本申请属于竹墙领域，尤其涉及一种装配式原竹墙体和组合墙及其制备方法。
背景技术：
随着中国经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高，人们对于环境保护和可持续发展越来越重视。按建筑材料来分，建筑工程常见的有砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和木竹结构，这当中以木竹结构最为绿色环保和符合可持续发展要求。随着国家天然林保护工程的推出，天然林成为了稀缺资源，且过度采伐破坏环境，人工林木材材质较差；竹材原料丰富、绿色环保、符合可持续发展，由于具有生长快、周期短，一次栽培，永续经营利用的特点，加工性能好。因此，竹材建筑的应用具有广阔的前景。原竹建筑具有质感优良、纹色美丽、材性优良的优点，集生态、经济、社会三大效益于一体，但目前原竹建筑的工业化推广应用还刚刚起步，一些做法还很不成熟。
现有文献公开，中国专利公开号：cn106088501a，名称：一种原竹装饰结构，涉及一种原竹装饰结构，包括装饰外墙和/或装饰吊顶，所述装饰外墙包括龙骨和墙面，所述墙面包括若干根原竹，所述龙骨通过连接件固定在主梁上，所述龙骨包括上龙骨和下龙骨，所述原竹通过紧固件固定在所述龙骨上。其原竹的前期处理非常复杂，成本很高；该装饰结构竹材为单根外挂，稳定性较差，自身不能形成受力体系，需借助于固定于主梁内的固定部；未能解决竹材尖稍度问题，相邻原竹之间间距40～60mm难以保证；因原竹间有缝隙，故该墙仅仅是装饰墙体，无常规墙体的分隔空间、保温隔热、防雨等功能；而且限于竹子长度上的限制，导致其在使用时长度受到限制，进而用于外挂的主梁或需单独于主体建筑设置。
中国公开号：cn102108751a，公开了一种建筑用原竹，包括：原竹本体；一端设置在原竹本体内，另一端外露于原竹本体的金属连接杆；填充在原竹本体内的水泥砂浆或者聚氨酯。该发明实施例提供的建筑用原竹中，在原竹本体中设置金属连接杆，并在原竹本体内填充水泥砂浆或者聚氨酯，使得原竹本体的节间空间内充实，使得原竹类似于实心木结构。该种墙体为单排原竹，侧向稳定性差，原竹单元同样不能直接形成受力体系，需借助于两端的水泥或钢架基体；原竹墙体分为3层，端部与基体相连，层间和墙体外侧设置保温层，该种结构难以满足装配式结构的要求，现场作业量大，人工费较高、工期较长；采用金属连接件连接，墙体耐久性受到金属连接件、原竹、填充体、基体的限制，且界面处理和受力分析较为困难。
技术实现要素：
1、要解决的问题
针对现有技术中墙体为单排原竹，侧向稳定性差、原竹尖稍度解决不好、高度受到限制、难以满足装配式施工、金属连接件耐久性较差、后期维护量大的技术缺陷，本申请提供了一种装配式原竹墙体和组合墙及其制备方法，解决了上述存在的问题，实现了利用原竹进行组合墙体的工业化建造应用。
2、技术方案
为解决上述问题，本申请采用如下的技术方案。
一种装配式原竹墙体，所述装配式原竹墙体包括多个墙单元，各所述墙单元并排设置；
所述墙单元均包括两个并排设置的竹本体，任意两个相邻的所述墙单元的四个所述竹本体成菱形设置，且四个所述竹本体中任意两相邻的所述竹本体均固定连接。
优选的，任意两相邻的所述竹本体上均设置位置相对应的第一安装孔，所述第一安装孔垂直所述竹本体的轴向且穿过所述竹本体圆心，所述第一安装孔内固定设置有连接杆。
优选的，所述竹本体包括多个短竹，各所述短竹沿轴向依次连接，且任意两相邻的所述短竹之间均固定连接有连接芯；
所述连接芯的两端分别设置在两相邻的所述短竹内，并与所述短竹固定连接；
所述短竹的两端均设置有所述第一安装孔；
所述连接芯的两端均设置有与所述第一安装孔位置对应且与所述第一安装孔连通的第二安装孔；
位置相对的所述第一安装孔和所述第二安装孔共同固定连接有一所述连接杆。
