application of bamboo structure
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昆明市建筑设计研究院有限责任公司 刘占忠 LIU ZHANZHONG, KUNMING ARCHITECTURE AND DESIGN RESEARCH INSTITUTE CO.,LTD
竹结构运用初探 Application of Bamboo Structure
竹结构运用初探 Introduction of Bamboo Structure
Application • 原竹结构的运用
• 竹集成材结构的试验、研究与运用
原竹结构的运用 Application of Bamboo Pole
• 传统原竹结构的连接方式
• 我院对原竹结构连接方式的研究
• 我院对原竹结构连接方式的实践运用
传统原竹结构的连接方式 Traditional Linkage of Bamboo Pole
Structure • 由于竹子特有的外形和结构，传统原竹建
筑节点的构造体系大致可以分为以下三类：
1、棕绳捆绑节点2、铁钉固定节点3、竹
（木）式的穿斗式节点。
我院对原竹结构连接方式的研究 Study of Our Institute on Linkage of
Bamboo Pole • 我院原竹结构节点形式汲取了各方原竹节
点的优点，采用竹销钉与钢夹片混合连接
方式进行梁-梁、柱-柱和梁-柱的连接，下面
介绍几个原竹结构的典型节点。
柱截面节点大样
Sample of Column Section Joint
梁节点大样 Sample of Beam Joint
柱与梁连接大样 Sample of Pillar and Beam Joint
我院原竹结构连接方式的实践运用 Practice and Application of Our Bamboo Pole Linkage Method
我院原竹结构连接方式的实践运用 Practice and Application of Our Bamboo Pole Linkage Method
我院原竹结构连接方式的实践运用 Practice and Application of Our Bamboo Pole Linkage Method
竹集成材结构的试验 Experiments on Laminated
Bamboo • 柱的抗弯与抗压试验 • 梁的抗弯试验
柱的抗弯试验 Pillar Bending Test
• 采用跨长L=3000mm，柱构件进行抗弯试验 • 试验选用一个长约3m的柱构件，编号为ZW，其安置于液
压试验机上，跨中安放一个百分表来测量其挠度。 • 试验开始，随着荷载的增加，柱竖向腹板与翼缘在胶合面
处首先发生错动，荷载突降；继续加载，竖向腹板在其接缝处被拉开；接着，柱下翼缘指接缝被拉开；继续加载，顺着翼缘的开缝处竖向腹板被拉裂；随着荷载的增大，对应上翼缘指接缝处的竖向腹板被拉裂；当荷载加载到最大值时，柱突然破坏，下翼缘彻底破裂，下翼缘处的腹板也发生翘曲破坏，竖向腹板在拉裂缝处被折断，上翼缘在指接缝处被拉开，腹板和翼缘彻底脱开；荷载下降，试验停止。
柱抗弯试验过程的照片 The Test Process
安置构件和百分表 竖腹板端头因错动而伸出、凹陷
柱抗弯试验过程的照片 The Test Process
腹板接缝被拉开 荷载加大，构件弯曲变形
柱抗弯试验过程的照片 The Test Process
下翼缘破裂 下翼缘被拉开，腹板被拉裂
柱抗弯试验过程的照片 The Test Process
腹板与上翼缘脱开 腹板被拉裂
柱抗弯试验过程的照片 The Test Process
下部腹板的破坏情况 构件破坏全图
柱抗弯试验过程的位移-弯矩曲线 Displacement-Bending Moment
Curve of the Pillar Test
柱抗弯试验小结 Conclusion of the Test
柱构件抗弯试验，其破坏特征与梁相似，
柱的薄弱部位亦是腹板与翼缘胶合面处、
接缝处，破坏顺序也是首先胶合面失效，
然后在腹板接缝处，而后下翼缘指接缝处，
