竹材的结构与特点-建筑材料与检测

1.竹材的基本结构

(1)竹材的宏观结构。竹材主要是指竹子的竹秆,是竹子利用价值最大的部分。竹秆是竹子地上茎的主干,竹秆外形多为圆锥体或椭圆体。竹秆由竹节和节间两部分组成,根据竹子种类的不同,竹秆的长度、竹壁厚度和竹节的数量差异很大。

(2)竹材的微观结构。竹材的微观结构是指竹材内部的细胞特征、细胞排列及组成成分。竹材由细胞组成。细胞是竹材显微镜下构成竹材的基本形态单位。

2.竹材的特点

竹子是一种天然速生材料,与木材有着相似的质感。竹材色泽柔和、纹理清晰、手感光滑、富有弹性,给人以良好的视觉、嗅觉和触觉感受。它质量轻、韧性好、强度高,可以被做成桁架来解决建筑中的大跨度问题,是一种优质的建筑材料。竹材的特点见表10-2。

另外,“竹”还具有特殊的文化意义。竹结构建筑因竹材天然的色彩、形态和质感,给人以回归自然的心理感受,在园林建筑及室内装饰中占有重要地位。竹结构建筑历史源远流长,富有自然简约、典雅秀丽、清新空灵的美感,并充满浓浓的乡土气息。

表10-2　竹材的特点

3.竹材在建筑中应用的优势(www.xing528.com)

在全球范围内绿色生态思潮的巨大冲击下,竹材作为现代建筑材料已经越来越受到人们的重视,我国得天独厚的竹材资源为竹材工业的发展奠定了坚实的物质基础。竹材在建筑业的应用中具有以下几点优势:

(1)与其他建筑材料相比,竹材是一种极好的可再生资源,一般3～5年即可成材,只要合理开采、种植,可永续利用。随着竹材加工业的发展,很多速生材也可用于建筑结构中,大大缩短了再生产周期。

(2)竹材作为建筑材料,在施工建造过程中能耗、污染方面远远小于建造砖、石和混凝土类建筑物,是很好的绿色材料。从能源利用和空气、水污染方面来说,竹材对环境的影响较小,具体见表10-3。

表10-3　建筑材料寿命周期对环境影响

(3)竹材的韧性好,且竹结构住宅质量轻,地震时吸收的地震力也相对较少。即使在强烈的地震中整体结构出现变形,也不会散架或垮塌。据报道,1991 年在哥斯达黎加发生的里氏7.6级地震中,大批砖瓦和钢筋混凝土建筑都倒塌了,而位于震中的30座竹房屋却安然无恙。

(4)竹材导热系数小,具有良好的保温隔热性能。若要达到同样的保温效果,竹材需要的厚度是混凝土的1/15,是钢材的1/400;在同样的厚度条件下,竹材的隔热值比标准的混凝土高16 倍,比钢材高400 倍。另外,竹结构建筑的年平均湿度变化范围,保持在60%～80%,这与最佳居住环境相对湿度60%左右的指标最为接近。

(5)竹结构及配套部件易于定型化、标准化,实现构件的工厂预制和现场装配化施工,现场湿作业少,施工速度快,可大大提高资金的投资效益,实现住宅建筑技术集成化、产业化和工业化,提高住宅的科技含量。

(6)竹材人造板结构材料和传统的结构材料相比,具有强度高、韧性好、刚度大、变形小、尺寸稳定、性能优良等特点。其特性、结构取材、环境效益及在住宅建筑中的使用功能、设计、施工、综合经济方面都具有优势。