專利名稱：竹索結(jié)構(gòu)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程當(dāng)中結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，涉及一種新型的竹索結(jié)構(gòu)單元。
背景技術(shù)：
竹結(jié)構(gòu)在現(xiàn)在的建筑當(dāng)中應(yīng)用越來越廣，許多小型的建筑已經(jīng)用竹結(jié)構(gòu)建造。竹結(jié)構(gòu)有著環(huán)保，輕質(zhì)同時(shí)具有比較強(qiáng)的軸向拉壓力學(xué)性能，所以在一些臨時(shí)性的建筑，或者比較小型的建筑當(dāng)中應(yīng)用比較廣泛。同時(shí)竹結(jié)構(gòu)建筑的建造方式也比較簡單，節(jié)點(diǎn)處理相對普通的混凝土以及鋼結(jié)構(gòu)來說也容易很多，這使得竹結(jié)構(gòu)小型建筑的建造速度也比較快。雖然竹結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)有比較廣泛的應(yīng)用，但是目前其應(yīng)用還是限制在比較小型的臨時(shí)建筑當(dāng)中，很少有跨度比較大的竹結(jié)構(gòu)建筑，很大原因是由于竹材本身的特點(diǎn)很難作出可以應(yīng)用在跨度比較大的結(jié)構(gòu)當(dāng)中的大跨承重構(gòu)件。世博會當(dāng)中的印度館的穹頂是用竹材制作的，其利用竹材互相的編制形成了大跨竹結(jié)構(gòu)，但是做法比較麻煩，沒有廣泛的適用性。所以設(shè)計(jì)一種新的可以使竹結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍拓展到跨度較大的建筑當(dāng)中的竹結(jié)構(gòu)承載構(gòu)件十分重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種新型的竹索結(jié)構(gòu)單元，此單元可以用在竹結(jié)構(gòu)建筑跨度較大的承重處，使竹材能應(yīng)用在較大型的建筑中。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
為了滿足大跨度的要求，并充分發(fā)揮竹材的順紋抗拉壓性能，將竹材彎成拱狀，如果跨度過大，可將多段竹桿按照曲率彎好的竹桿利用連接件連接起來，形成一個(gè)完整的拱。其中兩段竹桿的連接采用中間插入彎曲的鋼構(gòu)件，并在竹桿連接處對稱打上銷釘，穿過鋼構(gòu)件，同時(shí)在連接處澆筑水泥砂漿用來固定鋼構(gòu)件。為了抵抗竹拱兩腳處的水平推力，在兩腳當(dāng)中用鋼索拉結(jié)。鋼套件套在竹拱的腳上，內(nèi)部澆筑水泥砂漿，鋼索錨固在鋼構(gòu)件上。本發(fā)明主要是利用原竹的抗拉壓能力，將原竹利用連接件做成大跨度的拱結(jié)構(gòu)，并在兩腳處利用鋼索拉結(jié)使其形成自平衡的竹索單元。此單元可以很多榀共同使用，作為大跨建筑穹頂?shù)墓羌堋?br> 本發(fā)明提出的一種竹索結(jié)構(gòu)單元，包括竹桿、鋼索、水泥砂漿、第一鋼構(gòu)件、第二鋼構(gòu)件、鋼銷釘和錨具，其中:所述多段竹桿根據(jù)要求的跨度，彎成適當(dāng)曲度；第一鋼構(gòu)件的兩端分別插入相鄰的兩段竹桿的端部連接處，兩段竹桿的端部連接處與第一鋼構(gòu)件通過鋼銷釘固定，且兩段竹桿的連接處內(nèi)壁與第一鋼構(gòu)件的連接處通過水泥砂漿固定；多段竹桿依次連接構(gòu)成拱形竹桿；拱形竹桿的竹拱腳上套有第二鋼構(gòu)件，且拱形竹桿的竹拱腳與第二鋼構(gòu)件連接處通過水泥砂漿固定，拱形竹桿的兩個(gè)竹拱腳之間通過鋼索連接，所述鋼索通過錨具固定于竹拱腳 上。
本發(fā)明中，所述第一鋼構(gòu)件為兩段相鄰的竹桿在連接處的彎曲度彎成適當(dāng)曲度的鋼管。本發(fā)明中，所述第一鋼構(gòu)件和竹桿的端部連接處預(yù)留有銷釘孔。本發(fā)明中，所述鋼銷釘自上而下依次穿過竹桿的端部連接處的銷釘孔和第一鋼構(gòu)件上的預(yù)留銷釘孔，再從竹桿的端部連接處處的另一側(cè)的預(yù)留銷釘孔處穿出，且所述鋼銷釘與竹桿和第一鋼構(gòu)件垂直布置。本發(fā)明中，所述第二鋼構(gòu)件為鋼套件。根據(jù)跨度需要，確定竹拱的形狀及具體尺寸。講竹桿彎成所需要的形狀，將直徑小于竹桿的第一鋼構(gòu)件伸入竹桿深處，避免與竹節(jié)處接觸，并插上鋼銷釘將第一鋼構(gòu)件固定，將兩段竹桿連接。為了更好地固定第一鋼構(gòu)件，將連接處的竹桿內(nèi)澆筑水泥砂漿。從而組成完整地竹拱。將第二鋼構(gòu)件即鋼套套在兩個(gè)拱腳處，再將鋼索利用錨具固定好，最后將第二鋼構(gòu)件內(nèi)澆筑水泥砂漿用來固定竹拱，從而形成完整地竹索結(jié)構(gòu)單元。本發(fā)明具有以下有益效果:
可以作為大跨結(jié)構(gòu)的穹頂骨架構(gòu)件，類似于屋架構(gòu)件應(yīng)用在跨度比較大的竹結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中，拓展了竹結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用范圍。


圖1是本發(fā)明的整體示意圖。圖2是本發(fā)明中竹拱連接節(jié)點(diǎn)示意圖。

