[实用新型]一种用于建筑梁柱材的竹木筒体结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及建筑梁柱领域，具体涉及一种用于建筑梁柱材的竹木筒体结构。

背景技术

我国是世界上竹子资源最为丰富的国家。近年来，随着世界木材资源的匮乏，合理有效地利用竹材资源显得越来越重要。

圆竹是原竹中形圆而中空有节的竹材秆茎，由竹节和节间两部分构成。从构造上看，圆竹具有中空壁薄的天然筒体结构，外侧组织致密、质地坚韧，内侧组织疏松、质地脆弱。从物理性质上看，具有强度高、韧性好的优良力学性能，外侧的比重和力学强度大于内侧，且其导热隔热性能优越，吸湿、吸热性能也优于木材。从外观上看，表面光滑，色泽美观。但是圆竹中空、壁薄和尖削度大，现行的圆竹常采用单根圆竹使用，因而单根圆竹的承压、梁柱稳定性、使用寿命等都较差，且在单根圆竹的使用过程中易虫蛀、开裂，不利用低碳原生态的圆竹在建筑、装饰材料中大规模使用。

在现有技术中，圆竹作为日常生活中使用的材料主要有以下方面：

(1)简易竹支架：利用圆竹搭建简易的工棚、大棚等。因竹材价格低廉、力学性能较好，使得圆竹工棚的成本低、安全性好。但圆竹的稳定性较差、承重力较小，不能用作大型、较高的支架，且横向必须相互支撑，才能确保其稳定性，占地面积大，不利用施工。

(2)竹脚手架：竹脚手架是由绑扎材料将竹杆的立杆、纵向水平杆、横向水平杆连接而成的，有若干侧向约束连墙件的多层多跨框架结构体系。不仅可以为建筑工人搭建临时的施工平台，也可以作为护栏以防建筑残骸坠落。如今，即使竹脚手架仍是建筑者最优先考虑的脚手架，但是由于竹材品种、成长年限、含水率等因素，圆竹的力学性能受到影响，且容易腐蚀、爆裂，成为影响竹脚手架安全使用的主要因素，限制了竹脚手架的更广泛的使用。

(3)竹建筑：用圆竹作为主要结构构件，辅以其它建筑材料，通过一定的节点联结方式将这些构件连接起来，形成建筑的主体结构，采用这种结构的建筑就是竹建筑。竹楼是竹资源比较丰富地区常见的居住建筑，不仅可以利用圆竹优越的抗压和抗弯特性作为结构承重材料，也可以利用其质轻、抗冲击大的特性作为屋面材料。但是现行圆竹的横向抗剪力较小、承载力较小，节点的问题制约着竹建筑的发展。影响了圆竹建筑的耐久性和坚固性。

实用新型内容

为了改进现有技术的不足，本实用新型提供一种分层承载的剪力墙筒体结构，具有较高的承载力、较大的横向抗剪力、自重小、稳定性好、空心率大及所需原料少等优点，同时具有保温、隔热、隔音及减震效果优良，耐冲击性能强等优势，并且横向采用拱形承载，提高梁柱材的抗载能力和建筑的稳定性。

本实用新型的筒体结构包括：多根圆竹或木材，多根圆竹或木材集束在一起，具有多层，成阶梯状分布，形成剪力墙筒体结构。

圆竹为直径相当的竹龄为2～5年的圆竹。

筒体结构的每一层的剖面为规则的几何图形，包括圆形或矩形等。

本实用新型的筒体结构，可以通过胶粘接将多根圆竹或木材集束在一起，也可以通过外部约束件将多根圆竹或木材集束在一起。

多根圆竹或木材的外围通过外部约束件捆扎集束在一起。外部约束件为竹篾、棕绳、铁丝、纤维拉筋绳、金属皮及金属板中的一种或几种。采用胶粘接集束在一起的结构，若出现圆竹破损时，由于胶粘在一起不能替换，使得结构不稳定，从而导致整体结构都不能正常使用。本实用新型采用多根圆竹或木材通过外部约束件捆扎，是一种物理的机械约束，当筒体结构中的圆竹或木材出现破损时，可以拆开外部约束部件，用新的圆竹或木材更换损坏的圆竹或木材，从而保证了整体结构的稳定性。

本实用新型的筒体结构具有多层，成阶梯状分布，可以根据实际需要，设计各个阶梯的高度。这种筒体结构用作建筑梁柱材，多个筒体结构在相同高度的阶梯上铺设腹板或楼板，可以实现在纵向上多层分布支撑，一柱支撑多层，使梁柱的支撑效果更具有整体和稳定性。相邻的筒体结构，在相同高度的阶梯上架设拱形梁，横向上可实现拱形承载，具有较高的抗压力和支撑力。拱形梁阶梯结构的分布，可根据需要任意设定高度、方位，进而实现便于加工和建筑施工的多层结构。适用于平面或竖向布置繁杂、荷载较大的建筑。

筒体结构的工作机理为当结构受水平力作用而弯曲时，平面内将约束内部筒体与外部约束件一起弯曲，所承担的剪力与其抗侧移刚度成正比，因此，内部筒体将直接调动起其端部受力，所产生的轴力将远大于单框筒，间接地由外部约束件通过带动筒体受力而在筒体中产生的轴力。这样一来，内部腹板的存在很大程度地减轻了筒体的轴力由于受剪力滞后影响而呈现的不均匀性，纵向墙板中的纵向应力将更为均匀，从而结构的性能更接近于一个普通实腹筒而不是一个框筒。