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文档简介
1、心威利竹木智能家居心威利竹木智能家居 新型新型竹结构建筑将使用原竹、竹结构建筑将使用原竹、竹材、竹胶合板、竹地板、竹层竹材、竹胶合板、竹地板、竹层积材等各种结构和装饰用材,是积材等各种结构和装饰用材,是应用竹质材料量最大、种类最多应用竹质材料量最大、种类最多的开发项目。竹结构建筑的发展的开发项目。竹结构建筑的发展可以作为竹产业发展的龙头,带可以作为竹产业发展的龙头,带动许多相关竹加工业的发展,并动许多相关竹加工业的发展,并能促进竹子种植的同步发展,从能促进竹子种植的同步发展,从而形成而形成“资源培育资源培育产品开发与产品开发与生产生产原材料使用原材料使用”的良性循环的良性循环产业链。因此,不断
2、扩大竹建材产业链。因此,不断扩大竹建材的应用范围,是竹类资源开发利的应用范围,是竹类资源开发利用的战略任务之一。用的战略任务之一。 我国竹类资源丰富,养竹历史悠久,竹林面积、竹我国竹类资源丰富,养竹历史悠久,竹林面积、竹子种类及经济利用水平均居世界首位子种类及经济利用水平均居世界首位,被,被誉为誉为“竹竹子王国子王国”。 竹子是一种竹子是一种天然天然速生材料,与木材有着速生材料,与木材有着相似的质感相似的质感,合理,合理开发利用竹建筑材料可缓解国内开发利用竹建筑材料可缓解国内木材供需矛盾,具有十分重要的经济、社会和环境木材供需矛盾,具有十分重要的经济、社会和环境效益。效益。竹材竹材色泽柔和、纹
3、理清晰、手感光滑、富有色泽柔和、纹理清晰、手感光滑、富有弹性弹性,给人以良好的视觉、嗅觉和触觉感受。它,给人以良好的视觉、嗅觉和触觉感受。它重重量轻量轻、韧性好、强度韧性好、强度高。高。同时,竹材又是一种生态同时,竹材又是一种生态环保的绿色建材,环保的绿色建材,co2co2吸收量是普通树木的吸收量是普通树木的4 4倍,具倍,具有木材的工艺性能。可以被完全回收并再次利用。有木材的工艺性能。可以被完全回收并再次利用。竹材还是一种低能耗的建筑材料,当建筑面积相同竹材还是一种低能耗的建筑材料,当建筑面积相同时,竹材与混凝土的能耗比为时,竹材与混凝土的能耗比为1 18 8,与钢材的能耗,与钢材的能耗比为
4、比为1 15050。竹材的主要特点包括:竹材的主要特点包括:l几何特征几何特征:天然竹材并不规则,粗细,长短差异:天然竹材并不规则,粗细,长短差异性比较大。竹材可以被加工成块状或板片状。尽可性比较大。竹材可以被加工成块状或板片状。尽可能地使用未经过标准化加工的能地使用未经过标准化加工的竹材。竹材。l力学特征力学特征:不同:不同粗细,长短的竹材的力学特征各粗细,长短的竹材的力学特征各不力学特征相同不力学特征相同。竹材特有的。竹材特有的柔韧性。柔韧性。l可加工性可加工性:竹材的强度适中,可以对其进行锯,:竹材的强度适中,可以对其进行锯,劈,钻,弯等操作。进行加工的工具与方式和特定劈,钻,弯等操作。
5、进行加工的工具与方式和特定竹材的具体特性相适应。材料被加工过后其力学性竹材的具体特性相适应。材料被加工过后其力学性能可能发生能可能发生变化。变化。竹子相对于其他材料而言,其特性所占的优势决定了它是竹子相对于其他材料而言,其特性所占的优势决定了它是非常好的建筑材料。通过以下表格便可以看出来:非常好的建筑材料。通过以下表格便可以看出来:高强度,高韧性高强度,高韧性 自重轻自重轻蓄积多,产量高蓄积多,产量高成材快,易加工成材快,易加工纯天然纯天然适合承载,抗震性能适合承载,抗震性能优良。优良。建筑造型创新,结构体系建筑造型创新,结构体系多样化取材便利,成本低多样化取材便利,成本低施工简单施工简单 ,
