CN112593659A - 一种采用型钢增强的工程竹构件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及竹木结构建造应用技术领域，公开了一种采用型钢增强的工程竹构件，它由构件本体和型钢组合制备而成。所述型钢为工字钢或倒放的T型钢，型钢置于构件本体内部的中间位置，通过构件本体与型钢一体压制胶合固化成型。或者，采用矩形截面且底部开竖向槽的构件本体与T型钢组合，T型钢的翼缘与构件本体的底部通过结构胶粘结，T型钢的腹板插入竖向槽中，自攻螺钉从构件本体的侧面打入，将构件本体与T型钢的腹板连接固定。本发明还公开了上述采用型钢增强的工程竹构件的制备方法。本发明通过型钢与构件本体的组合作用能够提升工程竹构件的抗弯强度和抗弯刚度，从而减小构件截面，从而提升材料的利用率。

Description

一种采用型钢增强的工程竹构件及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种采用型钢增强的工程竹构件及其制备方法，属于竹木结构建造应用技术领域。

背景技术

我国是世界最大竹产地，竹材资源丰富。竹材是低碳可再生的生物质材料，具有强重比高、轻质抗震等优点，是一种优质有潜力的结构用材。工程竹生产工艺的成熟实现了对竹材利用的突破，将圆竹经切削、蒸煮、炭化、干燥、胶合、重组等工艺制成尺寸规格、性能稳定的工程竹材，与圆竹相比，物理力学性能更加稳定、耐久性能得到提升，将其用于工程承重结构如框架梁、柱有较大的发展空间，目前较成熟的结构用工程竹包括胶合竹(又称竹集成材)和重组竹(又称竹重组材)。

工程竹与胶合木相比，材料强度有较大幅度提升，但受限于材料的弹性模量，工程竹受弯构件的截面一般由变形控制，材料强度无法得到充分利用，使得材料的强度优势没有充分发挥，较大的构件截面反而增加了结构自重，不利于降低造价。为提升工程竹构件的材料利用率，充分发挥工程竹材的力学性能优势，降低造价，有必要通过适当的技术措施对工程竹构件的刚度和强度进行适当提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种采用型钢增强的工程竹构件，能够有效改善工程竹受弯构件的抗弯刚度。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种采用型钢增强的工程竹构件，它由构件本体和型钢组合制备而成。

进一步，所述型钢为埋置于构件本体内部的工字钢或倒放的T型钢，型钢的轴线与构件本体的轴线平行且型钢的两端短于构件本体，所述构件本体与型钢一体压制胶合固化成型。

进一步，所述构件本体的截面为矩形，所述型钢为T型钢，所述构件本体的下部沿长度方向开设有竖向槽，所述T型钢的腹板插设在竖向槽内，T型钢的翼缘粘结在构件本体的底部，

所述构件本体从腹板的两侧分别打入若干自攻螺钉，将构件本体与T型钢的腹板连接固定。

进一步，所述T型钢的翼缘与构件本体的底部通过结构胶粘结，胶层抗剪强度和抗拉强度不低于工程竹的顺纹抗剪和横纹抗拉强度。

进一步，为了使构件本体与T型钢的连接更加稳固，构件本体每侧的自攻螺钉为为上下间隔分布，构件本体两侧的自攻螺钉呈间隔分布。

进一步，所述自攻螺钉沿着水平方向打入构件本体内。

进一步，所述自攻螺钉从构件本体的侧面倾斜打入，上下两排自攻螺钉的打入方向呈对称状。

进一步，所述构件本体采用胶合竹或重组竹层板胶合而成。

本发明还提供了上述采用型钢增强的工程竹构件的制备方法，包括以下步骤：

S1、在截面为矩形的构件本体的下部沿长度方向开设竖向槽；

S2、将T型钢的腹板插入构件本体的竖向槽；

S3、将T型钢的翼缘通过结构胶粘结在构件本体的底部；

S4、通过自攻螺钉从构件本体的两侧打入，将构件本体与T型钢的腹板连接固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的采用型钢增强的工程竹构件通过T型钢与构件本体的组合作用，能够充分发挥钢材和工程竹材的力学性能优势。大大提升工程竹受弯构件的抗弯强度和抗弯刚度，进而合理减小截面的尺寸，减轻结构自重，改善使用阶段构件的跨中挠度，同时加工快捷，在现代工程竹结构建筑中有良好的应用前景。

