本实用新型属于竹制品生产领域，具体涉及一种高强度高韧性的竹质梁结构。
背景技术：
现今，随着人们生活水平的上升，人们对生活品质的追求也越来越高，对生活状态的要求也趋向于返璞归真，亲近自然，而对于家装及建筑结构的用材，也偏向于朴实的木质品，其中最常见的便是各类木质家具，现今已得到了广泛的应用，此外，现今对原生材质的房屋越来越被大家所推崇，虽然原生材质的房屋占地面积大，制造成本和维护费用较高，一般家庭消费不起，但还是难以抵挡大家对高品质生活的追求，部分城郊或者农村经常能看到这类原生材质即竹木的房屋，同时，在比较休闲的场所和旅游景区，由于对自然舒适和环保的追求，也能随处可见此类原生材质即竹木的房屋，竹木材质的房屋是通过木质或竹质柱体将房屋的框架搭出来，再结合木质或竹质的板面将房子完整搭建起来，正因为广泛的利用，因此消耗的木材量巨大。在现今全球森林乃至木材资源日益匮乏的情况下，转变家装及建筑结构用料的耗材，减少树木砍伐，已变得越来越迫切。此时，竹质品替代木质品用于家装及建筑结构便应运而生，而且处理后竹质品各方面的生态性能，以及其防腐防虫的特性也比木质品更加优良，因此具有极佳的应用前景，其中最常见的便是各类竹质家具。
在现今竹制品的生产工艺中，竹板材是竹制品生产过程中最常见的中间原料，竹板材又称为竹板、楠竹板、毛竹板、竹家具板、竹子板、竹集成材等，其是由一片片加工处理好的精致竹片经胶合压制而成的板材和方材，表面类似于木质板材，同时又色泽自然、竹香怡人，具有较强的弹性和韧性，按生产工艺分为本色竹板、碳化竹板和斑马竹板；按竹条结构分为平压竹板、侧压竹板，侧压同向复合竹板、纵横交错复合竹板等。为了充分去除竹材中糖分和脂肪，增强竹板的强度及稳定性，通过对竹材进行高温高压热蒸碳化处理，使竹材纤维组织极其纤维中的糖脂碳变焦化，可确保充分杀虫灭菌，大大提长竹板的硬度及强度，增强竹板的抗霉性。竹板材具有“竹可代木、竹可胜木”的绿色理念，采用新鲜毛竹为原料，经高温蒸煮、高压碳化处理、恒温烘干等工序，使其彻底脱糖彻底并充分碳化，实现杀虫灭菌的效果，再将竹片进行叠加，用胶水在高温高压下集合成不同规格的板材，这样既能保留竹材固有的高密度、韧性和强度等优异特性，又保持了竹材的天然纹理、清新雅致、美观舒适，是竹制工艺品和竹制家具的最佳原料，迎合了现代人返璞归真、崇尚自然的理念。
在竹制品运用越来越广泛的情况下，竹制品已突破常规，应用到越来越多的项目中，许多木材、金属甚甚至钢筋混凝土的专属性应用，都有被竹制品替代的可能。现今竹材质的房屋中，由于房屋整体的受力状况，其梁会受较大的折弯力，虽然竹材自身的韧性较好，但囿于其本身纤维状态的属性，其也存在抗剪性能差，整体稳定性差的特点，因此对于竹材质制作的梁，其自身的抗剪切强度还是不够的，而且对于承重较大的竹材质梁，必然是希望其各方面的强度超过其设定值，从而进一步保证房屋整体结构的稳定性，进而提高房屋的使用寿命。
技术实现要素：
(1)要解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种高强度高韧性的竹质梁结构，该竹质梁结构能极大的提升自身竹材的抗弯强度和抗剪强度，进一步增强竹材的韧性，作为梁结构使用时能有效地保证其各方面的力学性能，防止其断裂，提高了性能的稳定性。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种高强度高韧性的竹质梁结构，所述竹质梁结构包括有竹基材、竹板材和螺纹筋，所述竹质梁结构中部为竹基材，竹基材为一层以上同向排列的侧压竹板，所述竹质梁结构外部为竹板材，竹板材为一层侧压竹板或平压竹板，竹板材位于与竹基材同向排列的外表面，竹基材和竹板材在互相之间的接触面上均匀等距地开有通槽，通槽方向与竹基材的方向一致，通槽内设有螺纹筋，竹基材、竹板材和螺纹筋互相之间通过胶黏剂热压固定。
