专利名称：竹材住宅建筑的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及到住宅建筑结构领域，特指一种竹材住宅建筑。
背景技术：
现有的住宅建筑结构主要是以钢结构、混凝土结构或钢筋混凝土结构为主，冶金和水泥工业历来属于高能耗、高污染产业，钢材和水泥的生产需要消耗大量能源和不可再生的自然资源，同时产生大量的废水、废气和废渣，严重影响了生态环境，不符合可持续发展的要求。因而这些结构的住宅建筑，往往具有结构复杂、成本高、占用空间大、施工难度大、施工周期长等缺点。因此越来越多的人士提倡采用天然、环保、可再生的有机材料经过现代工艺加工、制作成为结构构件，逐步取代钢材和水泥使用，并认为其是实现建筑业可持续发展的必经之路，逐步使其成为保证人类社会可持续性发展的重要契机。目前，在建筑领域使用最多的天然、可再生的有机材料是木材。
建筑上使用的木材主要分为两类。一类是原木以及利用原木经过锯、刨加工制成的木方、木板等。采用原木及其制品建造木结构，在我国有悠久的历史。木结构具有加工方便、建造简单、美观大方、适用性好等优点。但在我国由于森林资源匮乏，国家对木材砍伐控制严格，即便是人工造林，由于木材成材期长，因此原木来源即为有限，不可能大量建造木结构。另一类是胶合木，这种材料一般为板材，利用粘结剂和加压成型工艺，将尺寸较小的木板结合成尺寸相对较大的木板。胶合木一般只能用于室内装修或作模板使用。但在北美，胶合木板在木结构的主要墙板和楼板中应用非常广。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低廉、施工难度小、施工周期短、具有较好环保性的竹材住宅建筑。
为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为一种竹材住宅建筑，其特征在于它由下至上依次包括基础、墙体、楼盖以及屋顶，所述基础为竹筋混凝土或钢筋混凝土结构，墙体和楼盖采用竹材构件或竹木组合构件，楼盖的周边由墙体支撑，所述墙体的竹材构件包括顶梁板、底梁板、设置于顶梁板和底梁板之间的墙骨柱以及覆盖于墙骨柱外侧的墙面板，所述楼盖的竹材构件包括数根楼盖搁栅和采用竹基板材的楼面板，楼盖搁栅布置于顶梁板中，楼面板盖设于楼盖搁栅上。
所述顶梁板为单层顶梁板或双层顶梁板。
所述屋顶采用竹材或木材桁架，桁架的上弦杆由棱形竹材条或木条连接，桁架上盖设有竹胶合板，竹胶合板上铺设有屋面材料。
所述墙体的墙骨柱通过角钢与基础相连。
所述每两根楼盖搁栅之间设有连续竹底撑、搁栅横撑或剪力撑。
所述墙面板与墙骨柱之间设有防潮纸，墙面板底部与基础之间用密封胶胶结，所述底梁板上设有用来作为地板的底板，底板与基础之间设有聚乙烯密封条。
所述墙体和楼盖的竹材构件采用竹胶板、竹板竹木复合人造板、夹芯结构竹胶合板、空芯结构竹胶合板、竹筋石膏板或竹筋水泥板。
与现有技术相比，本发明的优点就在于，本发明的竹材住宅建筑因其以竹材为主要原料，竹材的成长周期短，产量大，因此利用竹材可以作为木材的替代材料用于临时住所的搭建，以减少对森林无节制的砍伐，保护环境，特别适合社会、经济和环境的可持续性发展，因此采用竹材作为原料的住宅建筑具有以下优点1、施工期短施工周期只需3～4个月，是传统房屋的1/2或1/4，消费者即可投入使用，也可为开发商提供最快的资金回笼时间(砖混结构的工期为6～10个月，完工时还不含装修)。另外，正是因为竹材住宅建筑只需很短的时间即可安装完成，因此这种效率对自然灾害救助、快速减少伤亡或恢复灾区人民生活非常重要。