指接缝对应腹板处，最后上翼缘指接缝处，
逐次破坏。
柱的抗压试验 Pillar Compression Test
• 试验选用了三个长约3m的柱构件，编号分别为Z1、Z2和Z3，将其安置于加载试验机上，在柱中间的四面安放百分表，测量加载过程中柱的侧移。三个柱构件的试验方法相同。
• 安装好柱构件后，开始加载；随着荷载的施加，柱构件的侧移也逐渐加大；继续加载，当荷载值达到一定值时，柱构件突然破坏，柱四角处的小木柱在指接缝处被挤压破坏，与指接缝对应的腹板亦被挤压裂折断。
柱抗压试验过程的照片 Test Process
位移传感器的摆放位置 安置构件和位移传感器
柱抗压试验过程的照片 Test Process
柱构件受拉侧翼缘接缝被拉开 柱构件弯曲破坏
柱抗压试验过程的照片 Test Process
受压侧翼缘接缝被挤压破坏 翼缘被挤压破坏
腹板和翼缘脱开 腹板被拉裂
柱抗压试验过程的照片 Test Process
腹板和翼缘脱开 构件破坏集中在翼缘接缝处
柱抗压试验过程的照片 Test Process
受拉侧翼缘接缝被拉开 翼缘被拉开，腹板与翼缘脱开
柱抗压试验过程的位移-荷载曲线 Displacement-Load Curve of the
Test
柱抗压试验结果 Result of the Test
柱抗压试验小结 Conclusion
柱构件受压过程中，随着荷载的增大，
侧移加大，当达到一定值时，柱子突然破
坏，属脆性破坏；破坏部位集中在四角小
木柱的指接缝处，及与接缝对应的腹板处。
梁的抗弯试验 Beam Transverse Test
• 选用两个大梁构件进行加载试验，两个大梁构件的试验现象基本相同，即随着试验加载的增大，梁的内力也随之增加，但当加载到最大值时，梁突然失稳，无法再继续承受荷载。加载过程中，大梁并没有发生破坏，只是腹板和翼缘在胶合面处脱开。
• 选用两个小梁构件进行加载试验安置好构件后，开始加载。随着荷载的增加，腹板与翼缘首先在胶合面处发生错动，腹板在端头伸出，荷载突降；接着继续加载，腹板的接缝被拉开；然后下翼缘被拉裂；最后上翼缘在指接缝处被拉开，构件破坏，加载停止。
• 同理选用两个檩条构件进行加载试验，安装好构件，开始加载。随着荷载的增加，腹板和翼缘首先发生错动，腹板端头伸出，荷载突降；继续加载，下翼缘指接缝（纯弯跨外）被拉开；接着，腹板接缝（纯弯跨外）被拉开；再继续加载，上翼缘指接缝被拉开，构件脆性破坏。
大梁抗弯试验过程的照片 Process of the Primary Beam Test
大梁的全图 将大梁置于加载机上
大梁抗弯试验过程的照片 Process of the Primary Beam Test
大梁失稳 梁腹板和下翼缘脱开
大梁抗弯试验过程的位移-弯矩曲线 Displacement-Bending Moment Curve
小梁抗弯试验过程的照片 Secondary Beam Transverse Test
Process
端头伸出 将小梁装置在试验机上
小梁抗弯试验过程的照片 Process
小梁彻底破坏 翼缘被拉开
大梁抗弯试验过程的位移-弯矩曲线 Displacement-Bending Moment Curve
of the Test
檩条抗弯试验过程的照片 Purline Transverse Test
端头伸出 随荷载增加，檩条弯曲
檩条抗弯试验过程的照片 Purline Transverse Test
构件破坏 下翼缘指接缝被拉开
檩条抗弯试验过程的照片 Purline Transverse Test
翼缘与腹板脱开 翼缘、腹板均在接缝处被拉开
檩条抗弯试验过程的位移-弯矩曲线 Displacement-Bending Moment Curve
of Purline Test
大梁抗弯试验结果 Conclusion of the Big Beam
Transverse Test
小梁抗弯试验结果 Conclusion of the Small Beam
Transverse Test
檩条抗弯试验结果 Conclusion of the Purline
Transverse Test
无指接缝与有指接缝构件抗弯试验对比 Non-finger Joint and Finger Joint
