一种基于编织竹网与轻质钢架的黄土窑洞防坍塌装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于编织竹网和轻质钢架的黄土窑洞防坍塌装置，属于岩土工程技术领域。


背景技术：

2.黄土窑洞广泛分布于我国甘肃、陕西、山西、宁夏等地，具有悠久的历史，由于其因地制宜、造价低廉且冬暖夏凉，是黄土地区人们的主要居住形式。随着居民经济实力的增长，虽然有部分居民选择了其他居住形式，但生活习惯不易改变的老年人仍选择居住在窑洞，另外，有些人虽然搬离了黄土窑洞，但黄土窑洞还是会被用来储藏粮食、杂物以及养殖牲畜，有些人则会在夏天暑热难当、冬天气温很低的时候返回黄土窑洞居住，同时，近几年来，窑洞这种独具特色的民居形式吸引了很多艺术家还有游客的眼球，当地人把具有特色的黄土窑洞翻新使其具有文化旅游价值。
3.目前，由于窑洞的建造缺乏标准规程，基本上凭人为经验，当窑洞跨度过大或拱圈比例失衡，拱顶部位出现过大拉应力，拱顶出现裂缝甚至坍塌，此外，在降雨入渗、地震、冻融循环等作用下，窑洞顶部土层结构失稳，强度降低，导致窑洞整体坍塌，因此需要设计一种维持黄土窑洞拱顶稳定性的装置，保障人民群众的生命财产安全。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于编织竹网和轻质钢架的黄土窑洞防坍塌装置。
5.本实用新型的一种基于编织竹网和轻质钢架的黄土窑洞防坍塌装置，由竹网、横梁、圆柱木梁、竖直撑杆、斜撑杆、半圆柱空心槽、水泥砂浆、锚钉和防潮剂组成，所述竹网为一矩形平面，由韧性竹竿预先编织而成，弯曲覆盖于窑洞拱顶，竹网两边用所述锚钉锚固于窑洞两侧土体内，所述横梁上焊接有所述竖直撑杆与所述斜撑杆，所述竖直撑杆和所述斜撑杆上焊接有半圆柱空心槽，所述横梁两端插入窑洞两侧土体，所述圆柱木梁有三根，分别嵌入所述半圆柱空心槽内，所述圆柱木梁两端分别插入窑脸与窑洞后墙土体内，所述水泥砂浆浇筑在竹网、横梁与土体接触部位。
6.横梁、竖直撑杆、斜撑杆和半圆柱空心槽均为轻质钢材料。
7.横梁与竖直撑杆、竖直撑杆和斜撑杆与圆柱空心槽之间通过焊接固定。
8.斜撑杆下端与横梁通过螺纹连接，可调整角度。
9.所述防潮剂涂抹在竹网表面。
10.所述竹网由韧性竹竿编织而成，紧贴窑拱顶部覆盖，所述竹网两侧用锚钉锚固于窑洞两侧墙体内，所述圆柱木梁为三根，与窑洞进深等长，在窑脸与窑洞后墙开孔，将所述圆柱木梁架入，圆柱木梁分别设置在拱顶及两侧弧形的中点，所述横梁架设在窑洞两侧墙之间，所述竖直撑杆有三根，为一根长竖直撑杆和两根短竖直撑杆，长竖直撑杆下端焊接在钢梁中间位置，与拱顶圆柱木梁对齐，所述斜撑杆为两根，斜撑杆下端螺纹连接在横梁中间
长竖直撑杆两侧，对应拱两侧圆柱木梁，可改变倾斜角度，以保证适应不同的窑洞拱形，所述斜撑杆上端与所述短竖直撑杆上端螺纹连接，所述短竖直撑杆螺纹下端螺纹连接在横梁上，所述横梁、支撑柱的撑持作用使得三根所述圆柱木梁与所述竹网接触，所述三根木梁使得竹网紧贴在窑洞拱顶，以保证竹网对拱顶的覆盖，所述锚钉将竹网两侧下端与墙体锚固，所述防潮剂涂抹在所述竹网与圆柱木梁上，防止木质材料发潮变质，所述水泥砂浆浇筑在横梁、圆柱木梁与土体连接处，保证连接牢固。
11.本实用新型通过韧性竹网及支撑结构，能够有效的限制拱顶变形，当窑洞在外界不利因素影响下发生变形及坍塌时，竹网的均匀覆盖以及支护作用能够较大程度的限制洞顶形变，并延缓坍塌物掉落，给室内居民争取更长的逃生时间
12.与现有技术相比，本黄土窑洞防坍塌装置的有益效果是：在黄土窑洞墙体两侧架设横梁，横梁上焊接竖直撑杆，螺纹连接斜撑杆，支撑杆上端焊接半圆柱空心槽，在窑脸、半圆柱空心槽和窑洞后墙之间架设与窑洞进深等长的圆柱木梁三根，圆柱木梁紧贴竹网，保证竹网全覆盖于窑洞拱顶，本装置可在整体上对窑洞拱顶土体起到支撑作用，在坍塌时，可大幅度缓冲拱顶土体掉落，保证室内居民及时撤出。
