CN109838035B - 一种弧形结构用竹梁及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弧形结构用竹梁及其制造方法，属于竹结构技术领域。本发明的弧形结构用竹梁由竹单元在长度方向进行指接接长、在高度方向进行胶合而成，弧形梁的曲率半径R为30～50m、弯曲弧度a为0～30°，能够满足大跨度梁的要求。本发明的弧形结构用竹梁的制造方法采用原竹制造的重组竹作为竹单元，再由竹单元通过指接、胶合、弯曲等工艺制造成弧形梁，制造工艺简便、制造成本低，且安全高效，可以实现重组竹在大跨度空间结构中的安全应用，推进重组竹从地板、家具、集装箱地板等非结构应用领域向建筑结构应用领域的转变。

Description

一种弧形结构用竹梁及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种弧形结构用竹梁及其制造方法，尤其适用于力学性能要求高、跨度大的结构用梁构件，属于竹结构技术领域。
背景技术
在国家出台的《绿色建筑行动方案》、《促进绿色建材生产和应用行动方案》、《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》等系列政策文件中，竹建筑、竹材已被明确列为绿色建筑和绿色建材的范畴。重组竹由于物理力学性能优良、高强度和绿色环保等特性，使其成为了我国目前最主要的竹制工程产品。但由于受竹模压设备的限制，往往生产的重组竹的跨度有限，一般不超过3m。为了适应更大跨度构件的要求，尤其是大跨度梁的要求，需要将重组竹进行接长。传统方法中一般采用指接的形式来接长，且指接梁的最终形式为直线。但这种直线梁的形式，在使用于大跨度梁构件时，由于指接接头受拉性能差，往往需要的构件截面尺寸大，梁构件的制造经济成本高。另外，在以往对重组竹的指接过程中，对于指接所应采取的尺寸模数也未相关规定。这些存在的问题导致重组竹在大跨度构件中难以进行推广和应用，重组竹目前仍主要应用于地板、家具、集装箱地板等非结构应用领域中。
发明内容
本发明的目的是提出一种弧形结构用竹梁及其制造方法，是针对重组竹高强度、低模量的特性，以实现重组竹在大跨度空间结构中的安全应用，推进重组竹从地板、家具、集装箱地板等非结构应用领域向建筑结构应用领域的转变。通过提出一种弧形结构用竹梁及其制造方法，使梁构件中的指接部位处于受压状态，且规定梁指接的尺寸模数，在竹建筑结构中具有广阔的应用前景，具有十分重要的意义。
本发明提出的弧形结构用竹梁，由竹单元通过指接在长度方向接长，形成竹单元层，所述竹单元层之间的指接接头距离d为600～2000mm，所述竹单元层在高度方向进行胶合形成弧形梁，所述弧形梁的曲率半径R为30～50m、弯曲弧度a为0～30°。
所述竹单元是由热压或冷压工艺制造的重组竹，所述重组竹的密度为0.85～1.2g/cm3。
所述指接的齿长记为c，c＝30～50mm，齿距记为t，t＝8～12mm，齿顶宽记为b1，b1＝1～1.5mm，齿底宽记为b2，b2＝3～5mm，齿顶宽b1与齿距t之比为0.1～0.15。
本发明提出的弧形结构用竹梁的制造方法，包括以下步骤：
(1)将原竹经过热压或冷压工艺制造成竹单元，竹单元的厚度为20～40mm、宽度为150～200mm、长度为1500～4000mm，竹单元的密度为0.85～1.2g/cm3；
(2)将上述竹单元沿长度方向进行指接形成竹单元层，指接用的胶黏剂为间苯二酚，指接的齿长记为c，c＝30～50mm，齿距记为t，t＝8～12mm，齿顶宽记为b1，b1＝1～1.5mm，齿底宽记为b2，b2＝3～5mm，齿顶宽b1与齿距t之比为0.1～0.15；
(3)将上述步骤(2)得到的竹单元层沿高度方向进行胶合形成直线梁，胶合的竹单元层数为5～20层，胶合的胶黏剂为间苯二酚；
(4)在步骤(3)得到的直线梁的底部设置一层薄木板，得到预弯曲弧形梁，薄木板3的密度为0.4～0.6g/cm3、厚度为10mm、宽度等于直线梁的宽度；
(5)根据预弯曲弧形梁最终弯曲的位置，设定固定支座的位置，固定支座为方钢管，固定支座的径向距离为500～1000mm；