2、竹材是很好的电绝缘体，有低传导性，其保温性能好，消费者可以节省电费和煤气费。
3、轻型竹结构因其结构的特点，使得建筑物的内部结构能灵活布置。结构外墙的竹基层上，可采用不同的装饰材料(无论是湿作业的粉刷，面砖还是干作业的挂板)，丰富了外立面，可满足开发商多种设计风格和消费者的不同个性需求。
4、竹结构有很高的强度-重量比竹结构的质量轻、弹性好、强度高、韧性大，对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力，在所有结构中具有良好的抗震性。
5、不易损坏又易于维修其所有管线均在墙体或楼板内，有预留的维修口，且基本不易发生维修问题。
6、耐腐蚀性对竹材的皱缩和预处理可增加竹建筑的耐用性和抗损坏性能。竹材对许多化学物质具有耐腐蚀性，许多竹种天生耐腐烂及虫害。经过适当处理的竹材使用寿命可达30年之久，而且竹材种类的精心选择、防腐处理、辅助材料的使用以及老化或损坏部分的定期更换等等都能增加竹房屋的耐用性。
7、稳定性竹材一旦达到平衡含水率，其尺寸变化会很小，具很高平衡性和低收缩性，竹结构具有长期投资保值效益。
8、对社会的环保效应在各种结构体原材料的采掘、生产、运输、建造过程中，竹结构对水、空气、土壤、人的污染和破坏最小，这也是各国各界人士越来越重视的一个重要原因。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明中墙体与基础的连接示意图；图3是本发明中墙体的结构示意图；图4是本发明墙体转角处的结构示意图；图5是本发明中墙体与楼盖搁栅的连接示意图；图6是本发明中楼盖搁栅与剪力撑连接的放大示意图。
图例说明1、基础 2、墙体3、楼盖 4、顶梁板5、底梁板6、墙骨柱7、墙面板8、楼盖搁栅9、楼面板10、桁架11、竹胶合板 12、角钢13、自攻螺钉 14、剪力撑15、防潮纸 16、聚乙烯密封条17、密封胶 18、岩棉毡19、底板 20、屋顶具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的竹材住宅建筑，它由下至上依次包括基础1、墙体2、楼盖3以及屋顶20，各构件之间的连接采用铁钉、螺钉和胶结等方式，同时辅以特制的连接件和纤维增强塑料层(FRP)以保持整体性。其中，基础1为竹筋混凝土或钢筋混凝土结构，墙体2和楼盖3采用竹材构件或竹木组合构件，其主要优点是楼盖3和墙体2可以分开建造，因此已建成的楼盖3可以作为上部墙体2施工时的工作平台，而竹材构件也可在其他地方先拼装好，再运到施工现场就位，缩短了施工时间，提高了施工的效率。楼盖3的周边由墙体2支撑，墙体2的竹材构件包括顶梁板4、底梁板5、设置于顶梁板4和底梁板5之间的墙骨柱6以及覆盖于墙骨柱6外侧的墙面板7，顶梁板4可根据需要采用单层顶梁板或双层顶梁板，承重墙的墙骨柱6采用材质等级为Vc及其以上的规格材，而非承重墙的墙骨柱6可以采用任何材质等级的规格材，墙骨柱6的内侧表面还可用射钉固定有内装饰板，而顶梁板4、底梁板5和墙骨柱6则为墙面板7和内装饰板提供支撑，同时也可作为挡火构件以阻止火焰在墙体2中的蔓延。