Kestävien bambuaitojen valmistaja

Kuinka suunnitella sisäinen tukirakenne (kuten vahvistusrivat ja ristikkoasettelu). raskaat bambu-aitapaneelit yleisen jäykkyyden parantamiseksi?

Materiaalin ominaisuudet ja suunnitteluperusteet raskaat bambu-aitapaneelit

1. Bambun luonnolliset ominaisuudet ja käsittelyedut
Luonnollisena polymeerimateriaalina bambulla on ainutlaatuiset fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet. Esimerkkinä Ningguo Kuntai Bamboo and Wood Co., Ltd.:n valmistamat raskaat bambuaitapaneelit, se käyttää korkealaatuista bambua, jonka puun ikä on yli kuusi vuotta, joka halkeaa ja hajoaa jatkuvaksi silloitetuksi verkkokuitukimppuksi säilyttäen alkuperäisen bambukuitujen järjestelyn. Tämän käsittelytekniikan avulla bambu säilyttää luonnollisen rakenteensa ja parantaa merkittävästi sen kovuutta ja kestävyyttä korkean lämpötilan ja korkeapainekäsittelyn ansiosta. Sen tiheystasaisuus on parempi kuin perinteisellä puulla, ja sillä on hyvä hyönteis- ja homeenkestävyys. Kosteuspitoisuus säädetään sopivalle tasolle, jotta vältetään kosteusmuutosten aiheuttamat muodonmuutokset ja halkeilut. Lisäksi, säätämällä tarkasti annostusta varmistaakseen, että bambukuidut ovat tiukasti kiinni, paineistettu kuumennus- ja kovetusprosessi viimeistelee aihion muovauksen tuhansien tonnejen paineessa, mikä parantaa materiaalin yleistä vakautta. Nämä ominaisuudet tarjoavat vankan materiaaliperustan raskaiden bambu-aitapaneelien rakennesuunnittelulle.

2. Raskaiden bambuaitapaneelien toiminnalliset vaatimukset
Raskaita bambuaitoja  käytetään pääasiassa korkean kuormituksen ulkona, ja niillä on oltava seuraavat keskeiset ominaisuudet: Ensinnäkin ne kestävät suuria ulkoisia vaikutuksia, kuten ihmisten ja ajoneuvojen välisiä törmäyksiä tai luonnollisia tuulikuormia; toiseksi ne voivat mukautua kosteaan ympäristöön välttääkseen kosteuspitoisuuden muutoksista johtuvat rakenteelliset vauriot; kolmanneksi niillä on pitkäkestoisuus ja ne alentavat ylläpitokustannuksia; neljänneksi ne ovat ympäristönsuojelukäsitteiden mukaisia ​​ja heijastavat kestävän kehityksen arvoa. Bambu- ja puutuotteiden ominaisuuksista raskaiden bambumateriaalien pinta soveltuu kosteaan ympäristöön erikoiskäsittelyn jälkeen, eikä ruosteenestomaalausta tarvita usein. Päivittäinen puhdistus voi ylläpitää suorituskykyä, mikä takaa aitapaneelien vakaan toiminnan monimutkaisissa ympäristöissä. Bambun luonnollinen rakenne ja väri voivat korostaa ulkotilojen kauneutta, ja toiminnallisuuden ja estetiikan tasapaino on otettava huomioon rakennesuunnittelussa.

Sisäisen tukirakenteen suunnittelun ydinteoriat

1. Mekaanisten periaatteiden soveltaminen tukirakenteissa
Lujuus on materiaalin kykyä vastustaa vaurioita ja jäykkyys on kykyä vastustaa muodonmuutoksia. Raskaiden bambuaitojen riittämätön jäykkyys aiheuttaa rakenteen muodonmuutoksen liikaa kuormituksen alaisena, mikä vaikuttaa turvallisuuteen ja ulkonäköön. Materiaalimekaniikan teorian mukaan rakenteellinen jäykkyys liittyy läheisesti materiaalin kimmokerrokseen, poikkileikkauksen hitausmomenttiin ja tukirakenteen layoutiin. Raskaan bambumateriaalin kimmomoduuli paranee korkean lämpötilan ja korkeapainekäsittelyn avulla, ja sisäisen tukirakenteen järkevä suunnittelu voi edelleen lisätä osan hitausmomenttia, mikä parantaa yleistä jäykkyyttä.
Raskaat bambuaitapaneelit voivat kestää: pystysuorat kuormat (kuten oma paino), vaakasuorat kuormat (kuten tuulen voima, iskuvoima) ja dynaamiset kuormat (kuten ajoneuvon ohittamisen aiheuttamat tärinät). Tukirakenteen suunnittelussa on selvennettävä kuorman siirtoreittiä, jotta varmistetaan, että kuorma voidaan siirtää tehokkaasti perustukseen komponenttien, kuten raudoitusrivien ja -ristikoiden, kautta. Esimerkiksi vahvikeripojen asettaminen vaakasuoraan voi siirtää tuulen voimaa pilareihin, ja pystysuora ristikko voi hajottaa omapainoa ja yläkuormaa paikallisen jännityksen keskittymisen välttämiseksi.