圖3是本使用新型竹拱拱腳示意圖。圖4是本發(fā)明在大跨屋蓋的應(yīng)用示意圖。圖5是本發(fā)明在大跨穹頂上的應(yīng)用示意圖。圖6是本發(fā)明在大跨結(jié)構(gòu)頂蓋中的應(yīng)用示意圖。圖7是本發(fā)明在懸挑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用示意圖。圖中標(biāo)號:1為竹桿，2為鋼索,3為第一鋼構(gòu)件,4為銷釘,5為水泥砂衆(zhòng),6為第二鋼構(gòu)件，7為錨具。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1:一種竹索結(jié)構(gòu)單元，如圖1所示包括竹桿1、鋼索2、第一鋼構(gòu)件3、銷釘
4、水泥砂漿5、第二鋼構(gòu)件6、錨具7。如圖1所示為一個(gè)完整的竹索結(jié)構(gòu)單元。圖2為竹桿之間的連接節(jié)點(diǎn)。第一鋼構(gòu)件3與竹桿I上預(yù)留銷釘孔，銷釘4穿過竹桿I上預(yù)留的銷釘孔，再穿過第一鋼構(gòu)件3，再從竹桿I另一側(cè)的銷釘孔穿出，其插入方向與第一鋼構(gòu)件3和竹桿I垂直，銷釘4由上自下依次插入到第一鋼構(gòu)件3和竹桿I中，如圖2所示。圖3為竹拱腳的節(jié)點(diǎn)示意圖。第二鋼構(gòu)件6套在竹拱腳上，并在空隙位置澆筑水泥砂漿5來固定竹拱澆筑水泥砂漿5之前利用錨具7將鋼索錨固在第二鋼構(gòu)件6上。如圖4所示，將竹索結(jié)構(gòu)單元幾榀并排放置，并將每榀連接固定形成整體，可作為大跨屋蓋的骨架進(jìn)行使用。如圖5所示，將各榀竹索結(jié)構(gòu)單元以頂點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)放置，邊緣用環(huán)形桿件連接成一個(gè)整體，頂點(diǎn)綁扎在一起，從而形成大跨穹頂?shù)墓羌?。如圖6所示，此為超大跨結(jié)構(gòu)頂蓋的應(yīng)用。首先將若干榀竹索結(jié)構(gòu)單元在端部固定在鋼環(huán)上，并用環(huán)形連接桿件將各榀竹索結(jié)構(gòu)單元固定，形成一個(gè)整體。如圖7所示，將幾榀竹索結(jié)構(gòu)單元豎直并排放置，上端部利用桿件將其連接在一起，下端部錨固在地面上形成懸挑棚式結(jié)構(gòu)。上述的對實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明產(chǎn)品。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例作出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種竹索結(jié)構(gòu)單元，包括竹桿、鋼索、水泥砂漿、第一鋼構(gòu)件、第二鋼構(gòu)件、鋼銷釘和錨具，其特征在于所述多段竹桿根據(jù)要求的跨度，彎成適當(dāng)曲度；第一鋼構(gòu)件的兩端分別插入相鄰的兩段竹桿的端部連接處，兩段竹桿與第一鋼構(gòu)件通過鋼銷釘固定，且兩段竹桿的連接處內(nèi)壁與第一鋼構(gòu)件通過水泥砂漿固定；多段竹桿依次連接構(gòu)成拱形竹桿；拱形竹桿的竹拱腳上套有第二鋼構(gòu)件，且拱形竹桿的竹拱腳與第二鋼構(gòu)件連接處通過水泥砂漿固定，拱形竹桿的兩個(gè)竹拱腳之間通過鋼索連接，所述鋼索通過錨具固定于竹拱腳上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的竹索結(jié)構(gòu)單元，其特征在于所述第一鋼構(gòu)件為根據(jù)兩段相鄰的竹桿在連接處的彎曲度彎成適當(dāng)曲度的鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的竹索結(jié)構(gòu)單元，其特征在于所述第一鋼構(gòu)件和竹桿的端部連接處預(yù)留有銷釘孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的竹索結(jié)構(gòu)單元，其特征在于所述鋼銷釘自上而下依次穿過竹桿的端部連接處的預(yù)留銷釘孔和第一鋼構(gòu)件上的預(yù)留銷釘孔，再從竹桿的另一側(cè)的預(yù)留銷釘孔處穿出，且所述鋼銷釘與竹桿和第一鋼構(gòu)件垂直布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的竹索結(jié)構(gòu)單元，其特征在于所述第二鋼構(gòu)件為鋼套件。
全文摘要
本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，涉及一種新的可以廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式——竹索結(jié)構(gòu)單元。該結(jié)構(gòu)單元包括竹桿、鋼索，所述的竹桿之間通過第一鋼構(gòu)件、銷釘、水泥砂漿根據(jù)跨度要求相連成拱形。竹拱兩個(gè)腳點(diǎn)通過第二鋼構(gòu)件與水泥砂漿與鋼索相連。鋼索通過錨具錨固在鋼構(gòu)件上。本發(fā)明所提出的結(jié)構(gòu)形式可以被應(yīng)用在許多需要大跨度構(gòu)件當(dāng)中，利用竹拱將外加荷載轉(zhuǎn)化成軸向力并通過鋼索的拉結(jié)提供反力，形成一種自平衡的結(jié)構(gòu)體系。
文檔編號E04B1/32GK103255836SQ20131016167
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者傅宇光, 邵本順, 符申超, 陳世鳴, 王鵬 申請人:同濟(jì)大學(xué)