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无机胶复合竹材料及结构体系成套关键技术与工程应用

发布日期:2024-06-28 浏览量:

传统建材逐步制约土木工程的可持续发展,在“碳达峰、碳中和”背景下,研发符合可持续发展、对环境友好的绿色建筑材料,采用重组复合技术发展新型竹木结构,实现“小材大用”,赋能我国独具丰富的竹木林业资源,符合可持续发展的国家战略。

在中国工程院战略研究项目“面向2035 的中国竹建筑发展战略和关键技术研究”(2018ZCQ06) 课题支撑下,山东建筑大学张鑫教授团队研发了无机粘结材料关键制备技术,创建了无机胶复合竹木材料成型关键技术和制作安装成套装备,研究了无机胶复合竹材、构件及结构的承载性能和抗火性能,建立了其计算理论与设计方法,构建了无机复合竹木结构体系及其建筑工业化技术框架,提出了基于无机胶复合竹木结构的既有建筑更新提升新思想。形成了无机胶复合竹材生产、加工及检验等企业标准化体系,主编中国工程建设标准化协会CECS标准《无机复合竹结构技术规程》,成果在济南国际机场长途客运站扩建改造工程、北京南苑森林公园森林书屋城市更新、济南地铁8号线彩龙路地上站天桥及连廊结构等项目中应用示范。

01 绿色低碳建材

发明了竹木结构用镁质无机胶及其制备方法,自主创新竹基复合材料辊压浸胶、冷压成型新工艺,成功制备高性能无机胶复合竹新型绿色建筑材料,基于可靠度理论提出了无机胶复合竹设计强度指标,建立了构部件产品标准体系。

02 天然装配式结构

揭示无机胶复合竹构件及钢填板-螺栓连接承载机理,提出了钢填板-植筋连接无机胶复合竹框架新型梁柱节点,研发了无机胶复合竹框架结构体系,提出实用结构设计方法,并在城市更新及改造项目中示范应用。

03 高效防火技术

采用无机胶复合技术增强竹木生物质材料热稳定性及抗火性能,高温250℃受火时顺纹抗压、抗拉强度不降低,标准火灾下不经防护的梁、承重柱构件耐火极限大于2.0h、3.5h,满足消防规范一级耐火极限要求,提出基于性能的无机胶复合竹结构抗火设计方法。

04 产业技术体系

推动无机胶复合竹绿色建材及结构产业化发展,构建集无机胶改性、胶竹冷压成型、构件生产及加工、现场装配式建造、BIM 辅助的全产业链技术体系,研制成一整套工业化生产线及装备,建成标准化中试生产基地。


05 工程示范

北京南苑森林公园森林书屋城市更新项目

森林书屋项目由崔愷院士主持建筑设计,倡导绿色、低碳、环保、可持续发展的建筑理念是以无机胶复合竹结构为主导框架的现代竹木结构在城市更新及人居环境提升领域的首次示范应用。

济南国际机场客运站扩建改造工程

服务济南国际机场“国际一流、国内领先”及“绿色机场”建设目标,以高性能、绿色环保的无机胶复合竹结构体系主导济南国际机场客运站扩建改造,打造既有建筑绿色更新提升品质工程。