优选的，所述连接芯端部伸入所述短竹内的长度为所述连接杆直径的4倍。
优选的，任意两相邻所述短竹之间留有间隙。
优选的，所述短竹内部空腔中设有第一填充物。
优选的，任意两个相邻的所述墙单元的四个所述竹本体之间的空隙中均设置有第二填充物。
优选的，所述连接杆长度与2倍的所述竹本体的外径相等。
优选的，装配式原竹墙体边缘的所述墙单元的一侧还设有接头块；
所述接头块与该墙单元接触并固定连接。
一种组合墙，所述组合墙包括至少上述任意一种所述装配式原竹墙体，各装配式原竹墙体沿垂直墙单元的排列方向依次相邻设置，任意两相邻的装配式原竹墙体的相邻的所有竹本体中，任意三个彼此相邻的竹本体成等边三角形设置。
上述任意一种装配式原竹墙体的制备方法，包括以下步骤：
s1、将原竹截断，刨圆，镗孔，得到所述短竹；
s2、在所述短竹的两端从所述短竹的外壁沿圆心方向用钻孔机打第一安装孔；
s3、在所述连接芯的两端钻孔，得到第二安装孔，所述第二安装孔的位置与所述第一安装孔位置对应且连通，将连接芯的两端分别插入所述短竹的两端；
s4、将所述连接杆依次插入任意相邻的所述竹本体的所述第一安装孔及与所述第一安装孔位置对应的所述第二安装孔，得到所述竹本体；
s5、将两个所述竹本体并排设置，形成所述墙单元，再将任意两个相邻的所述墙单元的四个所述竹本体设置成菱形，且四个所述竹本体中任意两相邻的所述竹本体均固定连接，从而得到装配式原竹墙体。
优选的，步骤s4中所述连接杆以过盈配合的方式依次插入任意相邻的所述竹本体的所述第一安装孔及与所述第一安装孔位置对应的所述第二安装孔。
优选的，步骤s5之后还包括如下步骤：
将接头块固定连接在所述装配式原竹墙体边缘的所述墙单元的一侧。
3、有益效果
相比于现有技术，本申请的有益效果为：
(1)本申请的装配式原竹墙体包括多个墙单元，各所述墙单元并排设置，所述墙单元均包括两个并排设置的竹本体，任意两个相邻的所述墙单元的四个所述竹本体成菱形设置，且四个所述竹本体中任意两相邻的所述竹本体均固定连接，从而达到任意相邻的三个所述竹本体形成三角形的稳定结构；
(2)进一步的，本申请通过设置第一安装孔及穿过第一安装孔的连接杆将任意两相邻的所述竹本体固定连接，连接稳定可靠，简单易行；
(3)本申请通过设置连接芯，连接芯的两端分别插入在两相邻的短竹的腔体内，从而将短竹沿轴向依次连接，可方便的延长竹墙体的高度，同时连接芯与短竹的腔体是摩擦焊接的方式插入，进一步提高了稳定性；
(4)本申请通过将连接杆依次插入第一安装孔、第二安装孔，从而将相邻的竹本体连接，从而可方便的扩展竹墙体的宽度。连接杆插入连接芯的方式是摩擦焊接方式插入，进一步提高了稳定性；
(5)本申请在轴向的任意两相邻所述短竹之间留有间隙，可以抵消短竹热胀冷缩带来的影响；
(6)本申请的竹墙体通过设置接头块，从而方便不同墙体之间组装，大大减少了组装的时间和难度；
(7)本申请的组合墙，各墙体沿垂直墙单元的排列方向依次相邻设置，任意两相邻的墙体的相邻的所有竹本体中，任意三个彼此相邻的竹本体成等边三角形设置，从而可以方便的增加竹墙的厚度；
(8)通过双排原竹相切排列、圆棒榫交叉焊接形成三角形稳定体系的技术，解决了现有技术中墙体为单排原竹，侧向稳定性差的技术缺陷，达到了墙体侧向稳定的效果；
(9)通过在工厂将原竹截成500～1000mm左右一截、直径相同的用连接芯连接的技术，解决了现有技术中原竹尖稍度解决不好，高度受到限制的技术缺陷，达到了提高原竹利用率的效果；
(10)本申请通过连接杆(圆棒榫)在两原竹圆心连线处插入摩擦焊接形成对称且较长的焊接接触面连接的技术，解决了现有技术中金属连接件耐久性较差、后期维护量大的技术缺陷，达到了绿色节能环保、耐久性好、后期维护量小的效果。
附图说明
图1为本申请一优选的一个墙单元的横截面图；