6、建造周期短,建造周期短,建设可持续,建设可持续无污染,低碳排,人与自无污染,低碳排,人与自然和谐然和谐材料优点工程意义 原生竹种:原生竹种:散生竹散生竹:黄河:黄河长江竹区,长江长江竹区,长江南岭竹区南岭竹区 毛竹,钢竹,淡竹,桂竹(台湾),金竹,水竹,毛竹,钢竹,淡竹,桂竹(台湾),金竹,水竹,紫竹,草竹等紫竹,草竹等众生竹众生竹:长江:长江南岭竹区,华南竹区南岭竹区,华南竹区 撑篙竹,慈竹,凤凰竹,硬头黄竹,青皮竹,车筒竹撑篙竹,慈竹,凤凰竹,硬头黄竹,青皮竹,车筒竹,粉箪竹等。,粉箪竹等。混生竹混生竹:三大竹区:三大竹区 苦竹,茶杆竹,箬竹,箭竹苦竹,茶杆竹,箬竹,箭竹 (1 1)刚竹,
7、是禾)刚竹,是禾本科竹亚科下的一本科竹亚科下的一个属。共分七十五个属。共分七十五余种,大部分分布余种,大部分分布于东南亚。中国大于东南亚。中国大陆地区覆盖面积主陆地区覆盖面积主要为黄河流域以南、要为黄河流域以南、南岭以北。刚竹,南岭以北。刚竹,又名桂竹,禾本科又名桂竹,禾本科乔木状竹种。乔木状竹种。(2 2)园竹,又称早竹、)园竹,又称早竹、雷竹雷竹、燕、燕竹,为竹,为禾本科禾本科竹亚科,竹亚科,刚竹属刚竹属竹种,竹种,是一种优质高产笋用竹种。早园竹是一种优质高产笋用竹种。早园竹秆高秆高6-8m6-8m,径,径2.5-5cm2.5-5cm,中部节间长,中部节间长10-20cm10-20cm,不
8、匀称,常一侧肿胀,不匀称,常一侧肿胀,新秆深绿色,节紫褐色。在年平均新秆深绿色,节紫褐色。在年平均温度温度15-1715-17,最低温度,最低温度-13-13,年,年降水降水1200mm1200mm以上的地方均适宜生以上的地方均适宜生长,具有出笋早、产量高;周期短、长,具有出笋早、产量高;周期短、见效快;成本低、效益好的特点。见效快;成本低、效益好的特点。 以下是建筑竹材中的几种主要竹种 (3 3)毛竹)毛竹 禾本科竹亚科刚竹禾本科竹亚科刚竹属,单轴散生型。常绿乔木状属,单轴散生型。常绿乔木状竹类植物,秆大型,高可达竹类植物,秆大型,高可达2020米以上,粗达米以上,粗达1818厘米。毛竹秆厘
9、米。毛竹秆高,叶翠,四季常青,自古以高,叶翠,四季常青,自古以来常置于庭园曲径、池畔、溪来常置于庭园曲径、池畔、溪涧、山坡、石迹、天井、景门,涧、山坡、石迹、天井、景门,以及室内盆栽观赏。又无毛无以及室内盆栽观赏。又无毛无花粉,在精密仪器厂、钟表厂花粉,在精密仪器厂、钟表厂也极适宜。也极适宜。(4 4)茶杆竹)茶杆竹 禾本科竹,禾本科竹,竹干通直、节平、坚轫、竹干通直、节平、坚轫、弹性强、不易虫蛀、表面弹性强、不易虫蛀、表面有光泽、材质优良、经久有光泽、材质优良、经久耐用,是制造各种竹家具、耐用,是制造各种竹家具、滑雪杆、花架、旗杆、笔滑雪杆、花架、旗杆、笔杆、高级钓鱼杆、雕刻工杆、高级钓鱼杆
