專利名稱：竹結構復合板塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種建筑材料，特別涉及一種竹結構復合板塊。
背景技術：
目前，很大部分的建材不符合人類可持續發展。建筑物的主要結構方式是磚木、磚混、鋼混等結構方式。由于木材缺乏，我國的全木結構已基本沒有。傳統的竹結構有多處弊端，只能限制在極小的范圍。全鋼結構因造價高，亦較少采用。目前，建材主要依賴于鋼筋、燒磚、水泥。建筑用鋼是鋼材中質量最低等、耗能最高的。有限寶貴的鐵礦石被大量煉成低檔鋼而過度應用在建筑領域是對合理利用有限資源、減少大氣環境的嚴重違背。燒磚更是有破壞土壤資源、破壞環境、污染大氣等多種弊端。另一方面，每有大地震發生時，多發生建筑物大部分倒塌，人員傷亡慘烈的狀況， 并引發救援重建耗時耗費巨大。抗震形勢十分嚴峻。而現行的建造方式和建筑用材與抗震建筑的原則相背。建筑的硬而重，剛而脆，宜失穩解體是他們的共同弊端。同時，現行通常的幾種結構都或多或少離不開磚砌墻方式。而磚砌墻是最易在地震中失穩倒塌的，玉樹震災是一例。而鋼混結構的建筑一旦下陷和倒塌，人員的死亡率巨大，且救援最難，汶川震災是一例。如何保證遇特大地震也能達到絕大部分建筑完好，從而保證人們有逃生的時間，大量降低人員的傷亡，抗震是我國面臨的應該舉國重視的重大課題！而另一方面，我國有著繁殖方便，成才迅速，且量占世界四分之一的優質建材一竹材。謂其是優質建材，因其物理質量相當好，抗拉強度是鋼材的3-4倍，抗壓強度高于木材10%，富彈性、韌性，且質輕。人稱植物黃金，21世紀的“植物鋼鐵”。這對我們這個人口眾多，木材缺乏，地震頻發的國度來說尤其寶貴。但是，如此好的竹材是空心的，使用較難，而且順紋易爆裂。其弱點使竹材在建筑領域的廣泛使用舉步艱難。以致當前，物理特性強的竹材大多被肢解粉碎，用在其他領域，實在是十分可惜的資源浪費。
實用新型內容本實用新型的目的，在于解決現有技術存在的上述問題，提供一種竹結構復合板塊。本實用新型的目的是這樣實現的一種竹結構復合板塊，由竹結構骨架和填充包覆材料復合而成，填充包覆材料充填在竹結構骨架內的間隙中并包覆在竹結構骨架的周圍；所述竹結構骨架由一種竹結構基體或多種不同的竹結構基體的組合構成；所述竹結構基體包括竹結構片材和竹結構框架，所述竹結構片材包括A型竹結構片材、B型竹結構片材和C型竹結構片材；所述竹結構復合板塊形成后，板塊上設有用于板塊之間相互連接的邊緣突出層和/或眼、隼。所述的A型竹結構片材包括由多塊平放竹片平行密集排列而成的基層以及由多塊平放竹片間隔排列而成的面層，基層和面層按竹片長度方向垂直交叉連接，面層連接在基層的一面或兩面；[0008]所述的B型竹結構片材包括由多塊側立竹片平行密集排列而成的基層以及由多塊平放竹片間隔排列而成的面層，基層和面層按竹片長度方向垂直交叉連接，面層連接在基層的一面或兩面；所述的C型竹結構片材由多塊平放竹片平行密集排列作為經片、多塊平放竹片間隔排列作為緯片編織連接構成，位于經片兩端的緯片連接在經片的同一面或兩面。所述的竹結構框架是由多條竹木結構框檔連接構成的矩形立方體形框架，所述竹木結構框檔由一根木條和一根或兩根竹片連接構成，兩根竹片分別連接在木條的相對兩偵U，木條的寬度等于或大于竹片的寬度。所述的竹結構骨架由一個竹結構框架和一塊竹結構片材疊合連接構成。所述的竹結構骨架由一個竹結構框架和兩塊竹結構片材疊合連接構成，兩塊竹結構片材分別連接在竹結構框架的兩面。