图2为本申请一优选的短竹；
图3为本申请一优选的两个墙单元组成的装配式原竹墙体横截面图；
图4为本申请一优选的三个墙单元组成的装配式原竹墙体横截面图；
图5为本申请图4的f-f剖面图；
图6为在图5的基础上，为了显示第一安装孔，其中有两个连接芯一端未打孔；
图7为在图5的基础上，为了显示第二安装孔，拔掉了其中的一根连接杆；
图8为本申请图4的e-e剖面图；
图9为本申请一优选的三个墙单元组成的装配式原竹墙体的一侧连接有接头块；
图10为本申请一优选的多个墙单元组成的装配式原竹墙体的两侧均连接有接头块；
图11为本申请一优选的两个装配式原竹墙体组成的组合墙。
图中：1、墙单元；2、接头块；3、第二填充物；11、竹本体；12、连接杆；13、短竹；14、连接芯；a、第一安装孔；b、第二安装孔；a、轴向相邻的两短竹的相互靠近的两端部的间隙；b、第一安装孔的中心线到短竹的靠近第一安装孔的端部的距离；c、第二安装孔的中心线到连接芯的靠近第二安装孔的端部的距离；d、连接芯的长度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本申请进一步进行描述。
实施例1
如图1、图2、图3、图4、图5、图10所示，
一种装配式原竹墙体，所述装配式原竹墙体包括多个墙单元1，各所述墙单元1并排设置；
所述墙单元1均包括两个并排设置的竹本体11，任意两个相邻的所述墙单元1的四个所述竹本体11成菱形设置，且四个所述竹本体11中任意两相邻的所述竹本体11均固定连接。
在具体实施的时候，先将原竹在工厂截断成合适的长度的节，每节的长度范围可以为500mm-1000mm，本实施例中优选为700mm，然后按照原竹外径分类，将外径相近的原竹放在一起进行处理，处理方法如下：利用刨圆机将截断成节的原竹的外部用刨圆机刨圆，去除原竹外表面的竹青，然后再用镗孔机去除原竹腔体内部的竹节和竹黄，得到外径相近或相同且等长的短竹13，短竹13如图2所示。刨圆，镗孔后短竹13的长细比不超过1/120，为接长竹木结构单体高度扣除节间间隙的分模数，将多根短竹13沿短竹13的轴向方向用连接芯14连接，得到竹本体11。连接芯14的两端分别插入所述短竹13的两端，连接芯14和短竹13的连接为过盈配合。连接芯14可以为杆状物，如圆形的木棒(填心木)。本实施例中，连接芯14插入短竹13的腔体，从而形成对称且较长的接触面，使得圆木棒与短竹13整体受力均匀。本实施例中的短竹13可以进行防火、防水、防虫、防腐和防开裂的处理，从而让短竹经久耐用。通过镗孔，也让连接芯14和短竹13的连接更为紧密。
如图1所示，为本申请一优选的两个竹本体11组成的一个墙单元的横截面图，两个竹本体11的外表面相切，然后固定连接得到墙单元1，固定连接可以为螺纹连接、键联结、销连接、铆接等方式，但存在如背景技术中存在的缺陷，本实施例采用摩擦焊接。
将多个墙单元1并排设置得到装配式原竹墙体。具体设置如下：
如图3所示，当两个墙单元1并排设置得到装配式原竹墙体时，在横截面上，两个墙单元1从左到右并排设置，两个墙单元1均向左倾斜相同的角度，这样两个墙单元1的四个竹本体11形成菱形，且四个所述竹本体11中任意两相邻的所述竹本体11均固定连接。此处的固定连接可以为螺纹连接、键联结、销连接，也可以为焊接，铆接等方式。固定连接可以为：比如在每个竹本体11上打孔，用绳状物或线状物串起来，比如用绳子或铁丝串起来，也可以用直接用绳状物或线状物将任意两相邻的所述竹本体11捆起来，但存在如背景技术中存在的缺陷，并不能解决本发明申请的技术问题，本实施例采用摩擦焊接固定连接。
如图4所示，当三个墙单元1并排设置得到装配式原竹墙体时，三个墙单元1从左到右并排设置，三个墙单元1均向左倾斜相同的角度，这样三个墙单元1中任意的相邻的四个竹本体11形成菱形，此处的固定连接摩擦焊接。
