论竹结构房屋的性能与发展
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摘要：传统形式的钢筋混凝土结构、钢结构以及刚-砼组合结构环保性较差，相比之下竹结构却是一种绿色经济、性能优越的结构形式。竹成材的时间比较快，成熟期一般只需几年，从这方面来说竹是可再生材料。其次，竹的力学性能优越，它截面为薄壁圆管，质量轻强度高，由竹材料组成的房屋具有施工方便、抗震性能好等优点。竹材的这些优点使得其在未来的建筑市场具有很大的竞争力。
关键词：竹结构；性能；优势；潜力
中图分类号：TU366.1文献标识码： A
钢筋混凝土结构、钢结构以及刚-砼组合结构构成为了现代建设领域的主要结构形式，对人类社会的发展做出了巨大的贡献。但是组成这些结构形式的材料不仅耗能巨大，而且它们都是不可再生的，不符合人类可持续发展的要求。随着社会的不断进步，人们越来越重视节能和环保，竹材作为一种新型环保的建筑材料拥有众多优越的性能，以竹材创建的结构体系越来越多运用在新建的建筑物当中。
1、竹结构房屋的优势
1.1、资源广泛，造价低廉
竹为高大、生长迅速的禾草类植物，茎为木质，它的繁殖主要依赖毛竹根部竹鞭上的芽，生长周期较短，一般只需几年便可成材，且可以反复砍伐，一次植林多年受益，因此只要经营管理恰当，竹子将是一种可以反复取用的可再生建筑材料资源。而我国又是世界上主要的产竹国家，约42属500余种，竹材面积占全世界竹材总面积的四分之一。丰富的竹材资源使得其价格较传统建筑材料低廉。
传统形式的建筑在地基一块的造价所占比例往往较大，竹由于竹结构建筑的自重较轻，基础要求低，一般天然浅基础就可满足要求。因此竹结构建筑在基础部分的投资将大大减少。和使用砌块、砖作为内外墙系统的传统建筑相比，竹结构建筑的内外墙系统均使用竹材，相同户型的竹结构建筑的有效居住面积将比传统建筑的有效居住面积大。
1.2、施工方便，周期短
传统结构形式的建筑在施工时需要现场支模，浇筑混凝土后还需要进行养护，等混凝土达到一定强度时才能进行下一道施工工序，耗时耗力。竹结构住宅主要结构构件既可以在施工现场制作也可以在工厂预制好之后再搬运到现场进行组装，传统建筑在施工时往往需要另外开辟作业区，如混凝土搅拌场、钢筋加工场，而竹结构房屋则可以利用下一楼层平台作为上一楼层的施工场地。竹结构房屋一般采用浅基础，不需要动用大型机械设备进行挖方工作，依靠人工和小型机械设备即可满足作业要求。另外，传统建筑施工受季节性天气影响较大，这也使得施工过程当中经常出现停工窝工的现象，提高了施工成本。而竹结构构件既可以在预制场做好也可以现场制作，受天气影响较小，整个施工过程就好像拼接积木一般，大大缩短了整个建筑的施工周期。
1.3、抗震性能好
地震发生的时候，建筑物受到瞬间冲击荷载的同时还受到周期性疲劳作用，建筑很容易就发生破坏。由于竹材具有良好的韧性，所以竹结构建筑的抗震性能较传统建筑更好。另外，传统建筑物的内外墙大部分是混凝土和砖，这也大大加重了建筑物的自重，在地震作用下将引起较大的地震力。而竹墙系统代替传统墙系统会起到减少由建筑物自重所产生的地震力的作用。在发生地震时，即使发生建筑物震动摇摆甚至倒塌时，由于竹结构房屋本身无砖石填充墙等较重物体，不会因为产生因坠落造成的人员重大伤亡。2011年10月在东南大学举行的第五届全国大学生结构设计大赛的主题是关于竹结构房屋在高强度地震作用下的抗震承载力比赛，参赛的竹结构模型大多数能够抵御2008年汶川地震作用而不出现明显破坏。尤其以西南交通大学参赛作品让人记忆犹新，该校模型作品总重量不超过0.07kg，却在模拟汶川地震作用下承受住了将近30kg的附加质量，再一次反应出竹结构房屋具有出色的抗震承载能力。
1.4、保温隔热、节能性好
由维管束在竹节处形成的横隔将竹秆分隔成空腔，同时竹材本身导热系数较小，相比于钢筋混凝土和黏土砖等实心建材，这就使得竹材的热传导速度远远低于传统建材。如果将保温棉填充到用于建造竹结构住宅的竹材腹腔内，竹结构房屋的保温隔热性能将得到进一步提升，能耗也进一步得到降低。根据相关资料显示，竹材单位面积的能耗大大低于传统建材，仅为混凝土的12.5%，钢材的2%。
2、竹结构房屋的发展
2.1、发展状况
长期以来，我国多在家具、工艺品装饰、造纸等方面对竹材进行运用，在建筑方面对竹材的的运用可以说是空白。随着工业技术的不断进步，竹胶合板，竹木复合材料，竹纤维，竹皮复压等工程材料竹正逐步被开发出来并应用于实际的生产施工中。尽管如此，由于缺乏相关法规和管理办法、设计规范和标准，以及人们对竹结构的传统观念等因素的影响，现目前竹结构还未得到大规模运用。
随着社会的发展，人们的观念逐渐改变，越来越多的竹结构房屋出现在世人的面前。湖南大学的科研团队设计建成了世界首座竹结构桥梁以及世界首座竹结构别墅样板房。上海世博会期间，德中同行活动展馆的采用了竹质材料组成的结构构件；印度同家展馆的穹顶是世界上最大的竹材穹顶；越南馆在建造当中使用了大量的竹子代替钢材；还有其他部分展馆也是以竹材为主要的建筑材科。
2.2、发展需求
“十二五”期间，新一轮城镇化将会把建筑行业推向一个更高的平台。随着社会的发展，人们对居住的环境要求越来越高，作为现目前新建房屋主要结构形式的钢筋混凝土结构能耗巨大，不符合可持续发展理念。我国木材资源相当匮乏，但是用作竹结构建筑的竹材资源却十分丰富，且生长周期短，竹结构建筑在保温节能、施工快捷性、抗震性能等方面也有着良好的表现。竹结构房屋在现目前建筑市场基本是空白，用竹结构代替传统结构具有巨大的可行性和经济效益性，因此未来具有很大的发展潜力。伴随着国家大力推行可持续发展战略以及对竹结构的研究，竹结构的优良特性将会被越来越多的人们认识，它的发展也将得到一个新的契机。
3、结语
竹材作为一种可再生资源，相比传统的钢筋、混凝土等建材更加绿色、低碳、环保，完全符合人们对“绿色建筑”的各项要求。竹结构建筑具有成本低廉、抗震性能好、施工方便快捷等特点，在现代建筑市场具有很强的竞争力。假以时日，随着科学技术的不断发展以及相关设计法规、规范的建立，我相信竹结构建筑将会迎来它的发展春天。
参考文献
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