1、1新型抗震竹质工程材料安居示范房及关键技术研究摘要： 在历次大地震的抗震性能研究的基础上，研究人员对建筑工程结构的抗震性能进行了不断的研究和关注，在新型材料的使用得到很多有效的成果。以竹质工程材料构建的安居示范房的实验在经过反复的实验和试用后，发挥出生态、节能、抗震、经济性等方面优势。本文对新型竹结构的抗震安居示范房的研究成果予以展示和论证，同业界共同探讨竹质工程材料的选择和抗震思路的概要，对竹质工程的结构选择、材料设计等主要抗震设计、工程思路、防火防震措施等具有很重要的参考价值。 Abstract： On the basis of previous research on seismic p
2、erformance of large earthquakes， the researchers have constantly studied and been concerned about the seismic performance of building structures， and have obtained many effective results in the use of new materials. After repeated experiments and trial， housing demonstration room with bamboo enginee
3、ring materials， has the ecological， energy-saving， seismic， economic and other advantages. In this paper， the research results of new type of bamboo structure housing demonstration room of the are displayed and demonstrated， and the selection of bamboo engineering materials and the outline 2of the i
4、dea of earthquake resistance are discussed， which has important reference value for the structure selection， material design， and other major seismic design， engineering ideas， fire prevention measures and so on. 关键词： 竹质材料；工程结构；安居示范房 Key words： bamboo materials；engineering structure；housing demonstr
5、ation room 中图分类号：TU352.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）33-0108-02 0 引言 竹材具有结构性能优于其他建筑材料的性能。在新型抗震安居房的建设和使用过程中，对这一新型材料的使用，为抗震安居示范房的材料选取上提供了非常好的方案。尤其是在遭受到地震破坏的区域，使用这一抗震房屋设计方案，推动了地震多发地带的村镇住宅建设。经过实验和使用，新型竹质工程材料的基本构建，如材柱、层积、材梁等具有很好的强度和弹性。值得在震区村镇建设中推广使用。 1 竹材的优势 竹子在我国分布区域非常广泛。竹材的使用古已有之，竹结构的建筑至今仍然在南部地区广泛存在。作为
6、质优价廉的建筑材料。竹制房屋一直是南方农村地区普遍使用的主要房屋建设模式。经过现代复合、重组等技术的优化组合，如今的竹材料已经不仅仅限于农村普通住宅的材料使用，成为建筑结构中重要的承重构件，在装修材料、建筑板材、建3筑梁柱、墙体门窗、天花板等各个位置被设计者所采用着。现代的竹质材质经过萃取和优化，不仅具有轻质、耐久的特点，而且在韧性、强度等方面更加强化。竹结构建筑已经成为我国建筑领域占有更高地位的现代化建筑模式之一，具有其他结构类型无法比拟的独特优势。 在生态性上，竹材料生长速度块，可再生。 造林后可持续利用性强。于木材相比，竹材生长周期短、种植养护容易。对周边环境的破坏和污染小，没有废弃材料
7、需要处理。建造过程相对简单，建造周期短。比起混凝土钢筋水泥建筑，更加符合现代建筑绿色环保理念，在节能减排抗污染方面都具有其他建筑材料不可取代的优势。而且竹结构建筑建成后可以再次拆除充足，有利于竹材生长和再利用，对于提高环境质量，保持生态平衡，对环境保护和经济的可持续发展具有重要意义。竹结构的施工由于重量轻、工艺相对简单、构件标准化、可预先加工等优势，因此施工速度快，工业化程度高。一般性的二层住宅大约需要五到六个人，四十天左右即可竣工1。 竹材人造板材的保温节能性能，要高于混凝土和粘土砖，这也是南方地区温暖潮湿环境下建筑建筑中多使用竹材的原因。竹材的热导系数为 0.13-0.19 之间。对于建筑
