專利名稱：一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種土木工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件，特別涉及一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，尤其適用于建筑工程、橋梁工程等。
背景技術(shù)：
我國竹資源豐富，共有竹類39屬、500多種，主要分布于福建、江西、湖南、浙江等 12個(gè)省(區(qū))的167個(gè)縣(市)，我國的竹林面積約占全世界竹林面積的1/4。竹材是綠色生態(tài)建材，其除了具有木材的優(yōu)良品種以外，還具有生長周期短的突出優(yōu)勢，開發(fā)利用竹材資源，對緩解我國木材供需矛盾，進(jìn)一步促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)化的形成，都有現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)的意義。目前，基于現(xiàn)代復(fù)合工藝的竹材加工技術(shù)較為成熟，產(chǎn)品豐富，有竹材膠合板、竹材集成材、竹材層積材、竹材重組材等多種形式，在運(yùn)輸、裝修、家具等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但目前為止，竹材在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用主要還停留在室內(nèi)裝飾和建筑模板、腳手板的范圍，竹材自身優(yōu)良的力學(xué)性能非常適合開發(fā)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中的梁、柱等受力構(gòu)件。竹材作為梁構(gòu)件的受力主要存在以下問題與不足由于竹梁的膠合特性，在剪力作用下，易發(fā)生剪切破壞，包括構(gòu)件兩端剪區(qū)的斜向撕裂破壞，以及中和軸附近沿著縱向水平的竹纖維層之間的層間剪切破壞，尤其當(dāng)構(gòu)件的高跨比較大時(shí)，剪切破壞常?？刂屏藰?gòu)件的最終失效；在彎矩作用下，竹梁的破壞一般始于下部受拉竹纖維的拉斷，竹材較高的抗壓強(qiáng)度得不到充分的發(fā)揮，竹材的彈性模量較小，其構(gòu)件的截面抗彎剛度較小，荷載作用下的撓度較大。只有防止竹梁構(gòu)件的剪切破壞，提高其抗彎承載力、截面剛度，才能進(jìn)一步提升竹材對建筑工程、橋梁工程等工程結(jié)構(gòu)的適用性，促進(jìn)其在竹結(jié)構(gòu)的應(yīng)用推廣。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有竹構(gòu)件的上述缺點(diǎn)和不足，將縱向纖維增強(qiáng)塑料筋(或縱向纖維增強(qiáng)塑料布)、豎向抗剪筋和竹材進(jìn)行復(fù)合，提供一種能廣泛應(yīng)用于土木建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，防止竹構(gòu)件的剪切破壞，提高其承載力及剛度，特別適用于建筑工程、 橋梁工程的梁結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，由竹材、縱向纖維增強(qiáng)塑料筋或縱向纖維增強(qiáng)塑料布和豎向抗剪筋共同組成，縱向纖維復(fù)合材料筋或縱向纖維增強(qiáng)塑料布位于竹材的內(nèi)部或底部，沿著構(gòu)件軸線方向，豎向抗剪筋在構(gòu)件兩端剪區(qū)間隔布置于竹材的內(nèi)部，并垂直于構(gòu)件軸線方向。所述的豎向抗剪筋的材料為竹條、木條、碳纖維增強(qiáng)塑料筋、玻璃纖維增強(qiáng)塑料筋、玄武巖纖維增強(qiáng)塑料筋、芳綸纖維增強(qiáng)塑料筋或鋼筋，其通過鉆孔植入竹材，并與竹材膠結(jié)為整體。所述的縱向纖維增強(qiáng)塑料筋為竹材所包裹，縱向纖維增強(qiáng)塑料筋在竹材壓制前植入竹坯料相應(yīng)位置，二者通過壓制膠結(jié)形成整體。[0010]所述的縱向纖維增強(qiáng)塑料布可為一層或多層，其寬度小于等于竹材的寬度，通過膠結(jié)與竹材壓制形成整體。所述的竹材是竹篾或竹絲束，其竹纖維方向與構(gòu)件軸線方向一致。竹篾厚度為 0. 8mm 1. 