优选地，竹基材与竹板材之间的接触面上还设有纤维布，竹基材、竹板材螺纹筋和纤维布互相之间通过胶黏剂热压固定。
进一步地，螺纹筋和纤维布为玻璃纤维材质。
进一步地，螺纹筋和纤维布为碳纤维材质。
进一步地，螺纹筋和纤维布为芳纶纤维材质。
针对上述的高强度高韧性的竹质梁结构，其生产的大致步骤可以为：先将一层以上同向排列的侧压竹板压制成型，作为竹基材，再取一层侧压竹板或平压竹板，作为竹板材，并在竹基材和竹板材互相之间的接触面上均匀等距地开通槽，通槽方向与竹基材的方向一致，再在通槽内放入螺纹筋并将竹基材和竹板材装配好，通过胶黏剂热压将竹基材、竹板材和螺纹筋互相之间通过热压固定。
在应用中，还可以在竹基材与竹板材之间的接触面上还加入纤维布，并通过胶黏剂热压将竹基材、竹板材螺纹筋和纤维布互相之间进行固定；这样能进一步提升该竹质梁结构各个方向上的耐应力性，尤其是提高自身的剪切强度，从而解决了竹材自身的剪切性差易撕裂的问题，增强了其抗撕裂性。
在应用中，螺纹筋和纤维布可以是玻璃纤维材质，其强度高、耐碱性好，同时又具有优良的抗酸、碱等化学物质腐蚀的性能，并且又具有经纬向抗拉强度高的特点，这样能有效地提高竹质梁结构抗弯强度和抗剪强度，同时进一步增强竹材的韧性，防止其撕裂。
在应用中，螺纹筋和纤维布可以是碳纤维材质，其强度高、密度底，能有效地提高竹材强度防止竹材撕裂的同时，增加的重量轻，并且其经纬向抗拉强度也特别高。
在应用中，螺纹筋和网格布可以是芳纶纤维布，其具有超高强度、高模量和耐高温，同时又耐酸耐碱、重量轻、抗老化等优良性能，可以提高竹材的使用寿命，进一步增强竹材的稳定性。
(3)有益效果
本实用新型与现有技术相比，该竹质梁结构由于在竹基材和竹板材之间突破性的加入了螺纹筋，螺纹筋的方向与竹基材的方向一致，并通过胶黏剂热压固定在一起，通过螺纹筋的加强作用，使竹基材在自身竹质方向上的屈服强度大大提升，从而极大的提升自身竹材的抗弯强度和抗剪强度，同时结合竹质纤维本身的特性，进一步增强竹材的韧性，使其在作为梁结构来使用时能有效地保证其各方面的力学性能，防止其断裂，提高了性能的稳定性，进一步的，如果在竹基材与竹板材之间的接触面上再加入网格布，这样还可以解决竹材质易撕裂的问题，增强了其抗撕裂性。
通过加入螺纹筋提高了其整体的抗弯强度和抗剪强度，进一步增强竹材的韧性后，不仅能提高材料的耐用性，增强其使用寿命，减少材料的浪费，同时，因为该竹板材本身强度和耐用性的提升，使其在同等受力的要求下，能最大限度地减少材料的使用，从而达到节约用材的效果。
总体而言，该竹质梁结构能极大的提升自身竹材的抗弯强度和抗剪强度，进一步增强竹材的韧性，作为梁结构使用时能有效地保证其各方面的力学性能，防止其断裂，提高了性能的稳定性。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中一种实施方式的结构示意图。
图2为实施例1中另一种实施方式的结构示意图。
图3为实施例2中一种实施方式的结构示意图。
图4为实施例2中另一种实施方式的结构示意图。
图5为实施例3中一种实施方式的结构示意图。
图6为实施例3中另一种实施方式的结构示意图。
附图中的标记为：1-竹基材，2-竹板材，3-螺纹筋，4-纤维布。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本实用新型，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
本技术方案提供了一种高强度高韧性的竹质梁结构，所述竹质梁结构包括有竹基材1、竹板材2和螺纹筋3，所述竹质梁结构中部为竹基材1，竹基材1 为一层以上同向排列的侧压竹板，所述竹质梁结构外部为竹板材2，竹板材2为一层侧压竹板，竹板材2位于与竹基材1同向排列的外表面，竹基材1和竹板材2在互相之间的接触面上均匀等距地开有通槽，通槽方向与竹基材1的方向一致，通槽内设有螺纹筋3，竹基材1、竹板材2和螺纹筋3互相之间通过胶黏剂热压固定。
