阅读说明：本技术 一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱 (Steel strand wires restraint bamboo pipe concrete combination bamboo post ) 是由 何文辉 万义昆 李俞谕 杨锦泉 邓建良 于 2019-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱,包括贯通竹管群、自密实混凝土、用于捆绑贯通竹管群形成柱形的受力整体的钢绞线；贯通竹管群包括内部打通竹节形成连续贯通的空腔的竹管；自密实混凝土填充在竹管的空腔内。属于土木工程建筑结构技术领域。解决了因天然竹材因截面尺寸有限而承载不足的问题,可大幅度提高截面承载力；并且施工方便、成本低廉、外形美观,具有显著经济价值和社会效益。(The invention relates to a steel strand constrained bamboo tube concrete combined bamboo column, which comprises a through bamboo tube group, self-compacting concrete and steel strands, wherein the steel strands are used for binding the through bamboo tube group to form a cylindrical stressed whole; the run-through bamboo pipe group comprises bamboo pipes, the interior of which is provided with bamboo joints to form a continuous run-through cavity; the self-compacting concrete is filled in the cavity of the bamboo tube. Belongs to the technical field of civil engineering building structures. The problem of insufficient bearing due to limited section size of the natural bamboo is solved, and the section bearing capacity can be greatly improved; and the construction is convenient, the cost is low, the appearance is beautiful, and the economic value and the social benefit are obvious.)

一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱

技术领域

本发明涉及土木工程建筑结构技术领域，尤其涉及一种钢绞线约束竹管混 凝土组合竹柱。

背景技术

竹材具轻质高强、延性好、抗震性能优良等一系列优点，能广泛运用于土 木工程中。再者，竹子在生长过程中需要消耗大量的二氧化碳，因而竹材在加 工制作的过程中耗能也很低，竹材在废弃后也可自行降解，对环境无害。竹材 还具有优良的隔热隔声性能。总而言之，竹材是一种适合推广的优良建筑材料。

工程实践中以“以竹代钢、以竹代木”的建筑发展理念正蓬勃兴起，可以 有效缓解建筑材料、纤维材料的紧缺现状，对生态发展具有重要推动作用。但 天然竹材也因为截面尺寸有限、承载力和刚度较低、防火性能差的缺点而限制 了其在工程中的运用。

混凝土虽然在工程结构中得到广泛运用，但也存在自重大、抗拉强度低、 易开裂等缺点。而且制作混凝土构件，常常需要额外的模板，制作模板需要耗 费极大的人力物力。

传统的格构式竹管组合柱缀材的连接没有较好的办法解决，需要在竹管上 钻孔，削弱截面，容易产生应力集中的问题。由于天然竹材的截面尺寸和承载 力有限，肢距太大容易产生失稳问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种钢绞线约束 竹管混凝土组合竹柱，解决了因天然竹材的截面尺寸有限而承载不足的问题， 可大幅度提高截面承载力，以便于推广竹材在工程中运用。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱，包括贯通竹管群、自密实混凝土、 用于捆绑贯通竹管群形成柱形的受力整体的钢绞线；贯通竹管群包括内部打通 竹节形成连续贯通的空腔的竹管；自密实混凝土填充在竹管的空腔内。采用这 种结构后，通过钢绞线把贯通竹管群连接起来，再加上自密实混凝土的增强作 用，有效解决了天然竹材因尺寸有限而产生承载力不足的问题；同时贯通竹管 群可作为填充自密实混凝土的模板，还可以为自密实混凝土提供环向约束，使 之成为三向受压状态，改善自密实混凝土受力性能；且施工便捷，成本低廉， 承载力高，可以广泛运用于桥梁，房屋的竖向受力构件。

优选地，钢绞线至少包括分别设置在贯通竹管群的首尾两端的两道钢绞线； 钢绞线沿贯通竹管群的首端到尾端依次设置，每两道相邻的钢绞线之间的间隔 ≤1m。采用这种结构后，将贯通竹管群固定连接成一个受力的整体，减小受压 计算长度，避免整体失稳。