·[0013]所述的竹結構骨架順序由一塊B型或C型竹結構片材、一塊A型竹結構片材、一塊B型或C型竹結構片材疊合連接構成。所述的竹結構骨架順序由一塊B型或C型竹結構片材、一塊A型竹結構片材、一個竹結構框架、一塊A型竹結構片材、一塊B型或C型竹結構片材疊合連接構成。所述的竹結構骨架順序由一塊B型或C型型竹結構片材、一塊A型竹結構片材、一個竹結構框架、一塊A型竹結構片材、一塊B型或C型型竹結構片材、一個竹結構框架、一塊A型竹結構片材、一塊B型或C型型竹結構片材疊合連接構成。所述邊緣突出層、隼的厚度小于板塊的厚度，所述眼是通透的或半通透的。所述的隼為連續齒狀隼并設置在板塊的一個側面，該連續齒狀隼的厚度與板塊的厚度相同。本實用新型的竹結構復合板塊由于采用了以上技術方案，具有以下的優點和特
占-
^ \\\ ·1，本實用新型創造了一種前所未有的竹結構復合板塊。以及以此板塊為基本的完整建造技術。它打破了用竹竿作結構骨架，無法抗拒較大外力的、被限制在極小范圍應用的傳統竹結構技術。它在某種程度上比現代木結構更強抗力，整體性、抗解體性更好；比現代普遍實行的磚木、磚混、鋼混等都更輕質，更剛柔、更整體、更抗解體。2，本實用新型創造了在建造領域中科學合理使用竹材的新手法，為這種天然、速生、再生力強的可持續使用的優質資源在建筑業發揮充分作用，彌補我們的木材資源缺乏，實現了一項重要的突破。3，本實用新型在建造中可以替代鋼材和磚塊，節省水泥。可以實現減少碳排放40%以上。為保護人類有限的鐵礦資源和改善人類生態環境，保持可持續發展實現了一項重要的突破。4，由于本實用新型科學發揮了竹材自然抗力的優勢，又實行優勢組合，使構造體受力剛柔相濟；竹結構又多層互連，使受力分布均勻；又由于采用全板式，板塊的連接還實行特別的互插鎖閉等手段，達到了國際抗震建筑的基本共識要求輕質、剛而有彈性、整體性和抗解體性強。這為我國科學建造抗震建筑開創了一種新的突破性思路。5，本實用新型的板塊可以實行工廠化預制，現場組裝的方法，使建造達到完整、精細的設計、制造的新高度。這將改變通常的現搭現建方式，在提高建造質量同時，還更省時和節約多項成本。本技術又使現場澆注不用模板，節省了模板、裝拆模板工序，混凝土凝固時間的工序等待，還省去了大面積的后道平整粉刷。在工廠化生產中，板塊的大面還可以隨意澆注成各種仿石仿木等立體面。這是非常提升經濟、建造藝術價值的新突破。隨著經驗的積累和改進，將有更大的經濟價值比的潛能。6，本實用新型板塊技術并不僅只限于本建造方式，還可以在其他建造結構體系中運用。在磚木、磚混、鋼混結構等中應用本板塊將可以降低建筑總重量、多重降低成本、大大提高建筑的整體性、剛柔性，增強原有結構的抗震抗災能力。將來，一幢竹、鋼、混結構的高層建筑不但更輕質，更經濟，而且更具彈性，不可折斷，在強震面前安全度會得到大幅提高。某種意義上說，這是有重要質變意義的。7，應用本實用新型，建造上部適當擴大的特殊構筑物可以穩固得多。由于各種特殊的需要(如節省占地等)，建筑有時會上部比下部大，甚至幅度還很大。由于本技術建造的構筑物具有輕、韌、有彈性、整體抗解體性強等特點，因此，建造此類建筑將穩固得多，成本節省得多。8，應用本實用新型技術，其在火災發生或其他特殊情況下(如，“911”建筑上部的突爆)的安全可控度比其他構造高得多。有例表明，木結構建筑在發生火災時，其坍塌時間是可控的。德國的消防隊員說，木結構建筑一般有40分鐘的安全救援逃生期。