2. Bioniikka ja rakenteellisen optimoinnin suunnittelu
Bambu itsessään on tehokas mekaaninen rakenne, ja sen bambusolmut vastaavat luonnollisia vahvistusrenkaita. Bambuseinän ontto rakenne vähentää omaa painoaan säilyttäen samalla korkean taivutusjäykkyyden. Raskaiden bambuaitapaneelien suunnittelussa voidaan simuloida bambusolmujen vahvistavaa vaikutusta, ja tukirakenteeseen voidaan asettaa pyöreitä tai poikittaisia ​​vahvistavia ripoja, jotka simuloivat bambusolmujen jäykkyyttä lisäävää vaikutusta bambun varsiin. Samanaikaisesti bambukuitujen pitkittäisjärjestelyn ominaisuuksien perusteella aitapaneelien sisään asetetaan pitkittäiset vahvistusrivat parantamaan vetojäykkyyttä kuidun suunnassa.
Elementtiohjelmistolla topologisen optimointitekniikan avulla simuloidaan jännitysjakaumaa eri tukirakenteiden asetteluissa, poistetaan tehottomia materiaaleja ja säilytetään tärkeimmät kantavat polut. Esimerkiksi bambu- ja raskaiden bambumateriaalien mekaanisia parametreja (kuten kimmokerrointa ja Poissonin suhdetta) käytetään syötteenä aitapaneelin kolmiulotteisen elementtimallin luomiseen, muodonmuutosten ja jännitysten analysointiin tyypillisissä kuormituksissa, vahvikeripojen sijainnin, lukumäärän ja poikkileikkauksen muodon optimointiin, materiaalin jakauman parantamiseen ilman mekaanista painoa ja materiaalin jakautumista merkittävästi.

Sisäisen tukirakenteen erityinen suunnittelusuunnitelma

1. Vahvistusrivat
Vahvistinripojen tyyppi ja asettelu
Pituussuuntaiset vahvistusrivat: asetetaan aitalevyn pituudelle, lukumäärä määräytyy paneelin leveyden mukaan, ja yleensä yksi asetetaan 200-300 mm välein. Se ottaa suorakaiteen muotoisen poikkileikkauksen, jonka poikkileikkauskoko on 20 mm × 30 mm. Materiaali on samaa raskasta bambua kuin aitalevy, ja se liitetään paneeliin uurrella ja tapilla tai liimalla. Pitkittäiset vahvistusrivat voivat parantaa aitalaudan taivutusjäykkyyttä pituussuunnassa ja vastustaa suuren jänteen aiheuttamaa painuvaa muodonmuutosta.
Poikittaiset vahvistusrivat: järjestetty kohtisuoraan pituussuuntaan nähden, etäisyydellä 300-500 mm, ja poikkileikkauksen koko voi olla hieman pienempi kuin pitkittäiset vahvistusrivat (esim. 15 mm × 25 mm). Poikittaisten vahvistusrivojen tehtävänä on yhdistää pitkittäiset vahvistusrivat muodostamaan ristikkorungon ja siirtää samalla vaakasuuntaisia ​​kuormia. Aitalaudan molemmissa päissä ja keskimmäisessä tukiasennossa poikittaiset vahvistusrivat voidaan salata paikallisen jäykkyyden lisäämiseksi.
Viistot vahvistusrivat: asetetaan aitalaudan diagonaalisuunnassa muodostamaan kolmion muotoinen tukirakenne. Kolmiolla on vakaus ja se kestää tehokkaasti leikkausmuodonmuutoksia ja vääntökuormia. Vinot raudoitusrivat ovat poikkileikkaukseltaan samanlaisia ​​kuin poikittaisraudoitusrivat, ja ne on liitetty pitkittäis- ja poikittaiseen raudoitusriviin kulmasolmujen kautta. Solmuissa voidaan käyttää metalliliittimiä tai bambutappeja liitännän vahvuuden parantamiseksi.

