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    竹結構之建筑用材料詳解

           結構用的毛竹在中國南方各地均能種植。一般 4~6年即可成材。毛竹的直徑為10~15厘米,中空呈管狀,內有橫膈,壁厚約為直徑的1/10。竹干有節,節距從根到梢隨直徑減小而增大。竹材的強度主要由管狀纖維支持,一般三根纖維成束,稱為維管束。從竹壁內側的竹黃部分到外側的竹青部分,維管束逐漸密集。
       竹材在生長過程中,可認為是一根受風力作用的懸臂梁,與樹干相似,為了適應任意方向的風力,竹干呈圓形,但管狀截面則勝于樹干,將材料集中于應力大的外部,并以竹節的橫膈作加勁肋保證局部穩定。維管束隨管壁應力由內到外逐漸增大而加密。
       采用無節的竹壁小試件,按木材清材小試件類似的試驗方法,測定毛竹的各項力學性能與伊春海林的魚鱗云杉比較。除受壓強度毛竹僅為魚鱗云杉的1.5倍外,其他三項強度均為2倍,但各項彈性模量卻均稍低。木節、斜紋等天然缺陷對木材強度的影響很大,可是竹節反而使受壓和受剪的強度提高,僅順紋受拉強度因竹節而降低約30%。由此可見,竹壁可利用的強度遠高于木材。竹材不如木材便于再加工。通常用整竹制作結構。但整竹的截面有限,其承載能力受到限制。
       中國曾對竹材在建筑中的應用作了大量的研究。除測定竹材的物理力學性能外,還進行了整竹桿件承載能力、螺栓連接及竹屋架的試驗。提出了多種形式的竹結構。如填塊抵承連接的豪式竹屋架,可用于一般跨度的房屋;下弦用鋼材的螺栓連接的鋼竹屋架,可用于跨度較大的房屋。竹材干燥時易開裂,當裂縫與螺栓連接的受剪面貼近或重合,將降低結構的安全度。竹屋架在節點處皆通過螺栓傳力。所以都在螺栓的一側加薄鋼板作成鋼箍,以保證螺栓連接的正常工作。竹材產區農民自建的竹材房屋皆用竹篾綁扎連接,當竹材風干收縮后,在連接處發生松弛,使整個結構產生變形,所以這種連接不能用于永久性建筑。竹干材自重輕,便于架設多層建筑的建造和維修時的腳手架,所以竹腳手架在中國曾一度得到大量應用。 

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