[實用新型]一種用于建筑梁柱材的竹木筒體結構

有效

• 申請號: 201320274311.8
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN203307995U
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 周建波;傅萬四
• 申請（專利權）人: 國家林業局北京林業機械研究所
• 主分類號: E04C3/36
• 分類號: E04C3/36
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 王巖

技術領域

本實用新型涉及建筑梁柱領域，具體涉及一種用于建筑梁柱材的竹木筒體結構。

背景技術

我國是世界上竹子資源最為豐富的國家。近年來，隨著世界木材資源的匱乏，合理有效地利用竹材資源顯得越來越重要。

圓竹是原竹中形圓而中空有節的竹材稈莖，由竹節和節間兩部分構成。從構造上看，圓竹具有中空壁薄的天然筒體結構，外側組織致密、質地堅韌，內側組織疏松、質地脆弱。從物理性質上看，具有強度高、韌性好的優良力學性能，外側的比重和力學強度大于內側，且其導熱隔熱性能優越，吸濕、吸熱性能也優于木材。從外觀上看，表面光滑，色澤美觀。但是圓竹中空、壁薄和尖削度大，現行的圓竹常采用單根圓竹使用，因而單根圓竹的承壓、梁柱穩定性、使用壽命等都較差，且在單根圓竹的使用過程中易蟲蛀、開裂，不利用低碳原生態的圓竹在建筑、裝飾材料中大規模使用。

在現有技術中，圓竹作為日常生活中使用的材料主要有以下方面：

(1)簡易竹支架：利用圓竹搭建簡易的工棚、大棚等。因竹材價格低廉、力學性能較好，使得圓竹工棚的成本低、安全性好。但圓竹的穩定性較差、承重力較小，不能用作大型、較高的支架，且橫向必須相互支撐，才能確保其穩定性，占地面積大，不利用施工。

(2)竹腳手架：竹腳手架是由綁扎材料將竹桿的立桿、縱向水平桿、橫向水平桿連接而成的，有若干側向約束連墻件的多層多跨框架結構體系。不僅可以為建筑工人搭建臨時的施工平臺，也可以作為護欄以防建筑殘骸墜落。如今，即使竹腳手架仍是建筑者最優先考慮的腳手架，但是由于竹材品種、成長年限、含水率等因素，圓竹的力學性能受到影響，且容易腐蝕、爆裂，成為影響竹腳手架安全使用的主要因素，限制了竹腳手架的更廣泛的使用。

(3)竹建筑：用圓竹作為主要結構構件，輔以其它建筑材料，通過一定的節點聯結方式將這些構件連接起來，形成建筑的主體結構，采用這種結構的建筑就是竹建筑。竹樓是竹資源比較豐富地區常見的居住建筑，不僅可以利用圓竹優越的抗壓和抗彎特性作為結構承重材料，也可以利用其質輕、抗沖擊大的特性作為屋面材料。但是現行圓竹的橫向抗剪力較小、承載力較小，節點的問題制約著竹建筑的發展。影響了圓竹建筑的耐久性和堅固性。

實用新型內容

為了改進現有技術的不足，本實用新型提供一種分層承載的剪力墻筒體結構，具有較高的承載力、較大的橫向抗剪力、自重小、穩定性好、空心率大及所需原料少等優點，同時具有保溫、隔熱、隔音及減震效果優良，耐沖擊性能強等優勢，并且橫向采用拱形承載，提高梁柱材的抗載能力和建筑的穩定性。

本實用新型的筒體結構包括：多根圓竹或木材，多根圓竹或木材集束在一起，具有多層，成階梯狀分布，形成剪力墻筒體結構。

圓竹為直徑相當的竹齡為2～5年的圓竹。

筒體結構的每一層的剖面為規則的幾何圖形，包括圓形或矩形等。

本實用新型的筒體結構，可以通過膠粘接將多根圓竹或木材集束在一起，也可以通過外部約束件將多根圓竹或木材集束在一起。

多根圓竹或木材的外圍通過外部約束件捆扎集束在一起。外部約束件為竹篾、棕繩、鐵絲、纖維拉筋繩、金屬皮及金屬板中的一種或幾種。采用膠粘接集束在一起的結構，若出現圓竹破損時，由于膠粘在一起不能替換，使得結構不穩定，從而導致整體結構都不能正常使用。本實用新型采用多根圓竹或木材通過外部約束件捆扎，是一種物理的機械約束，當筒體結構中的圓竹或木材出現破損時，可以拆開外部約束部件，用新的圓竹或木材更換損壞的圓竹或木材，從而保證了整體結構的穩定性。

本實用新型的筒體結構具有多層，成階梯狀分布，可以根據實際需要，設計各個階梯的高度。這種筒體結構用作建筑梁柱材，多個筒體結構在相同高度的階梯上鋪設腹板或樓板，可以實現在縱向上多層分布支撐，一柱支撐多層，使梁柱的支撐效果更具有整體和穩定性。相鄰的筒體結構，在相同高度的階梯上架設拱形梁，橫向上可實現拱形承載，具有較高的抗壓力和支撐力。拱形梁階梯結構的分布，可根據需要任意設定高度、方位，進而實現便于加工和建筑施工的多層結構。適用于平面或豎向布置繁雜、荷載較大的建筑。

筒體結構的工作機理為當結構受水平力作用而彎曲時，平面內將約束內部筒體與外部約束件一起彎曲，所承擔的剪力與其抗側移剛度成正比，因此，內部筒體將直接調動起其端部受力，所產生的軸力將遠大于單框筒，間接地由外部約束件通過帶動筒體受力而在筒體中產生的軸力。這樣一來，內部腹板的存在很大程度地減輕了筒體的軸力由于受剪力滯后影響而呈現的不均勻性，縱向墻板中的縱向應力將更為均勻，從而結構的性能更接近于一個普通實腹筒而不是一個框筒。