CN202248270U - 一种竹-钢筋混凝土组合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种竹-钢筋混凝土组合结构，由竹材(1)、混凝土(2)、纵筋(31)、箍筋(32)和剪力键(4)共同构成，纵筋(31)、箍筋(32)组成钢筋骨架，混凝土(2)包裹钢筋骨架、且位于竹材(1)上部，混凝土(2)通过剪力键(4)与竹材(1)紧密连接成整体。本实用新型彻底改变了竹结构刚度控制设计的不利局面，上部混凝土内纵筋与箍筋的配置，大大提高了组合结构的承载力，并抑制上部混凝土开裂，减小裂缝宽度，与竹结构相比，其经济效益更好，可应用于土木建筑结构领域。

Description

一种竹-钢筋混凝土组合结构

技术领域

本实用新型涉及一种组合结构，尤其是一种竹-钢筋混凝土组合结构，属于土木建筑结构领域。

背景技术

国内外针对竹材先后开发了竹材胶合板、竹材集成材、竹材层积材、竹材重组材、竹材复合板等多种竹质工程材料和装饰材料，产品品种已经系列化和标准化，目前，竹制品主要用于车箱底板、集装箱底板、家具、室内装饰、建筑模板及竹地板等领域，竹材作为结构的主要材料在土木工程领域的研究与应用目前处于初步阶段，已经开发了如竹结构住宅、竹材人行天桥及小跨径公路桥等。

竹结构在抗震、环保、舒适、工业化方面表现出了一定的优势，但同时，竹结构在应用推广中发现以下缺陷：竹材本身的抗拉强度较高，被誉为“植物钢筋”，但竹材的弹性模量低，竹结构的设计通常都为刚度控制，造成材料较低的强度利用率，例如：竹结构受弯构件按我国《木结构设计规范》挠度验算的极限承载力大约是按强度验算极限承载力的1/5，这使得竹结构的截面较大，材料用量较大的浪费，降低了其经济性。

为了进一步提高竹结构的力学性能，改善其在土木工程领域的适用性，各种增强技术得到了研究与开发。如中国专利第“02277578.1”号，公开了一种“一种新型竹纤维塑料复合板”，提供了在竹纤维板材的夹层层间放置金属网层或玻璃纤维网层的一种复合板，但该技术主要着眼于对板材强度的提高，金属网层或玻璃纤维网层对截面刚度提高非常有限；又如中国专利第“200610136755.X”号，公开了一种“一种竹材梁构件”，通过在竹材内部设置加劲条或竹材梁的侧面粘贴纤维增强塑料对竹梁结构增强，该技术可以提高竹梁的强度和耐久性，但对刚度提高同样非常有限，不能改变竹结构刚度控制设计的不利局面。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能广泛应用于土木建筑结构领域的竹-钢筋混凝土组合结构，克服现有竹结构的不足，提高现有竹结构的跨越能力，用于桥梁、建筑等各类结构。

一种竹-钢筋混凝土组合结构，由竹材、混凝土、纵筋、箍筋和剪力键共同构成，纵筋、箍筋组成钢筋骨架，混凝土包裹钢筋骨架、且位于竹材上部，混凝土通过剪力键与竹材紧密连接成整体。

所述的混凝土宽度大于或等于竹材的宽度，截面相应呈T形或矩形。

所述的剪力键为钢筋或栓钉制作，其根部植入竹材顶部，外露5cm～10cm长度，后浇筑于混凝土内，其作用是承担水平剪力，保证截面竹材部分与混凝土部分形成整体，提高共同工作性能。

所述的竹材为竹材重组材或竹材层积材或竹帘胶合板中的一种，竹材重组材采用辗压竹丝束浸胶组坯压制，竹材层积材采用竹篾浸胶组坯压制，竹帘胶合板采用竹篾编帘浸胶组坯压制，竹材与混凝土的界面作凿毛处理，以提高其与混凝土之间的粘结力。

本实用新型中，竹材位于截面下部的受拉区，可充分利用其抗拉强度高的特性，混凝土位于截面上部的受压区，可充分发挥其抗压性能强的优点，混凝土的弹性模量高，可大幅度地提高构件截面的抗弯刚度，试验结果表明，竹与混凝土组合结构是一种不完全组合结构，在后期弹塑性阶段混凝土的下半部分(靠近与竹材交界面)承受拉力，纵筋为其提供抗拉，箍筋为上部混凝土提供抗剪，竹材与混凝土之间的水平剪力由剪力键承担，竹材与钢筋混凝土组合成一个整体而共同承载，竹结构对土木建筑结构的适用性得到了大幅度地提高。