参见图2、图3、图4、图5和图6所示，底梁板5上设有用来作为地板的底板19，底板19可采用竹地板，该竹底板是一类小规格的竹材人造板，竹地板表面硬度高、光洁度好、耐磨损。墙体2的墙骨柱6通过角钢12与基础1相连，角钢12一端通过自攻螺钉13与墙骨柱6相连，另一端通过自攻螺钉13或锚固螺栓穿过底板19与基础1相连，墙骨柱6的外侧面上设有采用竹胶合板的墙面板7，墙面板7与墙骨柱6之间设有防潮纸15，墙面板7底部与基础1之间用密封胶17胶结，底板19与基础1之间设有聚乙烯密封条16，所设岩棉毡18的用途是保温隔热，隔音的作用。竹胶合板是以带沟槽的等厚竹片为其构成单元胶合而成，竹片是通过辗平刨削法来制备的，“竹材的高温软化-辗平”是该产品的工艺特征。竹材胶合板既可以作普通结构板材使用，也可以通过板材接长和表面处理用作墙面板和楼面板。本发明的竹胶合板可以采用现成的竹胶合模板，但为组装方便应采用更具可钉性的竹胶合板，并通过优化设计得出合理的等方向强度或不等方向强度的合理组合。楼盖3的竹材构件包括数根楼盖搁栅8和采用竹基板材的楼面板9，数根楼盖搁栅8布置于顶梁板4中，楼盖搁栅8的间距不大于600mm，楼面板9盖设于楼盖搁栅8上。为增加楼盖3的强度和承重力，每两根楼盖搁栅8之间设有剪力撑14。楼盖3的顶端可增设有顶棚，顶棚采用竹基结构板材或石膏板或木基结构板材，楼盖搁栅8可采用矩形、工字型截面，楼盖搁栅8的端部通过支座与墙体2连接，或在靠近支座部位的楼盖搁栅8底部采用连续竹底撑、搁栅横撑或剪力撑14。楼盖3的周边通过墙体2支撑，楼盖3跨中由梁或柱支承。屋顶20采用竹材或木材桁架10，桁架10之间可设支撑保持其稳定，桁架10与墙体2的连接，桁架10的上弦杆由棱形竹材条或木条连接，桁架10上盖设有竹胶合板11，竹胶合板11上铺设有防水材料和屋面瓦或其他屋面材料。
本发明中墙体2和楼盖3所采用的竹材构件还可采用其他的竹制材料，比如竹板竹木复合人造板、夹芯结构竹胶合板、空芯结构竹胶合板、竹筋石膏板、竹筋水泥板等等。其中，由于竹材与木材有许多相同的材性，又各有其特点，因此竹木复合人造板是一类品种最多的竹材复合人造板，其结构形式主要是层积复合结构。木材主要以木单板(或薄木)、木方(或木板)的形态参与复合；竹材多加工成竹片、竹席、竹帘和竹单板与之复合，两者都可以分别是复合板的芯层和表层，这主要决定于复合板的性能或用途要求。夹芯结构竹胶合板是具有板芯结构的竹胶合板，并且板芯的厚度应远大于其他各层。夹芯结构竹胶合板主要有两种类型，一类是碎料夹芯竹席胶合板，另一类是碎料夹芯竹片胶合板。夹芯结构竹胶合板是一类复合竹胶合板。它是将1～2层竹席和竹片作表板分别与竹碎料芯层胶合而制成的。这种夹芯结构板在使用过程中，其表板几乎承受施加在平面内的边载(边缘荷载)和垂直弯曲力矩，也几乎承受了结构的全部抗弯刚度。位于中心层的板芯在两表板之间传递剪切力，使它们对共同的中心平面起作用，同时板芯也承担了板材的大部分抗剪刚度。两表板间由竹碎料芯层隔开的好处是，既保证了材料的刚度，又不需要增加优质表板材料的用量。竹材人造板中的层积结构和夹芯结构都是实芯结构，在这类板材的断面上尽管可能存在层间密度的差异，但整个断面是密实而无孔洞的。与实芯结构相反的空芯结构，其断面存在着排列有序、形状大小相等的孔洞。空芯结构板具有质轻、隔声、隔热和有一定强度的优点，并且产品价格比同等厚度的实芯结构板低。