CN217861801U - 一种局部正交的重组竹构件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种局部正交的重组竹构件，在重组竹构件板方材压制固化过程中，在重组竹受弯构件两端部设定范围内，分段逐级划分若干段区；自跨中区域向端部，各所述段区的垂直于构件轴线方向的竹束数量逐级增多；所述段区内轴线方向的竹束与垂直于轴线方向的竹束形成正交；构件的跨中区域，竹束全部沿构件的轴线方向布置。本实用新型一方面能够避免竹束布置方向突变带来的应力集中和截面突然削弱，另一方面能够避免受弯构件的端部节点区域出现横纹劈裂破坏，提高重组竹构件节点区域的承载能力，提高材料的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种局部正交的重组竹构件，用于提高重组竹构件节点区域的承载能力并提高材料的利用率，属于结构工程技术领域。
背景技术
竹材是一种可再生、可降解的天然生物质材料，一般2～4年即可成材。随着环境问题日益严峻，竹材作为建筑材料颇受关注。我国拥有全球最丰富的竹林资源，在我国发展竹制建材和竹结构建筑有天然的优势和较大空间。
由于圆竹本身形状单一、尺寸多变、材料各向严重异性等问题，无法满足现代建筑结构的要求，限制了圆竹结构的应用和推广。随着生产工艺的不断进步，以胶合竹、重组竹为代表的工程竹在建筑领域的应用得到重视。重组竹是以竹束为构成单元，浸渍水溶性酚醛树脂后，胶合压制而成的板材或方材，传统的重组竹均采用顺纹组坯的方式压制。
重组竹的原料不但可以选用大直径竹种，而且也可以利用5cm以上直径的小径竹。与竹篾层积材和竹集成材等胶合竹产品25％-30％的利用率相比，重组竹的原材料利用率大大提高，其利用率可达90％以上，有广阔的应用前景。
重组竹在顺纹方向有较高的拉压强度和弹性模量，其强重比甚至高于钢材，但因材料纤维的单向性，横纹方向强度有限，导致在连接节点区域极易发生脆性的横纹劈裂破坏，材料本身的优异性能没有得到充分利用。而节点区域的力学性能直接影响结构整体的安全性能。如何从构件加工层面改善重组竹构件在横纹方向的力学性能，提高材料的利用率，是本领域亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种局部正交的重组竹构件，使竹束的布置方向与重组竹构件的受力特征相适应，避免受弯构件的端部节点区域出现横纹劈裂破坏，从而提高材料的利用率。
一种局部正交的重组竹构件的制备方法，在重组竹构件板方材压制固化过程中，在重组竹受弯构件两端部设定范围内，分段逐级划分若干段区；自跨中区域向端部，各所述段区的垂直于构件轴线方向的竹束数量逐级增多；所述段区内轴线方向的竹束与垂直于轴线方向的竹束形成正交；构件的跨中区域，竹束全部沿构件的轴线方向布置。
优选的，所述重组竹构件一次压制固化成型。
优选的，采用重组竹板材二次胶合制作构件：先进行板材压制固化，再将板材二次胶合制作成构件。
优选的，在正交布置竹束的各段区内，放置高性能增强纤维。
优选的，所述高性能增强纤维是钢纤维、复合纤维中的至少一种，所述高性能增强纤维在所处段区内均匀分布。
优选的，自跨中区域向构件端部，逐渐改变竹束的布置方向，每到一个相邻段区之间的控制截面，将部分沿构件轴线方向布置的竹束截断，替换成沿垂直构件轴线方向布置的竹束，使得竹束在弯剪作用平面内正交布置，垂直构件轴线方向布置的竹束体积占该段区的总体积比逐渐增加。
一种局部正交的重组竹构件，所述重组竹构件呈长杆形状，其中部一段长度为跨中区域，自跨中区域向两端分别分段逐级延伸出若干段区；各所述段区的垂直于构件轴线方向的竹束数量逐级增多；所述段区内轴线方向的竹束与垂直于轴线方向的竹束形成正交；构件的跨中区域，竹束全部沿构件的轴线方向布置。
优选的，所述重组竹构件一次压制固化成型。
优选的，所述重组竹构件由多片压制固化的板材二次胶合而成。
优选的，各所述段区的轴线方向的竹束均匀分布，垂直于轴线方向的竹束也均匀分布。
