiere a plăcii de gard de-a lungul direcției lungimii și pot rezista la deformarea lăsată cauzată de deschiderea mare.
Nervurile de armare transversale: dispuse perpendicular pe direcția lungimii, cu o distanță de 300-500 mm, iar dimensiunea secțiunii transversale poate fi puțin mai mică decât nervurile longitudinale de armare (cum ar fi 15 mm × 25 mm). Funcția nervurilor de armare transversale este de a conecta nervurile de armare longitudinale pentru a forma un schelet de grilă și de a transmite sarcini orizontale în același timp. La ambele capete și în poziția de sprijin din mijloc a plăcii de gard, nervurile transversale de armare pot fi criptate pentru a crește rigiditatea locală.
Nervuri oblice de armare: așezate în direcția diagonală a plăcii de gard pentru a forma o structură de sprijin triunghiulară. Triunghiul are stabilitate și poate rezista eficient deformării prin forfecare și sarcinilor de torsiune. Mărimea secțiunii transversale a nervurilor oblice de armare este similară cu cea a nervurilor de armare transversale și sunt conectate la nervurile de armare longitudinale și transversale prin noduri de colț. Conectori metalici sau gleturi din bambus pot fi folosiți la noduri pentru a spori rezistența conexiunii.

Metoda de conectare între armătură și panou
Conexiune cu lipici: Utilizați lipiciul ecologic dezvoltat în mod independent de Ningguo Kuntai Bamboo and Wood Co., Ltd. pentru a aplica lipici pe suprafața de contact dintre armătură și panou și formați o conexiune integrală prin presurizare și întărire. Procesul de lipire a lipiciului trebuie să controleze cantitatea de lipici pentru a se asigura că lipirea este fermă și nu se revarsă, pentru a evita afectarea aspectului și a performanței de mediu.
Conexiune pentru mortare și grindă: Procesați gleturi și inele de mortare pe panou și armătură și conectați-le prin grindă și grindă. Structura de mortare și grindă poate oferi un anumit grad de rezistență la tragere și forfecare, păstrând în același timp textura naturală a bambusului, care este în conformitate cu conceptul de protecție a mediului. Pentru piesele cu încărcături grele, lipici și mortare și conexiuni cu grindă pot fi combinate pentru a îmbunătăți fiabilitatea conexiunii.

2. Design grilă
Selectarea formei grilei
Grilă dreptunghiulară: este formată prin intersecția verticală a armăturilor longitudinale și transversale, care este cea mai comună formă de aranjare a grilei. Grila dreptunghiulară este ușor de construit și convenabilă pentru producția standardizată și este potrivită pentru scene cu distribuție relativ uniformă a sarcinii. Dimensiunea ochiurilor poate fi ajustată în funcție de specificațiile plăcii de gard și de dimensiunea încărcăturii, de obicei de la 200 mm × 200 mm la 300 mm × 300 mm.
Plasă de diamant: nervurile de armare diagonale sunt combinate cu nervurile de armare longitudinale și transversale pentru a forma o plasă de diamante. Direcția diagonală a rețelei diamantate este puternică, ceea ce poate rezista mai bine sarcinii diagonale și cuplului. Este potrivit pentru panouri de gard care pot fi supuse la sarcini complexe, cum ar fi zonele din apropierea drumurilor sau zonele care sunt frecvent lovite.
Plasă de tip fagure: Structura hexagonală care imită fagure este compusă din mai multe unități hexagonale. Plasa de tip fagure are o rezistență excelentă la compresie și îndoire, iar materialul este distribuit uniform, ceea ce poate oferi o rigiditate mai mare la aceeași greutate. Cu toate acestea, prelucrarea plasei de tip fagure este mai dificilă și este nevoie de echipamente speciale pentru tăiere și asamblare. Este potrivit pentru panouri de gard din bambus de gamă înaltă, cu cerințe de rigiditate extrem de ridicate.
Optimizarea densității ochiurilor
Densitatea ochiurilor afectează direct rigiditatea și greutatea plăcii de gard. În proiectare, densitatea optimă a ochiurilor trebuie determinată prin calcule mecanice și experimente. Pentru materialele grele din bambus, datorită densității uniforme și rezistenței sale mari, distanța dintre grile poate fi mărită în mod corespunzător pentru a reduce greutatea, menținând în același timp rigiditatea prin optimizarea secțiunii transversale a armăturii. De exemplu, în zonele cu sarcini mici, distanța dintre grile poate fi setată la 300 mm × 300 mm, în timp ce în zonele cu sarcini concentrate (cum ar fi mijlocul plăcii de gard sau lângă coloană), distanța dintre grile este redusă la 200 mm × 200 mm, iar dimensiunea secțiunii transversale a armăturii este mărită.

