轻质高强装配式竹质组合柱的制作方法

本实用新型涉及建筑结构领域中的基本构件，尤其是涉及一种轻质高强的装配式竹质组合柱。

背景技术：

在建筑结构领域，常根据结构要求进行柱的截面设计，实心截面方柱构造简单、加工方便，但材料消耗大、构件笨重、成本高；而通过截面组合形成的工字形、箱形、H形等非实心截面的柱，能有效提高材料的利用率，降低结构自重和材料成本，是未来的发展方向。在木结构建筑中，为了保证木柱承载的安全性，通常将木柱设计成实心截面。相比木材，竹材具有较高的强重比，其顺纹抗压强度比相同密度的木材高10％左右。利用竹材制造的重组竹，能充分合理利用竹材纤维的固有特性，既保证了竹材的高利用率，又保留了竹材原有的物理力学性能，因此重组竹强度高、性能稳定、离散性小，是一种理想的承重结构用材。然而，重组竹方材直接作为承重结构柱使用时，因其自重较大，顺纹方向存在力学性能过剩的现象，同时对加工设备的要求高，以致应用受到限制。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的是实心截面重组竹方柱自重大、力学性能过剩、材料成本高、加工困难的技术问题，提供一种强度高、刚度大、整体性好、稳定可靠的可装配式竹质组合柱，并在满足承载要求的条件下，降低结构自重和材料成本，实现材料的高效利用。

为了解决上述技术问题，本实用新型主要通过以下技术方案予以实现：

一种轻质高强装配式竹质组合柱，由左右翼缘、上下翼缘、腹板以及竹钉构成，所述左翼缘和右翼缘为左右两块尺寸相同的竖板，所述上翼缘和下翼缘为上下两块尺寸相同的横板，所述腹板为两块横板之间的竖板。

所述左右翼缘、上下翼缘、腹板以及竹钉均由重组竹板材加工而成，所述左右翼缘、上下翼缘以及腹板的厚度相同。

所述左右翼缘、上下翼缘和腹板之间依靠钉胶结合进行连接，即部件胶合的同时钉入涂胶的竹钉，所述胶为结构用聚氨酯胶，所述竹钉采用过盈配合，过盈量0.05～0.1mm，竹钉排列采用齐列布置，1/2钉杆表面涂胶，所述左右翼缘、上下翼缘和腹板需根据设计图纸进行预钻孔，孔深与竹钉长度相等。

所述上下翼缘与所述腹板进行连接构成H形柱，H形截面高度与所述上下翼缘的宽度相等，所述左右翼缘与H形柱进行连接构成竹质组合柱，竹质组合柱的截面高度与所述左右翼缘的宽度相等。

在相同约束条件下，相比原H形截面，所述竹质组合柱截面对弱轴方向的回转半径增大，强轴方向的回转半径减小，即对两个主轴方向的长细比差异减小，提高了竹质组合柱的稳定可靠性。

所述竹质组合柱可根据承载要求增大截面，即在所述左右翼缘的宽度方向两侧连接新的翼缘，层层围合以增大竹质组合柱的截面。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的轻质高强装配式竹质组合柱，各部件的厚度统一，降低了对原材料的尺寸要求，简化了加工工序，提高了生产效率。

本实用新型提出的轻质高强装配式竹质组合柱，采用钉胶结合连接各部件，连接节点具有较好的抗拔和抗剪性能，有效地保证竹质组合柱的整体性，使各部件发挥协同作用。

本实用新型提出的轻质高强装配式竹质组合柱，在其对称部件的竹钉互相错位，降低了应力集中对竹质组合柱承载性能的影响。

本实用新型提出的轻质高强装配式竹质组合柱，在满足承载要求的条件下，降低了结构自重和材料成本，提高材料的利用效率，避免实心截面重组竹方柱的力学性能过剩，且可工厂预制化生产，大大缩短建筑的施工周期。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述轻质高强装配式竹质组合柱的一种截面示意图；

图2为本实用新型实施例所述轻质高强装配式竹质组合柱的结构示意图；

图3为图2中本实用新型实施例所述轻质高强装配式竹质组合柱的A-A剖面图；

图4为本实用新型实施例所述轻质高强装配式竹质组合柱的装配示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步阐述如下：

如图1-4所示，本实用新型公开了一种轻质高强装配式竹质组合柱，由左翼缘1、右翼缘2、上翼缘3、下翼缘4、腹板5以及竹钉6构成，左翼缘1和右翼缘2为左右两块尺寸相同的竖板，上翼缘3和下翼缘4为上下两块尺寸相同的横板，腹板为两块横板之间的竖板，且左翼缘1、右翼缘2、上翼缘3、下翼缘4和腹板5的厚度相同。

左翼缘1、右翼缘2、上翼缘3、下翼缘4、腹板5以及竹钉6均由重组竹板材加工而成，各部件之间采用钉胶结合进行连接，即部件胶合的同时钉入涂胶的竹钉6，1/2钉杆表面涂胶，胶为结构用聚氨酯胶，左翼缘1、右翼缘2、上翼缘3、下翼缘4和腹板5需根据设计图纸进行预钻孔7，用于竹钉6连接。

上翼缘3、下翼缘4与腹板5连接构成H形柱，H形截面高度与所述上翼缘3、下翼缘4的宽度相等，左翼缘1、右翼缘2与H形柱进行连接构成竹质组合柱，其截面高度与所述左翼缘1、右翼缘2的宽度相等。

在相同约束条件下，相比原H形截面，竹质组合柱截面对弱轴方向的回转半径增大，强轴方向的回转半径减小，即对两个主轴方向的长细比差异减小，稳定可靠性提高。

竹质组合柱可根据承载要求增大截面，即在左翼缘1和右翼缘2的宽度方向两侧连接新的翼缘，层层围合以增大所述竹质组合柱的截面。

本实用新型的轻质高强装配式竹质组合柱，具体加工方法的步骤包括：

a、分析竹质组合柱构件数据并计算材料清单，将重组竹板材锯切成所需尺寸的板件：左翼缘1、右翼缘2、上翼缘3、下翼缘4和腹板5，同时加工制作竹钉6。

b、通过砂光机对左翼缘1、右翼缘2、上翼缘3、下翼缘4和腹板5进行定厚双面砂光，根据设计图纸对板件进行预钻孔7，用于竹钉6连接，连接采用过盈配合，过盈量0.05～0.1mm，孔深与竹钉6的长度相等。

c、按由内到外的顺序进行竹质组合柱装配，即上翼缘3、下翼缘4与腹板5通过钉胶结合连接构成H形柱，胶为结构用聚氨酯胶，部件胶合为单面涂胶，竹钉6为1/2钉杆表面涂胶，可选择是否采用夹具或压机进行固定；

d、固化完全后，H形柱与左翼缘1、右翼缘2通过钉胶结合进行连接，可选择是否采用夹具或压机进行固定；

e、固化完全后，经过养生、表面修整和齐头处理，制造出轻质高强装配式竹质组合柱产品，最后检验、编号、包装入库。

以上仅为本实用新型的优选实施例，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可获得更多形式的具体变换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的保护范围为准。