如图10所示，当多个墙单元1并排设置得到装配式原竹墙体时，在横截面上，所有墙单元1从左到右并排设置，所有墙单元1均向左倾斜相同的角度，这样并排设置的所有墙单元1中任意的相邻的四个竹本体11都形成菱形。
通过任意两个相邻的所述墙单元1的四个所述竹本体11设置成菱形，且四个所述竹本体11中任意两相邻的所述竹本体11均固定连接，从而达到任意三相邻的所述竹本体11形成三角形的稳定结构，极大减少了墙体的侧滑，极大增强了墙体的稳定性。
如图5的f-f剖面图，作为本实施例的进一步优选的技术方案，固定连接优选连接杆12连接，连接杆12从竹本体11的外壁穿过竹本体11的圆心从将任意两相邻的竹本体11连接。连接杆12可以为各种形状的杆状物，如圆形的木棒，方形的木棒，圆形的金属丝，方形的金属块。但考虑到本申请要解决建筑使用的问题，连接杆12、连接芯14和竹本体11以摩擦焊接的形式连接，增大接触面。
具体实施的时候，如图10所示，各墙单元1在横截面上从左到右倾斜排列，从左到右，第一排墙单元的两个竹本体11和第二排墙单元的两个竹本体11成菱形，第二排墙单元的两个竹本体11和第三排墙单元的两个竹本体11成菱形，第三排墙单元的两个竹本体11和第四排墙单元的两个竹本体11成菱形，依次类推，从左到右，第n排墙单元的两个竹本体11和第n+1排墙单元的两个竹本体11成菱形，同时第n排墙单元的两个竹本体11和第n-1排墙单元的两个竹本体11成菱形。通过将任意两个相邻的所述墙单元1的四个所述竹本体11成菱形设置，且四个所述竹本体11中任意两相邻的所述竹本体11均固定连接，克服了现有墙体易容侧滑的问题，极大的增强了墙体的稳定性。
作为实施例的进一步优选的技术方案，连接杆12进一步优选为圆形的木棒或圆木榫。参照图10所示，第二排墙单元的上面的那个竹本体11和第一排墙单元的上面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第二排墙单元的上面的那个竹本体11和第一排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第二排墙单元的上面的那个竹本体11和第二排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第一排墙单元的上面的那个竹本体11和第一排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第一排墙单元的下面的那个竹本体11和第二排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第三排墙单元的上面的那个竹本体11和第二排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第三排墙单元的上面的那个竹本体11和第四排墙单元的上面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第三排墙单元的上面的那个竹本体11和第三排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，依次类推，可知，第n排墙单元的上面的那个竹本体11和第n-1排墙单元的上面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第n排墙单元的上面的那个竹本体11和第n-1排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第n排墙单元的上面的那个竹本体11和第n排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