CN101408039A - 一种房屋建筑的竹-木混合结构 - Google Patents

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张楠
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Abstract

本发明是一种房屋建筑的竹-木混合结构。它通过对原竹空腔灌注纤维加强石膏并插入木芯柱,使空心原竹杆件变成实心构件,具有与木材类似的加工和强度特性,从根本上克服原竹是空心结构,易于劈裂的缺点,然后,将处理后的原竹杆件与木材混合使用,形成轻型竹-木混合结构。该结构的所有原竹构件都被防火材料和板材覆盖,防火性能良好,从而拓展了原竹建筑的使用范围,能够建造二层以上的永久性竹建筑,不但可以取代砖混结构、钢筋混凝土结构和传统的木结构作为农村住宅的主体结构,还可以用于旅游风景区建设以及灾区重建。本发明能够显著减少农村住房建设对木材的需求,保护森林资源,保护生态环境。可以工厂化生产,造价较为低廉。

Description

一种房屋建筑的竹-木混合结构
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,具体地说是一种房屋建筑的竹一木混合结构。 背景技术
由于天然林禁伐,中国农村传统民居以木结构为主的结构体系难以为继(森林资源匮 乏)。村镇建筑面积占全国总建筑面积的50%以上,大量采用现代高能耗建筑材料(如钢 筋、水泥等)建造砖混结构、现浇钢筋混凝土框架结构对资源消耗的压力过大,而且由于 很多地区经济技术条件还比较落后,目前也不具备使用砖混结构、现浇钢筋混凝土框架结 构的条件。因此,引入绿色建筑理念,以原竹这种可再生资源为主要建筑材料、辅以木材 和钢材,开发绿色结构体系,是解决中国农村传统民居结构问题的有效途径之一。
国内竹建筑研究工作基础薄弱,国外在竹建筑相关领域已经取得了较大进展,工程实 例较多。由于原竹是空心结构,易于劈裂,所以,原竹结构的节点连接是研究原竹结构无 法回避的问题。所以,尽管原竹是可再生资源,开发竹结构以缓解建筑业对木材需求,减 少钢筋水泥等不可再生资源消耗已经得到世界范围的广泛响应,然而就目前国内外技术水 平看,缺乏可靠的竹节点构造技术仍然是制约竹结构发展的主要技术瓶颈之一,使得竹建 筑只能用于临时建筑和简易住房。 发明内容
本发明的目的是克服现有原竹建筑由于节点技术的限制而只能用于临时建筑和简易 住房的不足,提供一种房屋建筑的竹一木混合结构,通过对原竹空腔灌注纤维加强石膏并 插入木芯柱,使空心原竹杆件变成实心构件,具有与木材类似的加工和强度特性,从根本 上克服原竹是空心结构,易于劈裂的缺点。
本发明的技术方案是:首先将原竹进行防腐防蛀处理,然后将原竹根据建筑需要切割 成一定长度的原竹杆件,向原竹杆件空腔内灌注纤维加强石膏填料,并视需要插入木芯柱, 使空心原竹杆件变成实心构件;构建时,安装一层的竹竿立柱,将竹竿立柱的底部用螺栓 固定在基础梁预埋铁件上,顶部与楼面木锁口梁用螺栓固定, 一层竹竿立柱安装完毕后, 再将二层的竹竿立柱分别用螺栓固定在二层锁口梁和屋面锁口梁上,为加强结构的抗侧移 刚度,分别将地梁、二层锁口梁以及二层锁口梁和屋面锁口梁用木质斜撑连接起来,在屋 面锁口梁上安装原竹屋架立柱和原竹屋架上弦,竹一木混合结构的竖向承重体系及屋面结 构施工完成;铺设楼面竹梁、下垫梁并在楼面竹梁上铺设地板,水平承重结构施工完成;最后,在竹竿立柱墙体两侧铺设竹篾笆并固定在竹竿立柱上,竹篾笆表面用防火砂浆抹灰 找平,竹一木混合结构施工完成。 本发明的有益效果是:
1) 、提高了原竹结构节点连接的可靠性,能够建造二层以上的永久性竹建筑,可以取 代砖混结构、钢筋混凝土结构和传统的木结构作为农村住宅的主体结构,还可以用于旅游 风景区建设以及灾区重建;
2) 、自重轻,抗震性能好;
3) 、原竹杆件外围的板材涂抹防火砂浆找平,防火性能满足建筑使用要求;
4) 、只有少部分梁采用木材,大大减少了木材的使用量,保护森林资源;
5) 、建筑废弃时产生的固体垃圾(主要是原竹)可以降解,保护生态环境;
6) 、工艺简单,可以工厂化生产,造价较为低廉,减轻农村群众建房经济负担;
7) 、能够带动竹产业的发展,创造就业机会。 附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图l是本发明的结构轴测图。