而其他結構則難控，隨時會坍塌。這是因為木是需要有氧燃燒的，因此，只能由外而內，逐步燃燒。而，鋼鐵在熱量下的軟體下垂是隨熱量的急劇加大而速變的。加之重質，危險隨時達最大。本技術主要用竹材，其同木，也輕；抗壓能力強于木材；GRC水泥等的包裹就更緩其燃燒時間。所以，應用本技術建造的構筑物有可控的安全的逃生、救援時間，因此，在發生特別災害時，其安全度是較高的。應用本技術建造的構筑物可以達到質輕、韌有彈性、整體抗解體性強。如果是多層，把基礎始的下部各層澆注的混凝土量向上部逐漸遞減，可似“不倒翁”一樣，達到穩定。對于抗擊水災、風災、震災等都有減輕損失的有利效果。9，應用本實用新型技術，可以使構筑物輕質、剛柔、抗解體。所以，其應用范圍將是很廣的。比如，在地質較疏松的地方和水上，運用本實用新型技術建造建筑將有強大的優勢。還可以運用于船體、橋梁、快速裝配建筑等廣泛使用功能的構筑物。
圖I是本實用新型竹結構復合板塊第一實施例的結構示意圖；圖2是本實用新型竹結構復合板塊第二實施例的結構示意圖；圖3是本實用新型竹結構復合板塊第三實施例的結構示意圖；圖4是本實用新型竹結構復合板塊第四實施例的結構示意圖；圖5是本實用新型竹結構復合板塊第五實施例的結構示意圖；圖6是本實用新型中的A型竹結構片材的側視結構示意圖；圖7是本實用新型中的B型竹結構片材的側視結構示意圖；圖8是本實用新型中的圖6、圖7的平面結構示意圖；[0041]圖9、圖10是是本實用新型中的C型竹結構片材的結構示意圖；圖11是本實用新型中的竹結構框架的側視結構示意圖；圖12、圖13是構成竹結構框架的框檔的端面結構示意圖；圖14是同時帶有邊緣突出層、眼和隼的竹結構復合板塊的結構示意圖；圖15是圖14所示竹結構復合板塊的多板塊組合示意圖；圖16是帶有雙面邊緣突出層的竹結構復合板塊的結構示意圖；圖18是只帶有隼的竹結構復合板塊的結構示意圖；圖19是板塊大面中間帶眼的竹結構復合板塊的結構示意圖；圖20、圖21是邊緣帶有連續齒狀隼的竹結構復合板塊的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，配合參見圖2、圖3、圖4、圖5，本實用新型的竹結構復合板塊，由竹結構 骨架和填充包覆材料(未圖示出來)復合而成，填充包覆材料充填在竹結構骨架內的間隙 中并包覆在竹結構骨架的周圍。本實用新型中的竹結構骨架由至少兩種結構相同或不同的竹結構基體組合連接 構成；所述竹結構基體包括竹結構片材1和竹結構框架2，竹結構片材1包括A型竹結構片 材11、B型竹結構片材12和C型竹結構片材13。竹結構復合板塊形成后，板塊上設有用于 板塊之間相互連接的邊緣突出層3、眼4、隼5 (配合參見圖14-圖21)。一般來說，邊緣突出 層3、隼5的厚度小于板塊的厚度。眼4可以通透或半通透的。另，其中的隼可以為連續齒 狀隼6 (參見圖20、21)并設置在板塊的一個側面，這時，連續齒狀隼的厚度與板塊的厚度相 同。兩塊具有對應連續齒狀隼6的竹結構復合板塊可以相互隼接相連。參見圖1，本實用新型中的竹結構骨架可以由一個竹結構框架2和一塊竹結構片 材1疊合連接構成。該竹結構片材1可以是A型竹結構片材11、B型竹結構片材12和C型 竹結構片材13中的任何一種。參見圖2，本實用新型中的竹結構骨架可以由一個竹結構框架2和兩塊竹結構片 材1疊合連接構成，兩塊竹結構片材1分別連接在竹結構框架2的兩面。兩塊竹結構片材 1可以是A型竹結構片材11、B型竹結構片材12和C型竹結構片材13中的任何一種或任 何兩種。