装配式竹结构房屋的设计与研究
竹在当代建筑结构体系中的应用
竹在当代建筑结构体系中的应用摘要:本文选取当代建筑中一些新的竹结构建筑,并对建筑实例进行分析总结。
总结归纳当代竹材建筑结构体系的种类,系统的介绍竹材在当代建筑结构体系中的应用方式和特点。
关键词:竹材当代结构体系形式竹子自古以来就与人类的生产生活息息相关,又以其生长速度快,易获取,韧性好等优势被大量应用于建筑当中。
随着科技的进步,技术的提升以及相关结构计算相关理论的完善和新型结构形式的产生,竹材在建筑中的应用又有了新的表现和突破,竹材被更多的应用在大跨度建筑中,产生了许多新的结构形式,新型建材的产生也使竹材表现出了不同传统的形式特征。
1、竹材杆件结构体系竹材杆件结构体系是指竹材在砍伐后,不破坏其一节一节的自然形态,将竹材加工成段,用于建筑结构所组成的结构体系。
国外通常根据结构计算理论,经过精密的计算,将竹材力学性能薄弱的连接部分采用新的节点构造方式,将竹材应用在跨度更大的建筑当中。
使竹材良好的结构力学性能得到表现,例如印度巴厘岛由设计师约翰和辛西娅哈迪设计的绿色学校、西蒙·维列兹为了2000年汉诺威世博会图设计了ZERI厅。
巴里岛上的“绿色学校”采用岛上大量出产的巨龙竹为主要材料,为了避免竹材抗压能力的不足,设计师将建筑外部柱子的设计成多根竹杆发散支撑的柱子形态,使结构的支撑点增多,分散了巨大屋顶向下传递的荷载,底部多跟竹柱又相交于一点,使底部使用空间保持相对开阔的形态,同时在内部结构柱设计中又根据不同部位的实际情况,采用了多根竹杆成束组合与多根竹制柱子发散支撑相结合使用的方法。
西蒙·维列兹为了2000年汉诺威世博会设计了ZERI厅,建筑面积2150㎡,其中地面1650㎡,一层的展厅500㎡。
整座建筑使用了4000根瓜达竹,建筑屋顶直径40m,向外悬挑7m,整个建筑平面呈12边形。
主体架构完全由竹材杆件制成。
主要结构单元为2个斜柱及其支撑的2个悬臂梁,12对基本结构单元按照圆形规律布置,横梁在最高处形成圆环。
预制装配式圆竹结构房屋的试验与应用
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预制装配式圆竹结构房屋的试验与应用
作者:单波高黎肖岩王正
来源:《湖南大学学报·自然科学版》2013年第03期
钢材和水泥是现代建筑的主要结构材料,但也是高能耗、高污染、高排放的产物,不符合可持续发展的要求,采用天然、环保、可再生的有机材料作为结构材料,在一定的范围内逐步取代钢材和水泥,是实现建筑业可持续发展的必由之路,经过30多年的发展,以胶合木为主要结构材料的现代木结构逐步完善,并在北美和欧洲等地得到广泛应用,表明木材这种传统的天然材料可以合理的方式作为现代建筑的结构材料使用,而在我国,由于木材资源严重匮乏,木结构技术的发展和应用严重滞后,竹子是我国另一种重要的森林资源和特色资源,我国的竹林种植面积和竹材产量均居世界首位,有“第二森林”之称,竹材与木材比较,物理力学性能相似,而且竹材具有成材周期短的优势,因此,合理开发竹材资源,将竹材用于建筑结构中,在一定程度上取代传统的结构材料,对于提高建筑的绿色化程度,实现“以竹代木”有重要作用。
预制装配式圆竹结构房屋的试验与应用
建筑, 验 证 了该技 术 的可行 性和 适 用性. 示 范建 筑 已使 用 3年 多 , 目前状 况 良好.
关键 词 : 竹 结构 ; 圆竹 ; 剪 力墙 ; 预 制 建筑
Ab s t r a c t :M O S O ba mb oo, a k i nd o f r i c h f o r e s t r e s ou r c e i n Ch i n a,wa s s e l e c t e d a s t he bu i l di ng ma t e r i a l
摘 要 : 选 用我 国丰 富 的毛竹 作 为结构 材料 , 对 圆竹 的 主要 物 理 力 学指 标进 行 了试验 与
分 析. 研 究结果表 明 , 圆竹 的基 本 力 学指标 高 于 TC 1 3级针 叶 木材 , 可 以作 为结 构材 料使 用.
