将多根(通常是数十根甚至上百根)细长原竹竿,通过金属捆扎带或绳索紧密地捆绑成一个截面更大的“复合竹束”,然后利用竹子本身优异的弹性和韧性,将其整体弯曲成所需的拱形或曲线,以形成大跨度、高强度的空间结构。
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技术原理详解
1.“化零为整”,分散应力
单根竹竿虽然强度高,但在弯曲时,其凸出的受拉面和凹进的受压面承受的应力非常集中,容易在薄弱点(如竹节处)发生断裂。
当多根竹子捆绑在一起时,它们作为一个整体来共同受力。弯曲时产生的拉应力和压应力被分散到每一根竹子上。这使得整个构件能够承受比单根竹子大得多的荷载,而不会破坏。
2.动态平衡与“张弦梁”结构
当竹束被弯曲成拱形后,其内部会产生巨大的回弹力,试图恢复笔直状态。这种回弹力使得整个结构始终处于一种“自预应力”的紧绷状态。
在实际应用中,通常会用高强度的钢索或拉杆在拱脚处进行对拉,形成一个“张弦梁”结构。这根拉索恰好平衡了拱的侧向推力,并将回弹力转化为对整体结构的预紧力,使得结构异常稳定。
3.节点处理的巧妙性
捆绑的节点并非均匀分布,而是根据力学计算,在受力关键点(如弯折起点、拱顶、与基础连接处)进行加密捆扎。这些节点就像“铰链”,既保证了整体性,又允许微小的形变来释放部分应力。
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共弯技术的关键优势
实现大跨度:这是其最显著的优势。通过将大量细竹组合,可以轻松创造出跨度超过30米甚至50米的无柱空间,非常适合展馆、体育设施等大型建筑。
结构效率高:充分利用了竹材抗拉和抗压的力学性能,以最少的材料实现了较大的结构效能,非常符合绿色建筑的理念。
形态优美自然:能够形成流畅、轻盈、充满自然美感的曲线和拱形,这是许多刚性材料(如钢和混凝土)难以企及的。
施工相对简便:无需大型重型机械,主要依靠人工和简单的工具进行定位和捆扎,适合在条件受限的场地施工。
生态环保:竹子是一种速生、可再生的材料,整个建造过程碳排放极低。
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总结来说
原竹的“共弯技术”是一种充满智慧的“低技高效”的结构解决方案。它通过巧妙的组合方式,克服了单根原竹尺寸和力学性能的局限,将这种古老的材料提升到了现代大跨度建筑的水平,诠释了“整体大于部分之和”的哲学,是生态建筑与结构艺术结合的典范。
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