竹結構建築模塊的製作方法

2023-12-01 04:42:06

專利名稱：竹結構建築模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及建築構件，特別涉及一種竹結構建築模塊。
背景技術：
目前，構築物的常用結構主要有以下幾種1、以木料、磚石為主材的木結構 和磚木結構；2、以鋼鐵、水泥為主材的鋼筋混凝土結構；3、以鋼鐵為主材的鋼結 構；4、以竹竿為支撐主材的竹結構。
以上幾種結構存在的主要問題是1、主要材料是鋼材、水泥、磚、木材等。 除木、竹是自然材料及部分磚是利用廢棄材料人工合成的外，其餘均是高耗能材料， 煉製過程中還向大氣發散二氧化碳及其他有害氣體；2、鋼材的原料鐵礦，是人類 有限的不可再生資源；3、傳統磚的製作過程破壞土地資源；4、木材雖然是天然材 料，但由於成材期長(一般18-25年)，又大量擔任水土保持的責任，只宜限量砍 伐，所以，在我國木材資源同樣有限。
另外，傳統竹結構用竹竿作結構支撐材料，竹竿的機械性質很好。但由於竹 竿有大小不一，難以確定受力中心；竹竿呈不規則圓柱型，不方便不同角度的連接， 且不易牢固；竹竿又空心，壁厚較薄，釘接螺接均不易牢固，加之竹竿易劈裂，極 易節點散解。綜上，傳統竹結構只宜建造臨時的或透風的構築物(如竹亭、竹廊、
雲南等地的竹樓等)。磚石、磚木結構基本上是堆砌型的結構體系。這類構築物抗 外力衝擊的能力較差。尤其是受強震蕩時易解體倒塌崩潰。鋼結構和鋼筋混凝土結 構雖然有結構整體性，強度高的優點。但由於因原料資源有限，製造過程複雜消耗 多，且又質量大等因素，造成耗材多，建造成本很高。且混凝土受壓好，但抗拉差， 且乏柔性。

實用新型內容
本實用新型的目的，就是為了克服現有技術存在的上述問題，提供一種成本低、效果好且方便使用的竹結構建築模塊。
本實用新型的技術方案是 一種竹結構建築模塊，是由多種竹片基本構件 組合連接而成的框架形結構件，各竹片基本構件主要由長條形竹片構成，分別 形成框架的上檔、下檔、多個支撐檔和多個加強檔，多個支撐檔間隔垂直連接 在上檔和下檔之間，多個加強檔間隔斜向連接在上檔和下檔之間。
所述的竹片基本構件包括單層竹片、雙層竹片、由兩片竹片夾一根木條組 成的組合構件以及由每邊兩片竹片夾一根木條組成的加強型組合構件。
所述的上檔、下檔和支撐檔分別採用組合構件或加強型組合構件。
所述的加強檔採用長條形單層竹片或雙層竹片，其與上、下檔之間以30 一45度夾角相連。
所述的加強檔採用圓弧形單層竹片或雙層竹片，其兩端連接在同一個上檔 或下檔上。
所述的多個圓弧形加強檔分別連接在上檔與下檔的兩側，連接在同一側的 圓弧形加強檔的彎曲方向相同，連接在不同側的圓弧形加強檔的彎曲方向相 反。
所述的上檔與下檔呈弧形，所述的多個圓弧形加強檔分別連接在上檔與下 檔的兩側並且彎曲方向相同，連接在不同側的圓弧形加強檔交叉排列。 所述的上檔與下檔傾斜相交相連，整個建築模塊呈三角形。 所述的上檔為兩根，兩根上檔的一端鈍角相交相連，另一端分別與下檔傾 斜相交相連，整個建築模塊呈等腰三角形。
所述的上檔和下檔分別為兩根或兩根以上，整個建築模塊呈多邊形。 本實用新型的竹結構建築模塊由於採用了以上技術方案，具有以下的優點 和特點-
1、 本實用新型的竹結構建築模塊的基本材料是天然、速生(成材期短5-8年)、 再生力強的竹材。如能替代或部分替代鋼材、水泥、傳統磚等，就可以節能減排， 降低大氣汙染，減緩有限礦產資源、木材資源的濫用，減少土地資源的被破壞，更 好地保護我們生存的地球。
2、 竹材還是一種天然的生物複合材料，是植物中可伐結構材的最好原料之一。 稱為"綠色黃金"。它的比強度和比剛度均強於木材和鋼材抗拉強度是木材的2倍，是鋼材的3-4倍。抗壓強度比木材高10%左右。(文獻 ， 劉力等編著，浙江大學出版社)抗彎強度，彈性模量，抗拉強度，抗壓強度與山毛 櫸木材相當。還具有柔韌性好，性能穩定，收縮率小，密度小的多項優勢特性。竹 材製成竹片後，還有竹青面向竹黃面可以大幅度彎曲而不折斷，相對兩面組合可有 強抗彎曲和強抗折斷的特性。竹材的這諸多種特性使竹材成為自然界中構築物結構 材料的效能最高的材料之一。
3、 由於本實用新型的竹結構建築模塊的結構強度大，而結構材料的密度低質
