專利名稱：一種房屋建筑的竹-木混合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種房屋建筑的竹一木混合結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于天然林禁伐，中國(guó)農(nóng)村傳統(tǒng)民居以木結(jié)構(gòu)為主的結(jié)構(gòu)體系難以為繼(森林資源匱 乏)。村鎮(zhèn)建筑面積占全國(guó)總建筑面積的50%以上，大量采用現(xiàn)代高能耗建筑材料(如鋼 筋、水泥等)建造磚混結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)對(duì)資源消耗的壓力過大，而且由于 很多地區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件還比較落后，目前也不具備使用磚混結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié) 構(gòu)的條件。因此，引入綠色建筑理念，以原竹這種可再生資源為主要建筑材料、輔以木材 和鋼材，開發(fā)綠色結(jié)構(gòu)體系，是解決中國(guó)農(nóng)村傳統(tǒng)民居結(jié)構(gòu)問題的有效途徑之一。
國(guó)內(nèi)竹建筑研究工作基礎(chǔ)薄弱，國(guó)外在竹建筑相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)取得了較大進(jìn)展，工程實(shí) 例較多。由于原竹是空心結(jié)構(gòu)，易于劈裂，所以，原竹結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接是研究原竹結(jié)構(gòu)無 法回避的問題。所以，盡管原竹是可再生資源，開發(fā)竹結(jié)構(gòu)以緩解建筑業(yè)對(duì)木材需求，減 少鋼筋水泥等不可再生資源消耗已經(jīng)得到世界范圍的廣泛響應(yīng)，然而就目前國(guó)內(nèi)外技術(shù)水 平看，缺乏可靠的竹節(jié)點(diǎn)構(gòu)造技術(shù)仍然是制約竹結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸之一，使得竹建 筑只能用于臨時(shí)建筑和簡(jiǎn)易住房。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有原竹建筑由于節(jié)點(diǎn)技術(shù)的限制而只能用于臨時(shí)建筑和簡(jiǎn)易 住房的不足，提供一種房屋建筑的竹一木混合結(jié)構(gòu)，通過對(duì)原竹空腔灌注纖維加強(qiáng)石膏并 插入木芯柱，使空心原竹桿件變成實(shí)心構(gòu)件，具有與木材類似的加工和強(qiáng)度特性，從根本 上克服原竹是空心結(jié)構(gòu)，易于劈裂的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是首先將原竹進(jìn)行防腐防蛀處理，然后將原竹根據(jù)建筑需要切割 成一定長(zhǎng)度的原竹桿件，向原竹桿件空腔內(nèi)灌注纖維加強(qiáng)石膏填料，并視需要插入木芯柱， 使空心原竹桿件變成實(shí)心構(gòu)件；構(gòu)建時(shí)，安裝一層的竹竿立柱，將竹竿立柱的底部用螺栓 固定在基礎(chǔ)梁預(yù)埋鐵件上，頂部與樓面木鎖口梁用螺栓固定， 一層竹竿立柱安裝完畢后， 再將二層的竹竿立柱分別用螺栓固定在二層鎖口梁和屋面鎖口梁上，為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移 剛度，分別將地梁、二層鎖口梁以及二層鎖口梁和屋面鎖口梁用木質(zhì)斜撐連接起來，在屋 面鎖口梁上安裝原竹屋架立柱和原竹屋架上弦，竹一木混合結(jié)構(gòu)的豎向承重體系及屋面結(jié) 構(gòu)施工完成；鋪設(shè)樓面竹梁、下墊梁并在樓面竹梁上鋪設(shè)地板，水平承重結(jié)構(gòu)施工完成；最后，在竹竿立柱墻體兩側(cè)鋪設(shè)竹篾笆并固定在竹竿立柱上，竹篾笆表面用防火砂漿抹灰 找平，竹一木混合結(jié)構(gòu)施工完成。 本發(fā)明的有益效果是
1) 、提高了原竹結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接的可靠性，能夠建造二層以上的永久性竹建筑，可以取 代磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)作為農(nóng)村住宅的主體結(jié)構(gòu)，還可以用于旅游 風(fēng)景區(qū)建設(shè)以及災(zāi)區(qū)重建；