2、当工程竹构件采用在工厂一体压制胶合固化成型时，既能保持工程竹构件的外观，也不影响工程竹构件之间连接，提升工程竹受弯构件的抗弯强度和抗弯刚度，生产施工高效快捷。

3、采用自攻螺钉的连接，能使工程竹构件与T型钢腹板的连接更加牢固。其制备方法实施方便，简单易行，便于推广，在现代竹木结构建造和既有竹木结构加固中有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明采用型钢增强的工程竹构件第一实施例的结构示意图。

图2为本发明采用型钢增强的工程竹构件第一实施例的立面图。

图3为图2中的D-D剖面图。

图4为本发明采用型钢增强的工程竹构件第二实施例的结构示意图。

图5为本发明采用型钢增强的工程竹构件第二实施例的侧立面图。

图6为本发明采用型钢增强的工程竹构件第二实施例的俯视图。

图7为图5中的A-A剖面图。

图8为本发明采用型钢增强的工程竹构件第三实施例的侧立面图。

图9为图8中的B-B剖面图。

图10为本发明采用型钢增强的工程竹构件第四实施例的侧立面图。

图11为图10中的C-C剖面图。

图12为本发明采用型钢增强的工程竹构件第四实施例的俯视图。

图中：1—构件本体，1-1—竖向槽，2—T型钢，2-1—T型钢的翼缘，2-2—T型钢的腹板，3—自攻螺钉。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。根据下面的说明，本发明的目的、技术方案和优点将更加清楚。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的优选实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

结合图1至图3所示，一种采用型钢增强的工程竹构件，由构件本体1和型钢组合制备而成。所述型钢为置于构件本体内部倒放的T型钢2，T型钢2的轴线与构件本体的轴线平行且型钢的两端短于构件本体1，所述构件本体与型钢一体压制胶合固化成型。

在本实施例中，构件本体采用竹集成材或重组竹制备，其截面尺寸150mm×300mm。内置的T型钢2选用TN87.5×90热轧T型钢，T型钢位于构件本体内部的中间位置，其轴线与工程竹外包构件的轴线平行，翼缘钢板2-1距离工程竹外包构件下边缘70mm。T型钢的两端比构件本体短250mm，不影响构件本体与其他构件的节点连接。

实施例二

结合图4至图7所示，一种采用型钢增强的工程竹构件，包括截面为矩形的构件本体1和T型钢2，所述构件本体1的下部沿长度方向开设有宽度7mm的竖向槽1-1，开槽高度160mm。T型钢由翼缘和一块垂直于翼缘的腹板焊接而成，T型钢的腹板2-2的高150mm，采用厚度6mm的Q235B钢板制作，T型钢的翼缘2-1宽150mm，采用厚度8mm的Q235B钢板制作。所述T型钢的腹板2-2插设在竖向槽1-1内，T型钢的翼缘2-1粘结在构件本体1的底部。

所述构件本体1采用胶合竹或重组竹层板胶合而成，构件截面为150mm×300mm。

在T型钢的翼缘2-1的内侧均匀涂抹环氧树脂结构胶，胶层抗剪强度和抗拉强度不低于工程竹的顺纹抗剪和横纹抗拉强度。将T型钢的腹板2-2插入构件本体的竖向槽1-1中，使翼缘钢板的内侧与构件本体1的底部粘接，并采用重物压制固定，待结构胶凝固后，再采用直径6mm的自攻螺钉3从构件本体的侧面水平打入，将构件本体1与T型钢的腹板2-2连接固定，自攻螺钉3为上下间隔布置的两排，从构件本体的两侧间隔打入。

