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这种巧妙的工程木梁可以重塑建筑物的建造方式
大自然长期以来一直为高效且有弹性的结构提供蓝图,工程师不断从这些设计中汲取灵感来改进现代材料。蜂窝结构就是这样的概念之一,以提供卓越的强度同时最大限度地减轻重量而闻名。为了将这一原理应用于建筑材料,研究人员探索了如何重新设计工程木梁 [...]
来源:科学特色系列大自然长期以来一直为高效且有弹性的结构提供蓝图,工程师不断从这些设计中汲取灵感来改进现代材料。蜂窝结构就是这样的概念之一,以提供卓越的强度同时最大限度地减轻重量而闻名。为了将这一原理应用于建筑材料,研究人员探索了如何重新设计工程木梁,以更少的资源实现更好的性能,特别是通过利用较小和未充分利用的树木。
Aadarsha Lamichane 等。密西西比州立大学的等人开发了一种新型工程木梁,其特点是由波纹木板形成蜂窝芯。波纹板是形状重复的波浪状图案的板材,可以在不添加太多材料的情况下增加刚度。他们的工作发表在同行评审期刊《Structures》[1] 上,介绍了一种将木条转变为蜂窝状内部结构的方法。 Mohammadabadi 博士说:“这项研究采用了受自然启发的工程概念,即蜂窝结构,来开发带有蜂窝芯的工程木梁。”
Mohammadabadi 博士的团队通过将波纹板粘合成不同的内部布局并将其夹在实木层之间来制造横梁。这些配置在弯曲条件下进行了测试,并与传统的胶合层压木梁(通常称为胶合木)进行了比较,后者是通过将木材层粘合在一起制成的结构梁。一项引人注目的结果表明,与传统梁相比,特定设计实现了明显更高的刚度重量比(称为比刚度),同时保持几乎相同的强度。刚度是指材料在弯曲载荷下抵抗偏转的程度。实际上,这意味着新梁可以在使用更少的材料的同时承载相当的载荷,从而提供更高效和可持续的结构替代方案。