图2是本发明的实心原竹构件剖面示意图。
图3是本发明的原竹立柱与基础梁连接图。
图4是本发明的原竹立柱与楼面锁口梁连接图。
图5是本发明的屋架与屋面锁口梁连接图。
图6是本发明的楼面梁图。
图7是本发明的为楼面梁图的l一l剖面图。
图8是本发明的楼面梁与基础梁连接图。
图9是本发明的楼面梁与基础梁连接图的2 — 2剖面图。
图io是本发明的楼面梁与锁口梁连接图。
图11是本发明的楼面梁与锁口梁连接图的3 — 3剖面图。
图中:l.地梁,2.楼面竹梁,3.下垫梁,4.立柱,5.斜撑,6.楼面锁口梁,7.篾笆, 8.粉刷层,9.屋面锁口梁,IO.屋架立柱,ll.屋架上弦,12.固定螺栓,13.楼面板,14. 防火石膏板吊顶板,15.原竹空腔,16.空腔填料,17.芯柱,18.原竹竹壁,19.预埋钢板, 20.预埋螺栓,2L橡胶垫片,22.铁箍。 具体实施方式首先将原竹进行防腐防蛀处理,然后将原竹根据建筑需要切割成一定长度的原竹杆 件,在钢筋混凝土地梁1内预埋钢板19和预埋螺栓20 (如图8、图9所示),将原竹立柱 4两端空腔内填入空腔填料16,塞入芯柱17 (图3),待空腔填料16达到设计强度后,将 原竹立柱4下端开槽,卡入预埋钢板19,在原竹立柱4下端与预埋钢板19上开孔对应的 位置上钻孔,用固定螺栓12贯穿上述开孔后,两端用螺母扭紧,从而把原竹立柱4固定 在钢筋混凝土地梁1上(见图3), 一层原竹立柱4顶面芯柱内扭入固定螺栓12,将橡胶 垫片21穿入固定螺栓12,楼面锁口梁在与一层和二层原竹立柱4交汇处钻孔,然后将其 放置在一层原竹立柱4顶面上,原竹立柱4顶面的固定螺栓12插入楼面锁口梁钻孔中, 露头50毫米长,用螺母扭紧,楼面锁口梁安装完毕;屋面锁口梁9与二层原竹立柱4和 屋架立柱10交汇处钻孔,将橡胶垫片21穿入二层原竹立柱4顶端固定螺栓12,然后将屋 面锁口梁9放置在二层原竹立柱4顶面,二层原竹立柱4顶面的固定螺栓12插入屋面锁 口梁9钻孔中,在屋面锁口梁顶面露头50毫米长,用螺母扭紧,二层原竹立柱4安装完 毕;屋架立柱10下端固定螺栓12插入屋面锁口梁钻孔中,在屋面锁口梁底面露头50毫 米长,用螺母扭紧,屋架上弦11与屋架立柱10对应位置的原竹空腔15内用空腔填料16 填满,待空腔填料16达到设计强度后在与屋架立柱10对应位置处钻孔,然后把屋架上弦 11放置到屋架立柱10的顶面,屋架立柱10顶面的固定螺栓12穿入屋架上弦11的钻孔并 露头50毫米,用螺母扭紧。为增加结构抗侧移刚度,将地梁l、楼面锁口梁6、屋面锁口 梁9用木质斜撑5加固。将一层和二层原竹立柱4的两侧用竹篾笆7封闭起来,竹篾笆7 用铁钉固定在原竹立柱4上,然后在竹篱笆外侧用防火砂浆抹灰找平,"竹一木混合结构" 的屋面和竖向承重骨架施工完成(如图1所示)。
实心原竹构件做法:在空心原竹杆件上下开口端及其相邻的空腔内,填入纤维加强石 膏空腔填料16,随即插入芯柱17,然后用铁箍22固定,如图2所示。待纤维加强石膏空 腔填料16达到设计强度后,空心原竹构件的两端由空心变成实心,具有与木材类似的加 工和强度特性,提高节点连接的可靠性和耐久性。
为方便施工,提高施工效率, 一层原竹立柱4与二层原竹立柱4按交错方式和楼面锁 口梁4连接,如图4所示;屋架立柱10与二层原竹立柱4按交错方式和屋面锁口梁9连 接,如图5所示。
由于楼面竹梁抗弯刚度有限,所以,在楼面竹梁2底面附加一根方截面木质下垫梁3, 通过螺栓12固定在楼面竹梁底面,木质下垫梁3顶面铺设防火石膏板吊顶14,保护楼面 竹梁2,如图6所示。凡有螺栓12穿过的原竹梁空腔均应实现用空腔填料16充填,如图7所示。为减少应力集中,在固定螺栓12穿过的位置上,楼面竹梁2底面与方截面木质下 垫梁之间设橡胶垫片21,固定螺栓12穿过橡胶垫片21。
楼面竹梁及底面卧梁通过预埋螺栓20固定在基础梁1的顶面(见图8),在预埋螺栓 20穿过的位置上,楼面竹梁底面与方截面木质下垫梁之间设橡胶垫片21,预埋螺栓20穿 过橡胶垫片21 (见图9),在楼面竹梁顶面铺设地板。
楼面竹梁及底面卧梁通过一层立柱4顶面的螺栓12固定在楼面锁口梁6的顶面(见 图IO),在螺栓12穿过的位置上,楼面竹梁底面与方截面木质下垫梁之间设橡胶垫片21, 固定螺栓12穿过橡胶垫片21 (见图11)。