第n-1排墙单元的上面的那个竹本体11和第n-1排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第n-1排墙单元的下面的那个竹本体11和第n排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第n+1排墙单元的上面的那个竹本体11和第n排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第n+1排墙单元的上面的那个竹本体11和第n+2排墙单元的上面的那个竹本体11用一个连接杆12连接，第n+1排墙单元的上面的那个竹本体11和第n+1排墙单元的下面的那个竹本体11用一个连接杆12连接。由此可知，按此方式排列和连接，则任意相邻的两个墙单元的任意三相邻的竹本体11之间通过连接杆12形成三角形结构，更进一步的，如果所有竹本体11的外径相等，则形成等边三角形结构，大大增强墙体稳定性，不易出现侧向滑动情形。
实施例2
如图4、图5、图6、图7、图8、图10所示，
实施例2和实施1基本相同，不同之处在于，
任意两相邻的所述竹本体11上均设置位置相对应的第一安装孔a，所述第一安装孔a垂直所述竹本体11的轴向且穿过所述竹本体11圆心(轴心)，所述第一安装孔a内固定设置有连接杆12。
具体实施的时候，如图5，图6所示，先在短竹13的一端用钻孔机打第一安装孔a，从短竹13的外壁向短竹13的圆心打孔，穿过短竹13的圆心到短竹13对应的一侧外壁，对应一侧外壁也有相应的第一安装孔a，第一安装孔a的中心线到短竹13的靠近第一安装孔a的端部的距离为b，第二安装孔b的中心线到连接芯14靠近第二安装孔b端部的距离为c，然后在短竹13的另一端也用相同的方法，在相同位置，用钻孔机打第一安装孔a，作为本实施例的进一步优选的技术方案，请再结合图4所示，可知，对于短竹13来说，短竹13的每一端都有三组第一安装孔a，每组有两个位置相对应第一安装孔a，这三组第一安装孔a可以在同一个平面，也可以不在同一平面，本实施例中优选为在同一平面。请参照图7所示，将连接芯14的两端也用钻孔机打第二安装孔b，当连接芯14的两端分别插入短竹13的两端时，第二安装孔b与第一安装孔a位置相对应，连接杆12穿过位置相对应的第一安装孔a和第二安装孔b，将相邻的两根短竹13及两根短竹13腔体内的连接芯14连接。当然也可以将连接芯14的两端分别插入短竹13的两端后，在从短竹13的外壁向短竹13的圆心方向打孔，穿过连接芯14，到达短竹13的另一侧外壁，这样第一安装孔a和对应的第二安装孔b一次就打孔完毕，一次就可以打一组第一安装孔a和一个第二安装孔b，然后再将连接杆12通过摩擦焊接插入位置相对应的第一安装孔a和第二安装孔b即可将相邻的短竹13连接。通过设置第一安装孔a、第二安装孔b、连接芯14和连接杆12可以方便的将任意两相邻的竹本体11连接。
如图8所示e-e剖面图，当短竹13同一端的三组第一安装孔a不在同一平面时，请参考图8所示，从上往下，第一根连接杆12和第二根连接杆12错位设置，第三根连接杆12和第四根连接杆12错位设置，同理，其它相邻的连接杆12都错位设置，这样解决了在短竹的同一位置大量、过度焊接木质素易降解的问题，进一步增强了稳定性。
作为本实施例的进一步优选，
所述竹本体11包括多个短竹13，各所述短竹13沿轴向依次连接，且任意两相邻的所述短竹13之间均固定连接有连接芯14；
所述连接芯14的两端分别设置在两相邻的所述短竹13内，并与所述短竹13固定连接；
所述短竹13的两端均设置有所述第一安装孔a；
所述连接芯14的两端均设置有与所述第一安装孔a位置对应且与所述第一安装孔a连通的第二安装孔b；