Vahvikkeen ja paneelin välinen liitäntätapa
Liimaliitäntä: Käytä Ningguo Kuntai Bamboo and Wood Co., Ltd:n itsenäisesti kehittämää ympäristöystävällistä liimaa liimaamaan raudoituksen ja paneelin kosketuspinnalle ja muodostamaan kiinteä liitos paineistamalla ja kovettamalla. Liiman liimausprosessissa on säädettävä liiman määrää sen varmistamiseksi, että liimaus on luja eikä vuoda yli, jotta vältytään vaikuttamasta ulkonäköön ja ympäristönsuojeluun.
Kiinnitys ja tapettiliitos: Käsittele tapit ja tapit paneelissa ja raudoituksissa ja yhdistä ne tapin ja tapin kautta. Uurre- ja tappirakenne voi tarjota tietyn tason ulosveto- ja leikkauskestävyyttä säilyttäen samalla bambun luonnollisen rakenteen, mikä on ympäristönsuojelun käsitteen mukaista. Raskaalle kuormitukselle osille voidaan yhdistää liimaa ja tappiliitosta parantamaan liitoksen luotettavuutta.

2. Grid layout suunnittelu
Ruudukkomuodon valinta
Suorakaiteen muotoinen ristikko: Se muodostuu pitkittäis- ja poikittaisraudoitusten pystysuorasta leikkauspisteestä, mikä on yleisin ruudukkoasetelma. Suorakulmainen ristikko on helppo rakentaa ja kätevä standardoituun tuotantoon, ja se sopii kohtauksiin, joissa kuormituksen jakautuminen on suhteellisen tasaista. Silmäkokoa voidaan säätää aitalevyn ja kuorman koon mukaan, yleensä 200mm × 200mm - 300mm × 300mm.
Timanttiverkko: Diagonaaliset vahvistusrivat yhdistetään pitkittäis- ja poikittaisvahvikkeisiin timanttiverkon muodostamiseksi. Timanttiverkon diagonaalisuunta on vahva, mikä kestää paremmin diagonaalista kuormitusta ja vääntömomenttia. Se soveltuu aitapaneeleille, jotka voivat altistua monimutkaisille kuormituksille, kuten teiden lähellä oleville alueille tai alueille, joihin kohdistuu usein törmäyksiä.
Hunajakennoverkko: Hunajakennoa jäljittelevä kuusikulmainen rakenne koostuu useista kuusikulmaisista yksiköistä. Kennoverkolla on erinomainen puristus- ja taivutuskestävyys, ja materiaali on jakautunut tasaisesti, mikä voi tarjota suuremman jäykkyyden samalla painolla. Kennoverkon käsittely on kuitenkin vaikeampaa, ja leikkaamiseen ja kokoamiseen tarvitaan erikoislaitteita. Se sopii korkealuokkaisiin raskaisiin bambu-aitapaneeleihin, joilla on erittäin korkeat jäykkyysvaatimukset.
Verkkotiheyden optimointi
Verkon tiheys vaikuttaa suoraan aitalaudan jäykkyyteen ja painoon. Suunnittelussa optimaalinen silmätiheys on määritettävä mekaanisten laskelmien ja kokeiden avulla. Raskaiden bambumateriaalien tasaisen tiheyden ja suuren lujuuden ansiosta ristikon etäisyyttä voidaan lisätä sopivasti painon vähentämiseksi, samalla kun jäykkyys säilyy vahvikkeen poikkileikkauksen optimoinnin avulla. Esimerkiksi alueilla, joissa kuormitus on pieni, ristikkoväli voidaan asettaa arvoon 300 mm × 300 mm, kun taas alueilla, joilla on keskittynyt kuormitus (kuten aitalaudan keskellä tai lähellä pylvästä), ristikkoväliä pienennetään 200 mm × 200 mm:iin ja raudoituksen poikkileikkauskokoa kasvatetaan.