可在不影响竹材原有外观和稳定性的前提下，设计不同数目的竹管和不同 形状的组合方式，使适应不同的建筑形式和不同的承载力需求。优选地，贯通 竹管群包括3根按三角形紧挨着捆绑的竹管或包括4根按方形紧挨着捆绑的竹 管或包括7根按六边形紧挨着捆绑的竹管；其中7根竹管按六边形紧挨着捆绑 时，6根竹管围绕位于中心的1根竹管。

优选地，贯通竹管群包括4根按方形紧挨着捆绑的竹管；每一道钢绞线包 括用于同时在每根竹管上各捆绕至少一圈后绑紧成型固定的成型钢绞线、用于 将位于对角位置的两根竹管各缠绕一圈后绑扎一起的绑扎钢绞线；其中，绑扎 钢绞线在其所捆绑的两根竹管之间交叉；不同的绑扎钢绞线在中间的相交位置 缠绕捆绑打结。采用这种结构后，有效地将贯通竹管群固定连接成一个受力的 整体，减小受压计算长度，避免整体失稳。

优选地，一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱，还包括与贯通竹管群共同 构成受力整体以提高构件承载力的钢管；自密实混凝土填充在钢管内；钢绞线 同时捆绑钢管和贯通竹管群。采用这种结构后，在不破坏外观和稳定性的前提 下将部分竹管换成钢管，以提高构件承载力。

优选地，贯通竹管群为经防腐处理的竹材；所述的经防腐处理的竹材为经 油溶性的环烷酸铜或环烷酸锌浸泡的竹材。有助于提高构件耐久性，且较安全 环保。

优选地，竹管为自然生长3年或3年以上的成熟无缺陷的竹材；竹管的壁 厚≥5mm，竹管的内径≥45mm，竹管的含水率范围为10％～15％(包含10％和 15％)；有助于保证承载力的要求。

优选地，自密实混凝土的骨料粒径小于25mm且小于竹管内径的四分之一。 有助于保证管内自密实混凝土密实。

优选地，自密实混凝土填充后要求在28天内的膨胀率≥0.0002。有助于保 证管内自密实混凝土密实。

优选地，钢绞线的型号为2-3Φ5，有助于保证绑扎固定竹管所需要的柔韧 性。

总的说来，本发明具有如下优点：

(1)本发明符合我国可持续发展的理念，充分利用了储存量丰富的竹材资 源，发挥竹材韧性延性良好的优势，制作过程低碳环保，节能减排，极大的拓 展了竹材在土木工程领域的运用范围。

(2)内部打通竹节形成连续贯通的空腔的竹管可以作为自密实混凝土浇筑 的模板，省去传统混凝土构件浇筑时支模、拆模的工艺流程，简化复杂的结构 构件加工工艺，极大的简化施工，降低成本。同时竹管也可以为自密实混凝土 提供环向约束，使自密实混凝土处于三向受力状态，改善了自密实混凝土的受 力性能。

(3)采用钢绞线绑扎固定竹管，与传统的螺丝固定相比，无需削弱截面， 加工也更为便捷。钢绞线还可以起到减小纵向受压计算高度，提高整体稳定性 的作用。

(4)为了适应不同的建筑形式和不同的承载力需求，在不影响竹材原有外 观和稳定性的前提下，本发明提供不同数目的竹管和不同形状的组合方式，也 可用钢管代替部分竹管。

(5)本发明在设计时尽量保证竹材的天然外观，竹管之间的组合形式也尽 量采取简洁对称的形式，保证设计的美感。

(6)本发明与原有竹结构相比，解决了因天然竹材因截面尺寸有限而承载 不足的问题，可大幅度提高截面承载力；而且本发明中的竹柱施工方便、成本 低廉、外形美观，具有显著经济价值和社会效益。

附图说明

图1为实施例二中的一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱的横断面示意图；

图2为实施例二中的一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱的纵断面示意图；

图3为实施例二中的一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱的整体结构示意图；

图4为实施例一中的一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱的横断面示意图；

图5为实施例三中的一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱的横断面示意图；

图6为实施例四中的一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱的横断面示意图；

图中所示：1为贯通竹管群，2为自密实混凝土，3为钢绞线，4为空腔，5 为竹节，6为钢管。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