位置相对的所述第一安装孔a和所述第二安装孔b共同固定连接有一所述连接杆12。
如图5所示，通过连接芯14将多个短竹13沿短竹13的轴向连接起来，从方便的调整墙体的高度，同时可以方便的用连接杆12将任意两相邻的竹本体11连接，保证了其稳定性，请继续参考图4和图10所示，从左到右，可以方便的增加墙单元1的数量，从而可以方便的扩展墙体的宽度，同时由于用连接杆12将任意两相邻的竹本体11连接，保证了宽度增加后，稳定性得到保证。
实施例3
如图4、图5、图6、图7所示，
实施例3和实施2基本相同，不同之处在于，连接芯14端部伸入所述短竹13内的长度为所述连接杆12直径的4倍。
如图5所示，b+c等于连接杆12直径的4倍，从而给圆棒榫(连接杆12)留有不小于1.5倍圆棒榫直径的端距，以便相邻的连接杆12都错位设置。其中d为连接芯14的长度。
作为本实施例的进一步优选的技术方案，请继续参考图5所示，连接杆12的长度等于短竹13外径的2倍，这样连接杆的两个端部的端面正好能够和短竹13的外壁平齐，方便竹本体11的轴向连接及从左到右并排设置。
作为本实施例的进一步优选的技术方案，请继续参考图5所示，任意两相邻所述短竹13之间留有间隙。在短竹的轴向上，任意两相邻所述短竹13相互靠近的端部之间留有间隙，间隙的大小为a，通过设置间隙a，满足了原竹长度加工误差，同时也给原竹热胀冷缩提供余量，防止原竹受温度应力而开裂，本实施例中优选为a等于5-20mm，最优选为10mm。
实施例4
如图9、图10所示，
实施例4和实施3基本相同，不同之处在于，
装配式原竹墙体边缘的所述墙单元1的一侧还设有接头块2；
所述接头块2与该墙单元1接触并固定连接。
如图9所示，由于装配式原竹墙体整体外形呈现为菱形，所以装配式原竹墙体之间不方便组装，在装配式原竹墙体的右侧上方设有接头块2，接头块2远离装配式原竹墙体的两面成直角，从竹本体11伸出的连接杆12插入靠近装配式原竹墙体的接头块2的一侧，从而把装配式原竹墙体的外形由菱形(从横截面看是菱形)变成规整的长方体，方便组装。接头块2的作用就是把装配式原竹墙体变成长方体，方便后期组装。接头块2沿短竹13的轴向一直延伸到垂直于纸面且远离纸面的装配式原竹墙体的另一端。
如图10所示，也可以在装配式原竹墙体的左侧下方设置接头块2。当所有墙单元1都向右倾斜时，则接头块2相应的应该是设置在装配式原竹墙体的左上方和设置在装配式原竹墙体的右下方。
实施例5
如图11所示，
实施例5和实施4基本相同，不同之处在于，
所述组合墙由多个装配式原竹墙体组成，各装配式原竹墙体沿垂直墙单元1的排列方向依次相邻设置，任意两相邻的装配式原竹墙体的相邻的所有竹本体11中，任意三个彼此相邻的竹本体11成等边三角形设置。
如图11所示，墙单元1从左到右依次排列，此时的排列方向为从左到右，成菱形设置成装配式原竹墙体，在装配式原竹墙体的上面再放一个装配式原竹墙体，上面的装配式原竹墙体沿垂直墙单元1的排列方向依次相邻设置，任意两相邻的装配式原竹墙体的相邻的所有竹本体11中，任意三个彼此相邻的竹本体11成等边三角形设置。两个装配式原竹墙体两侧都设有接头块2，这样可以方便的根据需要增加墙体的厚度。
作为本实施例的进一步优选的技术方案，可以在每根短竹13的腔体内填充第一填充物，任意两个相邻的所述墙单元1的四个所述竹本体11之间的空隙中均设置有第二填充物3。第一填充物、第二填充物可以为聚氨酯、石棉、塑料、水泥中一种或多种，本实施例优选具有保温功能的聚氨酯，一方面具有保温功能，另一方面增强了墙体的强度，同时也减轻重量。
作为本实施例的进一步优选的技术方案，可以沿竹本体11轴向的两端，也即装配式原竹墙体的高度方向的两端分别设置连接件，连接件插入连接芯14中，与建筑物的下侧底梁板、上侧顶梁板摩擦焊接连接，从而很方便将装配式原竹墙体与建筑物固定。