设 计 了 几 种 圆竹 构 件 和 结 构 的 金 属 连 接 件 , 基 本 实 现 了 圆 竹 构 件 加 工 的 标 准 化 和 施 工 的 预
Ch a n g s h a 。Hu n a n 4 1 0 0 8 2,Ch i n a ; 2 .Ch i n a Ac a d e my o f F o r e s t 。B e i j i n g 1 0 0 0 9 1 ,Ch i n a ;
3. D e p t o f Ci v i l a n d E n v i r o n me n t a l E n g i n e e r i n g,Un i v o f S o u t h e r n Ca l i f o r n i a 。Lo s An g e l e s ,C A9 0 0 8 9-US A)
装配式住宅结构设计与施工研究
装配式住宅结构设计与施工研究随着建筑市场的发展和住房需求的日益增长,传统住宅建筑方式已经无法满足要求,装配式住宅因其高效、节能、环保等优点逐渐受到了越来越多的关注和青睐。
然而,为了保证装配式住宅的质量和稳定性,需要在结构设计和施工等方面进行深入研究。
1.预制构件的设计装配式住宅的主要构件为框架结构,其以钢材、混凝土为主要材料,通过预制加工方式制成墙板、屋顶、梁柱等构件,再进行组装和安装。
因此,预制构件的设计对于整个住宅的质量和稳定性具有至关重要的影响。
预制构件的设计应根据住宅的规模、结构形式、建筑环境等因素进行定制化设计。
同时,需要合理选择材料、确定构件的几何形状、尺寸和质量标准等。
2.连接节点的设计装配式住宅一般采用螺栓或焊接方式进行构件间的连接,连接节点的设计也是结构设计的重要组成部分。
连接节点的设计不仅要满足强度、刚度等基本要求,还要考虑连接方式的可靠性、易于安装和容错能力等问题。
此外,连接节点的设计还需要考虑构建与构件之间的传力问题,合理选择连接方案和连接点的位置。
3.地基与结构的相互协调地基是保证装配式住宅整体稳定性的基础,因此需要在结构设计中对地基进行合理的布局和使用。
同时,地基设计也需要与住宅的结构形式相协调,合理选择地基形式和构造方式,确保地基与结构的相互协调。
二、装配式住宅的施工预制构件是装配式住宅的核心组成部分,其加工质量对整个住宅的质量和稳定性有重要影响。
在预制构件加工过程中,需要充分考虑加工设备和工艺的配合,以及加工过程中的质量控制和技术要求。
2.现场组装安装装配式住宅的主要特点是现场组装和安装,因此在施工过程中需要充分考虑安装质量和安全。
在安装前,首先需要对预制构件进行查验和检测,确保其质量符合标准。
然后需要精密组装,并采取必要的辅助支撑和固定措施,以确保其结构稳定和承载能力。
3.质量控制与安全防范装配式住宅的施工需要重视质量控制和安全防范,避免发生安全事故和质量问题。
取法自然——竹结构建筑小品设计及细部研究
时清扫室 内的杂物。 如竹 结构房屋 位于树 木繁盛得地 区 , 如
公园内 , 则竹结构房屋周围须定期喷洒杀虫药物。
( c) 防 火
为保证结 构的安全 , 室 内以及周 围, 严 禁生明火 , 不得 随 意丢弃未熄灭的烟 头于 室内。 7竹结构建筑小品细部语言图示表达
( 1 ) 竹 墙 组 装 过程 表 达
竹梁用来承 受屋 面和 吊项荷载 , 并将荷载传至 下部 结构 。 竹梁是 以胶合竹板 作 为基 本材料 , 将两层 或两层 以上的胶合
竹板 叠层胶合压 制在一 起并经二 次加工制成 的构件 , 竹 梁 的 接 头 主 要 采 用 平 接 和 钉 接 的复 合 连 接 方 式 。
( 4 ) 重 要 节 点 构件 链 接 表 达
层 的板材尽 量选用厚度 一致 或接近 的原 料进行加工 , 以减 小 厚 度带来 的误差。此外 , 胶合竹 构件 必须在冷压 架上进行加
压, 压 制 时间不 得少 于 4 8小 时 , 加压 时的温度 不低 于 2 0摄
氏度。 ( 2 ) 运输 和 现场 安 装 要 求 :
使用竹材 料的注意, 提高生态建筑材料 的使用率 , 设计 出让人
( 1 ) 工 厂 加 工 要 求
点, 竹 材料 的最 大优势就 是成材迅 速 , 材 料特征突 出 , 力学性 能优 势明显 , 同时经 济性强。建筑 设计这个领 域表现 出大量 使用竹 材料 的趋 势 , 这说 明竹材 料在 业主和设 计师 的观念 中
被 日益 强 化 。
设计前 对每批次胶合竹板进行抽检 , 对板 材的弹性模量、 强度、 密度、 含 水率等物 理力学参 数进行 测试 。加工 时 , 同一
品、 木材作 为主 要食料 , 同时也离 不开水分 , 所 以蚁巢 一般都
论竹结构房屋的性能与发展
论竹结构房屋的性能与发展摘要:传统形式的钢筋混凝土结构、钢结构以及刚-砼组合结构环保性较差,相比之下竹结构却是一种绿色经济、性能优越的结构形式。
竹成材的时间比较快,成熟期一般只需几年,从这方面来说竹是可再生材料。
其次,竹的力学性能优越,它截面为薄壁圆管,质量轻强度高,由竹材料组成的房屋具有施工方便、抗震性能好等优点。
竹材的这些优点使得其在未来的建筑市场具有很大的竞争力。
关键词:竹结构;性能;优势;潜力钢筋混凝土结构、钢结构以及刚-砼组合结构构成为了现代建设领域的主要结构形式,对人类社会的发展做出了巨大的贡献。
但是组成这些结构形式的材料不仅耗能巨大,而且它们都是不可再生的,不符合人类可持续发展的要求。
随着社会的不断进步,人们越来越重视节能和环保,竹材作为一种新型环保的建筑材料拥有众多优越的性能,以竹材创建的结构体系越来越多运用在新建的建筑物当中。
1、竹结构房屋的优势1.1、资源广泛,造价低廉竹为高大、生长迅速的禾草类植物,茎为木质,它的繁殖主要依赖毛竹根部竹鞭上的芽,生长周期较短,一般只需几年便可成材,且可以反复砍伐,一次植林多年受益,因此只要经营管理恰当,竹子将是一种可以反复取用的可再生建筑材料资源。