參見圖3，本實用新型中的竹結構骨架可以是順序由一塊B型(或C型)竹結構片 材12、一塊A型竹結構片材11和一塊B型(或C型)竹結構片材12疊合連接構成。參見圖4，本實用新型中的竹結構骨架可以順序由一塊B型(或C型)竹結構片材 12、一塊A型竹結構片材11、一個竹結構框架2、一塊A型竹結構片材11和一塊B型(或C 型)竹結構片材12疊合連接構成。參見圖5，本實用新型中的竹結構骨架可以順序由一塊B型(或C型)竹結構片 材12、一塊A型竹結構片材11、一個竹結構框架2、一塊A型竹結構片材11、一塊B型(或C 型)竹結構片材12、一個竹結構框架2、一塊A型竹結構片材11和一塊B型(或C型)竹 結構片材12疊合連接構成。本實用新型中的竹結構骨架還可以有其它的各種組合方式，在此不一一列舉。參見圖6，配合參見圖8，本實用新型中的A型竹結構片材11包括由多塊平放竹片平行密集排列而成的基層111以及由多塊平放竹片間隔排列而成的面層112，基層111和面層112按竹片長度方向垂直交叉連接，面層連接在基層的一面或兩面。參見圖7，配合參見圖8，本實用新型中的B型竹結構片材12包括由多塊側立竹片平行密集排列而成的基層121以及由多塊平放竹片間隔排列而成的面層122，基層和面層按竹片長度方向垂直交叉連接，面層連接在基層的一面或兩面。參見圖9，配合參見圖10，本實用新型中的C型竹結構片材13由多塊平放竹片平行密集排列作為經片131、多塊平放竹片間隔排列作為緯片132編織連接構成，位于經片兩端的緯片連接在經片的同一面。參見圖11、圖12、圖13，本實用新型中的竹結構框架2是由多條竹木結構框檔連接構成的矩形立方體形框架，所述竹木結構框檔由一根木條21和一根或兩根竹片22連接構成，兩根竹片22分別連接在木條21的相對兩側，木條的寬度大于竹片的寬度并且向兩端伸出。本實用新型以竹片為主材，做成各種形式的竹結構基體，再以竹結構基體的各種組合做成竹結構骨架，并通過與GRC水泥等材料復合成竹結構復合板塊。這種板塊可作為一個構筑物完整的唯一的支撐結構。本板塊技術在解讀了傳統竹結構中用竹竿為結構支撐的紕漏和較合理利用竹的力學特性的基礎上，用約5-30mm不同寬度的竹片作為主要材料，用木膠水、螺絲釘、鐵釘、氣槍釘等做連接材料，先制成各種竹片排列或竹木條組合方式的竹結構基體。根據建造的結構需要，各種竹結構基體可以單獨，也可以疊加在一起，再通過用一定的GRC水泥、石膏、纖維網格布、保溫材料等材料，采用螺絲釘、鐵釘、氣槍釘等方法進行復合，制成各種規格的竹結構復合板塊。在單板式建造方式中，板塊已經復合完整。在復板式建造中，板塊只需把最終暴露在外的部分復合完整，以及達到符合板塊間連接的標準，我們稱為次板塊。無論是板塊還是半板塊都將分布構筑物的各層面上，發揮不同的力學支撐作用，聯合形成結構支撐合力。而其中的竹結構基體及它們的組合(竹結構骨架)起主要骨架支撐作用，而GRC水泥等材料的復合加強了支撐作用，并加強了穩定性和整體性，還起到構筑物需要的防火、防水滲漏、保溫等作用。—般情況下，竹結構基體有相當的長寬度，如1200 X 2400 X 50mm ;而當有特殊需要時，各種竹結構基體可能會變得特別窄長，或任何所需的異型，并實行比常規更多次多層復合連接。如制造特殊的梁、柱、抗高沖擊板塊等。這樣做的益處在加強結構強度的同時，還可以節省水泥等材料、減輕構筑物的整體重量等。