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1、竹结构轻型框架房屋的研究与应用在1997年美国洛杉矶北岭和1995年日本神户大地震中,现代轻型木结构体系都有良好的表现,设计良好的木结构房屋只有稍微变形而不倒塌,特别是减少了由于强震导致的建筑物损坏对人员的伤亡。由此证明了木结构房屋在极端的荷载条件下,其结构的抗震性能和结构的完整性。轻型木结构住宅在美国、加拿大和日本等地应用广泛,据统计,美国每年新建单体住宅约90%为木结构。除此之外,木结构还被广泛应于多层公寓住宅、商业建筑、大跨度体育及购物中心建筑等。但森林资源的匮乏极大的制约了木结构在中国的推广和发展,因此急需寻找一种木材的替代品。1.前言中国竹材资源十分丰富,无论是种植数量、面积和蓄积量
2、,还是竹产品及其加工水平,均居世界产竹国之首。竹材优点：竹材具有强度高、韧性好、耐磨损、纹理通直、色泽高雅等多种优点,具有硬阔叶树材的诸多优良特性,是建筑行业的理想材料。竹材还具有生产周期短、再生性强的特点。开发利用竹材资源,以竹代木0是缓解木材供需矛盾的有效途径之一。竹材的局限性：1.原竹杆的几何形状单一,造成建筑形式单调。2.原材料的几何不规则导致浪费和不适合现代施工程序,如采用相近尺寸的竹杆必定造成选材上的麻烦和浪费;3节点十分复杂,往往造成连接不可靠或连接不牢固,严重影响建筑的舒适度。4.原竹本身存在严重各向异性且横向强度极低;尽管单根竹杆能够承担自重,但毕竟单根原材的直径有限,作为结
3、构承重材料则必须采用多根园竹捆扎成束从而增加了构造难度;5.在未经处理的情况下,竹材易虫蛀、腐朽和霉变等。竹材加工工艺：现有能够用于建筑领域的竹材人造板主要工艺基本相同,一般需要经过将原竹材加工成长条、去除内节、干燥、浸胶、组坯、热压、锯边等工序,将竹材加工成胶合竹使用。竹篾胶合板：竹篾纵横交叉编织的竹席为结构单元,通过施加尿醛树脂或酚醛树脂后,采用热2热胶合工艺成板。工艺较复杂、成本较高以及板材表面状况不理想。竹帘胶合板：采用浸渍酚醛树脂的长、短竹帘交叉组坯热压而成一种结构板材。这种板材成本较低且力学性能较好,可用作车厢底板和混凝土模板等。竹片胶合板：采用与竹胶板相同的工艺，以带沟槽的等厚竹
4、片为构成单元,按相邻层相互垂直组坯成对称结构的板坯,经热压而成。强度较高,可用于汽车车厢底板。竹层积材：将板材构成单元全部顺纹平行层积胶合而成的厚板,特点是纵向强度较高而横向强度低,主要用于火车车厢底板。竹碎料板：为了提供竹材的利用率,采用小直径竹材和竹材加工余料加工成碎料,经干燥、施胶、铺装和热压,制成竹碎料板其性能和用途与木刨花板接近,可用于室内隔墙和吊顶等部位。竹木复合板：主要有竹木复合胶合板、竹木复合刨花板、竹木复合层积材和竹木复合空心板等,依据各自的力学性能特点,这些板材可用于建筑模板、集装箱底板或制作家具和室内装修等。2胶合竹的研发胶合竹构件是采用特殊的加工工艺将较小尺寸的竹胶合板
5、材粘合成按设计要求的尺寸和强度,能满足诸如大梁、柱和桁架等各种构件设计要求。胶合竹材力学性能测试的试验结果见表1,从中可以看出试验结果变异系数小于规范中的常用变异系数,表明试验结果良好。图1胶合竹材力学性能试验轻型竹结构墙体：是由构件断面较小的规格胶合竹材均匀密布(间距一般为406~610mm)形成由墙骨柱、顶梁板、底梁板和过梁组成的棱骨架,然后钉上竹胶合板组成的一种结构形式。如图2墙骨柱：由40mm@84mm的胶合竹规格材组成,在保证结构安全的前提下,可以使用40mm@140mm的墙骨柱,以便为保温材料提供足够的空间。顶梁板和底梁板在楼盖顶棚处起到防火挡的作用,并作为墙面板与房屋的装饰材料提
6、供支撑。主要结构构件(结构骨架)和次要结构构件(墙面板、楼面板和屋面板)共同作用,承受各种荷载,最后将荷载传至基础。这些密置的骨架构件既是结构的主要受力体系,又是内、外墙面和楼屋面面层的支撑构架,还为安装保温隔热层、穿越各种管线提供了空间。主要优点：是将楼盖和墙体分开建造,因此已建成的楼盖可以作为上部墙体施工时的工作平台,如图3图2轻型竹结构墙体图3二层楼盖施工现场3轻型竹结构住宅结构体系概况轻型竹结构的主要结构构件一般采用工厂预制再搬运至现场拼装。为加快施工进度,墙体采用模块化设计,通常墙体可在工作平台上拼装,然后人工抬起就位,墙体骨架也可在工厂先拼装好,再搬运至施工现场就位,如图4所示。楼
7、盖与屋顶轻型竹结构楼盖体系由间距不大于600mm的搁栅、楼面板和石膏板顶棚组成。底层楼盖周边由建筑物基础墙支承,楼板跨中由梁或柱支承。屋架安装：竹结构屋架节点采用的是成对布置的竹连接板。第1榀屋架的安装显得尤为重要,架在承重墙上安装定位后,屋架之间设置40mm@60mm木方作为永久支撑,从而保证屋架的侧向稳定。安装中要保证屋架的垂直度,如图5所示。图4竖起墙体图5屋架安装屋面防水：屋面采用双重防水