(6)将步骤(4)的预弯曲弧形梁置于固定支座的上方，在预弯曲弧形梁的上方设置调节支座，采用木工夹从中间位置往两侧依次对预弯曲弧形梁进行弯曲，得到弧形梁初品，调节支座由50mm厚的木块和10mm厚的铁块组成，调节支座的数量与固定支座的数量相同，且在径线上一一对应；
(7)将步骤(6)得到的弧形梁初品进行养护，养护时间为48小时，养护温度为18～30℃，养护湿度为50～70％；
(8)将上述养护后的弧形梁初品进行脱模，拆卸掉木工夹、固定支座和调节支座，得到弧形梁成品，弧形梁的曲率半径R为30～50m、弯曲弧度a为0～30°，指接接头距离记为d，d＝600～2000mm。
本发明提出的一种弧形结构用竹梁及其制造方法，其优点是：
本发明的弧形结构用竹梁由竹单元在长度方向进行指接接长、在高度方向进行胶合而成，弧形梁的曲率半径R为30～50m、弯曲弧度a为0～30°，能够满足大跨度梁的要求。本发明的弧形结构用竹梁的制造方法采用原竹制造竹单元，再由竹单元通过指接、胶合、弯曲等工艺制造成弧形梁，制造工艺简便、制造成本低，且安全高效，可以实现重组竹在大跨度空间结构中的安全应用，在建筑结构中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明弧形梁的结构示意图。
图2是本发明弧形梁指接的尺寸模数。
图3是本发明弧形梁制造过程中预弯曲弧形梁的结构示意图。
图4是本发明弧形梁制造过程中弧形梁初品的结构示意图。
图1、图3、图4中，1是竹单元，2是指接，3是薄木板，4是固定支座，5是调节支座中的木块，6是调节支座中的铁块。
图2中，c是齿长，t是齿距记，b1是齿顶宽，b2是齿底宽。
具体实施方式
本发明提出的一种弧形结构用竹梁，其结构如图1所示，它由竹单元1通过指接2在长度方向接长形成竹单元层，所述竹单元层之间的指接2接头距离d为600～2000mm，所述竹单元层在高度方向进行胶合形成弧形梁，所述弧形梁的曲率半径R为30～50m、弯曲弧度a为0～30°。
上述竹单元1是由热压或冷压工艺制造的重组竹，所述重组竹的密度为0.85～1.2g/cm3。
上述指接2的齿长记为c，c＝30～50mm，齿距记为t，t＝8～12mm，齿顶宽记为b1，b1＝1～1.5mm，齿底宽记为b2，b2＝3～5mm，齿顶宽b1与齿距t之比为0.1～0.15，如图2所示。
本发明提出的弧形结构用竹梁的制造方法，如图3、4所示，包括以下步骤：
(1)将原竹经过热压或冷压工艺制造成竹单元1，竹单元1的厚度为20～40mm、宽度为150～200mm、长度为1500～4000mm，竹单元1的密度为0.85～1.2g/cm3；
(2)将上述竹单元1沿长度方向进行指接形成竹单元层，指接用的胶黏剂为间苯二酚，指接2的齿长记为c，c＝30～50mm，齿距记为t，t＝8～12mm，齿顶宽记为b1，b1＝1～1.5mm，齿底宽记为b2，b2＝3～5mm，齿顶宽b1与齿距t之比为0.1～0.15，如图2中所示；
(3)将上述步骤(2)得到的竹单元层沿高度方向进行胶合形成直线梁，胶合的竹单元层数为5～20层，胶合的胶黏剂为间苯二酚；
(4)在步骤(3)得到的直线梁的底部设置一层薄木板3，得到预弯曲弧形梁，薄木板3的密度为0.4～0.6g/cm3、厚度为10mm、宽度等于直线梁的宽度；
(5)根据预弯曲弧形梁最终弯曲的位置，设定固定支座4的位置，固定支座4为方钢管，固定支座4的径向距离为500～1000mm；
(6)将步骤(4)的预弯曲弧形梁置于固定支座4的上方，在预弯曲弧形梁的上方设置调节支座，采用木工夹从中间位置往两侧依次对预弯曲弧形梁进行弯曲，得到弧形梁初品，调节支座由50mm厚的木块5和10mm厚的铁块6组成，调节支座的数量与固定支座4的数量相同，且在径线上一一对应；
(7)将步骤(6)得到的弧形梁初品进行养护，养护时间为48小时，养护温度为18～30℃，养护湿度为50～70％；
(8)将上述养护后的弧形梁初品进行脱模，拆卸掉木工夹、固定支座4和调节支座，得到弧形梁成品，弧形梁的曲率半径R为30～50m、弯曲弧度a为0～30°，指接2接头距离记为d，d＝600～2000mm。
