一种平行弦钢竹组合桁架结构的制作方法

本发明属于土木建筑结构领域，具体涉及一种现代竹木结构房屋使用的一种平行弦钢竹组合桁架结构。

背景技术：

随着全球能源危机与环境恶化的日益加剧，健康环保、节能生态型建筑已成为世界各国可持续发展的重要方向。绿色建筑及农林生物质资源的综合利用已经成为重点领域及优先主题。竹木结构具有良好的抗震性能和环保性能，越来越引起人们的重视，符合建筑行业全面、协调、健康和可持续发展的要求。

目前，竹集成材梁和重竹梁已经成功应用于竹木结构建筑中，随着跨度的增加，很多问题随之而来，具体原因有：(1)竹集成材梁和重竹梁的变形较明显，刚度小，正常使用极限状态承载力偏低；(2)材料的抗压强度得不得充分利用，位于中性轴附近的材料应力水平低，造成材料浪费严重；(3)不便于在梁身开设孔洞，自重大，导致施工难度大。相比竹集成材梁和重竹梁而言，平行弦钢竹组合桁架结构可以获得更高的承载能力和初始刚度。

技术实现要素：

本发明所要解决的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，克服传统竹集成材梁和重竹梁承载能力低和变形性能差等缺点，提供一种力学性能好、成本低廉以及结构简单的平行弦钢竹组合桁架结构，可作为楼面梁和屋面梁应用于竹木结构建筑中。

在本发明中，平行弦钢竹组合桁架结构，包括上弦杆、下弦杆、直腹杆、斜腹杆、连接板和钉子，其中：上弦杆位于桁架的顶部，下弦杆位于桁架的底部，直腹杆位于桁架的端部，斜腹杆位于桁架的中部，连接板与上弦杆、下弦杆和直腹杆的界面通过胶粘剂粘接并采用钉子加强，连接板与斜腹杆通过焊接连接。

所述的上弦杆位于桁架结构的顶部，下弦杆位于桁架结构的底部，上弦杆和下弦杆的截面尺寸相同，两者材质采用竹集成材。

所述的直腹杆位于桁架结构的端部，直腹杆分别与上弦杆和下弦杆紧密贴合。

所述的斜腹杆位于桁架结构的中部，斜腹杆分别与上弦杆和下弦杆紧密贴合，斜腹杆成对配置于桁架两侧。

所述的连接板表面预留圆孔，圆孔的直径比钉子直径大1mm左右，孔间净距为10mm左右，成对配置于桁架两侧。

所述的连接板和上弦杆、下弦杆和直腹杆的界面通过胶粘剂粘接并采用钉子加强，连接板与斜腹杆通过焊接连接。

所述的直腹杆、斜腹杆和连接板的材质为低碳钢。

所述的胶粘剂应选用交联型粘合剂，采用环氧树脂胶、脲醛树脂胶或酚醛树脂胶。

本发明拓宽了竹集成材梁的应用领域，克服了重竹梁和竹集成材梁的一些公知的缺点，平行弦钢竹组合桁架结构具有以下显著的效果：

(1)原竹在传统领域的产品附加值和技术含量较低，而将竹子加工成竹集成材应用于工程领域，可极大的拓宽了竹子的应用领域，有利于广大竹产区增加收益。

(2)将胶粘剂和高强螺杆用于竹集成材梁接长，可充分发挥胶粘剂和高强螺杆抗剪承载力高的优点，并且大幅改善接长梁构件的初始刚度和极限承载能力。

(3)相对于砌体结构和钢筋混凝土结构，平行弦钢竹组合桁架结构生产与加工过程环境污染小，降低了不可再生资源的使用量，减少了使用过程中的能源消耗量；相对于木结构，承载能力更大，跨越能力更强，自恢复能力更好。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1是本发明提供的平行弦钢竹组合桁架结构示意图

图2是本发明的连接板的结构示意图

图中：1.上弦杆，2.下弦杆，3.直腹杆，4.斜腹杆，5.连接板，6.钉子

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。如图1所示，本发明提供一种平行弦钢竹组合桁架结构，包括上弦杆、下弦杆、直腹杆、斜腹杆、连接板和钉子。根据承载能力和刚度的要求选择桁架结构各杆件的截面尺寸；使用丙酮清除上弦杆、下弦杆和直腹杆表面的灰尘和油污后，用打磨机对杆件的表面进行打磨抛光处理，确保杆件横平竖直；使用打磨机清除钢连接板和斜腹杆表面的铁锈后，涂刷防锈漆；在钢连接板上预钻圆孔，孔径比钉子直径大1mm左右，孔间间距为10mm左右；在钢连接板和上弦杆、下弦杆和直腹杆界面涂刷交联型粘合剂粘接后用钉子加强；斜腹杆和钢连接板通过焊接连接。胶粘剂压制温度取15～35℃，压力取1.5～3mpa，置入恒温恒湿室内进行养护，养护时间为10～15天。

实施例1：取60mm宽、100mm高的竹集成材作为上弦杆、下弦杆和直腹杆，含水率不大于12％；钢连接板的厚度为6mm，材质为q235，在连接板上预钻直径为3.5mm的圆孔，孔间距为10mm；钉子的直径为2.1mm，长度为40mm；连接板采用等边角钢l50×3，材质为q235；连接板和斜腹杆焊接连接，焊脚尺寸为6mm；上弦杆、下弦杆和直腹杆与连接板界面间用胶粘剂粘接，涂胶量为250g/m²。成品平行弦钢竹组合桁架结构跨度为6000mm，高度为450mm。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种平行弦钢竹组合桁架结构，包括上弦杆(1)、下弦杆(2)、直腹杆(3)、斜腹杆(4)、连接板(5)和钉子(6)，其中：上弦杆(1)位于桁架的顶部，下弦杆(2)位于桁架的底部，直腹杆(3)位于桁架的端部，斜腹杆(4)位于桁架的中部，连接板(5)与上弦杆(1)、下弦杆(2)和直腹杆(3)的界面通过胶粘剂粘接并采用钉子(6)加强，连接板(5)与斜腹杆(4)通过焊接连接。本发明具有轻质高强、刚度大和耐久性好等特点，适合应用于大跨度竹木结构中。

技术研发人员：陈国;李祥;于云飞
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2019.03.01
技术公布日：2019.05.21