工程竹结构设计标准

竹木结构受力特点及节点设计[摘要] 现代竹木结构具有经济实用、保温节能、装配化施工、抗震的特点，适用于任何气候环境，设计灵活，可展现形式丰富多样的建筑风格。

本文结合竹木结构的使用，介绍了相关竹木产品及其力学性能，为竹木结构的节点设计提供了多种方案，在实现低碳环保的同时，又能实现快速集成装配化施工。

[关键词] 竹结构；装配施工；节点连接；节能环保1.引言国内外拥有大量的竹木结构，可由于混凝土的出现，在最近几十年出现了停滞不前的困惑局面。

在当前国家碳中和政策下，现代竹木结构属于绿色环保型结构，符合我国可持续发展的战略要求，因此竹木结构又焕发了新的活力。

但是，由于我国森林治疗匮乏，国家一直提倡节约木材，特别是在建筑、桥梁领域，木结构发展受到较大的制约。

与木材相反，我国竹材资源丰富且材料性能与木材类似，具有无可比拟的优势，但目前情况而言，竹材本身具有一定的局限，加之研究尚处于起步阶段，形成一个完整统一的体系需要一定时间。

2.材料特性2.1竹木结构的优点（1）强度高，竹材相比于木材在建筑方面的特性略高，竹材本身的抗拉强度及弯曲强度可达150MPa左右，抗压强度可达60~70MPa，弹性模量可至10GPa以上。

木材，例如松木，弯曲强度为79.4MPa，弹性模量为12GPa。

（2）生态性好，相比于传统的钢筋混凝土材料在生产时会产生污染，废弃时难以拆除且重复利用困难，竹木材特别是竹材，作为一种可再生可重复利用的自然资源、绿色材料，在我国分布广泛，具有再生周期短、耗能低、加工污染小、无毒害等特点。

（3）优良的抗震性能，竹木结构因其结构质量轻，有良好的变形能力来吸收和耗散地震中的大量能量。

（4）竹木施工装配化，施工速度快，竹木结构的施工可参照钢结构，即主要构件和节点预先在工厂标准化加工，再通过交通工具运输到现场拼装。

2.2竹木结构的缺点（1）在自然情况下，竹木结构易发生虫蛀、开裂、腐朽和霉变等会降低结构承载能力。

（2）竹木结构本身存在严重各向异性且横向强度极低（3）节点连接十分复杂针对缺点1、2，我们必须根据现代结构的需要，利用复合重组技术对竹木材料本身进行加工改造，例如参考现在特别流行的组合结构——钢混组合梁，我们也可以做竹木-混凝土组合梁结构，在竹木梁在下侧，主要承受拉应力和弯曲应力，混凝土板在上侧，主要承受压应力，当然也可以采用钢-竹（木）结构的组合形式。

华中科技大学武昌分校学校标准竹皮结构设计制作规范XB10001-2014施行日期：2015年1月1日2014武汉为了快速提高参赛选手在大学生结构设计竞赛上的竞争力，由我校参加中南地区第四届大学生结构设计竞赛的指导老师和比赛选手组成编写小组，编制了《竹皮结构设计制作规范》XB10001-2014。

在编制过程中，总结了中南地区第四届大学生结构设计竞赛的比赛经验，借鉴了国家的钢结构规范和木结构规范。

因为中南地区第四届大学生结构设计竞赛的比赛模型为刚性桥墩单跨桥梁结构模型，且加载试验为模型竖直方向与水平方向的静载试验，所以本规范编制时，未考虑竹皮的动力学性质，以及在非桥梁结构的设计差异。