2) 、自重輕，抗震性能好；
3) 、原竹桿件外圍的板材涂抹防火砂漿找平，防火性能滿足建筑使用要求；
4) 、只有少部分梁采用木材，大大減少了木材的使用量，保護(hù)森林資源；
5) 、建筑廢棄時(shí)產(chǎn)生的固體垃圾(主要是原竹)可以降解，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；
6) 、工藝簡(jiǎn)單，可以工廠化生產(chǎn)，造價(jià)較為低廉，減輕農(nóng)村群眾建房經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；
7) 、能夠帶動(dòng)竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)心原竹構(gòu)件剖面示意圖。
圖3是本發(fā)明的原竹立柱與基礎(chǔ)梁連接圖。
圖4是本發(fā)明的原竹立柱與樓面鎖口梁連接圖。
圖5是本發(fā)明的屋架與屋面鎖口梁連接圖。
圖6是本發(fā)明的樓面梁圖。
圖7是本發(fā)明的為樓面梁圖的l一l剖面圖。
圖8是本發(fā)明的樓面梁與基礎(chǔ)梁連接圖。
圖9是本發(fā)明的樓面梁與基礎(chǔ)梁連接圖的2 — 2剖面圖。
圖io是本發(fā)明的樓面梁與鎖口梁連接圖。
圖11是本發(fā)明的樓面梁與鎖口梁連接圖的3 — 3剖面圖。
圖中l(wèi).地梁，2.樓面竹梁，3.下墊梁，4.立柱，5.斜撐，6.樓面鎖口梁，7.篾笆， 8.粉刷層，9.屋面鎖口梁，IO.屋架立柱，ll.屋架上弦，12.固定螺栓，13.樓面板，14. 防火石膏板吊頂板，15.原竹空腔，16.空腔填料，17.芯柱，18.原竹竹壁，19.預(yù)埋鋼板， 20.預(yù)埋螺栓，2L橡膠墊片，22.鐵箍。
具體實(shí)施方式
首先將原竹進(jìn)行防腐防蛀處理，然后將原竹根據(jù)建筑需要切割成一定長(zhǎng)度的原竹桿 件，在鋼筋混凝土地梁1內(nèi)預(yù)埋鋼板19和預(yù)埋螺栓20 (如圖8、圖9所示)，將原竹立柱 4兩端空腔內(nèi)填入空腔填料16，塞入芯柱17 (圖3)，待空腔填料16達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，將 原竹立柱4下端開槽，卡入預(yù)埋鋼板19，在原竹立柱4下端與預(yù)埋鋼板19上開孔對(duì)應(yīng)的 位置上鉆孔，用固定螺栓12貫穿上述開孔后，兩端用螺母扭緊，從而把原竹立柱4固定 在鋼筋混凝土地梁1上(見圖3)， 一層原竹立柱4頂面芯柱內(nèi)扭入固定螺栓12，將橡膠 墊片21穿入固定螺栓12，樓面鎖口梁在與一層和二層原竹立柱4交匯處鉆孔，然后將其 放置在一層原竹立柱4頂面上，原竹立柱4頂面的固定螺栓12插入樓面鎖口梁鉆孔中， 露頭50毫米長(zhǎng)，用螺母扭緊，樓面鎖口梁安裝完畢；屋面鎖口梁9與二層原竹立柱4和 屋架立柱10交匯處鉆孔，將橡膠墊片21穿入二層原竹立柱4頂端固定螺栓12，然后將屋 面鎖口梁9放置在二層原竹立柱4頂面，二層原竹立柱4頂面的固定螺栓12插入屋面鎖 口梁9鉆孔中，在屋面鎖口梁頂面露頭50毫米長(zhǎng)，用螺母扭緊，二層原竹立柱4安裝完 畢；屋架立柱10下端固定螺栓12插入屋面鎖口梁鉆孔中，在屋面鎖口梁底面露頭50毫 米長(zhǎng)，用螺母扭緊，屋架上弦11與屋架立柱10對(duì)應(yīng)位置的原竹空腔15內(nèi)用空腔填料16 填滿，待空腔填料16達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后在與屋架立柱10對(duì)應(yīng)位置處鉆孔，然后把屋架上弦 11放置到屋架立柱10的頂面，屋架立柱10頂面的固定螺栓12穿入屋架上弦11的鉆孔并 露頭50毫米，用螺母扭緊。為增加結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度，將地梁l、樓面鎖口梁6、屋面鎖口 梁9用木質(zhì)斜撐5加固。將一層和二層原竹立柱4的兩側(cè)用竹篾笆7封閉起來，竹篾笆7 用鐵釘固定在原竹立柱4上，然后在竹籬笆外側(cè)用防火砂漿抹灰找平，"竹一木混合結(jié)構(gòu)" 的屋面和豎向承重骨架施工完成(如圖1所示)。
實(shí)心原竹構(gòu)件做法在空心原竹桿件上下開口端及其相鄰的空腔內(nèi)，填入纖維加強(qiáng)石 膏空腔填料16，隨即插入芯柱17，然后用鐵箍22固定，如圖2所示。待纖維加強(qiáng)石膏空 腔填料16達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，空心原竹構(gòu)件的兩端由空心變成實(shí)心，具有與木材類似的加 工和強(qiáng)度特性，提高節(jié)點(diǎn)連接的可靠性和耐久性。