10、、雕刻工艺美术的主要原材料。艺美术的主要原材料。 竹材竹材较木材含有多种糖类、淀粉和蛋白质等丰富的较木材含有多种糖类、淀粉和蛋白质等丰富的有机物质防腐,防蛀难度较大。这些缺点在很大程度上有机物质防腐,防蛀难度较大。这些缺点在很大程度上限制了竹材的使用范围限制了竹材的使用范围, ,必须加以妥善解决。所以与木结必须加以妥善解决。所以与木结构相比构相比, ,竹建筑节点构造具有特殊性,技术要求更高。纵竹建筑节点构造具有特殊性,技术要求更高。纵观国内外现有原竹建筑,其节点的构造体系大致可以分观国内外现有原竹建筑,其节点的构造体系大致可以分为以下四类为以下四类棕绳(篾笆)捆绑铁钉固定的节点竹木材的穿斗式节
11、点钢构件连接的节点和钢板连接的节点。适用于适用于一般节点的连接,棕绳只承受拉力,不一般节点的连接,棕绳只承受拉力,不存在压力和剪切力一般也不用考虑绳的自重。存在压力和剪切力一般也不用考虑绳的自重。有些棕绳在使用前经过油浸有些棕绳在使用前经过油浸, ,具有一定的具有一定的韧性和韧性和力度。力度。1 1) )棕绳在使用过程当中棕绳在使用过程当中, ,由于由于日晒雨淋日晒雨淋及温湿度的变化及温湿度的变化, ,经常经常会出现松散、断会出现松散、断股腐股腐烂烂的现象。的现象。2) 2)棕绳荷载能力有限棕绳荷载能力有限, ,而且而且在在捆绑中,若棕绳内部捆绑中,若棕绳内部受受力力不均不均, ,则会导致节点
12、的则会导致节点的整整体体荷载能力下降荷载能力下降, ,甚至会甚至会出出现现突然断裂等破坏现象。突然断裂等破坏现象。 螺栓固定是原竹节点中最常用的螺栓固定是原竹节点中最常用的 连接方式,也常作为辅助手段和连接方式,也常作为辅助手段和 其他方式结合。螺栓连接一般通其他方式结合。螺栓连接一般通 过预先对竹材进行打孔,再直接过预先对竹材进行打孔,再直接 以螺栓作为连接件相接在竹以螺栓作为连接件相接在竹 与竹的垂直连与竹的垂直连 接节点中。接节点中。 除螺栓外还要依靠预埋件辅助。适用除螺栓外还要依靠预埋件辅助。适用性广,既美观又牢靠。性广,既美观又牢靠。 这类节点在施工当中这类节点在施工当中, ,由于原
13、竹壁较薄由于原竹壁较薄, ,易于出现劈裂的现易于出现劈裂的现象象, ,握钉力无法保证握钉力无法保证, ,节点连接不可靠。而且经常会出现铁钉因节点连接不可靠。而且经常会出现铁钉因受冲击而弯曲或打断的现象。受冲击而弯曲或打断的现象。 在建筑的使用过程当中在建筑的使用过程当中, ,铁钉及螺栓螺母的节点连接处还会铁钉及螺栓螺母的节点连接处还会因逐渐出现间隙而产生松动的现象因逐渐出现间隙而产生松动的现象; ;铁钉及螺栓在自然状态下铁钉及螺栓在自然状态下也会因锈蚀、老化也会因锈蚀、老化, ,从而影响结构的牢固性。从而影响结构的牢固性。 所以此类节点不适用于现代竹建筑节点的构造连接。所以此类节点不适用于现代
14、竹建筑节点的构造连接。 穿斗结构是中国古代建筑木构架的一种形式穿斗结构是中国古代建筑木构架的一种形式。其。其特点特点是以柱直接承檩是以柱直接承檩, ,每排柱子靠穿透柱身的穿枋横向贯穿每排柱子靠穿透柱身的穿枋横向贯穿起来形成构架起来形成构架。 竹材竹材穿斗在一起穿斗在一起, ,相互拉相互拉牵牵具有具有较好的延性,因此较好的延性,因此这这种种结构具有一定的结构具有一定的抗震性抗震性能。能。 但但在以往的地震中在以往的地震中, ,穿斗穿斗竹结构竹结构的一些薄弱环节还是的一些薄弱环节还是被显现被显现出出来来。 这种结构的特点是由柱径较细柱距较密的落这种结构的特点是由柱径较细柱距较密的落地柱与短柱直接承