因为竹皮的文献资料稀少，而且我校比赛经验有限，相关实验数据不足，所以本规范的某些设计参数（如稳定系数等）无法具体化或精准化，只能定性描述。

希望今后参赛的选手和老师能够对本规范的不足之处进行补充与修订。

本规范主要起草人：雷云尧刘晓旭1术语与符号 (1)1.1术语 (1)1.2符号 (1)2材料 (3)2.1竹皮 (3)2.2结构用胶 (3)3基本设计规定 (4)3.1设计原则 (4)3.2设计指标与允许值 (4)4竹皮结构构件计算 (5)4.1轴心受拉和轴心受压构件 (5)4.2受弯构件 (5)4.3拉弯和压弯构件 (6)4.4构件稳定性 (7)5制杆工艺 (9)5.1卷杆法 (9)5.2组杆法 (9)5.3杆件加固 (9)6其他要求 (10)6.1一般要求 (10)6.2组装要求 (11)6.3粘贴要求 (11)附录A竹皮目测分级标准 (12)附录B竹皮强度检测标准 (13)附录C结构用胶胶合强度检测标准 (14)1术语与符号1.1术语1.1.1竹皮本色侧压双层复压竹皮。

1.1.2竹皮带厚度为0.2mm 的竹皮且长度大于2倍宽度的矩形板件1.1.3竹皮结构以竹皮为主制作的结构1.1.4顺纹竹皮构件的竹纹方向与构件长度方向一致；方形或多边形板件的竹纹方向与平面内水平方向一致。

外墙竹排架搭拆工程量计算规则一、搭建竹排架的工程量计算1.1 竹排架的数量计算在开始搭建竹排架之前，需要预先计算所需竹排架的数量。

首先需要测量施工现场墙体的长度和高度，然后根据设计要求确定竹排架的高度和长度。

竹排架的数量可以通过下面的计算公式来确定：竹排架数量 = (墙体长度 / 竹排架长度) * 墙体高度1.2 竹排架的材料消耗计算除了数量之外，还需要计算竹排架所需的材料数量，主要包括竹杆和横向连接件。

根据设计要求和竹排架的结构，可以通过以下公式来计算材料的消耗量：竹杆数量 = (竹排架长度 + 竹排架高度) * 2 * 每米竹杆消耗数量横向连接件数量 = 竹排架长度 * 横向连接件的间距 * 横向连接件的消耗数量1.3 竹排架的安全因素计算在计算竹排架的工程量时，还需考虑安全因素。

根据建筑施工的相关规定，需要对竹排架进行结构强度和稳定性的计算，以确保搭建的竹排架符合安全标准。

二、拆除竹排架的工程量计算2.1 竹排架的拆除数量计算当施工结束后，需要拆除竹排架。

拆除竹排架的数量可以直接根据搭建时的数量来计算，但需要注意在实际操作中可能会有一定的损耗，因此可以在计算时增加一定的保险系数。

2.2 竹排架拆除的材料回收计算在拆除竹排架后，可以对材料进行回收再利用。

根据实际情况可以计算回收的竹杆数量和横向连接件数量，以减少浪费和节约成本。

2.3 竹排架拆除的安全措施在拆除竹排架时同样需要考虑安全因素。

拆除过程中需要使用合适的工具和操作流程，确保施工人员的安全。

三、竹排架搭拆的计量结算3.1 竹排架搭建和拆除计量在施工过程中，需要对竹排架的搭建和拆除进行计量，以便进行结算。

施工单位可以根据实际情况进行计量，并做好记录。

3.2 竹排架搭建和拆除的工程量合理性审核在进行结算时，需要对竹排架搭建和拆除的工程量进行合理性审核。

施工单位和监理单位可以参考相关规范和标准，确保工程量计算的合理性和准确性。

竹排架搭拆工程量的计算规则包括竹排架的搭建和拆除数量计算、材料消耗计算、安全因素计算以及计量结算等内容。

竹皮结构设计与制作参考手册学校：中国石油大学（华东）专业：土木工程系指导老师：杨文东编制人员：程玉珍王庆曹文邹翼邹鹏宇2016年4月13日前言为了快速提高参赛选手在大学生结构设计竞赛上的竞争力，由我校参加华东地区第十二届大学生结构设计竞赛的指导老师和比赛选手组成编写小组，编制了《竹皮结构设计与制作参考手册》。