优选的，所述重组竹构件为梁构件，所述梁构件两端最外侧的所述段区内，水平均布若干用于固定该构件梁的螺栓孔3-1。
本实用新型的有益效果在于：在重组竹板方材压制固化过程中进行竹束布置方向的优化，使重组竹内竹束的布置方向随重组竹受弯构件的弯矩和剪力分布逐渐变化，一方面能够避免竹束布置方向突变带来的应力集中和截面突然削弱，另一方面能够避免受弯构件的端部节点区域出现横纹劈裂破坏，提高重组竹构件节点区域的承载能力，提高材料的利用率。
附图说明
图1为竹束局部正交的重组竹构件正立面示意图；
图2为竹束局部正交的重组竹构件实施例一的A-A剖面图；
图3为竹束局部正交的重组竹构件实施例二的A-A剖面图；
图中1—构件的跨中区域，2—跨中以外逐渐改变竹束布置方向的区域，2-1—优化布置起始位置，2-2、2-3、2-4—截断竹束的各控制截面，3—端部节点区域，3-1—螺栓孔，4-1—沿构件轴线方向布置的竹束，4-2—垂直构件轴线方向布置的竹束，5—重组竹板材。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明。
实施例一：
参见图1-2，一种局部正交的重组竹构件，所述重组竹构件呈长杆形状，其中部一段长度为跨中区域，自跨中区域向两端分别分段逐级延伸出若干段区；各所述段区的垂直于构件轴线方向的竹束数量逐级增多；所述段区内轴线方向的竹束与垂直于轴线方向的竹束形成正交；构件的跨中区域，竹束全部沿构件的轴线方向布置。
结合图1和图2，所述重组竹构件由多片压制固化的板材二次胶合而成。
参见图1，各所述段区的轴线方向的竹束均匀分布，垂直于轴线方向的竹束也均匀分布。
参见图1，所述重组竹构件为梁构件，所述梁构件两端最外侧的所述段区内，水平均布若干用于固定该构件梁的螺栓孔3-1，用于与其他构件固定连接。继续参见图1，对于梁构件而言，两端位置是受到剪力最大的区域，而跨中区域是受到弯矩最大的区域，最外端段区是垂直于构件轴线方向的竹束最密集的段区，不但可以抵抗承载时受到的剪力，还能提高此区域内螺栓孔3-1的结构强度，避免受弯构件的端部节点区域出现横纹劈裂破坏，提高重组竹构件节点区域的承载能力。
具体细节继续参见图1和图2，本实施例中，重组竹构件截面尺寸为180mm×400mm，构件长3600mm，先进行重组竹板材压制固化，每层重组竹板材厚20mm，在长度方向一次压制成型，再将9层板材通过聚氨酯胶黏剂二次胶合制作成构件。
重组竹板材压制固化过程中，在板材的端部一定范围内，进行竹束布置方向的优化。具体来说，跨中1300mm范围内，竹束全部沿构件的轴线方向布置。从优化布置起始位置2-1开始，将10％的沿构件轴线方向布置的竹束截断，替换成沿垂直构件轴线方向布置的竹束，使得竹束在弯剪作用平面内正交布置，优化布置起始位置2-1距离长度方向的中心点650mm。到控制截面2-2、2-3、2-4，再依次将10％的沿构件轴线方向布置的竹束截断，替换成沿垂直构件轴线方向布置的竹束，控制截面2-2、2-3、2-4分别距离长度方向的中心点900mm、1150mm、1400mm。到端部节点区域3，沿构件轴线方向布置的竹束和沿垂直构件轴线方向布置的竹束分别占该区域总体积的60％和40％。
沿构件轴线方向布置的竹束和垂直构件轴线方向布置的竹束在各个优化区域内均匀分布。
将9层层板胶合成构件后，再在端部节点区域3中开设螺栓孔3-1，用于与其他构件连接固定。
实施例二
参见图1和3，一种局部正交的重组竹构件，所述重组竹构件呈长杆形状，其中部一段长度为跨中区域，自跨中区域向两端分别分段逐级延伸出若干段区；各所述段区的垂直于构件轴线方向的竹束数量逐级增多；所述段区内轴线方向的竹束与垂直于轴线方向的竹束形成正交；构件的跨中区域，竹束全部沿构件的轴线方向布置。
结合图1和图3，所述重组竹构件一次压制固化成型。
参见图1，各所述段区的轴线方向的竹束均匀分布，垂直于轴线方向的竹束也均匀分布。