為方便施工，提高施工效率， 一層原竹立柱4與二層原竹立柱4按交錯(cuò)方式和樓面鎖 口梁4連接，如圖4所示；屋架立柱10與二層原竹立柱4按交錯(cuò)方式和屋面鎖口梁9連 接，如圖5所示。
由于樓面竹梁抗彎剛度有限，所以，在樓面竹梁2底面附加一根方截面木質(zhì)下墊梁3， 通過螺栓12固定在樓面竹梁底面，木質(zhì)下墊梁3頂面鋪設(shè)防火石膏板吊頂14，保護(hù)樓面 竹梁2，如圖6所示。凡有螺栓12穿過的原竹梁空腔均應(yīng)實(shí)現(xiàn)用空腔填料16充填，如圖7所示。為減少應(yīng)力集中，在固定螺栓12穿過的位置上，樓面竹梁2底面與方截面木質(zhì)下 墊梁之間設(shè)橡膠墊片21，固定螺栓12穿過橡膠墊片21。
樓面竹梁及底面臥梁通過預(yù)埋螺栓20固定在基礎(chǔ)梁1的頂面(見圖8)，在預(yù)埋螺栓 20穿過的位置上，樓面竹梁底面與方截面木質(zhì)下墊梁之間設(shè)橡膠墊片21，預(yù)埋螺栓20穿 過橡膠墊片21 (見圖9)，在樓面竹梁頂面鋪設(shè)地板。
樓面竹梁及底面臥梁通過一層立柱4頂面的螺栓12固定在樓面鎖口梁6的頂面(見 圖IO)，在螺栓12穿過的位置上，樓面竹梁底面與方截面木質(zhì)下墊梁之間設(shè)橡膠墊片21， 固定螺栓12穿過橡膠墊片21 (見圖11)。
權(quán)利要求
1.一種房屋建筑的竹-木混合結(jié)構(gòu)，其特征是向切割成一定長(zhǎng)度的原竹桿件空腔內(nèi)灌注纖維加強(qiáng)石膏填料，插入木芯柱，使空心原竹桿件變成實(shí)心構(gòu)件；用此實(shí)心構(gòu)件作為一層的竹竿立柱，將竹竿立柱的底部用螺栓固定在基礎(chǔ)梁預(yù)埋鐵件上，頂部與樓面木鎖口梁用螺栓固定，再將二層的竹竿立柱分別用螺栓固定在二層鎖口梁和屋面鎖口梁上，在屋面鎖口梁上安裝原竹屋架立柱和原竹屋架上弦，構(gòu)成豎向承重體系及屋面結(jié)構(gòu)竹-木混合結(jié)構(gòu)；鋪設(shè)樓面竹梁、下墊梁并在樓面竹梁上鋪設(shè)地板；最后，在竹竿立柱墻體兩側(cè)鋪設(shè)竹篾笆并固定在竹竿立柱上，竹篾笆表面用纖維加強(qiáng)石膏抹灰找平，完成房屋建筑的竹-木混合結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的房屋建筑的竹一木混合結(jié)構(gòu)，其特征是分別將地梁、二層 鎖口梁以及二層鎖口梁和屋面鎖口梁用斜撐連接起來。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的房屋建筑的竹一木混合結(jié)構(gòu)，其特征是主體結(jié)構(gòu)所有原 竹桿件外圍用防火砂槳抹灰找平。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的房屋建筑的竹一木混合結(jié)構(gòu)，其特征是 一層原竹立柱與 二層原竹立柱按交錯(cuò)方式和樓面鎖口梁連接，屋架立柱與二層原竹立柱按交錯(cuò)方式和屋面 鎖口梁連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的房屋建筑的竹一木混合結(jié)構(gòu)，其特征是樓面竹梁底面與 下墊梁之間設(shè)置防火石膏吊頂板。
全文摘要
本發(fā)明是一種房屋建筑的竹-木混合結(jié)構(gòu)。它通過對(duì)原竹空腔灌注纖維加強(qiáng)石膏并插入木芯柱，使空心原竹桿件變成實(shí)心構(gòu)件，具有與木材類似的加工和強(qiáng)度特性，從根本上克服原竹是空心結(jié)構(gòu)，易于劈裂的缺點(diǎn)，然后，將處理后的原竹桿件與木材混合使用，形成輕型竹-木混合結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的所有原竹構(gòu)件都被防火材料和板材覆蓋，防火性能良好，從而拓展了原竹建筑的使用范圍，能夠建造二層以上的永久性竹建筑，不但可以取代磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)作為農(nóng)村住宅的主體結(jié)構(gòu)，還可以用于旅游風(fēng)景區(qū)建設(shè)以及災(zāi)區(qū)重建。本發(fā)明能夠顯著減少農(nóng)村住房建設(shè)對(duì)木材的需求，保護(hù)森林資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境?？梢怨S化生產(chǎn)，造價(jià)較為低廉。
文檔編號(hào)E04B1/30GK101408039SQ20081023360
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者楠 張, 柏文峰 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)