量輕，如在構築物中使用，構築物的上部對下部及基礎的承壓要求較低，使得構築 物的建造成本總體上降低。
4、 採用本實用新型的竹結構建築模塊組成的結構體系結構整體性強，網格連
接多重，分布結點多，受力分散，受壓傳遞均勻，加上合理利用竹材抗壓、抗拉、 彈性柔韌性強的結構力學的優點，使得用本實用新型的竹結構建築模塊所建造的 構築物既剛又柔。受外力衝擊後，可以抵消部分衝擊，且整體穩定性好，不宜變形 倒塌，不宜解體倒塌崩潰，構築物的安全性得到大大加強。為替代現在還大量使用 的堆砌式構築物構築方式提供了一種新的出路。在抗震動、抗解體等方面本結構體 系尤有優勢。
5、 由於採用本實用新型的竹結構建築模塊建造的構築物整體性強、抗外力衝 擊大、彈性好；又因其主要原材料竹材密度又小，構築物形成後總質量輕，可應用 於陸、海、空等運動的、非運動的構築物殼體和內部，尤其是水面構築物等，有其 特別優越性。


圖1為本實用新型竹結構建築模塊第一實施例的結構示意圖； 圖2為本實用新型竹結構建築模塊第二實施例的結構示意圖； 圖3為本實用新型竹結構建築模塊第三實施例的結構示意圖； 圖4為本實用新型竹結構建築模塊第四實施例的結構示意圖； 圖5為本實用新型竹結構建築模塊第五實施例的結構示意圖； 圖6為本實用新型竹結構建築模塊第六實施例的結構示意圖； 圖7為本實用新型中的第一種竹片基本構件的結構示意圖；圖8為本實用新型中的第二種竹片基本構件的結構示意圖； 圖9為本實用新型中的第三種竹片基本構件的結構示意圖io為本實用新型中的第四種竹片基本構件的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
參見圖1至圖6，配合參見其餘各圖，本實用新型的竹結構建築模塊，是
由多種竹片基本構件a、 b、 c、 d組合連接而成的框架形結構件，各竹片基本構 件主要由長條形竹片(用5-8年毛竹或其他相似竹類，取中間段按粗細分檔劈 2-3釐米寬，然後進行乾燥和防黴蛀處理)構成，輔以其他材料(如木料等)， 通過用鉚固、粘結、螺釘、捆緊等手段組成。各竹片基本構件分別形成框架的 上檔l、下檔2、多個支撐檔3和多個加強檔4，多個支撐檔間隔垂直連接在上 檔和下檔之間，多個加強檔間隔斜向連接在上檔和下檔之間。
參見圖7至圖10，竹片基本構件包括如圖7所示的單層竹片a、如圖8所 示的雙層竹片b (由兩片竹片al、 a2以竹黃面相對連接構成)、如圖9所示的 組合構件c (由兩片竹片al、 a2夾一根木條B組成)，以及如圖10所示的加 強型組合構件d (由每邊兩片竹片al、 a2、 a3、 a4夾一根木條B組成)。
本實用新型中的上檔1、下檔2和支撐檔3分別採用組合構件c或加強型 組合構件d。
本實用新型中的加強檔4可以採用長條形單層竹片a或雙層竹片b，其與 上、下檔之間以30_45度夾角相連(如圖1、圖2、圖5所示)。也可以採用 圓弧形單層竹片a或雙層竹片b，其兩端連接在同一個上檔或下檔上(如圖3、 圖4、圖6所示)。
參見圖1，本實用新型中的第一實施例由組合構件c或加強型組合構件d 作上l、下檔2，中間夾橫置組合構件c段頭(長約10-15釐米，間距可根據需 要定， 一般是間30-50釐米)作支撐擋3，三檔間用螺釘加粘接。支撐接點處， 用樹脂類玻璃鋼材料加玻璃纖維布或其他方法收緊更好。再在兩側用單層竹片 a斜30-45度鉚接加強。製作完成後構件呈四面平直的長方型。
參見圖2，本實用新型中的第二實施例與第一實施例相似，不同的是中間支撐檔3由橫向組合構件C改為直立組合構件C (支撐檔的間距可根據構築需要
而定， 一般可為30、 50、 60釐米)。上下兩檔間預留與其穿插的其他構件插 入的高度和空間h。
參見圖3，本實用新型中的第三實施例與第二實施例相似，不同的是起加強 穩定作用的加強檔4為圓弧形，它是由單層竹片a強制彎曲而成。分別連接在 上檔1與下檔2的兩側。其中，連接在同一側的圓弧形加強檔的彎曲方向相同， 連接在不同側的圓弧形加強檔的彎曲方向相反。這種構件較第二實施例構件的 強度和抗被支解性更好。製作完成後構件呈四面平直的長方型。
參見圖4，本實用新型中的第四實施例與第三實施例大致相同。不同的是竹 片的強制彎曲固定的方向是兩側同向的。連接在不同側的圓弧形加強檔交叉排 列。製作完成後構件立面呈弧型。
