CN103255836A - 竹索结构单元 - Google Patents

Abstract

本发明属于结构工程领域，涉及一种新的可以广泛应用的结构形式——竹索结构单元。该结构单元包括竹杆、钢索，所述的竹杆之间通过第一钢构件、销钉、水泥砂浆根据跨度要求相连成拱形。竹拱两个脚点通过第二钢构件与水泥砂浆与钢索相连。钢索通过锚具锚固在钢构件上。本发明所提出的结构形式可以被应用在许多需要大跨度构件当中，利用竹拱将外加荷载转化成轴向力并通过钢索的拉结提供反力，形成一种自平衡的结构体系。

Description

竹索结构单元

技术领域

本发明属于土木工程当中结构工程领域，涉及一种新型的竹索结构单元。

背景技术

竹结构在现在的建筑当中应用越来越广，许多小型的建筑已经用竹结构建造。竹结构有着环保，轻质同时具有比较强的轴向拉压力学性能，所以在一些临时性的建筑，或者比较小型的建筑当中应用比较广泛。同时竹结构建筑的建造方式也比较简单，节点处理相对普通的混凝土以及钢结构来说也容易很多，这使得竹结构小型建筑的建造速度也比较快。

虽然竹结构建筑已经有比较广泛的应用，但是目前其应用还是限制在比较小型的临时建筑当中，很少有跨度比较大的竹结构建筑，很大原因是由于竹材本身的特点很难作出可以应用在跨度比较大的结构当中的大跨承重构件。世博会当中的印度馆的穹顶是用竹材制作的，其利用竹材互相的编制形成了大跨竹结构，但是做法比较麻烦，没有广泛的适用性。所以设计一种新的可以使竹结构的应用范围拓展到跨度较大的建筑当中的竹结构承载构件十分重要。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种新型的竹索结构单元，此单元可以用在竹结构建筑跨度较大的承重处，使竹材能应用在较大型的建筑中。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

为了满足大跨度的要求，并充分发挥竹材的顺纹抗拉压性能，将竹材弯成拱状，如果跨度过大，可将多段竹杆按照曲率弯好的竹杆利用连接件连接起来，形成一个完整的拱。其中两段竹杆的连接采用中间插入弯曲的钢构件，并在竹杆连接处对称打上销钉，穿过钢构件，同时在连接处浇筑水泥砂浆用来固定钢构件。为了抵抗竹拱两脚处的水平推力，在两脚当中用钢索拉结。钢套件套在竹拱的脚上，内部浇筑水泥砂浆，钢索锚固在钢构件上。本发明主要是利用原竹的抗拉压能力，将原竹利用连接件做成大跨度的拱结构，并在两脚处利用钢索拉结使其形成自平衡的竹索单元。此单元可以很多榀共同使用，作为大跨建筑穹顶的骨架。              

本发明提出的一种竹索结构单元，包括竹杆、钢索、水泥砂浆、第一钢构件、第二钢构件、钢销钉和锚具，其中：所述多段竹杆根据要求的跨度，弯成适当曲度；第一钢构件的两端分别插入相邻的两段竹杆的端部连接处，两段竹杆的端部连接处与第一钢构件通过钢销钉固定，且两段竹杆的连接处内壁与第一钢构件的连接处通过水泥砂浆固定；多段竹杆依次连接构成拱形竹杆；拱形竹杆的竹拱脚上套有第二钢构件，且拱形竹杆的竹拱脚与第二钢构件连接处通过水泥砂浆固定，拱形竹杆的两个竹拱脚之间通过钢索连接，所述钢索通过锚具固定于竹拱脚上。　 

本发明中，所述第一钢构件为两段相邻的竹杆在连接处的弯曲度弯成适当曲度的钢管。

本发明中，所述第一钢构件和竹杆的端部连接处预留有销钉孔。

本发明中，所述钢销钉自上而下依次穿过竹杆的端部连接处的销钉孔和第一钢构件上的预留销钉孔，再从竹杆的端部连接处处的另一侧的预留销钉孔处穿出，且所述钢销钉与竹杆和第一钢构件垂直布置。