在编制过程中，总结了华东地区第十二届大学生结构设计竞赛的比赛经验及模型的制作技巧。

本参考手册只是初步对杆件性能和模型制作技巧进行总结，还有大量的后续工作仍待今后的参赛选手和老师进行补充与修订。

竞赛模型为木质双塔连体结构，采用竹皮材料制作，模型由主塔楼和连廊共同组成，模型制作完成后，与木质底板固定，木质底板采用夹具固定于加载台上进行加载。

图1为连体结构模型示意图。

赛题具体要求见附录一。

图1目录1 材料与工具 (2)1.1材料 (2)1.2工具 (3)2 结构设计与制作准备 (4)2.1 结构设计 (4)2.2 结构制作准备 (5)3 制作工艺 (7)3.1 杆件的结构形式 (7)3.2 杆件制作法 (9)3.3 模型的整体拼装 (12)3.4 模型结点的处理 (14)4 构件与结构的优化与创新 (15)4.1 构件的优化与创新 (15)4.2 模型的优化与创新 (20)5 模型实物与加载数据 (24)5.1 模型加载数据 (24)5.2 模型的优化设想 (24)附录第十二届结构设计大赛赛题 (25)1 材料与工具1.1 材料1.1.1 竹皮有如下三种规格：1.1.2 502胶水（1）应选择好用的胶水。

502胶水的质量参差不齐，选择一种能瞬粘且粘性强的胶水对模型制作有很大的帮助。

（2）502对铁制品的粘性不强，在制作杆件时，可在下方铺铁皮或其它铁制品，以防杆件与桌面粘接及桌子的损坏。

1.2 工具砂纸打磨杆件端部，获得所需要的杆件精确尺寸打磨结构节点处接触面以增加接触面积橡皮、直尺、铅笔在竹皮上绘制杆件平面设计图剪刀、美工刀切割修剪材料镊子用以夹持细小构件，防止胶水粘手橡胶手套防护双手（也可以用胶布缠绕指尖）2 结构设计与制作准备2.1 结构设计2.1.1 制作前期知识准备在着手制作模型前应对题目有充分的了解，包括所使用材料的力学性能（如竹皮的抗拉强度优越），模型的加载方式及其分数算法（重要）。

木（竹）胶合板模板工程施工工艺标准1 适用范围本标准适用于建筑工程用竹木、竹胶合板做侧模和底模，用木方、钢管或型钢做龙骨和支撑体系的现浇混凝土柱、墙、梁、板的木（竹)模板工程。

2 引用标准、术语2.1引用标准《砼结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）2011年版《砼结构工程施工规范》（GB50666-2011）《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162--2008）2.2术语竹胶合板——是以薄竹片按照相邻层垂直交错的顺序排列,用酚醛胶或其它胶体作粘结剂热压而成的人造板材.木胶合板——是以单板按相邻层木纹方向互相垂直的顺序排列,用酚醛胶或其它胶体作粘结剂热压而成的人造板材。

次楞-—直接支承竹、木胶合板面板的小型楞梁，又称小梁或次梁，常用次楞如：50×100 mm的木方。

主楞-—直接支承次楞的结构构件，又称主梁，常用主楞如：Ф48×3.6mm钢管.对拉螺杆——拉接混凝土结构两侧模板并使其承受浇筑混凝土侧压力的专用螺杆。

3 施工准备3。

1 材料及主要机具：3.1.1 木（竹)胶合板：木胶合板（含覆膜板）规格为915×1830×(9、12、15、18)mm、1220×2440×（9、12、15、18）mm，竹胶板规格为915×1830×(9、12、15、18）mm、1000×2000×(9、12、15、18）mm、1220×2440×（9、12、15、18）mm。

3。

1.2木方(50×100 mm或100×100 mm等），对拉螺栓.3.1.3支撑系统（支架）：次楞，主楞,可调底座,顶托，用作立杆、纵横向水平杆、斜撑、垂直和水平剪刀撑的钢管。