而我国又是世界上主要的产竹国家,约42属500余种,竹材面积占全世界竹材总面积的四分之一。
丰富的竹材资源使得其价格较传统建筑材料低廉。
传统形式的建筑在地基一块的造价所占比例往往较大,竹由于竹结构建筑的自重较轻,基础要求低,一般天然浅基础就可满足要求。
因此竹结构建筑在基础部分的投资将大大减少。
和使用砌块、砖作为内外墙系统的传统建筑相比,竹结构建筑的内外墙系统均使用竹材,相同户型的竹结构建筑的有效居住面积将比传统建筑的有效居住面积大。
1.2、施工方便,周期短传统结构形式的建筑在施工时需要现场支模,浇筑混凝土后还需要进行养护,等混凝土达到一定强度时才能进行下一道施工工序,耗时耗力。
竹结构住宅主要结构构件既可以在施工现场制作也可以在工厂预制好之后再搬运到现场进行组装,传统建筑在施工时往往需要另外开辟作业区,如混凝土搅拌场、钢筋加工场,而竹结构房屋则可以利用下一楼层平台作为上一楼层的施工场地。
竹结构的形式与技术研究——记一次竹构筑物课程设计
万方数据建筑教育1标准化立方体2三角锥网架3直线双曲面4圆筒形通道空间5竹加索膜结构当是结构与形式。
刚开始时可能主要关注形式概念。
结构概念比较模糊甚至可能不合理,而后才逐渐完善起来,实现形式与结构概念的相互解释。
结构与形式是不可分的,在概念设计阶段,技术要素起到的作用是启发形式和模糊地解释形式,并不强调它的严谨性。
教学中需要思考的是:竹作为建筑材料时,它的哪些特性能启发设计,以何种方式启发设计。
学生们提交的方案中,构筑物结构形式大概可以分为直网架型、曲线型和编织型,它们分别利用了整竹的轴向力、112NEWARCHITECTURE6/2009弹性力以及竹蔑编织的塑性张力。
1直网架型这种类型主要是利用整竹的轴向力。
竹的圆筒形截面可以承受较强的垂直应力,这一点与木和钢的材料特性类似。
不同的是,竹的质量更轻,而抗弯矩能力有所不及,当整竹受垂直荷载的时候,容易劈裂。
直网架类型中有很多可能性。
图1显示的是一个用竹实现的标准化立方体,框架和围护墙是两套体系,可以实现装配化施工。
图2显示的是一个典型的三角锥组合网架景观亭,界面是采用竹编方式。
图3的景观亭是用直线条形成双曲面的例子,主体框架是三角形网架,界面用细竹的双曲面排列来实现韵律感(在模型制作中用细木条或竹蔑来表现整竹,以下同)。
图4是用直线来构成圆形通道空间的例子,主体结构是六边形,圆形的细竹作为附加结构与主体结构区分开来。
图5的例子将竹和索膜结构结合在一起,用直线来构成圆形展览和休息空间,界面采用了半透明膜。
图3、4、5的例子都是用直线条表现曲线,其中,图3的例子是利用细材排列来表现双曲面,图4、5是用折线渐变来构造曲线型空间。
它们的受力杆件都是直竹,故称之为直网架型。
2曲线型整竹的另一个重要材料特性就是弹性,将之弯曲可以产生弹性应力,这让它有一种不同于木材的表现力。
图8的例子将弯竹交错组合,形成一种类似哥特尖券的通道空间。
图7的例子中将每三根一组竹两端固定,中间用圆盘在不同高度上撑开,组合形成了孩童攀爬的游乐设施。
装配式现代竹结构房屋设计与研究
2、设计流程
(3)模型制作:根据设计图纸,制作实体模型或计算机模型,用于验证设计 的可行性和展示实际效果。
三、装配式现代竹结构房屋结构 研究
三、装配式现代竹结构房屋结构研究
装配式现代竹结构房屋的结构研究主要涉及材料选择、连接方式、抗风抗震 性能等方面。以下是针对这些方面的具体分析:
1、材料选择
1、竹材的选用应符合环保、可再生、低能耗的要求。
2、优化房屋的结构形式和连接方式,提高房屋的抗震、抗压性能。
3、遵循标准化、模数化的设计 理念,方便装配和拆卸。
4、注重房屋的保温、隔热、通 风性能,提高居住舒适度。
4、注重房屋的保温、隔热、通风性能,提高居住舒适度。
在设计过程中,还需要注意以下几点: 1、充分考虑当地的气候条件、地理环境等因素,确保房屋的安全性和适应性。
2、优化竹材的加工和连接工艺, 提高房屋的制造质量。
3、合理布置室内空间,满足居 住者的生活需求。
4、注重房屋的景观设计,与周 边环境相协调。
装配式竹结构房屋实例分析
装配式竹结构房屋实例分析
以某装配式竹结构房屋为例,该房屋采用了标准化的设计思路,以竹材为主 要材料,通过预制的竹构件进行装配。房屋的结构形式为典型的框架结构,主要 由竹柱、竹梁、竹板等组成。在设计过程中,考虑了当地的气候条件和地理环境, 采用了适宜的保温、隔热和通风措施。同时,根据居住者的需求,合理布置了室 内空间,提供了舒适的居住环境。
二、装配式现代竹结构房屋设计
二、装配式现代竹结构房屋设计
装配式现代竹结构房屋设计是一种集环保、高效、预制化于一体的建筑设计 理念。这种设计方法通过对竹材的合理利用,实现了房屋的快速建造和资源的高 效利用。
1、设计理念
现代竹结构建筑体系的研究模式与应用途径(可编辑)
现代竹结构建筑体系的研究模式与应用途径学校代号:学号:密级:普通湖南大学硕士学位论文现代竹结构建筑体系的研究模式与应用途径..,湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后栗由本人承担。
吼劢墀月夕日储签名:韵牡学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于、保密口,在??年解密后适用本授权书。
、不保密翻。
请在以上相应方框内打“√”作者签名:日期:劢≥年月夕日导师签名:日期:硎≥年月臼现代竹结构建筑体系的研究模式与应用途径摘要中国正处于快速城市化与工业化的进程中,这一过程还将在未来的至年中持续。
