專利名稱：鋼套石膏型竹節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程當(dāng)中結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，具體涉及一種鋼套石膏型竹節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
目前，竹結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中較為常見(jiàn)的節(jié)點(diǎn)形式為螺栓型、套筒型和槽口型，該節(jié)點(diǎn)在工程當(dāng)中得到了廣泛的使用，較好地解決了結(jié)構(gòu)中竹筒之間的連接問(wèn)題，同時(shí)保證了可觀的拉壓強(qiáng)度以及適用性和耐久性；但是這幾類節(jié)點(diǎn)有一個(gè)明顯的共同缺陷，即在臨界狀態(tài)下較易發(fā)生竹筒與螺栓連接處脆性劈裂破壞，并且該節(jié)點(diǎn)在失效之后不可修復(fù)；竹材軸向拉壓性能強(qiáng)，但抗劈裂能力差，以上三種常用節(jié)點(diǎn)均以竹材劈裂作為最終破壞模式，實(shí)際上并未充分發(fā)揮竹材順纖維方向的拉壓性 能，限制了該節(jié)點(diǎn)在多重復(fù)復(fù)雜荷載作用下的可靠性。哥倫比亞建筑師Simon Velez曾經(jīng)發(fā)明一種用水泥固定螺栓的方法(見(jiàn)Simon Velezand Bamboo Architecture: Grow Your Own House, Vitra Design Museum, Michigan2000)，承載力有所提高，但其受力模式仍為螺栓和竹材受剪。最近，一種新型的鋼套水泥節(jié)點(diǎn)被人提出，其利用鋼構(gòu)件來(lái)連接兩段竹筒，并利用水泥砂漿這種建筑當(dāng)中最常見(jiàn)的填充材料來(lái)固定鋼構(gòu)件與竹筒。雖然節(jié)點(diǎn)的延性相比于之前的傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)有所提高，但是由于水泥砂漿的收縮性，導(dǎo)致此類節(jié)點(diǎn)在收拉時(shí)水泥砂漿很容易整體拔出，受拉承載力較低。基于此種延性節(jié)點(diǎn)的思想，現(xiàn)提出一種類似的新型竹節(jié)點(diǎn)，將砂漿換成石膏，利用石膏在凝固時(shí)膨脹的特性，增加其與鋼構(gòu)件的摩擦力和機(jī)械咬合力，從而更好地固定鋼構(gòu)件與竹筒，使得節(jié)點(diǎn)的延性與強(qiáng)度可以充分發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種鋼套石膏型竹節(jié)點(diǎn)，使竹材能充分發(fā)揮軸向拉壓性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
在保證強(qiáng)度和耐久性的前提下，開(kāi)發(fā)出具有較大塑性發(fā)展能力并更為充分利用竹材順纖維方向的拉壓強(qiáng)度的竹節(jié)點(diǎn)，本發(fā)明主要思路是防止竹材劈裂破壞，即不采用物理連接的方式，采用化學(xué)膠結(jié)的方式，將石膏這一建筑工程當(dāng)中極為常見(jiàn)的材料與竹材結(jié)合，制作出了新型節(jié)點(diǎn)形式，通過(guò)石膏與竹筒內(nèi)壁間機(jī)械咬合力和由于石膏膨脹所以增加的摩擦力作用，在保證強(qiáng)度和耐久性的前提下，實(shí)現(xiàn)了較大塑性發(fā)展能力并更為充分利用竹材順纖維方向的拉壓強(qiáng)度。本發(fā)明提出的鋼套石膏型竹節(jié)點(diǎn)，包括竹筒、鋼構(gòu)件和石膏，所述鋼構(gòu)件的兩端分別插入竹筒中，鋼構(gòu)件兩端與竹筒內(nèi)壁間隙處注有石膏。竹筒外壁注有石膏段箍有鐵箍；所述鋼構(gòu)件包括鋼管和鋼銷，鋼銷對(duì)稱嵌插在鋼管中，其插入方向與鋼管相垂直。本發(fā)明中，所述鋼銷為四根及四根以上鋼銷。本發(fā)明中，所述竹筒外壁上套設(shè)有鋼圈。本發(fā)明中，所述鋼圈的直徑為可調(diào)節(jié)式。
本發(fā)明的使用方法為:
將直徑小于竹筒的鋼管表面插接鋼銷，伸入竹筒深處，避免與竹節(jié)處接觸，鋼銷增大了石膏與鋼管的機(jī)械咬合力；將竹筒內(nèi)壁刮糙采用電鉆切削的方式使竹筒內(nèi)壁形成錐狀的條形刻痕，主要為了增大石膏與竹筒內(nèi)壁的摩擦力。之后在竹筒與鋼管間澆筑石膏，在石膏凝固期間將澆筑段竹筒外圍包上可調(diào)節(jié)直徑的鋼圈，提供環(huán)向箍筋力，防止石膏膨脹脹裂竹筒，同時(shí)也使竹筒、石膏和鋼構(gòu)件三者緊密連接。該節(jié)點(diǎn)保證了竹子的整體性，鋼構(gòu)件不會(huì)發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。作為連接兩段竹材的節(jié)點(diǎn)，另外一邊采用同樣方式處理。本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明提供的竹節(jié)點(diǎn)在保證強(qiáng)度和耐久性的前提下，實(shí)現(xiàn)了較大塑性發(fā)展能力并更為充分利用竹材順纖維方向的拉壓強(qiáng)度，尤其可推廣應(yīng)用于抗震設(shè)防要求較高的地區(qū)。