為了制造和安裝的方便，板塊或次板塊一般可以以小于1200_寬度為基本尺寸。竹結構復合板塊的互插反鎖連接工藝，是構筑物的整體受力均勻，整體抗解性強的一大保證，也是本板塊技術的重要特點。板塊間(包括復板式中，各半板塊)的連接，除特別需要，絕大部分不用另外制造的金屬連接件，而是通過各板塊內延伸出的竹結構隼來完成。這種竹結構隼由各板塊內伸出，與板塊一體。隼的設置一般為30-60cm—個(對應接的板面在相應的位置預留適當的孔眼)。需要時可以在兩連接板塊連續間或出現(類似服裝的針線縫紉效果)。在呈平行、90度角或其他大角度的相鄰板塊間的各種連接中，雖有局部不同，但都采用這種隼接原則，并實行側鎖或反鎖。在單板式和復板式的建造結構中，竹結構隼的長度是不同的。在單板式中，隼只要穿到對應板的外側即可；而復板式中，隼可以穿過第一次板塊，也可以連續穿過兩塊次板塊。但至少需要穿出第一次板塊5cm以上，這是用竹片等實行隼反鎖的必要條件。這種出隼、穿板、反鎖是加強整體抗力，保證構筑物整體性的重要手段。通過這些多項功能的共同作用，使板間的連接牢固可靠。某種意義上，這種隼的面接，強于傳統木結構的檔接，更強于現代木結構中木檔間的螺絲釘連接。在平行相鄰的板塊連接中，大多可實行一板的單面或雙面伸出突出沿5-10cm，相鄰板則相應收縮尺寸，讓出部位，使兩者匹配連接。連接時，一般可在接觸面涂GRC水泥或其他膠水，用螺絲釘緊固。如果，這種連接還需要作加強，則可以加上與接縫呈90度的竹片檔或竹片板作加強。在建造房屋時，作為樓板的加強，可以通過設置置于下部的橫向格柵來實現。工廠化板塊預制，現場的組裝、澆注。根據建造需要，可以設計各種竹板塊的構成、連接方式、采用手段。然后在工廠作標準化生產。板塊裝運到現場。現場作一定的預準備(地面的平整、各種管線的預鋪設、必要基礎的預挖預埋等)，達到構筑物的組裝要求后，板塊按順序安裝固定(復式構造的同步暗線管的鋪設)。復式構造的先內層安裝固定，再外層與內層的逐步拼合，同步進行澆灌加固的混凝土部分或保溫層部分的工序，到組裝全部完成。一般在澆灌可以連續進行。這是因為竹結構板塊結合的整體已經可以達到最主要的結構支撐，混凝土的作用比鋼混結構的小，所以無需太擔心混凝土的凝固不到位的問題；再則，沒有因混凝土未凝固達標而拆澆灌模板影響建造質量的問題，因為本技術澆灌一般無需模板，竹結構板塊包住澆灌材料，并將與其合成一體。本技術的應用還可以擴展及其他建造結構體系。在磚木、磚混、鋼混等建造結構中，存在大量的承重和非承重磚墻。這些磚墻加大了建筑的需承重量，而在抗震中是最易震散掉落，影響建筑的整體穩定性。用本技術制造的竹結構板塊替代磚墻是可能的，有利的。其一，加強建筑的整體性；其而，可以降低建筑整體的總質量，節約建材成本；其三，上述兩點的結合，可以大大加強建筑的抗震能力。在磚混、鋼混結構中，竹結構板塊如果當作其澆注混凝土部分和磚墻部分的模塊板，作澆注各部的預分割，其用鋼筋部分照樣或可減少。澆注時，承重部分澆注混凝土，而磚墻部分或可部分澆注混凝土，部分澆注保溫材料(要達到一定的抗粉碎強度)，這是可以達到降低建筑總重量、節約建造成本(降低重量，節省下部包括基礎總量及澆注模塊的工料等)、大大提高建筑的整體性和剛柔性，從而提高抗震強度。這是有某種質變意義的。