2mm,寬度為IOmm 20mm，長度可根據(jù)需要變化；竹絲束是將竹材疏解成通長的、相互交聯(lián)并保持纖維原有排列方式的疏松網(wǎng)狀纖維束；竹材的含水率應(yīng)控制在15%以下。所述的縱向纖維增強(qiáng)塑料筋或縱向纖維增強(qiáng)塑料布的材料是碳纖維增強(qiáng)塑料、玄武巖纖維增強(qiáng)塑料、玻璃纖維增強(qiáng)塑料、芳綸纖維增強(qiáng)塑料或混雜纖維增強(qiáng)塑料中一種。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在豎向抗剪筋對竹結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抗剪增強(qiáng)，提高了其抗剪承載力，并加強(qiáng)了各層竹纖維在豎向之間的聯(lián)系，提高其共同工作的整體性，避免了中和軸附近沿著縱向水平的竹纖維層之間的層間剪切破壞；縱向纖維增強(qiáng)塑料筋(或縱向纖維增強(qiáng)塑料布)對竹結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抗彎增強(qiáng)，提高了剛度及抗彎承載力；不改變原竹結(jié)構(gòu)的工藝、外觀及使用性能，保持原竹結(jié)構(gòu)的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于建筑工程、橋梁工程的梁構(gòu)件。

以下附圖僅旨在于對本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。圖1是配置縱向纖維增強(qiáng)塑料筋和豎向抗剪筋的增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件的立面圖；圖2是配置縱向纖維增強(qiáng)塑料筋和豎向抗剪筋的增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件的斷面圖 A-A ；圖3是配置縱向纖維增強(qiáng)塑料布(位于竹材內(nèi)部)和豎向抗剪筋的增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件的立面圖；圖4是配置縱向纖維增強(qiáng)塑料布(位于竹材內(nèi)部)和豎向抗剪筋的增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件的斷面圖A-A;圖5是配置縱向纖維增強(qiáng)塑料布(位于竹材底部)和豎向抗剪筋的增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件的立面圖；圖6是配置縱向纖維增強(qiáng)塑料布(位于竹材底部)和豎向抗剪筋的增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件的斷面圖A-A。在附圖中，1為竹材，21為縱向纖維復(fù)合材料筋，22為縱向纖維增強(qiáng)塑料布，3為豎向抗剪筋。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1至圖6所示，本實(shí)用新型提供一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件， 由竹材1、縱向纖維增強(qiáng)塑料筋21或縱向纖維增強(qiáng)塑料布22和豎向抗剪筋3共同組成，縱向纖維復(fù)合材料筋21或縱向纖維增強(qiáng)塑料布22位于竹材1的內(nèi)部或底部，沿著構(gòu)件軸線方向，豎向抗剪筋3在構(gòu)件兩端剪區(qū)間隔布置于竹材1的內(nèi)部，并垂直于構(gòu)件軸線方向。所述的豎向抗剪筋3的材料為竹條、木條、碳纖維增強(qiáng)塑料筋、玻璃纖維增強(qiáng)塑料筋、玄武巖纖維增強(qiáng)塑料筋、芳綸纖維增強(qiáng)塑料筋或鋼筋，其通過鉆孔植入竹材1，并與竹材 1膠結(jié)為整體。所述的縱向纖維增強(qiáng)塑料筋21為竹材1所包裹，縱向纖維增強(qiáng)塑料筋21在竹材 1壓制前植入竹坯料相應(yīng)位置，二者通過壓制膠結(jié)形成整體。所述的縱向纖維增強(qiáng)塑料布22可為一層或多層，其寬度小于等于竹材1的寬度， 通過膠結(jié)與竹材1壓制形成整體。