当竹基材1为一层侧压竹板，竹板材2也为一层侧压竹板时，该实施方式如图1所示。另外，还可以在竹基材1与竹板材2之间的接触面上还加入纤维布4，并通过胶黏剂热压将竹基材1、竹板材2螺纹筋3和纤维布4互相之间进行固定，如图2所示；这样能进一步提升该竹质梁结构各个方向上的耐应力性，尤其是提高自身的剪切强度，从而解决了竹材自身的剪切性差易撕裂的问题，增强了其抗撕裂性。
进一步的，螺纹筋3和纤维布4可以是玻璃纤维材质，其强度高、耐碱性好，同时又具有优良的抗酸、碱等化学物质腐蚀的性能，并且又具有经纬向抗拉强度高的特点，这样能有效地提高竹质梁结构抗弯强度和抗剪强度，同时进一步增强竹材的韧性，防止其撕裂。
针对上述的高强度高韧性的竹质梁结构，其生产的大致步骤可以为：先将一层以上同向排列的侧压竹板压制成型，作为竹基材1，再取一层侧压竹板，作为竹板材2，并在竹基材1和竹板材2互相之间的接触面上均匀等距地开通槽，通槽方向与竹基材1的方向一致，再在通槽内放入螺纹筋3并将竹基材1和竹板材2装配好，通过胶黏剂热压将竹基材1、竹板材2和螺纹筋3互相之间通过热压固定。
通过上述的生产过程，得到了如图1所示的样品1，以及如图1所示的样品2，并进行实验对比。
实施例2
本技术方案提供了一种高强度高韧性的竹质梁结构，所述竹质梁结构包括有竹基材1、竹板材2和螺纹筋3，所述竹质梁结构中部为竹基材1，竹基材1 为一层以上同向排列的侧压竹板，所述竹质梁结构外部为竹板材2，竹板材2为一层平压竹板，竹板材2位于与竹基材1同向排列的外表面，竹基材1和竹板材2在互相之间的接触面上均匀等距地开有通槽，通槽方向与竹基材1的方向一致，通槽内设有螺纹筋3，竹基材1、竹板材2和螺纹筋3互相之间通过胶黏剂热压固定。
当竹基材1为一层侧压竹板，竹板材2为一层平压竹板时，该实施方式如图3所示。另外，还可以在竹基材1与竹板材2之间的接触面上还加入纤维布4，并通过胶黏剂热压将竹基材1、竹板材2螺纹筋3和纤维布4互相之间进行固定，如图4所示；这样能进一步提升该竹质梁结构各个方向上的耐应力性，尤其是提高自身的剪切强度，从而解决了竹材自身的剪切性差易撕裂的问题，增强了其抗撕裂性。
进一步的，螺纹筋3和纤维布4可以是碳纤维材质，其强度高、密度底，能有效地提高竹材强度防止竹材撕裂的同时，增加的重量轻，并且其经纬向抗拉强度也特别高。
针对上述的高强度高韧性的竹质梁结构，其生产的大致步骤可以为：先将一层以上同向排列的侧压竹板压制成型，作为竹基材1，再取一层平压竹板，作为竹板材2，并在竹基材1和竹板材2互相之间的接触面上均匀等距地开通槽，通槽方向与竹基材1的方向一致，再在通槽内放入螺纹筋3并将竹基材1和竹板材2装配好，通过胶黏剂热压将竹基材1、竹板材2和螺纹筋3互相之间通过热压固定。
通过上述的生产过程，得到了如图3所示的样品3，以及如图4所示的样品 4，并进行实验对比。
实施例3
本技术方案提供了一种高强度高韧性的竹质梁结构，所述竹质梁结构包括有竹基材1、竹板材2和螺纹筋3，所述竹质梁结构中部为竹基材1，竹基材1 为一层以上同向排列的侧压竹板，所述竹质梁结构外部为竹板材2，竹板材2为一层侧压竹板，竹板材2位于与竹基材1同向排列的外表面，竹基材1和竹板材2在互相之间的接触面上均匀等距地开有通槽，通槽方向与竹基材1的方向一致，通槽内设有螺纹筋3，竹基材1、竹板材2和螺纹筋3互相之间通过胶黏剂热压固定。
