竹子和木材有很多相似的地方,但由于内部构造以及材料性能与木材相差很大,竹建筑在结构上也发展出于木结构不同的特点。我们把目前常见的竹结构形式分成几大类,分别介绍每一类的优缺点。
极型(polestructure):原始的竹屋形式
原始的竹屋形式类似帐篷,轻、密、建造简单,对材料要求低。局限是承重能力有限。
原始竹屋形式
梁柱系统
这种结构系统木框架结构一样,梁柱是主要承重传力构件。但竹子本身中空、缺少横向约束、受水平力易变形。为了能够达到足够的强度,需要多根竹子束成一根受力构件。
梁柱系统竹屋
改良的结构:竹拱
竹拱可以理解为是竹梁的进化版,竹子作为横梁很容易因为受到向下的压力弯曲变形。竹拱相当于利用竹子自身弹性好的特点对横梁施加了预应力。是适应竹子特性的一种做法。
虽然竹拱是更加适合竹材的结构形式,但仍然存在一些问题。竹子一个很大的问题在于难于标准化,把根根不同的竹材弯成同样的弧度,需要逐一加工定型,在加工上是比较费力的。
竹拱承重的树屋坡道
小构件轴向受力:桁架/网架结构
竹子和钢材受力特性类似,因此也有许多竹建筑收到钢结构的启发,采用桁架或者网架的结构形式。这种结构中构件本身只收轴向力,对杆件强度要求低,适合竹子自身的特点。
网架结构的主要问题是节点构造复杂,详细的节点连接方式可以点击查看。
编织
用编织的形式比较好的解决了竹子单根受力薄弱、难以标准化的问题。把竹子从受力杆件转化为面,是对竹材比较充分利用的一种结构形式。
穹顶:编织的竹拱
上一次整理了竹子的连接方式,可点击阅读原文查看。
接下来会整理竹建筑从基础到屋面各个部分的构造做法。大概……还是一个月一更……
参考资料