具體實(shí)施是先對浸膠、干燥后的竹篾或竹絲束進(jìn)行組坯，在組坯時(shí)，同時(shí)將浸膠的縱向纖維增強(qiáng)塑料筋21或縱向纖維增強(qiáng)塑料布22，沿著構(gòu)件軸線方向布置于竹材1的內(nèi)部或底部，隨后進(jìn)行壓制膠結(jié)，待膠完全固化后，在構(gòu)件兩端剪區(qū)間隔鉆孔，鉆孔尺寸較豎向抗剪筋3的尺寸大2 5mm，灌入樹脂膠，植入豎向抗剪筋3，待樹脂膠固化后，即完成增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件的制作。實(shí)施例一如圖1、圖2，一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，由竹材1、縱向纖維增強(qiáng)塑料筋21和豎向抗剪筋3共同組成，縱向纖維復(fù)合材料筋21位于竹材1的內(nèi)部，沿著構(gòu)件軸線方向，豎向抗剪筋3在構(gòu)件兩端剪區(qū)間隔布置于竹材1的內(nèi)部，并垂直于構(gòu)件軸線方向。實(shí)施例二 如圖3、圖4，一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，由竹材1、縱向纖維增強(qiáng)塑料布22和豎向抗剪筋3共同組成，縱向纖維增強(qiáng)塑料布22位于竹材1的內(nèi)部，沿著構(gòu)件軸線方向，豎向抗剪筋3在構(gòu)件兩端剪區(qū)間隔布置于竹材1的內(nèi)部，并垂直于構(gòu)件軸線方向。實(shí)施例三如圖5、圖6，一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，由竹材1、縱向纖維增強(qiáng)塑料布22和豎向抗剪筋3共同組成，縱向纖維增強(qiáng)塑料布22位于竹材1的底部，沿著構(gòu)件軸線方向，豎向抗剪筋3在構(gòu)件兩端剪區(qū)間隔布置于竹材1的內(nèi)部，并垂直于構(gòu)件軸線方向。
權(quán)利要求1.一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，由竹材(1)、縱向纖維增強(qiáng)塑料筋或縱向纖維增強(qiáng)塑料布0 和豎向抗剪筋C3)共同組成，縱向纖維復(fù)合材料筋或縱向纖維增強(qiáng)塑料布 (22)位于竹材(1)的內(nèi)部或底部，沿著構(gòu)件軸線方向，豎向抗剪筋(3)在構(gòu)件兩端剪區(qū)間隔布置于竹材(1)的內(nèi)部，并垂直于構(gòu)件軸線方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，其特征在于豎向抗剪筋(3)的材料為竹條、木條、碳纖維增強(qiáng)塑料筋、玻璃纖維增強(qiáng)塑料筋、玄武巖纖維增強(qiáng)塑料筋、芳綸纖維增強(qiáng)塑料筋或鋼筋，其通過鉆孔植入竹材(1)，并與竹材(1)膠結(jié)為整體。
3.如權(quán)利要求1、2所述的一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，其特征在于縱向纖維增強(qiáng)塑料筋(21)為竹材⑴所包裹，縱向纖維增強(qiáng)塑料筋在竹材⑴壓制前植入竹坯料相應(yīng)位置，二者通過壓制膠結(jié)形成整體。
4.如權(quán)利要求1、2所述的一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，其特征在于縱向纖維增強(qiáng)塑料布(22)可為一層或多層，其寬度小于等于竹材(1)的寬度，通過膠結(jié)與竹材(1)壓制形成整體。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種增強(qiáng)復(fù)合型竹構(gòu)件，由竹材(1)、縱向纖維增強(qiáng)塑料筋(21)或縱向纖維增強(qiáng)塑料布(22)和豎向抗剪筋(3)共同組成，縱向纖維復(fù)合材料筋(21)或縱向纖維增強(qiáng)塑料布(22)位于竹材(1)的內(nèi)部或底部，沿著構(gòu)件軸線方向，豎向抗剪筋(3)在構(gòu)件兩端剪區(qū)間隔布置于竹材(1)的內(nèi)部，并垂直于構(gòu)件軸線方向。本實(shí)用新型防止了竹構(gòu)件的剪切破壞，提高其承載力及剛度，特別適用于建筑工程、橋梁工程的梁結(jié)構(gòu)。
文檔編號E01D19/00GK202247672SQ20112038783
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者張齊生, 李國芬, 王立彬, 蔣身學(xué), 魏洋, 黃凱健 申請人:南京林業(yè)大學(xué)