3. Proiectarea nodurilor și armarea
Tipul nodului și analiza forței
Nodurile structurii interne de susținere a plăcii de gard includ intersecția armăturilor longitudinale și transversale, intersecția armăturilor oblice și armăturilor longitudinale și transversale etc. Nodurile sunt părți cheie pentru transferul sarcinii și trebuie să aibă suficientă rezistență și rigiditate. Formele obișnuite de defectare a nodului includ defecțiunea prin forfecare și defecțiunea la rupere, astfel încât proiectarea nodului trebuie să se concentreze pe rezistența la forfecare și la tracțiune.
Măsuri de întărire a nodurilor
Conectori metalici: utilizați unghiuri din oțel inoxidabil, șuruburi și alte piese metalice pentru a conecta armăturile la noduri. Conectorii metalici pot oferi conexiuni mecanice fiabile, în special pentru scenarii de sarcină mare. De exemplu, la intersecția armăturilor longitudinale și transversale, se folosesc coduri de unghi din oțel inoxidabil pentru a fixa îmbinările cu șuruburi. Grosimea codurilor de unghi nu este mai mică de 3 mm, iar diametrul șuruburilor nu este mai mică de 6 mm.
Armături din bambus: materiale naturale precum țepurile din bambus și cuiele din bambus sunt folosite pentru întărirea nodurilor. Pe baza conexiunii mortare și grindă, cuie de bambus sunt introduse pentru fixare ulterioară. Diametrul cuielor din bambus este de 5-8mm, iar lungimea se determină în funcție de grosimea armăturii pentru a se asigura că cele două straturi de armătură sunt pătrunse. Armăturile din bambus sunt compatibile cu materialele grele din bambus și îndeplinesc cerințele de protecție a mediului.
Întărirea cu lipici: creșteți cantitatea de lipici la nod pentru a forma un strat de lipici îngroșat pentru a îmbunătăți rezistența de lipire a nodului. Grosimea stratului de lipici este controlată la 1-2 mm pentru a evita întărirea incompletă sau concentrarea tensiunilor din cauza grosimii excesive a stratului de lipici.

Adaptarea designului structural bazat pe procesul Ningguo Kuntai Bamboo and Wood Co., Ltd.

1. Influența proprietăților materialelor asupra proiectării structurale
Următoarele caracteristici ale materialelor grele din bambus trebuie luate în considerare la proiectarea structurilor de susținere:
Direcția de aranjare a fibrelor: fibrele de bambus sunt aranjate de-a lungul direcției lungimii, iar rezistența la tracțiune longitudinală este semnificativ mai mare decât direcția transversală. Prin urmare, armătura longitudinală ar trebui aranjată de-a lungul direcției fibrei cât mai mult posibil pentru a utiliza pe deplin caracteristicile de înaltă rezistență ale materialului, în timp ce armătura transversală trebuie să compenseze problema rezistenței transversale insuficiente printr-o proiectare rezonabilă a secțiunii transversale.
Uniformitatea densității: Procesul de încălzire și întărire sub presiune uniformizează densitatea materialului greu de bambus și nu este ușor să aveți defecte, cum ar fi marginile prăbușite și firele sărite, ceea ce oferă o garanție pentru conexiunea stabilă a structurii de susținere. În proiectare, proiectarea redundantă a armăturii cauzate de defecte de material poate fi redusă în mod corespunzător pentru a optimiza aspectul structural.
Performanța adezivului ecologic: Adezivul auto-dezvoltat are o rezistență ridicată de lipire și o doză controlabilă, ceea ce poate asigura fiabilitatea conexiunii dintre armătură și panou. În proiectarea nodului lipit, aria de lipire necesară poate fi calculată în funcție de parametrii de rezistență la forfecare și la tracțiune ai adezivului pentru a evita utilizarea excesivă a adezivului pentru a afecta performanța mediului.

2. Sinergia proceselor și optimizarea producției
În combinație cu procesul de încălzire și întărire sub presiune, armătura și panoul pot fi presate simultan în etapa de formare a semifabricatului pentru a forma o structură integrală. Acest proces integrat poate reduce procesul de asamblare ulterior și poate evita daune materiale cauzate de prelucrarea secundară. În același timp, asigură legătura strânsă între armătură și panou și îmbunătățește rigiditatea generală. De exemplu, la presarea semifabricatelor panoului de gard, nervurile de armare care se încrucișează sunt plasate în avans, iar mii de tone de presiune sunt utilizate pentru a împleti nervurile de armare cu fibrele panoului pentru a forma o structură generală fără sudură.