15、檩,柱间无梁而用若干穿地柱与短柱直接承檩,柱间无梁而用若干穿枋联系,并以挑枋承托出檐。这种结构用料枋联系,并以挑枋承托出檐。这种结构用料小,但室内柱密,空间不够开阔,在中国南小,但室内柱密,空间不够开阔,在中国南方使用很普遍。由于是以木构架为主,柱承方使用很普遍。由于是以木构架为主,柱承重,墙不承重,所以门窗可自由布置,体现重,墙不承重,所以门窗可自由布置,体现了形式与结构的统一。在皇家建筑和重要的了形式与结构的统一。在皇家建筑和重要的坛、庙建筑中,还以斗拱支撑在柱头、屋檐坛、庙建筑中,还以斗拱支撑在柱头、屋檐间,使得建筑出檐深远,保护木结构的屋身。间,使得建筑出檐深远,保护木结构的屋身。 钢
16、钢构件装配式节点是通过螺栓构件装配式节点是通过螺栓, 钢筋结构卡扣,金属钢筋结构卡扣,金属箍等将箍等将竹竹 子子连接成整体而连接成整体而形成的形成的, ,并通过并通过 钢钢构件节点把荷载传递给基础构件节点把荷载传递给基础。为为定性定性, ,便于钢构件的连接便于钢构件的连接, ,通常通常会在节点会在节点范围所在的原竹空范围所在的原竹空腔腔内部内部进行进行水泥砂浆水泥砂浆的灌注填充的灌注填充。钢钢构件装配式节点构件装配式节点可以可以分为以下三种分为以下三种。( (1) 1)平接平接节点节点 各各根竹子的轴线根竹子的轴线处于同一平面内处于同一平面内, ,锚栓、螺帽、锚栓、螺帽、金属垫圈、橡胶垫片等配
17、合紧金属垫圈、橡胶垫片等配合紧固固, ,同时可以在接点处设置金属同时可以在接点处设置金属箍以加固竹子。箍以加固竹子。( (2) 2)搭接搭接节点节点 各各根竹子根竹子的轴线不在同一平面内的轴线不在同一平面内, ,锚栓、螺帽、垫圈等配锚栓、螺帽、垫圈等配合紧固合紧固, ,在两节点之间设在两节点之间设置拉杆。置拉杆。( (3) 3)原竹与混凝土柱原竹与混凝土柱节点节点 锚栓锚栓一端固定在混凝土柱上一端固定在混凝土柱上, ,另一端另一端通过支撑原竹一端的金属杯口通过支撑原竹一端的金属杯口直插竹子空腔内并用水泥砂浆直插竹子空腔内并用水泥砂浆灌注。钢构件装配式节点连接灌注。钢构件装配式节点连接牢固牢固,
18、 ,装拆较为方便装拆较为方便, ,部分构件可部分构件可循环使用循环使用, ,同时能防虫、抗水、同时能防虫、抗水、抗劈抗劈 裂裂 。工具:工具:l通用工具通用工具:锯子,篾刀,滚刨,刮:锯子,篾刀,滚刨,刮片,圆凿,切割机,刀具片,圆凿,切割机,刀具 电钻,电钻,l专门工具专门工具:不同的加工目的衍生出:不同的加工目的衍生出各类加工竹材的工具。例如,做鸟笼各类加工竹材的工具。例如,做鸟笼就需要手钻、拉条板、负圈模、钢锉。就需要手钻、拉条板、负圈模、钢锉。做竹签,美工刀,剪刀,锯条,平面做竹签,美工刀,剪刀,锯条,平面锉,泡沫板。做竹笛则需要白钢刀锉,泡沫板。做竹笛则需要白钢刀l自制工具自制工具:
19、为了满足特定的加工要:为了满足特定的加工要求,可以自制工具,以促进加工的个求,可以自制工具,以促进加工的个性化要求和提高效率。性化要求和提高效率。 加工方法:加工方法:对竹材进行劈,削,钻等操作,得到对竹材进行劈,削,钻等操作,得到理想的构建形状,其目标往往是实现理想的构建形状,其目标往往是实现构件之间的构件之间的连接。连接。竹构件之间的连接,可以采用其他材竹构件之间的连接,可以采用其他材质例如金属连接,例如铁丝,螺丝钉,质例如金属连接,例如铁丝,螺丝钉,也可以通过竹材自身实现连接也可以通过竹材自身实现连接。利用。利用竹子的柔韧性,使得其弯曲以满足造竹子的柔韧性,使得其弯曲以满足造型要求型要求