实施例一

一种钢绞线约束竹管混凝土组合竹柱，包括贯通竹管群、自密实混凝土、 钢绞线。

贯通竹管群包括多根内部打通竹节形成连续贯通的空腔的竹管。为保证承 载力的要求，选用的竹管为自然生长3年或3年以上的成熟无缺陷的竹材，其 中竹管的壁厚≥5mm，竹管的内径≥45mm，竹管的含水率范围为10％～15％(包 含10％和15％)。为提高构件耐久性，贯通竹管群为经防腐处理的竹材；所述的 经防腐处理的竹材为经油溶性的环烷酸铜或环烷酸锌浸泡的竹材。

自密实混凝土填充在竹管的空腔内。要求自密实混凝土填充后28天内的膨 胀率≥0.0002；自密实混凝土的骨料粒径小于25mm且小于竹管内径的四分之 一；以尽量保证管内混凝土密实。必要时，选用水泥砂浆。

钢绞线捆绑贯通竹管群形成柱形的受力整体。贯通竹管群的首尾两端皆设 置有一道钢绞线，且首尾两道钢绞线之间设置有多道钢绞线，每两道相邻的钢 绞线之间的间隔≤1m。钢绞线的型号为2-3Φ5，以保证绑扎固定竹管所需要的 柔韧性。

竹管之间通过钢绞线固定连接成一个受力的整体。钢绞线也可减小受压计 算长度，避免整体失稳。根据承载力和构件形式的要求，可采用不同数目的竹 管和不同形状的组合方式。设计时尽量保证竹材的天然外观，竹管之间的组合 形式也尽量采取简洁对称的形式，保证设计的美感。

本实施例中贯通竹管群包括3根竹管，3根竹管按三角形紧挨着捆绑。

本发明中，自密实混凝土填充于竹管内可增加柱结构的承载力和刚度，而 贯通竹管群又可作为混凝土的浇筑模板，简化施工，同时贯通竹管群又可以约 束自密实混凝土的环向变形，使自密实混凝土处于三向受压的状态。钢绞线可 以把贯通竹管群联系成一个共同受力的整体，与原有竹结构相比，解决了因天 然竹材因截面尺寸有限而承载不足的问题，可大幅度提高截面承载力，解决天 然竹材因尺寸有限的问题。同时，钢绞线还可以限制贯通竹管群的横向变形， 减小受压计算长度，提高整体稳定性。构件的整个制作过程污染小，耗能低， 充分利用了竹材资源；且施工便捷，适合装配式施工，成本低廉、外形美观， 具有广泛的运用前景、显著经济价值和社会效益。

实施例二

本实施例中贯通竹管群包括4根竹管，4根竹管按方形紧挨着捆绑；

每一道钢绞线包括用于同时在每根竹管上各捆绕至少一圈后绑扎成型固定 的成型钢绞线、用于将位于对角位置的两根竹管各缠绕一圈后绑扎一起的绑扎 钢绞线；其中，绑扎钢绞线在其所捆绑的两根竹管之间交叉；不同的绑扎钢绞 线在中间的相交位置缠绕捆绑打结。

捆绑时，先用一根成型钢绞线在每根竹管分别捆绕至少一圈，之后拉紧四 根竹管捆绑固定成型；再用一根绑扎钢绞线把位于对角位置的一对竹管各缠绕 一圈绑扎起来，绑扎钢绞线在其所捆绑的两根竹管之间交叉；再用一根绑扎钢 绞线把另外一对位于对角位置的竹管各缠绕一圈，绑扎钢绞线在其所捆绑的两 根竹管之间交叉；上述两根绑扎钢绞线在中部的相交位置缠绕捆绑打结。

其余未提及部分同实施例一。

实施例三

本实施例中贯通竹管群包括7根竹管，7根竹管按六边形紧挨着捆绑，其中 6根竹管围绕位于中心的1根竹管。

其余未提及部分同实施例一。

实施例四

在不破坏外观和稳定性的前提下可将部分竹管换成钢管，以提高构件承载 力。例如7根竹管按六边形紧挨着捆绑，其中6根竹管围绕位于中心的1根竹 管的情况，本实施例中将中心的竹管替换成钢管，即6根竹管围绕位于中心的1 根钢管；自密实混凝土填充在钢管内，钢绞线同时捆绑钢管和贯通竹管群。

其余未提及部分同实施例一。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实 施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、 替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。