[发明专利]一种竹质胶合箱型梁

说明书

本发明提供了一种竹质胶合箱型梁，它主要包括上翼缘(1)、下翼缘(2)、腹板(3)、加劲肋(4)、胶粘剂(5)、钉子(6)和防水涂料(7)，共同组成竹质胶合箱型梁；其中，腹板(3)位于上翼缘(1)和下翼缘(2)的侧面，承担剪应力，上翼缘位于箱梁的顶面，承担压应力，下翼缘位于箱梁的底面，承担拉应力，腹板(3)、上翼缘(1)和下翼缘(2)通过胶粘剂连接。加劲肋(4)设置于箱梁端，与下翼缘(2)顶紧，并和腹板(3)紧密贴合，通过钉子(6)连接，承担改善梁端的腹板(3)抵抗局部失稳能力。防水涂料(7)涂刷于箱梁表面，承担防潮防腐的功能。本发明充分利用6种材料的特点，大幅提高了梁构件的截面惯性矩，具有轻质高强、刚度大、耐久性好和延性性能好等特点，可替代传统原竹梁、重竹梁和木梁应用于木结构、竹结构和组合结构领域中的受弯构件。

技术领域

本发明属于土木建筑结构领域，具体涉及一种现代竹结构房屋、木结构房屋和竹木结构房屋使用的竹质胶合箱型梁构件。

背景技术

我国的环境污染问题非常突出，随着公众环保意识的增强，绿色、生态、低碳的新型建筑材料必将是土木工程科技发展的一个趋势。砌体结构和钢筋混凝土结构使用了大量的粘土粘、钢材和水泥等传统建材，消耗了大量的能源和不可再生资源，释放出大量的温室气体和有毒气体，同时产生大量的废水、废弃和废渣。建筑业的发展在很大程度上是以能源、资源的过度消耗和环境污染为代价实现的。同时，砌体结构和钢筋混凝土结构自重大、易开裂，拆除后会产生大量的建筑垃圾。为了减少对粘土粘、钢材和水泥的依赖，节能环保、可再生的绿色建材日益受到人们的青睐。

竹结构建筑具有抗震性能好以及对环境的负荷小的特点，其应用范围得到不断拓展。原竹梁和重竹梁是竹结构建筑中最常用的基本构件之一，在其使用过程中发现，存在以下问题：(1)原竹梁和重竹梁破坏前无明显征兆，表现出典型的脆性破坏特征；(2)重竹的弹性模量不高，竹梁作为受弯构件设计时往往由截面的刚度控制设计，而按强度设计时的竹梁承载能力是按刚度设计时的3～5倍，造成了材料的极大浪费，经济性差；(3)原竹和重竹的横向抗剪强度不高，材料离散性较大，材质不均匀；(4)受现有加工工艺的限制，重竹的最大长度不超过2m，造成重竹梁的使用严重受限；(5)原竹横向受力较差，易开裂，耐久性差。更为重要的是，我国拥有极其丰富的竹材资源，竹子具有强度高、生长快及韧性好等优点，可取代普通阔叶木材和针叶材，有着广泛的应用前景。将竹材作为主要建材应用于工程领域利国利民，实现“以竹代木”有利于降低对钢材、水泥和粘土砖等传统建筑材料的依赖，同时也符合《中国制造2025》所确定的开发利用农林生物质资源的主题。

如何改善和提高竹梁的变形能力和力学性能是其在竹结构建筑应用中所面临的难题，竹集成材是将速生、短周期的毛竹加工成一定规格的竹片，干燥至含水率8％～12％，再通过胶粘剂将同方向竹片胶合成矩形截面的规格材，具有弹性模量高、力学强度高、易加工的特点。相比矩形截面竹梁而言，竹质胶合箱型梁拥有更高的承载能力、更好的变形性能以及良好的延性性能，是有效解决制约生态环保型竹结构建筑发展的一个重要途径，市场应用前景十分广阔。

发明内容

本发明所要解决的目的旨在克服现有原竹梁和重竹梁承载能力低、延性差和变形性能差等缺点，提供一种力学性能好、成本低廉、结构简单以及节能环保型的竹质胶合箱型梁，用以取代原竹梁和重竹梁，可作为楼面梁和屋面梁应用于木结构建筑、竹结构建筑以及竹木组合结构中。

在本发明中，竹质胶合箱型梁由上翼缘、下翼缘、腹板、加劲肋、胶粘剂、钉子和防水涂料共同组成。其中：上翼缘位于箱梁顶部，承担压应力；下翼缘位于箱梁底部，承担拉应力，腹板位于箱梁的两侧，主要承担剪应力；腹板通过胶粘剂和钉子和上、下翼缘相连。

本发明的解决方案：其包括上翼缘、腹板、钉子、胶粘剂、下翼缘和加劲肋。所述箱字梁由两块腹板对称布置于翼缘的两侧，腹板与翼缘通过胶粘剂和钉子连接。在梁两端部设置加劲肋，加劲肋与下翼缘顶紧，加劲肋与两块腹板之间通过胶粘剂连接和钉子相连。