圖1-2是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中半個(gè)竹節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明圖1所示結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)剖面圖。圖4-5是本發(fā)明較佳實(shí)施例的內(nèi)插鋼管的結(jié)構(gòu)圖。圖6-圖11為本發(fā)明節(jié)點(diǎn)的拓展應(yīng)用。圖中標(biāo)號(hào):1鋼管,2鋼銷，3石膏，4鋼圈，5竹筒，6鋼構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附 圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1:一種竹節(jié)點(diǎn)，如圖1-圖3所示包括竹筒5、鋼構(gòu)件6和石膏3，如圖3所示為一個(gè)完整的竹節(jié)點(diǎn)，鋼構(gòu)件6的兩端插入在竹筒5中，鋼構(gòu)件6與竹筒5間注有石膏3。鋼構(gòu)件6包括鋼管I和四根鋼銷2 ;鋼銷2對(duì)稱嵌插在鋼管I中，其插入方向與鋼管I垂直。鋼銷2由上自下依次插入到鋼管I中。竹筒5外套設(shè)有鋼圈2。鋼圈2的直徑為可調(diào)節(jié)式。如圖6圖7所示，可將鋼構(gòu)件做成4個(gè)方向的連接件，這樣可以將此新型節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展到連接四個(gè)方向竹筒的十字交叉型節(jié)點(diǎn)。如圖8圖9所示，將鋼構(gòu)件彎成一定角度，可以以特定角度連接兩段竹筒，這使此種節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用范圍大大拓展，不僅限于直線連接。如圖10圖11所示，將鋼構(gòu)件做成空間三維的方式，可以同時(shí)連接多個(gè)平面的竹筒，這使次類節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用擴(kuò)展到空間上，不僅限于平面。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明產(chǎn)品。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例作出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋼套石膏型竹節(jié)點(diǎn)，其特征在于包括竹筒、鋼構(gòu)件和石膏，所述鋼構(gòu)件的兩端分別插入竹筒中，鋼構(gòu)件兩端與竹筒內(nèi)壁間隙處注有石膏；竹筒外壁注有石膏段箍有鐵箍；所述鋼構(gòu)件包括鋼管和鋼銷，鋼銷對(duì)稱嵌插在鋼管中，其插入方向與鋼管相垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋼套石膏型竹節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述鋼銷為四根及四根以上鋼銷。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋼套石膏型竹節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述竹筒外壁上套設(shè)有鋼圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鋼套石膏型竹節(jié)點(diǎn)，其特征在于所述鋼圈的直徑為可調(diào)節(jié)式。
全文摘要
本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，涉及一種竹節(jié)點(diǎn)，該竹節(jié)點(diǎn)包括竹筒、鋼構(gòu)件和石膏，所述鋼構(gòu)件的兩端插入在竹筒中，鋼構(gòu)件與竹筒間注有高強(qiáng)石膏。本發(fā)明提供的竹節(jié)點(diǎn)在保證強(qiáng)度和耐久性的前提下，實(shí)現(xiàn)了較大塑性發(fā)展能力并更為充分利用竹材順纖維方向的拉壓強(qiáng)度，尤其可推廣應(yīng)用于抗震設(shè)防要求較高的地區(qū)。
文檔編號(hào)E04B1/38GK103255839SQ201310166059
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者邵本順, 傅宇光, 符申超, 陳世鳴, 何弦 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)