社会与科技的飞速发展给我们带来了生活的便利,但同时也带来了各式各样的危机与日益严峻的挑战。
在工业化与人口激增的影响下,人们深刻体会到环境污染、资源短缺的危害。
在城市化进程中,建筑业无疑是资源和能源消耗最大的领域。
面对这一亟待解决的问题,现代建筑业呼唤新型非传统建筑体系的发展和研究模式的更新。
本文将基于一般系统论与建筑科学体系探讨现代竹结构建筑体系的研究模式与应用途径。
运用系统论思想分析建筑科学系统,指出非常规建筑体系是基于常规建筑体系的创新;材料与技术作为建筑体系的物质基础,其进步将推进建筑体系的发展。
现代竹结构建筑作为一种新型的非常规建筑体系,其绿色、环保以及可持续发展的特性,符合未来建筑业的发展要求。
本文从竹结构的研究价值,材料和技术的发展,建筑的构造与连接技术三个方面系统分析现代竹结构建筑体系。
竹结构的建筑设计新思路
竹结构的建筑设计新思路自古竹子就广泛应用于各种日常用途:房屋、家具、厨具、造纸、乐器,不一而足。
现在,作为一种完美的可再生本土资源,竹子的多功能属性正在被开发利用于可持续建筑。
高强,轻便,可再生,竹子是一种功用众多但认知不足的建筑材料。
从植物学角度,竹子属于草本植物,并具有惊人的生长速度——某些品种的抽条速度甚至达到每天1米。
竹子靠根系繁衍,因此砍伐后就会快速再次生长,特别是相对木材砍伐后漫长的造林时间而言。
同时竹子易于培育种植,从竹笋长成符合建筑结构强度要求的成品材,大约为5年到8年时间,个别地区甚至可以控制在3年内。
而木材达到成材标准,通常需要25年到50年。
竹子在本质上是一种高效的结构材料:强度高,硬度大,并和钢铁一样具备拉张强度。
分段的空腹结构,赋予其极为轻质同时又易弯成曲线轮廓的弹力特性。
这些构造性能造就了竹子的材料特性。
每个生长周期,竹子都会生成一批这样的优质建材,并且不产生树皮,叶子则可作家畜饲料,整个过程不产生丝毫浪费。
昆虫和真菌的侵袭,是竹子结构完整性的主要威胁,因此需对竹笋使用硼砂作为杀虫剂和灭菌剂。
通常的做法是,将蛀空的竹笋在溶液中浸泡一个星期,然后在太阳下晒干。
竹材的其他需求就很少了,生产一个单位竹子的能耗极低:每立方米材料形成每牛顿平方毫米的抗压强度,需30兆焦能量,而形成同样强度,木材的能耗为80兆焦,水泥为240兆焦,钢铁为1500兆焦。
并且,由于地理分布广泛,竹子不需要长途运送成品材,运输成本也大大降低。
竹结构易拆解,可循环利用,在异地能方便地将构件重新组装成房屋。
在当今地域性和可持续发展建筑技术的语境下,竹子已脱离了“贫民木材代用品”的身份。
位于泰国清迈市的一所学校(如图),使用竹子作为轻质屋顶材料,覆盖下方的功能房间群组。
这座由年轻的荷兰建筑设计事务所24H设计的学校,能够容纳375名学生为了突出对自然的尊重,学校的平面布局,使用了树枝一般自然分叉的步行路网。
装配式竹结构房屋的设计与研究
装配式竹结构房屋的设计与研究3肖 岩 佘立永 单 波 周 泉 杨瑞珍 陈 国(湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室,现代竹木及组合结构研究所,长沙 410082) 摘 要:提出了一种基于竹胶合板为基本材料的轻型装配式竹结构房屋,详细叙述了装配式竹材房屋构件的模块化设计和加工以及房屋的安装,并通过试验和理论分析对房屋的工作性能进行了评估。
关键词:竹结构;装配式;模块化;竹胶合板;工作性能RESEARCH AN D DESIGN OF PREFABRICATE D BAMBOO H OUSEX iao Y an She Liy ong Shan Bo Zhou Quan Y ang Ruzhen Chen G uo (K ey Laboratory of Building Saftety and Energy E fficiency ,M instry of Eduction ,ChinaInstitute of M odern Bamboo ,T imber and C om posite S tructures ,Hunan University ,Changsha 410082,China )Abstract :I t is introduced a new type of prefabricated house using laminated bamboo sheets and structural elements.The design and production of the members of the house were discussed and it is describedhow to assemble the members.C omments on the w orking per formance are conducted based on the raleted experiments and analysis.K eyw ords :bamboo structure ;prefabricated ;m odularization ;laminated bamboo sheets ;w orking per formance3教育部“长江学者和创新团队发展计划”(1RT 0619);国家自然科学基金委主任基金(50848008);美国蓝月基金(Blue M oon Fund )项目共同资助。
竹结构的研发与设计
竹结构研发与设计竹子,是一种可再生资源,种植分布范围广泛,生长速度快,4-6年即可采伐;竹子生长过程可以吸收二氧化碳,竹林培育又是潜在的“碳汇”源;将竹材,特别是廉价的原竹材料,用于建筑工程中,替代某些钢材、水泥等,对于节能、减排、环境保护等具有现实意义。
我院已经将(大跨)原竹建筑设计与施工列为重点开发项目之一,已与印度馆的外方设计师建立了合作意向。