8、节能效益很有帮助。同时在生产和使用过程中能耗也较低。 2 竹质工程材料性能 竹质工程材料采用的是原竹作为加工材料，其基本性能和形状为中空、圆柱、尖削度大。但是也存在容易裂开、霉变的缺点。在作为现代建筑结构的原料之前，需要进行复合、重组技术，改变原竹的部分性能，4使之能够适应现代建筑的技术要求。具有防潮、防腐、防霉、阻燃等性能。这种竹质工程材料一般是以原竹为材料，使用环保型胶黏剂，经过现代加工技术进行合成之后的材料。包含的材质主要为胶合板、层积材、重组材等。在使用过程中里利用率高，规格多样。可以使用各类工程需要进行工厂化生产2，如表 1。 3 新型竹结构抗震安居示范房的设计案例 本文所选案例为震
9、灾后的农村安居工程建设用房。建筑模式为独立式住宅建筑。每栋建筑面积一百八十平方米。建筑功能为满足使用者基本生活需要。主要建筑结构包括门廊、柱廊、家庭活动空间、卧式、厨房、餐厅、储藏间。根据建筑需要，室内空间一层高度为三米，二层高度为 4 米。如图 1。 考虑了抗震安居房的建筑原则以及国家有关灾后重建结构抗震能力的要求，结构平面注重了抗震力、立面规则、侧面刚度均匀的要素，还要考虑建筑整体的抗震性能以及构件之间的联系。现代木结构中的梁柱结构体系采用了传统建筑形式，梁柱为主要的建筑形式，形成受力体系承载负荷。轻型木结构由众多断面较小的规格材料和面板均匀组成，这种空间箱形体的结构可以承受各种荷载。案例
10、中选用的竹质材料发挥了轻质、高强度的特点，将两种构件的优势充分发挥出来。结构体系总体采用的是梁柱、墙骨等的受力体系，除了框架柱以外，门窗、主梁均采用了平行框架，这种结构可以抵抗地震作用下的水平侧向力，并可以通过墙体的抗震刚度和侧向承载力设置斜向支撑和水平横撑，形成多重抗测力体系。在保证墙体刚度和抗震能力的同时，满足骨架构件的变形要求，骨架和面板之间链接牢固，墙体的整体呈稳定5可靠的状态。 为了加强结构的整体性，煤层高度均设置了贯通的竹制连系梁，楼面采用了贯通的竹制圈梁形成受力体系，在骨架和面板之间设置连系梁，连接其骨架与面板滞后，用螺钉固定楼面板，考虑抗震设防要求，地震区屋架采用四支点的竹质屋
11、子架，斜向处理。屋架顶部与竹锚固在一起。用水平撑杆支撑在框架柱上。尽可能采用沥青瓦、石棉瓦等减轻结构自重。 节点设计是木结构的比较关键的问题。连接构件设计中，要保证强度、荷载的传递，防止构件开裂、收缩、膨胀。在本案例中所采用的链接方式包括齿链接、赤板链接、普通钉接等方式。中西方统一采取的木构件的链接方式，有着受力不均加工复杂的缺点，还会削弱构件截面，不利于受力。因此这种链接不太适用于构件截面结构。在接长和接厚方面抗压能力较低，这种节点在实际操作上比较难以应用。普通钉接承载能力与受力链接上不能固定和链接。螺栓链接比较适用于木结构。因此在现代木结构中被广泛使用。本案例也采用了这种节点连接。如图 2
12、。 借鉴轻型木结构对本案例中竹结构房屋主要构件节点的构件螺栓进行详细设计。内容主要包括： 使用厚矩形缸筒，采用对拉的方式向两个方向固定竹柱和缸筒。在矩形缸筒焊接处链接 1 厘米的后钢棒，使用 M20 锚栓锚固在基础上。地震作用导致上下部和基础结构间出现错动。 在墙骨柱之间链接两篇对称角钢，使之与基础的额链接节点继续宁固定。竹墙骨柱于 L 形角钢之间通过钉接固定。通过 M12 锚栓固定。 6使用螺栓固定竹竹之间和四周的链接钢板。将钢板外侧焊接成 U形托，使 U 形托在竹梁和梁端经过螺栓的位置实现对梁的支撑。 将主、次梁的链接节点通过相互垂直焊接的 U 形板链接，主、次梁的对拉螺栓使用螺栓固定。其
13、他链接节点需要满足复杂节点以保证传力路径明确。同时预加工的金属链接件要保证安装质量和速度。这样才能保证住宅的标准化和工业化，实现建筑再结构良好的前提下达到抗震标准。螺栓链接使得构件结构可以具有一定的变形能力3。 4 结语 竹结构建筑的优势在于它的生态性、节能环保、抗震以及经济耐用。本文对震区安居工程建筑用料采用的新型竹材料的优势以及实际案例中的技术要点进行阐述，重点论述了新型主结构抗震安居示范房的主要构件的关键技术。该示范房的设计与建设表面，充分利用竹质材料，合理利用其结构形式和节点进行施工，可以使抗震安居房经受住一定震级的强力冲击。而且在防潮防蛀等有关舒适度的问题上得到强化。不仅满足短期内受灾人口的安置问题，在长期使用上也得到了保障。只要将关键技术执行好，就能确保工程的顺利开展。事实证明，选用新型竹结构抗震安居示范房建设对于震后村镇住宅重建确实是正确的选择。 参考文献： 1王正，韩冬青.竹质复合材料的空间营造与形式表达南京周里村便民服务中心J.新建筑，2013（4）：88-91. 2马欣欣，王戈，江泽慧，等.竹质工程材料的蠕变性能研究现状J.林产工业，2015，42（4）：3-6，17. 73揭鹏.现代竹质工程材料的基本性能及其在建筑结构中的应用前景J.四川水泥，2016（3）：270-271.