Transverse Test • 本试验采用两种构件进行抗弯试验，即无指接缝构件和有指接缝构件，
构件尺寸为40mm×40mm×920mm，L=840mm，b=280mm。 • 无指接构件试验，将构件安置于加载架及试验机上，逐渐加载直至构
件破坏，无法承载为止。加载方向分别采用垂直于胶合面和平行于胶合面两种。选用两个小梁构件进行加载试验安置好构件后，开始加载。随着荷载的增加，腹板与翼缘首先在胶合面处发生错动，腹板在端头伸出，荷载突降；接着继续加载，腹板的接缝被拉开；然后下翼缘被拉裂；最后上翼缘在指接缝处被拉开，构件破坏，加载停止。
• 有指接构件试验，将构件安置于加载架及试验机上，构件指接缝位于跨中；逐渐加载，构件指接缝开始错动，随着荷载的加大，构件指接缝被拉开，构件破坏，无法继续承载。加载方向分别采用垂直于指接缝胶合面和平行于指接缝胶合面两种。
有指接构件抗弯试验过程的照片 Finger Joint Transverse Test
构件弯曲破坏 指接缝被拉开
有指接构件抗弯试验过程的照片 Finger Joint Transverse Test
构件指接缝破坏形态 构件指接缝破坏
有指接构件抗压试验过程的照片 Finger Joint Transverse Test
指接受压破坏 指接受压破坏
有指接与无指接抗弯试验结果对比 Result Contrast
有指接与无指接抗压试验结果对比 Result Contrast
梁抗弯试验小结 Conclusion of the Beam
Transverse Test 通过对大梁、小梁和檩条的加载试验，我
们了解到：大梁极易失稳，无法承受过大荷载；
而对于小梁和檩条，虽均未发生失稳，但它们
的破坏有着共同点，就是其薄弱或破坏部位都
在腹板与翼缘胶合面、腹板接缝处和翼缘指接
缝处（尤其是下翼缘）。故我们接下来需要要
针对小梁和檩条的这些薄弱部位，进行试验。
集成材梁柱节点大样（钢套筒） Beam Column Joint of Laminated
Bamboo（Steel Sleeve）
集成材梁柱节点大样（角钢） Beam Column Joint of Laminated
Bamboo（angle steel）
柱脚大样（二） 柱脚大样（一）
我院竹集成材结构连接方式的实践运用 Practice and Application of Our Laminated
Bamboo Linkage Method
中柱与主梁连接大样 边柱与主梁连接大样
我院竹集成材结构连接方式的实践运用 Practice and Application of Our
Laminated Bamboo Linkage Method
楼面檩条与主梁连接大样 屋顶中柱与主梁连接大样
我院竹集成材结构连接方式的实践运用 Practice and Application of Our
Laminated Bamboo Linkage Method
楼面檩条完成效果 屋面檩条与主梁连接大样
我院竹集成材结构连接方式的实践运用 Practice and Application of Our
Laminated Bamboo Linkage Method
木楼梯 原竹墙体
我院竹集成材结构连接方式的实践运用 Practice and Application of Our
Laminated Bamboo Linkage Method
完成效果 基本成型的框架
我院竹集成材结构连接方式的实践运用 Practice and Application of Our
Laminated Bamboo Linkage Method
竹木结构建筑是我国主要的传统建筑形式，竹木材料是绿色、环保、生态的，尤其竹子生长快、产量高，作为建筑材料有无限的发展潜力。竹木材料利用现代工艺技术加工制作，对现代人们的建筑活动和居住环境改善有着重要意义！
但竹木结构在实际运用中却存在着不可避免的缺陷。例如原竹结构的制作工艺，外观质量；集成材竹结构在试验中无法保证梁翼缘板与腹板的可靠连接和指接位置处的强度，等等一系列问题都值得我们再深入研究。
总结 Summary
谢谢！ Thank You!