竹筋混凝土技术在建筑结构中的应用.pdf

第 4 3卷第 7期 2 0 1 2年 7月 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 6 0 5 竹筋混凝土技术在建筑结构 中的应用 王慧英 ，赵卫锋2 ，补国斌2 f 1 广东建设职业技术学院，5 1 0 0 5 0 ， 广州 ； 2 湘潭大学土木工程与力学学院 ， 4 1 1 1 0 5 ， 湖南湘潭) 摘要 ：竹条或竹竿作为混凝土结构单元的骨架 ， 其强度比钢筋低 ， 但竹材 是低能耗的建筑材料 ， 在热带和 亚热带地区十分丰富 。 且是一种可再生的林业资源 。 因具有较高的强重比、 抗拉强度 以及易加工处理等物理 力学 性能 ， 竹筋作为潜在 的骨架材料替代钢筋已广泛应用于混凝土结构单元， 如竹筋混凝土梁 、 柱 、 板和墙。 关键词 ：竹筋 ；骨架 ；混凝土结构 ；应用技术 中图分类号 ： T U3 7 7 9 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 2 0 1 2 ) 0 7 0 6 0 5 - 0 3 AI PLI CATI ON TEC：HNOLOGY OF BAM BOO REI NFORCED CONCRETE I N BUI LDI NG S TRUCTURES WANG H u i y i n g 。ZH AO We i- f e n g ，B U Gu o - b i n f 1 Gu a n g Do n g Co n s t r u c t i o n Vo c a t i o n a l Te c h n o l o g y I n s t i t u t e ， 5 1 0 4 5 0 ， Gu a n g z h o u ， Ch i n a ； 2 D e p a r t m e n t S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g ，X i a n g t a n U n i v e r s i t y ， 4 1 1 1 0 5 ，Xi a n g t a n ， Hu n a n ，C h i n a ) Abs t r a c t ： Th e s t r e n g t h o f b a mb o o a s c o n c r e t e r e i n f o r c e me n t i S mu c h l o we r t h a n s t e e l r e i nfo r c e me n t ， h o we v e r o n e o f t h e me rit s i s a l o wc o s t a n d r e n e wa b l e a g r i c u l t u r a l r e s o u r c e a n d a b u n d a n t l y a v a i l a bl e i n a t r o p i c a l a n d s u b t r o p i c al a r e a s Du e t o e x c e l l e n t p r o p e r t i e s l i k e h i g h s t r e n g t h t o we i g h t r a t i o ， h i g h t e ns i l e s t r e n gth a n d f r e e c u t t i n g a n d p r o c e s s i n g , b a mb o o a s a p o t e n t i al r e i n f o r c e me n t ma t e rial i n p l a c e o f s t e e l i s wi d e l y a v a i l a b l e i n c o n c r e t e s t r u c t u r al e l e me n t s ， s u c h a s b a mb o o r e i nfo r c e d c o n c r e t e c o l u mn s ，b e am s ，s l a b s a n d wa l l s Ke y wo r d s ：b a mb o o r e i nfo r c e me n t ；f r am e wo r k；c o n c r e t e s t r u c t u r e； a p p l i c a t i o n t e c h n o l o g y 竹材作为工程结构材料在某些领域的应用已有几 百年的历史 ，但作为混凝土结构单元的加强骨架材料 并没有很长的时间。竹材未能在现代工程结构中充分 利用 ， 其主要原因是缺 少基于力学 、 材料学、 结构设计 和试验等理论的有效验证 。本文总结归纳了混凝土竹 筋材料的基本物理力学性能 ，并介绍了国内外相关竹 筋混凝土成熟技术在建筑结构单元中的应用情况 ， 以 期为我国广大农村房屋的建造提供有益参考。 1 竹筋力学特性 国内外的研究均表明竹材的物理力学性能随竹竿 直径、 长度、 竹龄、 物种、 沿竹竿高度以及含水率等不同 而异。竹材作为骨架材料运用于混凝土结构单元是相 对较新的概念 ， 但因低能耗建筑材料的市场需求 ， 竹筋 混凝土技术的发展形势一直看好。竹材能够替代钢筋 应用于混凝土结构单元的重要特性之一是其优良的抗 拉强度 ， 竹材的抗拉强度一般 比木材的抗拉强度大 ， 约 为钢材抗拉强度的1 1 2 。相对于钢材而言， 竹材的重量 收稿 日期 ： 2 0 1 2 - 0 4 1 2 基金项 目： 湘潭大学 自然科 学基金项 目( 0 9 X Z X 2 6 ) ： 湖南省研 究生 科研 创新基金项 目( C X2 0 1 0 B 2 7 0 ) 作者简介 ： 王慧 英( 1 9 8 0 一) ， 女 ， 河 南商丘人 ， 工学硕士 ， 讲师 ， 主要研究方 向为结构工程加固 e ma i l ： w h y 4 2 2 0 1 2 6 e o m 轻 ，因此竹材 的抗拉强度与重量比是钢材的抗拉强度 与重量比的6 倍多 ； 但竹材的弹性模量较小 ， 在相 同条 件下竹筋混凝土单元的开裂和变形比钢筋混凝土单元 的开裂和变形都大。 整体而言 ， 竹筋的优良物理力学特 性为 ： ( 1 ) 较高的抗拉强度 ； ( 2 ) 相对钢材有较大的强重 比； ( 3 ) 吸震和抗震性能好 ； ( 4 ) 易加工处理。 以上所述 的力学特性使 竹材成为可行的结构材 料 ， 同时也成 为混凝土骨架材料潜在的可选择材料。 竹 筋混凝土构件的设计与钢筋混凝土构件的设计类似 ， 综合国内外相关研究的定义 ，应用于混凝土结构单元 中的竹筋 ， 可采用如表1 所示的力学指标。 表1 混凝土结构单元 中竹筋的力学指标 MP a 力学特性 参考值 容许弯 曲压应力 6 5 容许轴压应力 5 O 极限拉应力 6 o 0 容许拉应力 4 0 0 容许 剪应 力 4 5 容许粘结 应力 0 3 5 弹性模量 1 4 O 0 o 密度 ( k g m3 ) 7 0 o