以下介绍本发明竹结构梁与梁的连接件及其连接方式的一个实施例：
弧形结构用竹梁，它由竹单元1通过指接2在长度方向接长形成竹单元层，所述竹单元层之间的指接2接头距离d为600mm，所述竹单元层在高度方向进行胶合形成弧形梁，所述弧形梁的曲率半径R为40m、弯曲弧度a为15°。所述竹单元1是由热压工艺制造的重组竹，所述重组竹的密度为0.90g/cm3。所述指接2的齿长c＝40mm，齿距t＝12mm，齿顶宽b1＝1.5mm，齿底宽b2＝3mm，齿顶宽b1与齿距t之比为0.125。
弧形结构用竹梁的制造方法，包括以下步骤：
(1)竹单元1是由原竹经过热压工艺制造的重组竹，竹单元1的厚度为40mm、宽度为150mm、长度为2500mm，密度为0.90g/cm3；
(2)将上述竹单元1沿长度方向进行指接形成竹单元层，指接用的胶黏剂为间苯二酚，指接2的齿长c＝40mm，齿距t＝12mm，齿顶宽b1＝1.5mm，齿底宽b2＝3mm，齿顶宽b1与齿距t之比为0.125；
(3)将上述步骤(2)得到的竹单元层沿高度方向进行胶合形成直线梁，胶合的竹单元层数为5层，胶合的胶黏剂为间苯二酚；
(4)在步骤(3)得到的直线梁的底部设置一层薄木板3，得到预弯曲弧形梁，薄木板3的密度为0.52g/cm3、厚度为10mm、宽度等于直线梁的宽度；
(5)根据预弯曲弧形梁最终弯曲的位置，设定固定支座4的位置，固定支座4为方钢管，固定支座4的径向距离为800mm；
(6)将步骤(4)的预弯曲弧形梁置于固定支座4的上方，在预弯曲弧形梁的上方设置调节支座，采用木工夹从中间位置往两侧依次对预弯曲弧形梁进行弯曲，得到弧形梁初品，调节支座由50mm厚的木块5和10mm厚的铁块6组成，调节支座的数量与固定支座4的数量相同，且在径线上一一对应；
(7)将步骤(6)得到的弧形梁初品进行养护，养护时间为48小时，养护温度为22℃，养护湿度为65％；
(8)将上述养护后的弧形梁初品进行脱模，拆卸掉木工夹、固定支座4和调节支座，得到弧形梁成品，弧形梁成品中竹单元层之间的指接2接头距离记为d为600mm，弧形梁的曲率半径R为40m、弯曲弧度a为18°。

Claims (1)

1.一种弧形结构用竹梁的制造方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)将原竹经过热压或冷压工艺制造成竹单元，竹单元的厚度为20～40mm、宽度为150～200mm、长度为1500～4000mm，竹单元的密度为0.85～1.2g/cm3；
(2)将上述竹单元沿长度方向进行指接形成竹单元层，指接用的胶黏剂为间苯二酚，指接的齿长记为c，c＝30～50mm，齿距记为t，t＝8～12mm，齿顶宽记为b1，b1＝1～1.5mm，齿底宽记为b2，b2＝3～5mm，齿顶宽b1与齿距t之比为0.1～0.15；
(3)将上述步骤(2)得到的竹单元层沿高度方向进行胶合形成直线梁，胶合的竹单元层数为5～20层，胶合的胶黏剂为间苯二酚；
(4)在步骤(3)得到的直线梁的底部设置一层薄木板，得到预弯曲弧形梁，薄木板的密度为0.4～0.6g/cm3、厚度为10mm、宽度等于直线梁的宽度；
(5)根据预弯曲弧形梁最终弯曲的位置，设定固定支座的位置，固定支座为方钢管，固定支座的径向距离为500～1000mm；
(6)将步骤(4)的预弯曲弧形梁置于固定支座的上方，在预弯曲弧形梁的上方设置调节支座，使用木工夹从中间位置往两侧依次对预弯曲弧形梁进行弯曲，得到弧形梁初品，调节支座由50mm厚的木块和10mm厚的铁块组成，调节支座的数量与固定支座的数量相同，且在径线上一一对应；
(7)将步骤(6)得到的弧形梁初品进行养护，养护时间为48小时，养护温度为18～30℃，养护湿度为50～70％；
(8)将上述养护后的弧形梁初品进行脱模，拆卸掉木工夹、固定支座和调节支座，得到弧形梁成品，指接接头距离记为d，d＝600～2000mm。
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