[發明專利]I字型高強重組竹梁及制備方法

有效

• 申請號: 201610103025.3
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105710948B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 黃東升;盛寶璐;周愛萍;沈玉蓉;嚴健;何晨;王驍睿;李健男
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: B27M3/00
• 分類號: B27M3/00;E04C3/14
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種可應用于建筑工程結構的I字型高強重組竹梁及制備方法，屬于工程技術領域。

背景技術

環境惡化、資源緊缺、尋求可持續發展、環境友好型建筑材料成了當今土木領域的熱點，建筑工業不僅能耗是總能耗的消耗大戶，對環境的影響也不可忽視，而竹材在我國有第二森林的美稱，竹材是一種可再生、可降解的天然生物質復合材料，一般3-5年就可以成材，具有硬闊葉樹材的諸多優良特性，其比強度和比剛度高于鋼材，是一種理想的綠色高強建筑材料，竹材的環境負荷遠小于鋼材、混凝土等傳統建筑材料。竹材經工業化加工，可以制成各種竹質復合材料，廣泛用于建筑模板、車廂底板、地板和家具制造。

其中，重組竹是原竹經剖篾加工、低溫干燥，再同方向組坯、浸膠、加壓等多種工藝制成的一種高強竹質復合材料，經過近30 年的研究與發展，其生產工藝已經標準化。目前制造的重組竹縱向（順纖維方向）抗拉強度和抗壓強度分別可達140MPa 和60MPa，彈性模量可達14000MPa；其力學性能和阻燃性均優于木材，環保指標已達歐洲E1 級標準，因此，重組竹可以滿足現代建筑結構對材料的力學、環保與耐久性等方面的性能要求。

研究表明，重組竹結構在節能環保、工業化生產、裝配式施工等方面有著傳統材料不可替代的優勢，以重組竹作為結構材料建造多層甚至高層建筑是極具潛勢的發展方向。

然而現階段我國竹木結構設計理論不完善，設計手段落后，在可持續發展的引領下，日益緊缺勞動力的形勢下，發展裝配式、工廠標準化生產的竹結構建筑，非常有意義，因此依據現代結構分析技術與結構設計原理進行裝配式竹結構分析與設計是十分必要的。

目前以混凝土和鋼材為主要原料的裝配式結構，其缺點有以下幾點：（1）自重較大；（2）運輸不便；（3）構件尺寸根據設計需要確定，不具有通用性，不利于標準化生產；（4）能耗高、污染大，成本相對較高；本發明能有效改善以上狀況。

發明內容

本發明的目的在于提出一種I字型高強重組竹梁及制備方法，其目的旨在發展綠色、環保、可再生、裝配式、工廠標準化生產的高強生物質建筑結構構件，為克服現有技術所存在的上述缺陷，該梁可以提供足夠的強度（即承載力）與剛度（即變形），滿足工程設計要求，并且具有自重小、綠色環保、可再生、可降解、低能耗、低污染、可標準化生產等特點。

本發明的技術解決方案：I字型高強重組竹梁，其結構包括高強重組竹上翼緣1、高強重組竹下翼緣2、高強重組竹腹板3、卡槽4、低密度重組竹抗剪竹銷5，其中高強重組竹上翼緣1與高強重組竹腹板3的上部通過A卡槽4、A抗剪竹銷5連接，高強重組竹下翼緣2與高強重組竹腹板3的下部通過B卡槽4、B抗剪竹銷5連接；工作時，I字型高強重組竹梁受到荷載作用，高強重組竹梁上翼緣1首先受壓，梁發生彎曲，繼而高強重組竹下翼緣受到拉伸作用；同時，連接翼緣與腹板的抗剪竹銷、卡槽提供足以滿足抗拔、抗剪的承載力，通過高強重組竹的上、下翼緣與高強重組竹腹板3的連接構成具有承載能力的梁。

I字型高強重組竹梁的制備方法，包括如下步驟：

（1）裝配各部件；

（2）制作高強重組竹翼緣；

（3）制作高強重組竹腹板；

（4）制作抗剪竹銷；

（5）抗剪竹銷與翼緣的組合連接。

本發明的優點：

1）采用高強重組竹生物質竹材制作I字型梁，在保證梁承載力的基礎上，充分利用了我國天然竹資源，能耗低、污染小，減輕了建筑生產對環境的負荷；

2）翼緣構型可采用生產線標準化尺寸，梁的高度可根據受力情況通過腹板高度調整，因此，這種形式的梁既便于標準化生產，也可滿足裝配式結構、建筑多樣性的需求；

3）翼緣與腹板采用卡槽與竹銷連接件連接，工藝簡單，連接可靠，質量易控制；

4）梁的截面采用I字型截面，充分利用了高強重組竹拉、壓強度高的特點，提高了梁承載效率，節省了大量材料也減輕了構件自身重量，大大降低了制備成本，便于建筑裝配式生產。

附圖說明

附圖1是I字型高強重組竹梁示意圖。

附圖2是I字型高強重組竹梁翼緣及卡槽示意圖。

附圖3是I字型高強重組竹梁腹板示意圖。

附圖4是抗剪竹銷示意圖。

附圖5是抗剪竹銷連接示意圖。

附圖中的1是高強重組竹梁上翼緣（中間有卡槽4），2是高強重組竹梁下翼緣（中間有卡槽4），3是高強重組竹腹板，5是低密度重組竹抗剪竹銷。

具體實施方式