一种弧形结构用竹梁及其制造方法与流程

文档序号:17817256发布日期:2019-06-05 21:53
一种弧形结构用竹梁及其制造方法与流程

本发明涉及一种弧形结构用竹梁及其制造方法,尤其适用于力学性能要求高、跨度大的结构用梁构件,属于竹结构技术领域。



背景技术:

在国家出台的《绿色建筑行动方案》、《促进绿色建材生产和应用行动方案》、《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》等系列政策文件中,竹建筑、竹材已被明确列为绿色建筑和绿色建材的范畴。重组竹由于物理力学性能优良、高强度和绿色环保等特性,使其成为了我国目前最主要的竹制工程产品。但由于受竹模压设备的限制,往往生产的重组竹的跨度有限,一般不超过3m。为了适应更大跨度构件的要求,尤其是大跨度梁的要求,需要将重组竹进行接长。传统方法中一般采用指接的形式来接长,且指接梁的最终形式为直线。但这种直线梁的形式,在使用于大跨度梁构件时,由于指接接头受拉性能差,往往需要的构件截面尺寸大,梁构件的制造经济成本高。另外,在以往对重组竹的指接过程中,对于指接所应采取的尺寸模数也未相关规定。这些存在的问题导致重组竹在大跨度构件中难以进行推广和应用,重组竹目前仍主要应用于地板、家具、集装箱地板等非结构应用领域中。



技术实现要素:

本发明的目的是提出一种弧形结构用竹梁及其制造方法,是针对重组竹高强度、低模量的特性,以实现重组竹在大跨度空间结构中的安全应用,推进重组竹从地板、家具、集装箱地板等非结构应用领域向建筑结构应用领域的转变。通过提出一种弧形结构用竹梁及其制造方法,使梁构件中的指接部位处于受压状态,且规定梁指接的尺寸模数,在竹建筑结构中具有广阔的应用前景,具有十分重要的意义。

本发明提出的弧形结构用竹梁,由竹单元通过指接在长度方向接长,形成竹单元层,所述竹单元层之间的指接接头距离d为600~2000mm,所述竹单元层在高度方向进行胶合形成弧形梁,所述弧形梁的曲率半径R为30~50m、弯曲弧度a为0~30°。

所述竹单元是由热压或冷压工艺制造的重组竹,所述重组竹的密度为0.85~1.2g/cm3

所述指接的齿长记为c,c=30~50mm,齿距记为t,t=8~12mm,齿顶宽记为b1,b1=1~4mm,齿底宽记为b2,b2=3~5mm,齿顶宽b1与齿距t之比为0.1~0.15。

本发明提出的弧形结构用竹梁的制造方法,包括以下步骤:

(1)将原竹经过热压或冷压工艺制造成竹单元,竹单元的厚度为20~40mm、宽度为150~200mm、长度为1500~4000mm,竹单元的密度为0.85~1.2g/cm3

(2)将上述竹单元沿长度方向进行指接形成竹单元层,指接用的胶黏剂为间苯二酚,指接的齿长记为c,c=30~50mm,齿距记为t,t=8~12mm,齿顶宽记为b1,b1=1~4mm,齿底宽记为b2,b2=3~5mm,齿顶宽b1与齿距t之比为0.1~0.15,指接接头距离记为d,d=600~2000mm;

(3)将上述步骤(2)得到的竹单元层沿高度方向进行胶合形成直线梁,胶合的竹单元层数为5~20层,胶合的胶黏剂为间苯二酚;

(4)在步骤(3)得到的直线梁的底部设置一层薄木板,得到预弯曲弧形梁,薄木板3的密度为0.4~0.6g/cm3、厚度为10mm、宽度等于直线梁的宽度;

(5)根据预弯曲弧形梁最终弯曲的位置,设定固定支座的位置,固定支座为方钢管,固定支座的径向距离为500~1000mm;

(6)将步骤(4)的预弯曲弧形梁置于固定支座的上方,在预弯曲弧形梁的上方设置调节支座,采用木工夹从中间位置往两侧依次对预弯曲弧形梁进行弯曲,得到弧形梁初品,调节支座由50mm厚的木块和10mm厚的铁块组成,调节支座的数量与固定支座的数量相同,且在径线上一一对应;

(7)将步骤(6)得到的弧形梁初品进行养护,养护时间为48小时,养护温度为18~30℃,养护湿度为50~70%;

(8)将上述养护后的弧形梁初品进行脱模,拆卸掉木工夹、固定支座和调节支座,得到弧形梁成品,弧形梁的曲率半径R为30~50m、弯曲弧度a为0~30°。

本发明提出的一种弧形结构用竹梁及其制造方法,其优点是:

本发明的弧形结构用竹梁由竹单元在长度方向进行指接接长、在高度方向进行胶合而成,弧形梁的曲率半径R为30~50m、弯曲弧度a为0~30°,能够满足大跨度梁的要求。本发明的弧形结构用竹梁的制造方法采用原竹制造竹单元,再由竹单元通过指接、胶合、弯曲等工艺制造成弧形梁,制造工艺简便、制造成本低,且安全高效,可以实现重组竹在大跨度空间结构中的安全应用,在在建筑结构中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明弧形梁的结构示意图。