參見圖5，本實用新型第五實施例中的上檔1與下檔2傾斜相交相連，整
個建築模塊呈三角形。適用立面需呈三角型或其他異型多邊型的需求。
參見圖6，本實用新型第六實施例中的上檔1為兩根，兩根上檔的一端鈍 角相交相連，另一端分別與下檔2傾斜相交相連，整個建築模塊呈等腰三角形。 其中的加強檔4混合採用斜竹片4和圓弧形加強檔41。連接在同一側的圓弧形 加強檔的彎曲方向相同，連接在不同側的圓弧形加強檔的彎曲方向相反。
本實用新型中的上檔和下檔還可以分別為兩根或兩根以上，使整個建築模 塊呈多邊形。
採用本實用新型竹結構建築模塊，可以組合成不同規格的網架體。根據構 築物長、寬、高尺寸和結構強度等方面的需要，使用不同高度的建築模塊，通 過互相間的穿插(一般呈90度，特殊需要也可能是其他需要的角度)固定， 形成各面均是平直的網架體。再作各網架體的相互插入連接固定，從而建造起 所需構築物的整體骨架。在此整體骨架中各網架體分別起到各自的結構承重、 結構連接、結構力的相互牽制依靠傳遞以及非承重的間隔作用。
各網架體間在連接固定時， 一般除非特殊需要，不用其他連接構件(如預 制的鋼鐵連接件等)。主要方法是依靠網架體間的接觸面中預先伸出的竹片構 件相互插入，再用準備好的相配的竹片構件插入卡死，用螺釘定位(或其他方 法)來達到連接固定的。必要時，相應增加各網架體插入對方的竹片構件數量，以加密接觸點，加強連接的可靠性。
由於竹材本身具有抗拉，抗壓，彈性，韌性等特點，由於竹片構件又加強 和發揮了竹材的優點，由於竹片構件網格穿插組成的網架體的整體性好，又由 於網架體間連接的多重緊密性，所以，由本實用新型竹結構建築模塊建造的構 築物整體性和抗解構性均很強。
權利要求1.一種竹結構建築模塊，其特徵在於是由多種竹片基本構件組合連接而成的框架形結構件，各竹片基本構件主要由長條形竹片構成，分別形成框架的上檔、下檔、多個支撐檔和多個加強檔，多個支撐檔間隔垂直連接在上檔和下檔之間，多個加強檔間隔斜向連接在上檔和下檔之間。
2. 如權利要求l所述的竹結構建築模塊，其特徵在於所述的竹片基本 構件包括單層竹片、雙層竹片、由兩片竹片夾一根木條組成的組合構件以及由 每邊兩片竹片夾一根木條組成的加強型組合構件。
3. 如權利要求1或2所述的竹結構建築模塊，其特徵在於所述的上檔、 下檔和支撐檔分別採用組合構件或加強型組合構件。
4. 如權利要求1或2所述的竹結構建築模塊，其特徵在於所述的加強檔採用長條形單層竹片或雙層竹片，其與上、下檔之間以30 — 45度夾角相連。
5. 如權利要求1或2所述的竹結構建築模塊，其特徵在於所述的加強檔釆用圓弧形單層竹片或雙層竹片，其兩端連接在同一個上檔或下檔上。
6. 如權利要求5所述的竹結構建築模塊，其特徵在於所述的多個圓弧形加強檔分別連接在上檔與下檔的兩側，連接在同一側的圓弧形加強檔的彎曲 方向相同，連接在不同側的圓弧形加強檔的彎曲方向相反。
7. 如權利要求5所述的竹結構建築模塊，其特徵在於所述的上檔與下檔呈弧形，所述的多個圓弧形加強檔分別連接在上檔與下檔的兩側並且彎曲方 向相同，連接在不同側的圓弧形加強檔交叉排列。
8. 如權利要求l所述的竹結構建築模塊，其特徵在於所述的上檔與下 檔傾斜相交相連，整個建築模塊呈三角形。
9. 如權利要求1所述的竹結構建築模塊，其特徵在於所述的上檔為兩根， 兩根上檔的一端鈍角相交相連，另一端分別與下檔傾斜相交相連，整個建築模 塊呈等腰三角形。
10. 如權利要求l所述的竹結構建築模塊，其特徵在於所述的上檔和下 檔分別為兩根或兩根以上，整個建築模塊呈多邊形。
專利摘要一種竹結構建築模塊，是由多種竹片基本構件組合連接而成的框架形結構件，各竹片基本構件主要由長條形竹片構成，分別形成框架的上檔、下檔、多個支撐檔和多個加強檔，多個支撐檔間隔垂直連接在上檔和下檔之間，多個加強檔間隔斜向連接在上檔和下檔之間。本實用新型的竹結構建築模塊成本低、強度高、效果好且方便使用。採用本實用新型的竹結構建築模塊組合成不同規格的網架體，再搭建成構築物，整體性和抗解構性均很強。
文檔編號E04C3/00GK201221152SQ20082015004
公開日2009年4月15日 申請日期2008年6月26日 優先權日2008年6月26日
發明者李維成 申請人:李維成