[發(fā)明專利]一種膨脹式原竹結(jié)構(gòu)連接裝置及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111493166.8
• 申請(qǐng)日: 2021-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN114517528B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆有喜;張效忠;張繼紅;楊連杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜賓學(xué)院
• 主分類號(hào): E04B1/26
• 分類號(hào): E04B1/26;E04B1/58
• 代理公司: 成都東恒知盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 羅江

本發(fā)明公開了一種膨脹式原竹結(jié)構(gòu)連接裝置及制備方法，包括外套筒、內(nèi)套筒、膨脹芯和竹木楔；所述內(nèi)套筒一端設(shè)置有膨脹端，所述膨脹芯穿過內(nèi)套筒的膨脹端并卡接在內(nèi)套筒中，所述內(nèi)套筒的膨脹端設(shè)置在外套筒中；所述竹木楔設(shè)置在膨脹端與膨脹芯之間的間隙中，并隨著內(nèi)套筒膨脹端嵌入外套筒的深度加大使竹木楔與膨脹端緊密接觸，迫使內(nèi)套筒的膨脹端與外套筒的內(nèi)壁緊密接觸；本發(fā)明發(fā)明完全利用竹材綠色可再生優(yōu)點(diǎn)，不外加其他影響可持續(xù)發(fā)展的高耗能材料；克服原材上面開孔洞影響其受力性能的做法；克服原竹套筒內(nèi)外壁之間吻合不好，導(dǎo)致粘接不均勻，連接強(qiáng)度嚴(yán)重受損的問題；不對(duì)原竹材進(jìn)行理想化的加工，克服加工成本高、效率底、耗時(shí)間等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及原竹結(jié)構(gòu)固定技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種膨脹式原竹結(jié)構(gòu)連接裝置及其制備方法。

背景技術(shù)

竹是多年生木質(zhì)化植物，具地上莖(竹桿)和地下莖(竹鞭)。竹桿常為圓筒形，由節(jié)間和節(jié)連接而成，節(jié)間常中空，節(jié)由籜環(huán)和桿環(huán)構(gòu)成。

竹材由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)獨(dú)特，在物理力學(xué)特性方面具有強(qiáng)度高、韌性好、可塑性好，密度小，在抗拉、抗壓及抗彎性能等方面有優(yōu)于普通木材、鋼材、混凝土等材料的諸多特點(diǎn)。同時(shí)，竹材是一種可再生資源，其生產(chǎn)與建造能耗低，對(duì)環(huán)境污染小，因而能廣泛應(yīng)用于建筑與土木工程中。

在建筑與土木工程的應(yīng)用中，需要對(duì)原竹進(jìn)行可塑性加工，加工過程中原竹結(jié)構(gòu)之間的連接成為技術(shù)難點(diǎn)，連接后的結(jié)構(gòu)體系總沒有原竹體系那樣的受力性能及外觀表征，通常的連接方式有以下幾種：

(1)綁扎：綁扎是原竹建筑最原始、最基本的結(jié)構(gòu)性節(jié)點(diǎn)連接方式。在這種節(jié)點(diǎn)構(gòu)造中，連接件為棕繩或鐵絲，被連接件為原竹，基本受力原理為利用節(jié)點(diǎn)處的摩擦力抵抗各種外力。但存在的問題是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很低，連接件棕繩通常暴露在外部環(huán)境下，容易引起腐蝕、脫落等。

(2)綁扎+榫接：采用綁扎和榫接結(jié)合的方式制作原竹建筑結(jié)構(gòu)性節(jié)點(diǎn)是對(duì)單純的綁扎節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的改良，其構(gòu)造原理主要來自對(duì)于木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)為的模仿和傳承，如圖1所示。與木結(jié)構(gòu)常用的榫卯節(jié)點(diǎn)不同的是由于原竹材料本身的特性，以及加工的難度，單純的構(gòu)件穿插和相互固定并不能保證節(jié)點(diǎn)的牢固性，通宵需要借助竹釘、木楔等輔助固定件以及棕繩或鐵絲等綁扎件對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)固定，影響竹子的整體受力外觀形象；

(3)穿套式連接節(jié)點(diǎn)：其主要用于直徑一大一小兩根原竹進(jìn)行穿套連接，基本做法為在較大原竹上打出符合原竹尺寸的洞口，再利用竹釘和膠水連接兩根原竹，對(duì)其進(jìn)行固定，如圖2所示。這種做法的主要問題是打竹孔破壞竹體整體性、膠水易失效、連接強(qiáng)度較低；

(4)預(yù)制金屬件+原竹：是利用預(yù)制金屬件作為連接件的原竹建筑結(jié)構(gòu)性節(jié)點(diǎn)構(gòu)造做法。通常用金屬箍固定原竹，用預(yù)制金屬連接件通過焊接或螺栓將兩根竹材進(jìn)行連接，如圖3所示。這種連接方式的問題是金屬構(gòu)件裸露在外，容易引起銹蝕，同時(shí)兩種材料的不匹配會(huì)導(dǎo)致較大的壓力對(duì)原竹竹稈產(chǎn)生一定的破壞。原竹外觀也受到一定影響；

(5)預(yù)制金屬件+混凝土+原竹：是利用金屬件固定原竹材，再將預(yù)制金屬件預(yù)埋在混凝土中，如圖4所示。這種連接方式的問題同第(4)種連接形式；

(6)使用簡易金屬連接件：是直接利用螺栓，其具體做法為在兩根需要連接的原竹連接處分別打出符合螺桿直徑尺寸大小的孔洞，再用一根螺桿進(jìn)行連接，如圖5所示。這種連接方式是要在原材上打孔，嚴(yán)重影響原竹材的受力性能，同時(shí)金屬構(gòu)件容易引起銹蝕，連接件抗扭距能力較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于：針對(duì)上述問題，提供一種膨脹式原竹結(jié)構(gòu)連接裝置及制備方法，完全利用竹材綠色可再生優(yōu)點(diǎn)，不外加其他影響可持續(xù)發(fā)展的高耗能材料；克服原材上面開孔洞影響其受力性能的做法；克服原竹套筒內(nèi)外壁之間吻合不好，導(dǎo)致粘接不均勻，連接強(qiáng)度嚴(yán)重受損的問題；不對(duì)原竹材進(jìn)行理想化的加工，克服加工成本高、效率底、耗時(shí)間等問題。

本發(fā)明是通過下述方案來實(shí)現(xiàn)的：