本发明中，所述第二钢构件为钢套件。

根据跨度需要，确定竹拱的形状及具体尺寸。讲竹杆弯成所需要的形状，将直径小于竹杆的第一钢构件伸入竹杆深处，避免与竹节处接触，并插上钢销钉将第一钢构件固定，将两段竹杆连接。为了更好地固定第一钢构件，将连接处的竹杆内浇筑水泥砂浆。从而组成完整地竹拱。

将第二钢构件即钢套套在两个拱脚处，再将钢索利用锚具固定好，最后将第二钢构件内浇筑水泥砂浆用来固定竹拱，从而形成完整地竹索结构单元。

本发明具有以下有益效果：

可以作为大跨结构的穹顶骨架构件，类似于屋架构件应用在跨度比较大的竹结构建筑当中，拓展了竹结构建筑的应用范围。

附图说明

图1是本发明的整体示意图。

图2是本发明中竹拱连接节点示意图。

图3 是本使用新型竹拱拱脚示意图。

图4 是本发明在大跨屋盖的应用示意图。

图5 是本发明在大跨穹顶上的应用示意图。

图6 是本发明在大跨结构顶盖中的应用示意图。

图7 是本发明在悬挑结构中的应用示意图。

图中标号：1为竹杆，2为钢索，3为第一钢构件，4为销钉，5为水泥砂浆，6为第二钢构件，7为锚具。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：一种竹索结构单元，如图1所示包括竹杆1、钢索2、第一钢构件3、销钉4、水泥砂浆5、第二钢构件6、锚具7。如图1所示为一个完整的竹索结构单元。图2为竹杆之间的连接节点。第一钢构件3与竹杆1上预留销钉孔，销钉4穿过竹杆1上预留的销钉孔，再穿过第一钢构件3，再从竹杆1另一侧的销钉孔穿出，其插入方向与第一钢构件3和竹杆1垂直，销钉4由上自下依次插入到第一钢构件3和竹杆1中，如图2所示。图3为竹拱脚的节点示意图。第二钢构件6套在竹拱脚上，并在空隙位置浇筑水泥砂浆5来固定竹拱浇筑水泥砂浆5之前利用锚具7将钢索锚固在第二钢构件6上。

如图4所示，将竹索结构单元几榀并排放置，并将每榀连接固定形成整体，可作为大跨屋盖的骨架进行使用。如图5所示，将各榀竹索结构单元以顶点为中心旋转放置，边缘用环形杆件连接成一个整体，顶点绑扎在一起，从而形成大跨穹顶的骨架。如图6所示，此为超大跨结构顶盖的应用。首先将若干榀竹索结构单元在端部固定在钢环上，并用环形连接杆件将各榀竹索结构单元固定，形成一个整体。如图7所示，将几榀竹索结构单元竖直并排放置，上端部利用杆件将其连接在一起，下端部锚固在地面上形成悬挑棚式结构。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明产品。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例作出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种竹索结构单元，包括竹杆、钢索、水泥砂浆、第一钢构件、第二钢构件、钢销钉和锚具，其特征在于：所述多段竹杆根据要求的跨度，弯成适当曲度；第一钢构件的两端分别插入相邻的两段竹杆的端部连接处，两段竹杆与第一钢构件通过钢销钉固定，且两段竹杆的连接处内壁与第一钢构件通过水泥砂浆固定；多段竹杆依次连接构成拱形竹杆；拱形竹杆的竹拱脚上套有第二钢构件，且拱形竹杆的竹拱脚与第二钢构件连接处通过水泥砂浆固定，拱形竹杆的两个竹拱脚之间通过钢索连接，所述钢索通过锚具固定于竹拱脚上。

2.根据权利要求1所述的竹索结构单元，其特征在于所述第一钢构件为根据两段相邻的竹杆在连接处的弯曲度弯成适当曲度的钢管。

3.根据权利要求1所述的竹索结构单元，其特征在于所述第一钢构件和竹杆的端部连接处预留有销钉孔。

4.根据权利要求3所述的竹索结构单元，其特征在于所述钢销钉自上而下依次穿过竹杆的端部连接处的预留销钉孔和第一钢构件上的预留销钉孔，再从竹杆的另一侧的预留销钉孔处穿出，且所述钢销钉与竹杆和第一钢构件垂直布置。

5.根据权利要求1所述的竹索结构单元，其特征在于所述第二钢构件为钢套件。

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