当竹基材1为多层复合的侧压竹板，竹板材2为一层侧压竹板时，该实施方式如图5所示。另外，还可以在竹基材1与竹板材2之间的接触面上还加入纤维布6，并通过胶黏剂热压将竹基材1、竹板材2螺纹筋3和纤维布4互相之间进行固定，如图4所示；这样能进一步提升该竹质梁结构各个方向上的耐应力性，尤其是提高自身的剪切强度，从而解决了竹材自身的剪切性差易撕裂的问题，增强了其抗撕裂性。
进一步的，在应用中，螺纹筋3和网格布可以是芳纶纤维布4，其具有超高强度、高模量和耐高温，同时又耐酸耐碱、重量轻、抗老化等优良性能，可以提高竹材的使用寿命，进一步增强竹材的稳定性。
针对上述的高强度高韧性的竹质梁结构，其生产的大致步骤可以为：先将多层同向排列复合的侧压竹板压制成型，作为竹基材1，再取一层侧压竹板，作为竹板材2，并在竹基材1和竹板材2互相之间的接触面上均匀等距地开通槽，通槽方向与竹基材1的方向一致，再在通槽内放入螺纹筋3并将竹基材1和竹板材2装配好，通过胶黏剂热压将竹基材1、竹板材2和螺纹筋3互相之间通过热压固定。
通过上述的生产过程，得到了如图5所示的样品5，以及如图6所示的样品 6，并进行实验对比。
对比检测
取上述的样品1、样品2、样品3、样品4、样品5和样品6，并取现有情况下生产的，除螺纹筋和纤维布以外其他结构均与样品1、样品2、样品3、样品 4、样品5和样品6对应相同的竹板材样品7、样品8、样品9、样品10、样品 11和样品12，分别对样品1、样品2、样品3、样品4、样品5、样品6、样品7、样品8、样品9、样品10、样品11和样品12的屈服正应力、屈服剪应力和耐候性进行对比。
对比结果
样品1的屈服正应力显著大于样品7的屈服正应力，样品1的屈服正应力是样品6屈服正应力的1.4倍；样品2的屈服正应力显著大于样品8的屈服正应力，样品2的屈服正应力是样品8屈服正应力的2.1倍；样品3的屈服正应力显著大于样品9的屈服正应力，样品3的屈服正应力是样品9屈服正应力的 1.5倍；样品4的屈服正应力显著大于样品10的屈服正应力，样品4的屈服正应力是样品10屈服正应力的2.5倍；样品5的屈服正应力显著大于样品11的屈服正应力，样品5的屈服正应力是样品11屈服正应力的1.4倍；样品6的屈服正应力显著大于样品12的屈服正应力，样品6的屈服正应力是样品12屈服正应力的2.2倍；可见，本技术方案得到的竹质梁结构，拉伸强度提升显著，有效提高了其抗拉和抗压的能力，非常适宜作为竹质梁来使用。
样品1的屈服剪应力显著大于样品7的屈服剪应力，样品1的屈服剪应力是样品7屈服剪应力的2.4倍；样品2的屈服剪应力显著大于样品8的屈服剪应力，样品2的屈服剪应力是样品8屈服剪应力的3.7倍；样品3的屈服剪应力显著大于样品9的屈服剪应力，样品3的屈服剪应力是样品9屈服剪应力的 2.7倍；样品4的屈服剪应力显著大于样品10的屈服剪应力，样品4的屈服剪应力是样品10屈服剪应力的4.1倍；样品5的屈服剪应力显著大于样品11的屈服剪应力，样品5的屈服剪应力是样品11屈服剪应力的2.3倍；样品6的屈服剪应力显著大于样品12的屈服剪应力，样品6的屈服剪应力是样品12屈服剪应力的3.8倍；可见，本技术方案得到的竹质梁结构，剪切强度提升显著，作为竹质梁来使用时，能有效地保证在使用中的安全性。
样品1、样品2、样品3、样品4、样品5和样品6的耐候性明显好于样品7、样品8、样品9、样品10、样品11和样品12的耐候性，样品1、样品2、样品 3、样品4、样品5和样品6的在各种条件下的耐候时间和耐候效果都分别好于样品7、样品8、样品9、样品10、样品11和样品12，可见，本技术方案得到的竹质梁结构，在整体的稳定性上得到了明显的提升，提升了其抗弯强度和抗剪强度的同时，进一步增强了竹材的韧性，作为梁结构使用时能有效地保证其各方面的力学性能，防止其断裂，提高了性能的稳定性。
以上描述了本实用新型的主要技术特征和基本原理及相关优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。