中国竹材资源十分丰富,无论是种植数量、面积和储积量,还是竹产品及其加工水平,均居世界产竹国之首。
中冶集团国务院国资委监管的特大型企业集团,是集科研开发、咨询规划、勘察测绘、监理设计、建筑施工、房地产综合开发、设备安装、设备制造与成套、资源开发、工业生产、纸业、技术服务与进出口贸易于一体,多专业、跨行业、跨国经营,集科工贸于一体的综合性特大型企业集团。
中国中冶2009年10月成功在香港和上海股市市场上市;2009年在世界500强企业排名第380位,中国企业500强排名27位,全球建筑承包商225强排名第12位。
一、设计应用范围:1.居住建筑的研发与设计;2.造园建筑的设计工程;3.大型(跨)竹结构物的研发与设计。
国内外相比,单体规模小、造型传统、创新不足。
尤其是大跨建筑的施工与设计,更是奇少。
目前在该领域的建筑研发与设计,我单位己取得领先优势。
在竹结构研发与设计领域需应注意事项有:由于竹材自身的缺陷,环境作用下即可能发生开裂等损坏,故,应限制高剪切应力的长期作用,如:悬挑梁、大跨度梁、桁架等。
对于需要大跨度、大空间的建筑,采用密支承结构体系是比较好的选择。
通过合理的设置支柱、支撑等,构造出以杆件承压为主的高可靠性结构体系。
二、产品介绍随着公司品牌与技术实力的不断提升,近年来,在建筑设计产业方面,公司先后承接了如越南馆的研发与设计、荷兰馆的设计改造、人行桥与教堂的研发与设计、以及蓬盖的的研发与设计、长悬挑的研发设计改造工程,都已得到业主的高度认可。
三、业绩介绍越南馆荷兰园人行桥蓬盖长悬挑。
竹建筑研究及案例分析
竹建筑研究及案例分析竹建筑是一种特殊的建筑形式,通过使用竹材作为主要结构材料来构建建筑物。
竹材作为一种轻质、坚固和可再生的材料,具有很高的可塑性和适应性,被广泛应用于许多地方,尤其是在热带和亚热带地区。
竹建筑在各种应用中,展现出了其独特的魅力和潜力,且具有环保、经济和文化等方面的优势。
首先,竹建筑具有环保的特点。
竹材是一种可再生资源,其生长速度远远快于木材。
相比之下,竹子可以在短短几年内生长成熟,而树木需要几十年的时间。
此外,竹材具有良好的抗震性和抗风性能,可以承受地震和台风等自然灾害的冲击。
这使得竹建筑在地震频发和风灾常见的地区有着广阔的应用前景。
由于竹材具有低导热系数,能够提供较好的隔热效果,同时也能有效减少室内能源消耗。
其次,竹建筑具有经济的优势。
竹材价格相对较低,且易于获取,这使得竹建筑在经济资源有限的地区具有很大的优势。
此外,竹材还可以与其他材料相结合,如混凝土、钢材等,形成竹混凝土结构或竹钢结构,从而提高建筑的承载能力和稳定性。
竹材的加工和施工成本相对较低,且施工速度快,可以节约建筑成本和时间。
最后,竹建筑具有文化的价值。
竹作为一种传统的建筑材料,在许多亚洲国家和地区有着悠久的历史和深厚的文化底蕴。
竹建筑以其独特的形式和结构,展现出不同地区的建筑风格和文化特征。
竹建筑还与当地的民俗和风土人情相结合,成为了当地文化的重要组成部分。
对于保护和传承传统文化而言,竹建筑具有不可估量的价值。
在实际应用中,许多竹建筑的案例也证明了其可行性和优势。
例如,中国云南的竹楼是一种典型的竹建筑,以其优雅的曲线造型和独特的月亮门而闻名。
这些竹楼不仅具有优美的外观,还具有良好的透气性和遮阳性能。
在菲律宾,巴勒斯坦的Paraiso小学是一个成功的竹建筑项目,采用了竹框架和竹板墙体结构,以及竹制门窗和屋顶,实现了一个安全、舒适和环保的学校环境。
总之,竹建筑是一种具有环保、经济和文化价值的建筑形式。
它不仅能够满足建筑的功能需求,还能够与当地的自然环境和文化相融合。
装配式建筑施工过程中的木材与竹材应用技术
装配式建筑施工过程中的木材与竹材应用技术随着住房需求的增加和环境保护意识的提高,装配式建筑在近年来得到了越来越广泛的应用。
装配式建筑是指通过提前制造好的构件进行快速拼装而成的建筑,它具有施工周期短、质量可控、环保节能等优势。
而其中,木材与竹材作为一种常见的装配式建筑材料,在施工过程中有着重要的应用技术。
一、木材与竹材选择与处理在装配式建筑施工过程中,首先需要对木材和竹材进行选择和处理。
对于木材来说,需要选择干燥度高、密度适中以及质量良好的原料。
常见的木材有桦木、橡木等,这些木材具有耐久性好、抗腐蚀能力强等特点,非常适合用于装配式建筑施工。
而对于竹材来说,在选择时需要考虑其韧性和稳定性。
竹子可以迅速生长并且其强度较高,在装配式建筑中被广泛应用。
但需要注意的是,竹材的湿度也需要达到一定的标准,在使用前要进行干燥处理,确保其质量和性能。
二、木材与竹材在装配式建筑中的应用技术1. 结构支撑:木材和竹材作为装配式建筑施工过程中重要的结构支撑材料之一。
其通过组装形成框架结构,为整个建筑物提供稳定性和承重能力。
2. 隔墙与隔音:木材与竹材还可以用于分割空间,实现隔墙效果。
由于木材和竹材本身具有良好的隔音性能,因此在装配式建筑施工中使用木质隔墙可以达到较好的隔音效果。
3. 美观设计:木材和竹材作为天然的建筑材料,在装配式建筑中也得到了充分的发挥。
可根据需要进行加工和设计,形成多样化且美观大方的结构体系,增加了建筑物的吸引力。
4. 环保节能:木材与竹材作为天然可再生资源,在装配式建筑中具有较低的能耗和环境影响,是一种绿色、可持续的材料选择。
此外,木材和竹材还具有良好的保温性能,可以降低建筑物能耗,提高建筑物的节能效果。
5. 耐久性与防腐:装配式建筑要求长久使用,因此需要考虑木材和竹材的耐久性和防腐性。
一般来说,木材需要经过表面处理和加工,采用适当的涂层进行防腐处理以延长其使用寿命。
而竹材则可以通过烁石灰水处理等方式增强其耐久性。
装配式现代竹结构房屋的设计与工程示范
硕 士 ,e-mail: jypan@.