空芯结构竹胶合板的品种可以很多，但从工艺上来说只有两种，一种是一次复合成型工艺或称之为内模成型工艺，另一种是先模压或加工出一定形状的网络结构芯层，然后使网络芯层与表层装饰材料、边框骨架材料组坯再热压胶合成板的两次成型工艺。两种成型工艺中后者应用较多，多用于生产网络结构复合板，内模成型工艺的典型产品是竹木复合空芯板。本发明中的墙体2可采用特殊开发的竹筋石膏板，这种石膏板比普通石膏板有更好的可钉等可施工性。本发明中的墙体2还可采用特殊开发的竹筋增强水泥板，这种板材以水泥基材料为凝结剂的砂浆固化。
权利要求
1.一种竹材住宅建筑，其特征在于它由下至上依次包括基础(1)、墙体(2)、楼盖(3)以及屋顶(20)，所述基础(1)为竹筋混凝土或钢筋混凝土结构，墙体(2)和楼盖(3)采用竹材构件或竹木组合构件，楼盖(3)的周边由墙体(2)支撑，所述墙体(2)的竹材构件包括顶梁板(4)、底梁板(5)、设置于顶梁板(4)和底梁板(5)之间的墙骨柱(6)以及覆盖于墙骨柱(6)外侧的墙面板(7)，所述楼盖(3)的竹材构件包括数根楼盖搁栅(8)和采用竹基板材的楼面板(9)，楼盖搁栅(8)布置于顶梁板(4)中，楼面板(9)盖设于楼盖搁栅(8)上。
2.根据权利要求1所述的竹材住宅建筑，其特征在于所述顶梁板(4)为单层顶梁板或双层顶梁板。
3.根据权利要求1或2所述的竹材住宅建筑，其特征在于所述屋顶(20)采用竹材或木材桁架(10)，桁架(10)的上弦杆由棱形竹材条或木条连接，桁架(10)上盖设有竹胶合板(11)，竹胶合板(11)上铺设有屋面材料。
4.根据权利要求1或2所述的竹材住宅建筑，其特征在于所述墙体(2)的墙骨柱(6)通过角钢(12)与基础(1)相连。
5.根据权利要求3所述的竹材住宅建筑，其特征在于所述墙体(2)的墙骨柱(6)通过角钢(12)与基础(1)相连。
6.根据权利要求1或2所述的竹材住宅建筑，其特征在于所述每两根楼盖搁栅(8)之间设有连续竹底撑、搁栅横撑或剪力撑(14)。
7.根据权利要求4所述的竹材住宅建筑，其特征在于所述每两根楼盖搁栅(8)之间设有连续竹底撑、搁栅横撑或剪力撑(14)。
8.根据权利要求7所述的竹材住宅建筑，其特征在于所述墙面板(7)与墙骨柱(6)之间设有防潮纸(15)，墙面板(7)底部与基础(1)之间用密封胶(17)胶结，所述底梁板(5)上设有用来作为地板的底板(19)，底板(19)与基础(1)之间设有聚乙烯密封条(16)。
9.根据权利要求8所述的竹材住宅建筑，其特征在于所述墙体(2)和楼盖(3)的竹材构件采用竹胶板、竹板竹木复合人造板、夹芯结构竹胶合板、空芯结构竹胶合板、竹筋石膏板或竹筋水泥板。
全文摘要
本发明公开了一种竹材住宅建筑，它由下至上依次包括基础、墙体、楼盖以及屋顶，所述基础为竹筋混凝土或钢筋混凝土结构，墙体和楼盖采用竹材构件或竹木组合构件，楼盖的周边由墙体支撑，所述墙体的竹材构件包括顶梁板、底梁板、设置于顶梁板和底梁板之间的墙骨柱以及覆盖于墙骨柱外侧的墙面板，所述楼盖的竹材构件包括数根楼盖搁栅和采用竹基板材的楼面板，楼盖搁栅布置于顶梁板上，楼面板盖设于楼盖搁栅上。本发明是一种结构简单、成本低廉、施工难度小、施工周期短、具有较好环保性的竹材住宅建筑。
文档编号E04H1/02GK1963056SQ20061013681
公开日2007年5月16日 申请日期2006年12月6日 优先权日2006年12月6日
发明者肖岩, 黄政宇, 陈国 申请人:湖南大学