3。

1。

4 机具:打眼电钻、活动板手、手提式电锯、钻床、压刨、方尺、水平尺、钢卷尺、线坠、铁锤、铁钉、撬棒、空压机、吊车等。

竹结构应用应注意的问题
由于竹材自身的缺陷，环境作用下即可能发生开裂等损坏，故，应限制高剪切应力的长期作用，如：悬挑梁、大跨度梁、桁架等。

对于需要大跨度、大空间的建筑，采用密支承结构体系是比较好的选择。

通过合理的设置支柱、支撑等，构造出以杆件承压为主的高可靠性结构体系。

竹结构耐久性问题
竹材与木材材性类似，易发生虫蛀、蚁蚀，对使用环境条件比较敏感，其耐久性需要专门研究。

就目前技术来说，处理良好的竹结构建筑使用30年是有保证的。

如果处理不当，竹材的耐久寿命极其有限，如果大家注意会发现，工地上广泛应用的竹脚手，如果长期接触土壤等，有可能在1-2年腐朽损坏。

竹结构实用技术
大型（跨）竹结构实用技术分为集束组合杆件技术与连接节点加强技术。

集束组合杆件有捆绑集束（传统的棕绳、竹篾等捆扎现代的碳纤维等缠绕）与穿钉集束（贯穿竹子截面钻孔，M12螺栓拉结）。

集束杆件的用途有：可以做支撑柱子，梁、檩，桁架等。

支承节点细部端节点加强
穿钉集束组合杆件集束杆件桁架
注：在一般节点加强，根据具体条件，可以用实木块垫实，也可以用灌浆料灌实。

1）竹子节间横向受压时，如：K 或T型节点的横向杆，“十”子交叉叠压。

2）受力较大的连接“鱼嘴” 。

3）大跨度桁架的连接节点。

一般用螺栓-节点板连接。

典型竹结构建筑案例
荷兰馆
越南馆
人行天桥
会展建筑。

我国竹质结构工程材料标准体系基本框架初探竹质结构工程材料以其具有更高的抗压与抗拉强度，更好地弹性与韧性以及更强的耐冲击性等特点，被广泛应用于工程建筑领域，已成为建筑工程材料的首选。

国内外对其可持续的开发与高效利用均给予了高度重视，并取得了较为卓越的成果。

但由于竹质结构工程材料的标准不协调、覆盖范围窄且尚未形成一个较为规范的标准体系，对我国竹质结构工程材料的健康发展产生极大的制约作用，因此，构建竹质结构工程材料的标准体系具有重要意义。

标签：竹质结构工程材料；标准体系；基本框架；构成近年来，随着我国“低碳经济”的蓬勃发展，竹质结构工程材料被广泛应用于与建筑工程相关的室内装饰、建筑结构设计等诸多领域，且现代竹结构技术已逐步向着产业化的方向发展。

目前，已有6个省（市）建成竹质结构工程材料的示范生产线，共计14条。

然而，由于竹质结构工程材料在生产过程中没有规范的质量控制体系，在实际应用过程中也缺乏相应的设计和应用规范，导致生产加工出的大量竹质结构工程材料的强度不稳定、弹性与韧性差、耐冲击性减弱，不宜被用作工程材料，极大地阻碍了我国竹结构技术的产业化发展。

为此，文章基于竹质结构工程材料从竹子到成品形成的产业链角度，对我国竹质结构工程材料标准的发展现状和问题进行了梳理和总结，提出了我国竹质结构工程材料标准体系的基本框架，并基于此，具体探讨了构建我国竹质结构工程材料标准体系的基本原则和思路，以期能够对我国竹质结构工程材料标准体系的构建具有一定借鉴作用。

1 我国竹质结构工程材料标准的发展现状近几年，虽然我国竹质结构工程材料的发展速度呈下降趋势，但不可否认，我国竹材及加工业取得了较为显著的成效。

通过检索发现，截至2012年，我国共有13项竹质结构工程材料的标准。

这13项标准且多集中于产品方面，而在生产、流通和使用等重要环节涉及较少。

通过数据统计分析，竹质结构工程材料的标准中，产品类标准比例占到标准总数的69%，而试验方法类的标准占比15%，检验规程和技术类标准比例更少，均只有8%。