图2是本发明弧形梁指接的尺寸模数。

图3是本发明弧形梁制造过程中预弯曲弧形梁的结构示意图。

图4是本发明弧形梁制造过程中弧形梁初品的结构示意图。

图1、图3、图4中,1是竹单元,2是指接,3是薄木板,4是固定支座,5是调节支座中的木块,6是调节支座中的铁块。

图2中,c是齿长,t是齿距记,b1是齿顶宽,b2是齿底宽。

具体实施方式

本发明提出的一种弧形结构用竹梁,其结构如图1所示,它由竹单元1通过指接2在长度方向接长形成竹单元层,所述竹单元层之间的指接2接头距离d为600~2000mm,所述竹单元层在高度方向进行胶合形成弧形梁,所述弧形梁的曲率半径R为30~50m、弯曲弧度a为0~30°。

上述竹单元1是由热压或冷压工艺制造的重组竹,所述重组竹的密度为0.85~1.2g/cm3

上述指接2的齿长记为c,c=30~50mm,齿距记为t,t=8~12mm,齿顶宽记为b1,b1=1~4mm,齿底宽记为b2,b2=3~5mm,齿顶宽b1与齿距t之比为0.1~0.15,如图2所示。

本发明提出的弧形结构用竹梁的制造方法,如图3、4所示,包括以下步骤:

(1)将原竹经过热压或冷压工艺制造成竹单元1,竹单元1的厚度为20~40mm、宽度为150~200mm、长度为1500~4000mm,竹单元1的密度为0.85~1.2g/cm3

(2)将上述竹单元1沿长度方向进行指接形成竹单元层,指接用的胶黏剂为间苯二酚,指接2的齿长记为c,c=30~50mm,齿距记为t,t=8~12mm,齿顶宽记为b1,b1=1~4mm,齿底宽记为b2,b2=3~5mm,齿顶宽b1与齿距t之比为0.1~0.15,指接2接头距离记为d,d=600~2000mm,如图2中所示;

(3)将上述步骤(2)得到的竹单元层沿高度方向进行胶合形成直线梁,胶合的竹单元层数为5~20层,胶合的胶黏剂为间苯二酚;

(4)在步骤(3)得到的直线梁的底部设置一层薄木板3,得到预弯曲弧形梁,薄木板3的密度为0.4~0.6g/cm3、厚度为10mm、宽度等于直线梁的宽度;

(5)根据预弯曲弧形梁最终弯曲的位置,设定固定支座4的位置,固定支座4为方钢管,固定支座4的径向距离为500~1000mm;

(6)将步骤(4)的预弯曲弧形梁置于固定支座4的上方,在预弯曲弧形梁的上方设置调节支座,采用木工夹从中间位置往两侧依次对预弯曲弧形梁进行弯曲,得到弧形梁初品,调节支座由50mm厚的木块5和10mm厚的铁块6组成,调节支座的数量与固定支座4的数量相同,且在径线上一一对应;

(7)将步骤(6)得到的弧形梁初品进行养护,养护时间为48小时,养护温度为18~30℃,养护湿度为50~70%;

(8)将上述养护后的弧形梁初品进行脱模,拆卸掉木工夹、固定支座4和调节支座,得到弧形梁成品,弧形梁的曲率半径R为30~50m、弯曲弧度a为0~30°。

以下介绍本发明竹结构梁与梁的连接件及其连接方式的一个实施例:

弧形结构用竹梁,它由竹单元1通过指接2在长度方向接长形成竹单元层,所述竹单元层之间的指接2接头距离d为600mm,所述竹单元层在高度方向进行胶合形成弧形梁,所述弧形梁的曲率半径R为40m、弯曲弧度a为15°。所述竹单元1是由热压工艺制造的重组竹,所述重组竹的密度为0.90g/cm3。所述指接2的齿长c=40mm,齿距t=12mm,齿顶宽b1=1.5mm,齿底b2=3mm,齿顶宽b1与齿距t之比为0.125。

弧形结构用竹梁的制造方法,包括以下步骤:

(1)竹单元1是由原竹经过热压工艺制造的重组竹,竹单元1的厚度为40mm、宽度为150mm、长度为2500mm,密度为0.90g/cm3

(2)将上述竹单元1沿长度方向进行指接形成竹单元层,指接用的胶黏剂为间苯二酚,指接2的齿长c=40mm,齿距t=12mm,齿顶宽b1=1.5mm,齿底b2=3mm,齿顶宽b1与齿距t之比为0.125;

(3)将上述步骤(2)得到的竹单元层沿高度方向进行胶合形成直线梁,胶合的竹单元层数为5层,胶合的胶黏剂为间苯二酚;

(4)在步骤(3)得到的直线梁的底部设置一层薄木板3,得到预弯曲弧形梁,薄木板3的密度为0.52g/cm3、厚度为10mm、宽度等于直线梁的宽度;

(5)根据预弯曲弧形梁最终弯曲的位置,设定固定支座4的位置,固定支座4为方钢管,固定支座4的径向距离为800mm;

(6)将步骤(4)的预弯曲弧形梁置于固定支座4的上方,在预弯曲弧形梁的上方设置调节支座,采用木工夹从中间位置往两侧依次对预弯曲弧形梁进行弯曲,得到弧形梁初品,调节支座由50mm厚的木块5和10mm厚的铁块6组成,调节支座的数量与固定支座4的数量相同,且在径线上一一对应;

(7)将步骤(6)得到的弧形梁初品进行养护,养护时间为48小时,养护温度为22℃,养护湿度为65%;

(8)将上述养护后的弧形梁初品进行脱模,拆卸掉木工夹、固定支座4和调节支座,得到弧形梁成品,弧形梁成品中竹单元层之间的指接2接头距离记为d为600mm,弧形梁的曲率半径R为40m、弯曲弧度a为18°。

再多了解一些
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