一种钢竹组合柱构件

1.本实用新型属于土木工程中的建筑结构领域，具体涉及一种可以满足建筑中承受竖向荷载使用功能的钢竹组合柱构件。


背景技术：

2.当今我国的建筑行业迅速发展，但随着环境污染的逐渐严重，以及混凝土结构施工对环境有一定的影响，施工周期长等缺陷。人们对绿色、健康的竹木建筑的关注度持续上升，竹木建筑的相关技术领域发展也日新月异，与材料结构承荷性能的探索研究也必须同步进行。单一竹木结构强度及承载能力无法满足建筑使用要求，因此考虑到连接组合钢材和竹木板材结构。一种钢竹木组合柱构件可以有效的改善单一竹木柱的竖向承受荷载能力低的缺陷，同时具有可再生重复利用、质量轻、美观等优点。
3.现阶段，国内主要的组合柱构件主要为钢混凝土柱构件，而在很大程度上忽略了竹木材料和钢材的组合柱构件。目前常见的竹木复合类材料，多用于建筑的内部装饰，或者单一的用于一些临时使用的建筑当中，同时由于承载能力不足，加工构件复杂等缺陷，因此并没有得到很大程度的重视与推广。响应着国家绿色建筑的号召，以及目前乡镇的房屋改造，更好的发挥着竹材的优势，有利于推动房屋建造的低污染化，轻便化可重复利用。目前所遇到的竹木材料大规模推广的问题就是如何有效的提高竹木建筑当中竖向构件的承载能力。
4.基于以上背景，极有必要设计一种钢竹组合柱构件，可应用于竹木结构建筑中的竖向受力构件。


技术实现要素：

5.本实用新型提出了一种钢竹组合柱构件，其目的旨在有效的提高竹木建筑当中竖向构件的承载能力，通过内置工字钢，上翼缘钢板和下翼缘钢板对称布置于钢腹板的两侧，钢材间采用双面角焊缝。竹侧板和竹板位于钢竹组合柱构件的最外侧并通过螺钉相连，上翼缘钢板和下翼缘钢板通过螺钉与竹板相连，钢腹板和竹侧板通过螺母和螺杆相连，螺栓和螺钉将板材各部分连接成一个整体，并起加固作用。根据柱的实际使用要求，选择竹板的尺寸和工字钢的构件尺寸，并调节螺栓的间距以减小螺栓孔洞对钢材的性能削弱。
6.所述的钢竹组合柱构件，上翼缘钢板、钢腹板和下翼缘钢板采用强度等级不低于235 mpa的钢板制作，厚度不小于10mm。
7.所述的上翼缘钢板和下翼缘钢板对称布置于钢腹板的两侧，上翼缘钢板和下翼缘钢板的厚度相等。
8.所述的上翼缘钢板、钢腹板和下翼缘钢板位于钢竹组合柱构件的中心并通过侧面角焊缝相接，焊角尺寸由钢板厚度和组合柱构件的承载要求决定。
9.所述的钢竹组合柱构件开孔端距不小于两倍的螺栓直径，边距大于三倍的螺栓直径。
10.所述的竹侧板和竹板为竹集成材或重组竹，含水率不高于12％。
11.所述的竹侧板的侧面预钻沉孔，沉孔直径比螺母直径大2mm，沉孔深度等于螺母的厚度，钢腹板侧面预钻孔，孔径比螺杆直径大1.0～1.5mm。
12.所述的一种钢竹组合柱构件，其特征在于所述的竹侧板和竹板位于钢竹组合柱构件的最外侧并通过螺钉相连。
13.所述的上翼缘钢板和下翼缘钢板通过螺钉与竹板相连，钢腹板和竹侧板通过螺母和螺杆相连。
14.本实用新型的有益效果：
15.(1)材料环保。竹木材料是可再生材料，其生产过程无污染，符合可持续发展理念。竹子具有生长周期短、成材速度快、资源丰富等优点，将竹材应用于建筑领域，可减少国内对混凝土等高污染、高耗能材料的依赖，有利于我国的环境改善，同时也提高了材料的重复使用率。
16.(2)生产效率高。传统的现浇柱或是钢混凝土组合柱亦或是装配式柱，都无法避免需要现场施工，现场养护。具有速度慢，效率低等取点，本实用新型可在工厂提前对板材进行预制好，输送到现场直接拼装锚固好，几乎不受天气情况影响，在质量方面更加可靠。预制好后，现场装配，可以极大的提高施工效率。
17.(3)轻质高强。相对于砌体材料和钢筋混凝土材料，本实用新型大大降低了自重；相对于单一的木材或竹材，本实用新型将钢、竹两种材料相结合，具有更好的力学性能。
18.(4)美观大方。竹木材料本身纹路美观，经过一定加工后，表面光滑，质地舒适。混凝土浇筑的柱后期需要外挂材料进行装饰，本实用新型可以省去装饰材料以及装饰过程，不但极大缩减投入使用的工期，而且具有美观大方的装饰效果。
19.(5)耐久性好。本实用新型采用的竹侧板和竹板为竹集成材或重组竹，具有承载能力高、防潮、防腐、防霉、防蛀和老化性能好等优点。
20.(6)用途广泛。根据实际的需求，一种钢竹柱组合构件进行相应的尺寸设计，防潮防腐等性能的改善，即可满足竹木建筑中用于承担主要水平构件的荷载使用功能的要求。
附图说明：
21.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。
22.图1是本实用新型的结构示意图。
23.图中：上翼缘钢板(1)、钢腹板(2)、下翼缘钢板(3)、竹侧板(4)、竹板(5)、螺母 (6)、螺杆(7)和螺钉(8)。
具体实施方式
24.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。如图1所示，本实用新型提供一种钢竹组合柱构件，由上翼缘钢板、钢腹板、下翼缘钢板、竹侧板、竹板、螺母、螺杆和螺钉组成。竹侧板和竹板位于钢竹组合柱构件的最外侧并通过螺钉相连，上翼缘钢板和竹板通过螺钉相连，钢腹板和竹侧板通过螺母和螺杆相连，钢连构件和螺钉将板材各部分连接成一个整体，并起加固作用。
25.所述钢竹组合柱构件，上翼缘钢板、钢腹板和下翼缘钢板采用强度等级不低于235mpa 的钢板制作，厚度不小于10mm。
26.竹侧板和竹板选用竹集成材或重组竹。
27.制作钢木竹组合柱时，应根据组合柱承载能力的要求，选择上翼缘钢板、钢腹板、下翼缘钢板、竹侧板、竹板的尺寸，螺母、螺杆和螺钉的规格和间距由组合柱的竖向刚度进行控制。
28.竹侧板和竹板于钢竹组合柱构件的最外侧并通过螺钉相连，螺钉应均匀分布在面板上。
29.实施例1：选择宽度为250mm、厚度为10mm的上翼缘钢板和下翼缘钢板，高度为 430mm、厚度为12mm的钢腹板，选用强度等级为q235的钢材，选用50mm
×
300mm的竹板，50mm
×
500mm的竹侧板，螺母直径为10mm，沉孔直径12mm，螺杆长度为350mm 和螺钉长度为60mm、间距为100mm。成品钢竹组合柱的长度、宽度分别为550mm、300mm。