竹 材 是 以 原 竹 为 材 料 ,将 原 竹 材 加 工 成 长 条 ,去除内 节 、干 燥 、浸 胶 、组 述 、热 压 、锯 边 、指接等工序制 成结构用材料。晈合竹材不仅保持了竹材的物理力学 性 能 ,还具有变形小、硬 度 大 、强 度 高 、耐 磨 损 、防 虫 蛀 和 耐 腐 蚀 等 优 点 ,其 力 学 性 能 完 全 能 媲 美 优 质 的 结构用木材。因 此 ,通过一系列的力学性能试验,测 得 胶 合 竹 材 的 主 要 物 理 力 学 性 能 指 标 见 表 1。
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建 筑技术
Architecture Technology
第 50卷 第 12期 2019年 12月 V〇1.50N〇.12 Dec.2019
装配式现代竹结构房屋的设计与工程示范
潘金炎, 王 立 , 张玉强, 刘亚辉
(浙江省建筑科学设计研究院有P艮公司, 3 1 0 0 1 2 , 杭 州 )
ASSEMBLED MODERN BAMBOO STRUCTURE HOUSING DESIGN AND ENGINEERING DEMONSTRATION
PAN Jin-yan, WANG Li, ZHANG Yu-qiang, LIU Ya-hui (Zhejiang Academy of Building Research&Design Co.,Ltd.,310012, Hangzhou,China)
新型竹质装配式房屋的研发与示范
第49卷增刊建 筑 结 构V ol.49S22019年11月 BuildingStructure Nov.2019DOI: 10.19701/j.jzjg.2019.S2.093新型竹质装配式房屋的研发与示范陈复明1, 魏鑫1, 王戈1, 刘可为2, 孙涛3, 李德月1,程海涛1, 俞先禄4, 陈林碧5(1 国际竹藤中心,北京100102;2 国际竹藤组织,北京100102;3 佛山市创意公元家居科技有限公司,佛山528000;4 福建和其昌竹业集团股份有限公司,三明366000;5 福建省有竹科技有限公司,三明366000)[摘要]介绍了一种新型竹质装配式房屋的研发过程及示范工程,旨在通过模数化设计、标准化制造、功能化预制和模块化装配等创新技术的应用和集成,研发一种新型竹质装配式竹质房屋的设计建造方法。
该房屋以轻钢为框架结构、竹束单板层积复合材料(BLVL)为围护结构,配备太阳辅助供电系统与开合墙体户外拓展平台。
BLVL在工厂预制、现场快速组装加工成墙体、地面、屋顶等标准构件,并通过金属连接件合理连接,建成可重复拆装的框架式房屋;房屋空间单元包括:门厅模块、展厅模块、会议主模块、茶水间模块与办公休息模块等,并且各模块单元之间可自由组合;该技术具有建造速度快、施工能耗低、灵活装配、功能化设置等特点。
整栋竹质装配式房屋具有良好的舒适性、美观性与功能性,能满足日常办公、会议、展示与休闲的需要,可作为非永久性的景区住房、野外作业用房、军队营房等,符合国家可持续绿色发展与低碳循环经济的产业政策。
[关键词]竹束单板层积复合材;装配式房屋;模块化;组装连接;乡村振兴中图分类号:S795.9,TS653文献标识码:A文章编号:1002-848X(2019)S2-0504-06Development and application of a new pre-fabricated engineered bamboo houseChen Fuming1, Wei Xin1, Wang Ge1, Liu Kewei2, Sun Tao3, Li Deyue 1, Cheng Haitao 1,Yu Xianlu4, Chen Linbi 5(1 International Centre for Bamboo and Rattan, Beijing 100102, China; 2 International Bamboo and Rattan Organization,Beijing 100102, China; 3 Guangdong Chuangyigongyuan Co., Ltd., Foshan 528000, China; 4 Fujian Heqichang BambooIndustry Co., Ltd., Sanming 366000, China; 5 Fujian Youzhu Science & Technology Co., Ltd., Sanming 366000, China)Abstract: The development of a new prefabricated engineered bamboo house with its applications was introduced. Byusing a series of combined innovative technologies like modular design, standardized manufacturing, functional precastand modular assembly technology, it aims to develop a technology route for the development of prefabricatedengineered bamboo houses as well as a methodology for its design and construction. The prefabricated house consists alight-steel frame structure with all the enclosure components made of Bamboo Laminated Veneer Lumber (BLVL)materials. It is equipped with an electric solar power supply system and an outdoor activity platform using the hydrauliccontrolled open-close wall. Through the prefabrication in the factory, BLVL is processed into standard parts such aswalls, roof slabs and floors. The connection components and steel frames designed by standardization are assembledquickly on site, which has the characteristics of fast construction speed and low construction energy consumption. Thehouse is comfort, good-looking and functional. The room spaces of this new type of bamboo assemble house isdesigned into different modules according to different requirements for function. Meanwhile, different modules can befreely assembled and disassembled. It can be customized according to different architectural styles and functionsaccording to the needs of