参见图1，所述重组竹构件为梁构件，所述梁构件两端最外侧的所述段区内，水平均布若干用于固定该构件梁的螺栓孔3-1，用于与其他构件固定连接。继续参见图1，对于梁构件而言，两端位置是受到剪力最大的区域，而跨中区域是受到弯矩最大的区域，最外端段区是垂直于构件轴线方向的竹束最密集的段区，不但可以抵抗承载时受到的剪力，还能提高此区域内螺栓孔3-1的结构强度，避免受弯构件的端部节点区域出现横纹劈裂破坏，提高重组竹构件节点区域的承载能力。
具体细节继续参见图1和图3，本实施例中，重组竹构件截面尺寸为180mm×400mm，构件长3600mm，重组竹构件一次压制固化成型。
重组竹构件整体压制固化过程中，在构件端部一定范围内，进行竹束布置方向的优化。具体来说，跨中1300mm范围内，竹束全部沿构件的轴线方向布置。从优化布置起始位置2-1开始，将10％的沿构件轴线方向布置的竹束截断，替换成沿垂直构件轴线方向布置的竹束，使得竹束在弯剪作用平面内正交布置，优化布置起始位置2-1距离长度方向的中心点650mm。到控制截面2-2、2-3、2-4，再依次将10％的沿构件轴线方向布置的竹束截断，替换成沿垂直构件轴线方向布置的竹束，控制截面2-2、2-3、2-4分别距离长度方向的中心点900mm、1150mm、1400mm。到端部节点区域3，沿构件轴线方向布置的竹束和沿垂直构件轴线方向布置的竹束分别占该区域总体积的60％和40％。
沿构件轴线方向布置的竹束和垂直构件轴线方向布置的竹束在各个优化区域内均匀分布。
构件压制固化成型后，再在端部节点区域3中开设螺栓孔3-1，用于与其他构件连接固定。
以上两项实施例均为本实用新型的可选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本实用新型总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本实用新型要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种局部正交的重组竹构件，其特征在于：
所述重组竹构件呈长杆形状，其中部一段长度为跨中区域，自跨中区域向两端分别分段逐级延伸出若干段区；
各所述段区的垂直于构件轴线方向的竹束数量逐级增多；所述段区内轴线方向的竹束与垂直于轴线方向的竹束形成正交；
构件的跨中区域，竹束全部沿构件的轴线方向布置。
2.如权利要求1所述的局部正交的重组竹构件，其特征在于：所述重组竹构件一次压制固化成型。
3.如权利要求1所述的局部正交的重组竹构件，其特征在于：所述重组竹构件由多片压制固化的板材二次胶合而成。
4.如权利要求1所述的局部正交的重组竹构件，其特征在于：各所述段区的轴线方向的竹束均匀分布，垂直于轴线方向的竹束也均匀分布。
5.如权利要求1所述的局部正交的重组竹构件，其特征在于：所述重组竹构件为梁构件，所述梁构件两端最外侧的所述段区内，水平均布若干用于固定该构件梁的螺栓孔(3-1)。
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| CN202221169962.6U CN217861801U (zh) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 一种局部正交的重组竹构件 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114833903A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-02 | 上海市建筑科学研究院有限公司 | 一种局部正交的重组竹构件及其制备方法 |
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| CN114833903B (zh) * | 2022-05-16 | 2023-08-11 | 上海市建筑科学研究院有限公司 | 一种局部正交的重组竹构件及其制备方法 |
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