20、或或力学要求。力学要求。 由于竹子由于竹子的弯曲性能特别好的弯曲性能特别好, ,因此因此可以做成各种各样的可以做成各种各样的竹家具竹家具, ,在在竹家具生产的过程中骨架的竹家具生产的过程中骨架的制制作作就需要对竹子进行弯曲就需要对竹子进行弯曲, ,即把竹即把竹段段弯曲成竹家具的骨架弯曲成竹家具的骨架。一般采。一般采用用的方法有火烤弯曲法的方法有火烤弯曲法、开凹槽、开凹槽弯曲法弯曲法、锯三角槽口弯曲法等。、锯三角槽口弯曲法等。1. 1.火火烤弯曲法烤弯曲法取一根待弯曲的竹段取一根待弯曲的竹段, ,左右手分别各握一端或把一端左右手分别各握一端或把一端卡入调曲棒槽中卡入调曲棒槽中, ,另一端用手握紧
21、另一端用手握紧, ,把要弯曲的部位的节间放在火把要弯曲的部位的节间放在火上烤上烤, ,加温的加温的幅度要幅度要适当大些适当大些, ,不断的来回转动竹段不断的来回转动竹段, ,竹竹 壁厚的烤的壁厚的烤的 时间时间长些长些, ,薄的烤的薄的烤的时间时间 短短些些, ,当秆当秆皮上烤出发亮的水珠竹皮上烤出发亮的水珠竹油油 时时, ,材质材质开始变软开始变软。这时。这时两手再两手再缓缓缓缓 向向内用内用力力, ,顺势将竹材顺势将竹材弯成弯成所需要所需要的的 曲度曲度, ,然用冷水或冷湿布擦弯曲然用冷水或冷湿布擦弯曲部位部位 促促使使降温定型降温定型。竹。竹段弯曲的温度最好在段弯曲的温度最好在12012
22、0C C左右。另外左右。另外, ,还可以还可以将竹段内部节隔打通将竹段内部节隔打通, ,装进热沙装进热沙, ,缓缓地加热弯曲、冷却定型。这缓缓地加热弯曲、冷却定型。这种装热沙火烤弯曲法受热均匀种装热沙火烤弯曲法受热均匀, ,竹段弯曲的弧度亦均匀竹段弯曲的弧度亦均匀, ,而且竹段而且竹段不开裂。但因内部竹隔被除不开裂。但因内部竹隔被除, ,竹材强度受到一定损失。竹材强度受到一定损失。2. 2.开凹槽弯曲法开凹槽弯曲法取待弯曲的竹段取待弯曲的竹段, ,在待弯曲的在待弯曲的部位部位锯锯出凹形槽口出凹形槽口, ,再把凹槽的两头修成半圆形弧再把凹槽的两头修成半圆形弧。凹。凹槽槽的深度为竹段直径的的深度为
23、竹段直径的3/4,3/4,凹槽的长度为凹槽的长度为竹段竹段或或圆圆木木芯直径的芯直径的1.51.5倍。凹槽的内部要求平整倍。凹槽的内部要求平整, ,并要削并要削去去内部内部竹黄。将凹槽处加热弯曲竹黄。将凹槽处加热弯曲, ,把预制好的竹段把预制好的竹段或或圆圆木芯填入凹槽夹紧木芯填入凹槽夹紧, ,冷却后即成冷却后即成9090的弯曲。的弯曲。3 3. .锯三角槽口弯曲法锯三角槽口弯曲法在竹段待弯曲部位的内方在竹段待弯曲部位的内方, ,均匀地锯上三角均匀地锯上三角形槽口形槽口, ,再用火烤弯曲部位再用火烤弯曲部位, ,两手把竹段向内方弯曲两手把竹段向内方弯曲, ,冷却后即可冷却后即可定型。必须注意定型。必须注意, ,锯的缺口愈大、愈多锯的缺口愈大、愈多, ,竹段弯曲的弧度就愈大竹段弯曲的弧度就愈大, ,曲率半径就愈小曲率半径就愈小; ;反之反之, ,则竹段弯曲的弧度就小则竹段弯曲的弧度就小, ,曲率半径就大。曲率半径就大。一般缺口的深度为竹段直径的一般缺口的深度为竹段直径的2/32/3左右。锯口一定要大小一致左右。锯口一定要大小一致, ,间距相等或对称间距相等或对称, ,缺口要在竹段的一条纵线上。
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