实施例三

如图8至图9所示，与实施例二有所不同的是，在T型钢的翼缘2-1与构件本体1的底部粘接牢固后，采用直径6mm的自攻螺钉3从构件本体的侧面倾斜打入，自攻螺钉上下间隔布置，从构件本体的两侧间隔打入，打入方向与构件本体截面的水平方向呈30度，上下两排自攻螺钉3的方向呈对称状。

实施例四

如图10至图12所示，与实施例二、三不同的是，构件本体1的截面尺寸230mm×300mm，构件在下侧开两个竖向槽1-1，开槽高度160mm，开槽位置中点距离梁边75mm。T型钢2的翼缘2-1上固接两块腹板2-2，腹板钢板高150mm，采用厚度6mm的Q235B钢板制作，翼缘宽150mm，采用厚度8mm的Q235B钢板制作，腹板位置与构件本体上的开槽位置一致。将T型钢的翼缘2-1与构件本体1的底部粘接牢固后，采用直径6mm的自攻螺钉3从构件本体1的侧面倾斜打入，自攻螺钉3呈上下间隔布置，从构件本体1的两侧间隔打入，打入方向与构件本体截面的水平方向呈30度，上下两排自攻螺钉3的方向呈对称状。

本发明还提供了实施例二、三、四所述采用型钢增强的工程竹构件的制备方法，包括以下步骤：

S1、在截面为矩形的构件本体1的下部沿长度方向开设竖向槽1-1；

S2、将T型钢的腹板2-2插入构件本体的竖向槽1-1；

S3、将T型钢的翼缘2-1通过结构胶粘结在构件本体1的底部；

S4、通过自攻螺钉3从构件本体1的两侧打入，将构件本体1与T型钢的腹板2-2连接固定。

以上所述，仅是本发明优选实施例的描述说明，并非对本发明保护范围的限定，显然，任何熟悉本领域的技术人员基于上述实施例，可轻易想到替换或变化以获得其他实施例，这些均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种采用型钢增强的工程竹构件，其特征在于：

它由构件本体和型钢组合制备而成。

2.根据权利要求1所述的采用型钢增强的工程竹构件，其特征在于：

所述型钢为置于构件本体内部的工字钢或倒放的T型钢，型钢的轴线与构件本体的轴线平行且型钢的两端短于构件本体，所述构件本体与型钢一体压制胶合固化成型。

3.根据权利要求1所述的采用型钢增强的工程竹构件，其特征在于：

所述构件本体的截面为矩形，所述型钢为T型钢，所述构件本体的下部沿长度方向开设有竖向槽，所述T型钢的腹板插设在竖向槽内，T型钢的翼缘粘结在构件本体的底部，

所述构件本体从腹板的两侧分别打入若干自攻螺钉，将构件本体与T型钢的腹板连接固定。

4.根据权利要求3所述的采用型钢增强的工程竹构件，其特征在于：

所述T型钢的翼缘与构件本体的底部通过结构胶粘结，胶层抗剪强度和抗拉强度不低于工程竹的顺纹抗剪和横纹抗拉强度。

5.根据权利要求3所述的采用型钢增强的工程竹构件，其特征在于：

所述构件本体每侧的自攻螺钉为上下间隔分布，构件本体两侧的自攻螺钉呈间隔分布。

6.根据权利要求5所述的采用型钢增强的工程竹构件，其特征在于：

所述自攻螺钉沿着水平方向打入构件本体内。

7.根据权利要求5所述的采用型钢增强的工程竹构件，其特征在于：

所述自攻螺钉从构件本体的侧面倾斜打入，上下两排自攻螺钉的打入方向呈对称状。

8.根据权利要求1所述的采用型钢增强的工程竹构件，其特征在于：

所述构件本体采用胶合竹或重组竹胶合而成。

9.一种如权3至权8任一权利要求所述的采用型钢增强的工程竹构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在截面为矩形的构件本体的下部沿长度方向开设竖向槽；

S2、将T型钢的腹板插入构件本体的竖向槽；

S3、将T型钢的翼缘通过结构胶粘结在构件本体的底部；

S4、通过自攻螺钉从构件本体的两侧打入，将构件本体与T型钢的腹板连接固定。

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