權利要求1.一種竹結構復合板塊，其特征在于由竹結構骨架和填充包覆材料復合而成，填充包覆材料充填在竹結構骨架內的間隙中并包覆在竹結構骨架的周圍；所述竹結構骨架由一種竹結構基體或多種不同的竹結構基體的組合構成；所述竹結構基體包括竹結構片材和竹結構框架，所述竹結構片材包括A型竹結構片材、B型竹結構片材和C型竹結構片材；所述竹結構復合板塊形成后，板塊上設有用于板塊之間相互連接的邊緣突出層和/或眼、隼。
2.根據權利要求I所述的竹結構復合板塊，其特征在于所述的A型竹結構片材包括由多塊平放竹片平行密集排列而成的基層以及由多塊平放竹片間隔排列而成的面層，基層和面層按竹片長度方向垂直交叉連接，面層連接在基層的一面或兩面； 所述的B型竹結構片材包括由多塊側立竹片平行密集排列而成的基層以及由多塊平放竹片間隔排列而成的面層，基層和面層按竹片長度方向垂直交叉連接，面層連接在基層的一面或兩面； 所述的C型竹結構片材由多塊平放竹片平行密集排列作為經片、多塊平放竹片間隔排列作為緯片編織連接構成，位于經片兩端的緯片連接在經片的同一面或兩面。
3.根據權利要求I所述的竹結構復合板塊，其特征在于所述的竹結構框架是由多條竹木結構框檔連接構成的矩形立方體形框架，所述竹木結構框檔由一根木條和一根或兩根竹片連接構成，兩根竹片分別連接在木條的相對兩側，木條的寬度等于或大于竹片的寬度。
4.根據權利要求I所述的竹結構復合板塊，其特征在于所述的竹結構骨架由一個竹結構框架和一塊竹結構片材疊合連接構成。
5.根據權利要求I所述的竹結構復合板塊，其特征在于所述的竹結構骨架由一個竹結構框架和兩塊竹結構片材疊合連接構成，兩塊竹結構片材分別連接在竹結構框架的兩面。
6.根據權利要求I所述的竹結構復合板塊，其特征在于所述的竹結構骨架順序由一塊B型或C型竹結構片材、一塊A型竹結構片材、一塊B型或C型竹結構片材疊合連接構成。
7.根據權利要求I所述的竹結構復合板塊，其特征在于所述的竹結構骨架順序由一塊B型或C型竹結構片材、一塊A型竹結構片材、一個竹結構框架、一塊A型竹結構片材、一塊B型或C型竹結構片材疊合連接構成。
8.根據權利要求I所述的竹結構復合板塊，其特征在于所述的竹結構骨架順序由一塊B型或C型型竹結構片材、一塊A型竹結構片材、一個竹結構框架、一塊A型竹結構片材、一塊B型或C型型竹結構片材、一個竹結構框架、一塊A型竹結構片材、一塊B型或C型型竹結構片材疊合連接構成。
9.根據權利要求I所述的竹結構復合板塊，其特征在于所述邊緣突出層、隼的厚度小于板塊的厚度，所述眼是通透的或半通透的。
10.根據權利要求I所述的竹結構復合板塊，其特征在于所述的隼為連續齒狀隼并設置在板塊的一個側面，該連續齒狀隼的厚度與板塊的厚度相同。
專利摘要一種竹結構復合板塊，由竹結構骨架和填充包覆材料復合而成，填充包覆材料充填在竹結構骨架內的間隙中并包覆在竹結構骨架的周圍；竹結構骨架由一種竹結構基體或兩種以上不同的竹結構基體組合連接構成；竹結構基體包括竹結構片材和竹結構框架，竹結構片包括A型竹結構片材、B型竹結構片材和C型竹結構片材。本實用新型的板塊整體性好、質量輕、強度高、剛而不脆、富有彈性。用此板塊可以獨立地建造構筑物，因為每一板塊都可以擔當構筑物的結構支撐骨架。板塊的獨特結構和連接方法使建成后的構筑物整體抗解體性好，抗震能力特別強。應用本實用新型的板塊，可以完全沒有磚砌墻，不用鋼筋來建造各種固定構筑物；還可以建造方便運輸、可裝拆的各種可移動構筑物。
文檔編號E04C2/10GK202767352SQ20122034937
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者李維成 申請人:李維成