3. Solmun suunnittelu ja vahvistaminen
Solmutyyppi- ja voimaanalyysi
Aitalaudan sisäisen tukirakenteen solmut sisältävät pitkittäis- ja poikittaisraudoitusten leikkauskohdan, vinoraudoitusten sekä pitkittäis- ja poikittaisraudoitusten leikkauskohdan jne. Solmut ovat kuormansiirron avainosia ja niillä tulee olla riittävä lujuus ja jäykkyys. Yleisiä solmuvauriomuotoja ovat leikkausvaurio ja repeytymisvika, joten solmujen suunnittelussa on keskityttävä leikkaus- ja vetolujuuteen.
Solmujen vahvistamistoimenpiteet
Metalliliittimet: Käytä ruostumattomasta teräksestä valmistettuja kulmia, pultteja ja muita metalliosia vahvistaaksesi solmukohdissa. Metalliliittimet voivat tarjota luotettavat mekaaniset liitännät erityisesti raskaan kuormituksen skenaarioissa. Esimerkiksi pitkittäis- ja poikittaisraudoitusten leikkauskohdassa käytetään ruostumattomasta teräksestä valmistettuja kulmakoodeja liitosten kiinnittämiseen pulteilla. Kulmakoodien paksuus on vähintään 3 mm ja pulttien halkaisija vähintään 6 mm.
Bambuvahvikkeet: solmujen vahvistamiseen käytetään luonnonmateriaaleja, kuten bambutappeja ja bambunauloja. Kiinnityksen ja tapin perusteella asetetaan bambunaulat lisäkiinnitystä varten. Bambunaulojen halkaisija on 5-8 mm ja pituus määräytyy raudoituksen paksuuden mukaan, jotta varmistetaan, että kaksi vahvikekerrosta läpäisevät. Bambuvahvikkeet ovat yhteensopivia raskaiden bambumateriaalien kanssa ja täyttävät ympäristönsuojeluvaatimukset.
Liimavahvistus: Lisää solmun liiman määrää paksunnetun liimakerroksen muodostamiseksi solmun sidoslujuuden parantamiseksi. Liimakerroksen paksuus säädetään 1-2 mm:iin, jotta vältetään epätäydellinen kovettuminen tai liimakerroksen liiallisen paksuuden aiheuttama jännityskeskittymä.

Rakennesuunnittelun mukauttaminen perustuu Ningguo Kuntai Bamboo and Wood Co., Ltd:n prosessiin.

1. Materiaalien ominaisuuksien vaikutus rakennesuunnitteluun
Seuraavat raskaiden bambumateriaalien ominaisuudet on otettava huomioon tukirakenteita suunniteltaessa:
Kuitujärjestelyn suunta: bambukuidut on järjestetty pituussuunnassa, ja pituussuuntainen vetolujuus on huomattavasti suurempi kuin poikittaissuunta. Siksi pitkittäisvahvike tulisi järjestää mahdollisimman paljon kuitusuuntaa pitkin materiaalin lujuusominaisuuksien täysimääräiseksi hyödyntämiseksi, kun taas poikittaisen vahvistuksen on korvattava riittämättömän poikittaislujuuden ongelma kohtuullisen poikkileikkauksen suunnittelun avulla.
Tiheyden tasaisuus: Paineistettu kuumennus- ja kovetusprosessi tekee raskaan bambumateriaalin tiheydestä tasaisen, eikä ole helppoa saada vikoja, kuten romahtaneita reunoja ja ohitettuja johtimia, mikä takaa tukirakenteen vakaan liitoksen. Suunnittelussa materiaalivirheiden aiheuttamaa raudoituksen redundanttia suunnittelua voidaan tarkoituksenmukaisesti vähentää rakenteellisen layoutin optimoimiseksi.
Ympäristöystävällinen liiman suorituskyky: Itse kehitetyllä liimalla on korkea sidoslujuus ja säädettävä annostus, mikä voi varmistaa raudoituksen ja paneelin välisen liitoksen luotettavuuden. Liimatun solmun suunnittelussa tarvittava sidosala voidaan laskea liiman leikkaus- ja vetolujuusparametrien mukaan, jotta vältetään liiallinen liiman käyttö ympäristönsuojelun kannalta.

2. Prosessin synergia ja tuotannon optimointi
Yhdessä paineistetun kuumennus- ja kovetusprosessin kanssa vahvike ja paneeli voidaan puristaa kerralla aihion muodostusvaiheessa yhtenäisen rakenteen muodostamiseksi. Tämä integroitu prosessi voi vähentää myöhempää kokoonpanoprosessia ja välttää toissijaisen käsittelyn aiheuttamat materiaalivahingot. Samalla se varmistaa vahvikkeen ja paneelin välisen tiiviin yhteyden ja parantaa yleistä jäykkyyttä. Esimerkiksi aitalevyaihioita puristettaessa ristikkäiset vahvistusrivat asetetaan etukäteen ja tuhansien tonnejen paineella kudotaan vahvikerivat paneelikuitujen kanssa yhteen saumattoman kokonaisrakenteen muodostamiseksi.