竹集成材是將速生、短周期的竹材加工成定寬、定厚的竹片或者將原竹展平形成寬幅面竹單元（去除竹青和竹黃），經過處理（如炭化等）并干燥至一定的含水率，再通過膠粘劑將竹片膠合而成的型材。常用的壓制工藝有平壓、側壓、平側相間壓制，結構材常用側壓工藝。竹片的排列方向可以全部順紋方向（又稱平行竹集成材，圖2），也可以縱橫交錯（又稱正交竹集成材，圖3）。由展平竹單元壓制而成的竹集成材亦稱展平竹集成材（圖2c、3c）。竹集成材主要采用大徑竹，如毛竹、巨龍竹、瓜多竹等。芳綸（Aramid Fiber）是芳香聚酰胺纖維的簡稱。芳綸纖維增強復合材料（AFRP）是20世紀70年代發展起來的高性能結構材料。芳綸纖維除具有高強度、高彈性模量性能外，還有較高的耐熱性能。因為芳綸纖維是剛性大分子鏈，活動性能較差，即使在高溫下也能保持較高的強度。
為了實現竹集成材構件的無限接長，針對竹片單元需采用多種連接方式，而這些連接方式往往成了竹集成材構件的薄弱部位。竹子天生有節，竹節部位也是薄弱部位，較易出現破壞。采用外裹AFRP的方式可以改善這些部位的力學性能，提高構件的承載力和變形能力。另外，還可以通過外裹AFRP的方式將竹集成材應用在復雜環境中。
圖1 竹集成材加工（繪制：王振）[1]
Fig. 1 Manufacturing process for laminated bamboo lumber[1]
圖2 平行竹集成材[2]
Fig. 2 Parallel laminated bamboo lumber[2]
圖3 正交竹集成材[2]
Fig. 3 Cross laminated bamboo lumber[2]
針對AFRP竹集成材軸心受壓柱的力學性能，南京林業大學生物質復合建筑材料與結構國際聯合研究中心李海濤教授團隊考慮6種不同長細比的影響，進行了系列研究與分析；揭示了AFRP竹集成材軸心受壓柱的破壞機理，提出了相應的承載力計算公式。
Fig. 4 試件情況: (a) 不同長細比試件, (b) AFRP竹集成材柱, (c) 端部增強部位 (d) 試件截面（mm）
Fig. 5 Setup used for compression tests (a) schematic and (b) physical
Fig. 6 Failure phenomena: (a) end crush of AA600-2, (b) AA600-3, (c) cracks of the AA600-3 end, (d)hinge tilted, (e) crack of the Control-1 end, (f) splitting extending to the middle of the Control-1 specimen, and (g) debonding of composite sheet and traces of bamboo showing strong bonding between AFRP and bamboo
相關成果發表在Composites Structures (2021, 258: 113398)上。論文的第一作者為南京林業大學研究生王振。第二作者和通訊作者為李海濤教授。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.113398
[1] Zhen Wang, Haitao Li*, Benhua Fei, Zhenhua Xiong, Rodolfo Lorenzo, Ileana Corbi, Ottavia Corbi, Changhua Fang. Axial compressive performance of laminated bamboo column with aramid fiber reinforced polymer [J]. Composites Structures, 2021, 258: 113398. Doi: 10.1016/j.compstruct.2020.113398
[2] 李海濤*, 宣一偉，許斌，李淑恒. 竹材在土木工程領域的應用[J]. 林業工程學報, 2020, 5(6): 1-10. DOI:10.13360/j.issn.2096-1359.202003001.
南京林業大學生物質復合建筑材料與結構國際聯合研究中心由來自英國倫敦大學學院、澳大利亞迪肯大學、國際竹藤組織、意大利那不勒斯費拉里德里克第二大學、瑞士蘇黎世大學等十余個國際高；驒C構專家聯合發起成立，成員之間的合作始于2008年。2019年，在中心的基礎上，同英國倫敦大學學院、國際竹藤組織等機構共同建立了國際聯合實驗室。該國際團隊重點圍繞生物質（竹、木、秸稈等）建筑材料與結構開展合作研究和人才培養，并積極拓展產學研合作，踐行綠色發展理念，貫徹可持續發展戰略，服務“綠水青山”，建設人類美好家園。合作10余年來，團隊聯合發表論文70余篇，聯合培養學生20余名，聯合發起國際會議2個（連續性會議，一年一屆），聯合建設公益在線課程1個。
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