customers. It can be used not only as permanent houses for home or office, but also astemporary houses in scenic area, field operation housing and military housing. Because of the low-carbonenvironmental protection characteristics of bamboo itself and the construction method of repeated disassembly andassembly, the research and development of the new bamboo house conforms to the national industrial policy ofsustainable green development and low-carbon circular economy, and it is worthy to promote it in those areas suitablefor the use of bamboo buildings.Keywords: BLVL; pre-fabricated engineered house; modularization; assembly connection; rural vitalization0引言装配式建筑是指将工厂生产的预制部品部件在工地现场装配而成的建筑,具有加工精度高、质量稳定、利用率高、施工速度快和人工成本低等优势[1-2]。
适老性装配式建筑设计中的竹材应用初探
适老性装配式建筑设计中的竹材应用初探作者:王妍来源:《美与时代·上》2019年第12期摘要:进入21世纪以来,中国社会人口老龄化的问题日趋严峻,60岁以上老年人人口数量的快速增长和当今社会居家养老压力的逐渐增强使得中国现今对养老建筑的需求愈发强烈。
装配式建筑具有快速高效、环保、场地制约小、劳动力需求少等特点,符合人口老龄化趋势发展的住房需求。
竹材作为绿色环保型材料,高产量、低成本,运用在适老性装配式建筑设计上,能更好地适应社会可持续发展的理念,能更快地推进绿色建筑产业链的发展,能更加体现出对老龄化人群的社会关怀。
关键词:适老性住宅;装配式建筑;竹材;生态环保中国自2000年来已经进入了老龄化社会,成为世界上首个老年人口突破2亿的国家。
随着医学科技、保健水平和卫生水平等的发展,人口寿命得到了延长,这种现象直接导致了我国对适老性住宅的需求增加。
面对人口红利下降,2016年9月国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。
这一政策正是为了解决社会人口老龄化趋势所导致的工人减少问题。
这昭示着未来装配式建筑将成为建筑行业发展的重点对象。
竹材作为高产量、低成本、生态环保型材料,具有改善人居环境、提高居住品质的优点,竹材在力学和美学上所具有的表现力以及在经济层面、环保层面的优点让其在建筑应用方面的探究與分析具有一定的现实意义。
竹材作为木材的可替代材料在未来会被大量地开发利用。
本文旨在探索竹材在适老性装配式建筑设计中的应用方式,通过研究竹材的基本性质,探究竹材今后在建筑中应用的新趋势,以及竹材在建筑应用中的多种可能性。
一、适老性装配式建筑的概念《2018社会服务发展统计公报》显示,2018年我国60岁及以上的老人已经达到2.49亿(人口占比17.9%),中国成为世界上首个老年人口突破2亿的国家。
根据快速老龄化的基本国情,以及考虑到我国传统居住文化的特点,《全球老龄住宅建筑设计手册》中将我国的社会养老服务体系分为居家养老、社区养老和机构养老等三个有机部分[1]。
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装配式竹结构房屋的设计与研究3肖 岩 佘立永 单 波 周 泉 杨瑞珍 陈 国(湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室,现代竹木及组合结构研究所,长沙 410082) 摘 要:提出了一种基于竹胶合板为基本材料的轻型装配式竹结构房屋,详细叙述了装配式竹材房屋构件的模块化设计和加工以及房屋的安装,并通过试验和理论分析对房屋的工作性能进行了评估。
关键词:竹结构;装配式;模块化;竹胶合板;工作性能RESEARCH AN D DESIGN OF PREFABRICATE D BAMBOO H OUSEX iao Y an She Liy ong Shan Bo Zhou Quan Y ang Ruzhen Chen G uo (K ey Laboratory of Building Saftety and Energy E fficiency ,M instry of Eduction ,ChinaInstitute of M odern Bamboo ,T imber and C om posite S tructures ,Hunan University ,Changsha 410082,China )Abstract :I t is introduced a new type of prefabricated house using laminated bamboo sheets and structural elements.The design and production of the members of the house were discussed and it is describedhow to assemble the members.C omments on the w orking per formance are conducted based on the raleted experiments and analysis.K eyw ords :bamboo structure ;prefabricated ;m odularization ;laminated bamboo sheets ;w orking per formance3教育部“长江学者和创新团队发展计划”(1RT 0619);国家自然科学基金委主任基金(50848008);美国蓝月基金(Blue M oon Fund )项目共同资助。
第一作者:肖岩,男,1961年1月出生,博士,教授。
E -mail :xiaorock @ 收稿日期:2008-09-28 装配式竹结构房屋的设计与建造是湖南大学现代竹木及组合结构研究所针对我国四川省5112地震之后,需要大量的灾区过度安置房而紧急研制的,此类房屋具有抗震性能好,施工速度块,主要建筑材料环保,保温隔热效果好,且原料来源广泛,造价低廉等优点,2008年6月底,由湖南大学师生捐资生产的20套竹结构安置教室和办公室已在四川广元北街小学安装完成,每间教室面积为48m 2,并以两间教室作为一个单元进行联体排列,现已投入使用,效果良好。
图1 建成后的20套竹结构房屋Fig.1 The com pleted 20prefabricated bamboo houses1 竹材的规格和物理力学性能装配式竹材房屋中所用的主要材料为竹胶合板,竹胶合板的标准尺寸为:2400mm 长,1220mm 宽,厚度分别为28,10,2mm 三种规格。
湖南大学现代竹木及组合结构研究所通过一系列试验,对用于此次建设的竹胶合板主要物理力学性能进行了系统的测定和分析,其中,28mm 厚的竹胶合板的主要物理力学性能测定结果见表1。