Claims (5)

1.一种房屋建筑的竹-木混合结构,其特征是:向切割成一定长度的原竹杆件空腔内灌注纤维加强石膏填料,插入木芯柱,使空心原竹杆件变成实心构件;用此实心构件作为一层的竹竿立柱,将竹竿立柱的底部用螺栓固定在基础梁预埋铁件上,顶部与楼面木锁口梁用螺栓固定,再将二层的竹竿立柱分别用螺栓固定在二层锁口梁和屋面锁口梁上,在屋面锁口梁上安装原竹屋架立柱和原竹屋架上弦,构成竖向承重体系及屋面结构竹-木混合结构;铺设楼面竹梁、下垫梁并在楼面竹梁上铺设地板;最后,在竹竿立柱墙体两侧铺设竹篾笆并固定在竹竿立柱上,竹篾笆表面用纤维加强石膏抹灰找平,完成房屋建筑的竹-木混合结构。
2. 根据权利要求1所述的房屋建筑的竹一木混合结构,其特征是:分别将地梁、二层 锁口梁以及二层锁口梁和屋面锁口梁用斜撑连接起来。
3. 根据权利要求1所述的房屋建筑的竹一木混合结构,其特征是:主体结构所有原 竹杆件外围用防火砂桨抹灰找平。
4. 根据权利要求1所述的房屋建筑的竹一木混合结构,其特征是: 一层原竹立柱与 二层原竹立柱按交错方式和楼面锁口梁连接,屋架立柱与二层原竹立柱按交错方式和屋面 锁口梁连接。
5. 根据权利要求1所述的房屋建筑的竹一木混合结构,其特征是:楼面竹梁底面与 下垫梁之间设置防火石膏吊顶板。
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