[發明專利]竹制肋環型球面網殼及方法

有效

• 申請號: 201610436410.X
• 申請日: 2016-06-17
• 公開（公告）號: CN105888067B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 陳有亮;陳嫣;陳瑛;崔鑒宇;陳思宇
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: E04B1/32
• 分類號: E04B1/32
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根,王晶

技術領域

本發明涉及一種竹材建筑，尤其涉及一種適用于大跨度屋蓋結構的主結構球面網殼的結構形式、節點連接及其安裝方法。

背景技術

目前，我國建筑業的主要材料以混凝土和鋼材為主，無論是鋼結構的預制加工還是混凝土結構的澆筑，都屬于高污染、高耗能的產業，并不符合國家可持續發展的目標。

今年來，隨著綠色建筑理念的提出，綠色建筑日益受到社會廣泛關注。近年來輕型木結構越來越受到人們的青睞，然而，我國森林資源十分匱乏，且樹木成材周期較長，因而建筑用材非常有限，生產線不利開發，因此難以大力推廣輕型木結構。而同時，我國的竹材資源非常豐富。成材周期短、竹材繁殖能力強、抗拉、抗壓性能強，可為竹結構的大量建造提供充足的原材料。綜上，開發和利用竹材，將竹材廣泛應用于建筑結構領域是實現建筑環保綠色、保障社會可持續發展的必要措施。

竹材建筑與可持續發展的話題由來已久，竹材有很多優點，如重量輕、結實、有韌性，是一個非常環保的建筑材料，竹材建筑具有其他建材無可比擬的優越性：

1 資源可再生。竹材是一種極好的可再生資源，可永續再用。竹材擁有生長周期快、產量高性能。

2 環保產品無污染。竹材在大自然環境中對氧氣及二氧化碳的平衡是非常重要元素，固碳能力強。作為建筑材料，在施工建造過程中能耗、污染方面遠遠小于磚石、混凝土類建筑物，是很好的綠色材料。

3 抗拉、抗壓。竹子具有很高的強度，抗拉強度是鋼材的2倍，抗壓強度是混凝土的2倍。

4 抗震能力強。由于質量輕，彈性好，竹子的抗震功能非常突出，即使在強烈的地震中整體結構出現變形，也不會散架或垮塌。

5傳統&現代結合。竹材建筑是傳統技術在現代建筑設計中的合理應用，順應了時代的發展潮流。

然而，目前在工程中的竹結構主要以跨度較小的結構為主，但難以在一些特殊形式的空間結構如網殼中使用。而在一些公共建筑中（如影劇院、大型會場、展覽中心等等），大跨度的空間形式具有較大的需求。

發明內容

本發明針對上述問題，提出一種竹制肋環型球面網殼的結構形式及方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種竹制肋環型球面網殼，由上部肋環型球面竹網、下部撐桿體系、混凝土基礎組成，所述上部肋環型球面竹網包括多個由緯向桿首尾相接形成的緯向環形構件、多根徑向桿、多個鋼節點、多根檁條、多個檁條螺栓節點；所述多個緯向環形構件以中心的鋼節點為圓心同心分布排列，中心的鋼節點通過多根徑向桿依次連接多個緯向環形構件，兩層緯向環形構件之間的徑向桿上連接檁條形成檁條環，緯向桿之間、徑向桿與緯向桿之間分別通過鋼節點連接，檁條與徑向桿之間通過螺栓連接；所述下部撐桿體系包括一個由橫向連系桿首尾形成的橫向連系環形構件、多根Y型上支撐、多根Y型下撐桿、多根豎向支撐、多個鋼節點；所述豎向支撐通過最外層的緯向桿環形構件上的鋼節點與上部肋環型球面竹網連接，Y型上支撐通過最外兩層的緯向桿環向構件上的鋼節點與上部肋環型球面竹網相連接，Y型上支撐通過鋼節點連接Y型下撐桿和橫向連系桿，豎向支撐和Y型下撐桿通過鋼節點與混凝土基礎連接；所述徑向桿、緯向桿、檁條、豎向支撐、Y型上撐桿、Y型下撐桿、橫向連系桿均采用經過處理過的毛竹桿。

所述鋼節點分為：中心節點、內層環形構件節點、中間層環形構件節點、外層環形構件節點、Y型支撐節點、V型基礎節點；所述中心節點連接所有徑向桿；所述內層環形構件節點、中間層環形構件節點、外層環形構件節點均為預制鋼節點。

所述上部肋環型球面竹網的徑向桿的數量與下部撐桿體系中的Y型上支撐、Y型下撐桿的數量相同。

所述上部肋環型球面竹網的每個緯向環形構件中的緯向桿的數量與下部撐桿體系的橫向聯系桿數量相同。

一種用于竹制肋環型球面網殼的毛竹桿的制作方法，其特征在于：

1）毛竹桿的前期處理：在毛竹莖桿的汁液含糖量較低時，用刀具收割竹材，將毛竹子末端削成斜面狀，防止雨水進入并腐蝕地下的根莖，將毛竹子烘干2-3周的時間，用于濾除汁液內殘余的糖分，然后對竹材進行防腐處理，將竹莖桿豎立在木桶中，從上往下將隔膜穿孔，從頂部到倒數第二個竹節，然后倒入防腐液，完成后，將最后一個隔膜穿孔，并收集殘余的液體；

2）制作毛竹桿：在毛竹桿兩端安裝毛竹桿端部連接件、預埋耳板，并設置三道鋼套箍，用螺栓緊固連接鋼套箍，在端部灌注混凝土。

一種竹制肋環型球面網殼的安裝方法，其步驟為：

1）在混凝土基礎的相應位置預埋螺栓，安裝混凝土基礎的支座底板；