表1 28mm 厚竹胶合板的部分性能参数T able 1 The m ain properties of the laminatedb amboo sheets(28mm)密度Π(kg ・m -3)抗弯弹性模量ΠMPa抗压强度ΠMPa 抗拉强度ΠMPa 抗弯强度ΠMPa 800600023111181153118图2 竹胶合板力学性能测定Fig.2 The property testing of lam inated bamboo sheets65 Industrial C onstruction V ol 139,N o 11,2009工业建筑 2009年第39卷第1期2 设计加工和安装211 基础装配式竹结构房屋可以采用混凝土地坪板基础或采用砖砌条形基础或采用钢梁基础,基础的高度一般应大于300mm 以满足防水要求。
2008206221~2008206229建在四川省广元市北街小学的二十套装配式竹结构教室,因为其建设场地是小学操场,比较平整且地势较高,房屋的基础处理采用条形砖基础,施工方便快捷,待房屋安装完成后,用水泥砂浆沿房屋的底面一周做简单的散水处理。
212 连接柱与连系梁连接柱是由厚度为28mm 的竹胶合板加工而成,它用来连接两片墙体单元,用螺栓沿柱高度进行三点连接(图6);连系梁是用来加强房屋的整体性,该类梁的做法和连接柱的做法一样,是用单快竹胶合板(28mm 厚)按一定规格切割而成,它与墙体和连接柱在墙体的顶部内侧面用螺栓进行连接。
1—连接柱;2—连系梁;3—墙体;4—螺栓图3 柱、梁、墙体的连接立面示意Fig.3 C onnection detail for column ,beam and wall213 墙体单元和屋面单元对于装配式竹材房屋,其墙体和屋面均视为一种板块单元进行设计和加工,所谓板块单元,是以竹胶合板的标准尺寸(长×宽=2440mm ×1220mm )作为标准,采用竹方(竹胶合板按一定规格切割而成)或木方作为板块单元的骨架、竹胶合板作为板块单元的外面板,石膏板或竹胶合板或其他轻质板材作为板块单元的内面板,内外面板之间填充保温材料或隔音材料,面板与骨架之间以及木方或竹方之间采用螺钉进行连接。
所以最终加工完毕的板块单元的尺寸以长×宽×厚=2440mm ×1220mm ×t (t 为板块的厚度)为主。
可见墙体和屋面的规格统一,加工简单,便于批量生长和运输。
屋面板单元与屋架的上弦之间采用螺钉进行连接。
两片墙体之间通过连接柱进行连接,同时在墙体顶部用连系梁来加强房屋的整体性。
214 屋架的设计和加工屋架设计成轻型三角形竹材屋架,屋架的上弦图4 正在加工的板块单元Fig.4 The panel element under construction杆和下弦杆均是采用单块竹胶合板(28mm 厚)按一定规格切割加工而成,这种竹材弦杆因为竹胶合板标准尺寸的限制,需要进行端部连接才能满足弦杆长度要求,弦杆端部接长是用单快竹胶合板作为拼接板,采用拼接板-螺栓连接将弦杆在长度方向进行延长。
屋架的节点采用螺栓和拼接板-螺栓连接两种方式。
待屋架加工完毕后,沿屋架上弦杆的上端的侧面钉木方,为了屋面板和屋架的连接之用。
图5 加工好的一批屋架Fig.5 The prepared a batch of trusses215 房屋的安装和连接由于房屋是按模块化设计和加工的,具有加工快,安装快等优点。
房屋的各构件之间主要采用螺栓连接,在房屋的转角等特殊部位采用角钢,螺栓连接。
按设计要求做好基础,将加工好的构件运送至工地进行安装,首先将房屋的各构件按施工图要求摆放在基础周围,用角钢和螺栓从基础的一个角上安装纵横向相互垂直的两片墙体,随后沿着纵横向安装的第一片墙体,用连接柱和螺栓依次安装其他墙体,直至墙体安装完毕,待墙体安装完毕后,沿房屋的墙体一周侧面用螺栓安装连系梁,之后,用木方和螺钉连接墙体、柱和屋架(图6)。
屋架安装完毕后,用螺钉连接屋面板和屋架。
最后刷墙漆,铺设屋面防水材料等。
3 试验和理论分析311 静力计算和屋架试验装配式竹材房屋的计算是以材料学和力学为基础的。
由于装配式竹材房屋要实现可以顺利拆装以及竹胶合板本身的特点,各构件之间很难做成刚接75装配式竹结构房屋的设计与研究———肖 岩,等1—屋架上弦;2—屋架下弦;3—墙体;4—竹材柱;5—木方;6—螺栓;7—螺钉图6 屋架与墙体、柱连接Fig.6 C onnection am ong truss ,wall andcolumn图7 正在安装中的竹结构安置房Fig.7 A bamboo house under construction点。
连接柱可视为两端铰接柱,按压弯构件进行计算;屋架的上下弦杆均视为两端铰接的简支梁。
墙体的骨架视为两端铰接的简支构件,按压弯构件进行计算,设计人员可以利用测出的材料性能,通过静力计算来确定各主要构件的截面尺寸。
这里需要强调的是,把房屋的各个构件当成一独立体进行计算是一种比较保守和安全的计算方法,对于房屋整体力学性能的分析则需要考虑各构件之间的相互作用,应看作空间结构进行分析。
屋架是竹结构安置房中的主要受力构件之一,它的承载能力关系着整个结构的安全性能。
为了验证安置房的安全性能,进行了一系列的静力试验。
a —模拟雪荷载试验;b —静力试验图8 屋架试验Fig.8 R oof truss tests模拟雪荷载的均布荷载试验表明,在均布荷载为500N Πm 2的情况下,屋架及其屋面板的变形很小,能够满足规范要求,在2倍的雪荷载1000N Πm 2的情况下,屋架及其屋面板还能保持很好的工作性能。
屋架静力试验结果表明,轻型竹屋架在设计荷载下有很好的工作性能,试验得到的平均极限承载力约为设计荷载的117倍,竹屋架具有较大的强度储备。
轻质高强的竹材屋架是一种经济、可靠、环保的结构体系。
312 房屋的防水、防火及保温隔热性能房屋的墙体和屋面板的外面板采用竹胶合板,竹胶合板本身具有很好的防水性能,同时具有一定的防火性能,内外面板采用耐火型石膏板,最后,在房屋装修时,在墙体外面板表面刷防水油漆进行防水,整个房屋的屋顶均采用防水卷材,覆盖在屋面板块单元的顶面作为防水处理。
由于墙体和屋面板内填充岩棉,所以整个房屋具有良好的保温隔热效果。
按照计算,房屋的耐火极限超过30min ,满足灾区过渡安置房屋的防火要求。
313 房屋的室内空气质量品质检测装配式竹结构安置房的建设所采用材料主要是竹胶合板,为了确认房屋所用材料是否会产生有害气体,影响室内空气质量,对人体带来危害,由湖南省建设工程质量检测中心对房屋的室内空气质量进行了科学的检测和分析(结果见表2)。
从检测结果可以看出,室内空气中有害气体的浓度远远低于我国《室内空气质量卫生规范》,满足国家相关空气质量规范的要求,对人体不会带来危害。
图9 室内空气质量品质检测Fig.9 T est of the indoor air quality表2 室内空气质量检测结果T able 2 The results of test of the indoor air qu ality 地点检测项目标准要求实测值氡浓度Π(Bq ・m -3)≤2001004100竹结构游离甲醛Π(mg ・m -3)≤01080103安置房苯Π(mg ・m -3)≤01090100氮Π(mg ・m -3)≤01200102T VOC Π(mg ・m -3)≤01500100314 抗震性能从测出的主要材料的密度可以看出,竹结构安置房的质量较小,经计算,屋面板和墙面板自重为:0125~013kN Πm 2,约为砖混结构的1Π20,可以看出,在相同的峰值地面加速度下,竹结构安置房产生的地震作用力是砖混结构的1Π20,同时竹结构韧性大、延性好,对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很85工业建筑 2009年第39卷第1期强的抵抗能力,在剧烈地震中,尽管会产生大幅度的摇晃,结构因之变形,但由于采用了金属连接件,使得房屋只是“晃而不散,摇而不倒”,当地震波消失后,整个房屋仍能很快地恢复原状。