附图说明
13.附图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
14.以下将结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细说明，如图1所示，一种基于编织竹网和轻质钢架的黄土窑洞防坍塌装置，由竹网1、横梁2、圆柱木梁3、竖直撑杆4、斜撑杆5、半圆柱空心槽6、水泥砂浆7、锚钉8、防潮剂 9组成，所述竹网1由韧性竹竿编织而成一矩形，宽与窑洞拱弧长相等，长与窑洞进深相等，将其弯曲覆盖于窑洞拱顶，竹网两边用锚钉6锚固于窑洞两侧土体内，所述横梁2两端插入窑洞进深中间两侧墙体内，所述横梁2上焊接有竖直撑杆4，螺纹连接有斜撑杆5，竖直撑杆一根较长，两根等长较短，长竖直撑杆焊接在横梁2中间上端焊接一半圆柱空心槽6，所述斜撑杆5倾斜角方向对应拱顶两侧梁的位置，在确定好斜撑杆角度后，所述短竖直撑杆上端与所述斜撑杆上端焊接，所述短支撑杆焊接在所述横梁上，在斜撑杆与短竖直撑杆连接位置焊接一半圆柱孔隙槽6，所述圆柱木梁3三根可分别嵌入所述半圆柱空心槽内 6，所述三根圆柱木梁3两端分别插入窑脸与窑洞后墙土体内，中间架设在所述半圆柱空心槽内，所述三根圆柱木梁的布设可较好的支撑上部竹网，所述水泥砂浆浇筑在横梁、圆柱木梁与土体接触部位，保证连接牢固。
15.所述竹网为竹竿编织而成，可弯曲覆盖于窑洞拱顶，保证对窑洞拱顶全面整体的支护。
16.所述圆柱木梁为三根，三根直径应不相同，中间应较粗，两侧较细。
17.所述横梁为轻质钢梁，降低材料本身自重。
18.所述斜撑杆与横梁为活动螺纹连接，可调整倾斜角度以适应不同的拱顶。
19.所述竖直撑杆与斜撑杆上端焊接半圆柱空心槽，半圆柱空心槽直径应略大于对应木梁，使得圆柱木梁可嵌入其中，保证对木梁的支撑效果。
20.所述防腐剂涂抹于上述木质材料。
21.所述水泥砂浆灌入木梁、木质锚杆、立柱、锚钉与窑洞内土体的接触间隙内。
22.实施例1
23.本实用新型由竹网1、横梁2、圆柱木梁3、竖直撑杆4、斜撑杆5、半圆柱空心槽6、水泥砂浆7、锚钉8和防潮剂9组成，所述竹网1为一矩形平面，由韧性竹竿预先编织而成，弯曲覆盖于窑洞拱顶，竹网1两边用所述锚钉8锚固于窑洞两侧土体内，所述横梁2上焊接有所述竖直撑杆4与所述斜撑杆5，所述竖直撑杆4和所述斜撑杆5上焊接有半圆柱空心槽6，所述横梁2两端插入窑洞两侧土体，所述圆柱木梁3有三根，分别嵌入所述半圆柱空心槽6内，所述圆柱木梁3两端分别插入窑脸与窑洞后墙土体内，所述水泥砂浆7浇筑在竹网1、横梁2与土体接触部位。
24.横梁2、竖直撑杆4、斜撑杆5和半圆柱空心槽6均为轻质钢材料。
25.横梁2与竖直撑杆4、竖直撑杆4和斜撑杆5与圆柱空心槽6之间通过焊接固定。
26.斜撑杆5下端与横梁2通过螺纹连接，可调整角度。
27.所述防潮剂9涂抹在竹网1表面。
28.其工作原理及使用流程：将预制的水平轻质钢梁插入窑洞一定高度两侧土体内，在钢梁中间焊接长竖直撑杆，在竖直撑杆两侧螺纹连接斜支撑杆，调整角度后，斜撑杆上端与短竖直撑杆焊接，短竖直撑杆下端焊接在钢梁上，斜撑杆与短竖直撑杆连接处焊接一半圆柱空心槽，槽内架设圆柱木梁，三根圆柱木梁分别架设在开孔的窑脸，窑洞后墙以及半圆柱空心槽内，三个木梁支撑竹网，保证竹网能够全面的支撑拱顶，当在渗水、地震作用及其他外界因素影响下窑洞发生变形及坍塌时，由于竹网的全面均匀覆盖以及撑持作用，能够较大程度的缓冲变形坍塌，即使最终发生破坏，竹网的缓冲作用仍然能够为室内人员提供更长的逃生时间。
29.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。