本实用新型克服了竹结构的一些公知的缺陷，具有以下有益效果：

(1)竹-钢筋混凝土组合结构，大幅度地提高了原竹结构的截面抗弯刚度，彻底改变竹结构刚度控制设计的不利局面，其位移可减小80％以上。

(2)混凝土内的纵筋与箍筋的配置，大大提高了组合结构的承载力，并抑制混凝土开裂，减小裂缝宽度。

(3)与竹木结构相比，虽然竹-钢筋混凝土组合结构的单位重量承载能力降低，但是其经济效益更好：竹-钢筋混凝土组合结构的承载力可达竹结构2倍以上，抗弯刚度可达竹结构5倍以上。

(4)与混凝土结构相比，竹-钢筋混凝土组合结构具有较大的单位重量承载力，同时弹性、韧性好，能承受冲击和地震作用，而且安装与施工方便。

(5)竹-钢筋混凝土组合结构在施工期间可节省脚手架和模板，缩短了施工工期。

(6)与混凝土结构和钢结构相比，降低了钢材需求，竹材具有可再生性，加工过程能耗低，生态性好。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1是T形截面竹-钢筋混凝土组合结构的截面示意图；

图2是矩形截面竹-钢筋混凝土组合结构的截面示意图。

在附图中，1为竹材，2为混凝土，31为纵筋，32为箍筋，4为剪力键。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。如图1至图2所示，本实用新型提供一种竹-钢筋混凝土组合结构，由竹材1、混凝土2、纵筋31、箍筋32和剪力键4共同构成，纵筋31、箍筋32组成钢筋骨架，混凝土2包裹钢筋骨架、且位于竹材1上部，混凝土2通过剪力键4与竹材1紧密连接成整体。

所述的混凝土2宽度大于或等于竹材1的宽度，截面相应呈T形或矩形。

所述的剪力键4为钢筋或栓钉制作，其根部植入竹材1顶部，外露5cm～10cm长度，后浇筑于混凝土2内。

所述的竹材1为竹材重组材或竹材层积材或竹帘胶合板中的一种，竹材重组材采用辗压竹丝束浸胶组坯压制，竹材层积材采用竹篾浸胶组坯压制，竹帘胶合板采用竹篾编帘浸胶组坯压制，竹材与混凝土的界面作凿毛处理，以提高其与混凝土之间的粘结力。

具体实施中，竹材1通过竹丝束、竹篾或竹篾编帘浸胶组坯压制胶结形成，在竹材1顶部打孔植入剪力键4，剪力键4为钢筋或栓钉制作，剪力键4外部预留5cm～10cm长度，其直径、间距根据承担水平方向剪力的需要设置，凿毛处理竹材1与混凝土的界面，在竹材1的上部绑扎或焊接钢筋骨架，纵筋31的直径不小于10mm，箍筋32的直径不小于6mm、布置间距不宜大于上部混凝土2的厚度，浇筑混凝土2，混凝土2通过剪力键4与竹材1紧密连接成整体，形成一种竹-钢筋混凝土组合结构，当剪力键4采用钢筋制作时，两端可设置成弯钩，以提高锚固效果。

实施例一：

如图1，一种竹-钢筋混凝土组合结构，由竹材1、混凝土2、纵筋31、箍筋32和剪力键4共同构成，纵筋31、箍筋32组成钢筋骨架，混凝土2包裹钢筋骨架、且位于竹材1上部，混凝土2通过剪力键4与竹材1紧密连接成整体，混凝土2宽度大于竹材1的宽度，截面相应呈T形。

实施例二：

如图2，一种竹-钢筋混凝土组合结构，由竹材1、混凝土2、纵筋31、箍筋32和剪力键4共同构成，纵筋31、箍筋32组成钢筋骨架，混凝土2包裹钢筋骨架、且位于竹材1上部，混凝土2通过剪力键4与竹材1紧密连接成整体，混凝土2宽度等于竹材1的宽度，截面相应呈矩形。

Claims (4)

1.一种竹-钢筋混凝土组合结构，由竹材(1)、混凝土(2)、纵筋(31)、箍筋(32)和剪力键(4)共同构成，纵筋(31)、箍筋(32)组成钢筋骨架，混凝土(2)包裹钢筋骨架、且位于竹材(1)上部，混凝土(2)通过剪力键(4)与竹材(1)紧密连接成整体。

2.根据权利要求1所述的一种竹-钢筋混凝土组合结构，其特征在于所述的混凝土(2)宽度大于或等于竹材(1)的宽度，截面相应呈T形或矩形。

3.根据权利要求1所述的一种竹-钢筋混凝土组合结构，其特征在于剪力键 (4)为钢筋或栓钉制作，其根部植入竹材(1)顶部，外露5cm～10cm长度，后浇筑于混凝土(2)内。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种竹-钢筋混凝土组合结构，其特征在于竹材(1)为竹材重组材或竹材层积材或竹帘胶合板中的一种，其与混凝土的界面作凿毛处理。 

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