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圓竹家具連接結(jié)構(gòu)探索

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2012-04-15  瀏覽次數(shù):1883
  摘 要 文章在對(duì)現(xiàn)有圓竹家具及圓竹建筑的各種連接方式進(jìn)行廣泛而深入研究的基礎(chǔ)上,提出新型連接件的設(shè)計(jì)原則,并嘗試設(shè)計(jì)出新型的圓竹連接結(jié)構(gòu),以期推動(dòng)圓竹家具的開(kāi)發(fā)和發(fā)展,實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益。
  關(guān)鍵詞 圓竹 家具 建筑 連接
  中圖分類號(hào):TS664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
  
  Exploration on the Connection Structure of Round Bamboo Furniture
  ZHOU Yang, SHANG Jingyu, LIU Qingchun
  (Zhejiang A & F University, Lin'an, Zhejiang 311300)
  Abstract This article has an extensive and in-depth study on round bamboo furniture and round bamboo building connections, proposed design principles for new connections, and try to design new round bamboo connection structure in order to promote the round bamboodevelopment and development of the furniture, to achieve greater economic benefits.
  Key words round bamboo; furniture; building; connection
  
  圓竹作為一種生長(zhǎng)周期短、可再生能力強(qiáng)、繁殖速度快的綠色資源,在建筑、家具等行業(yè)已得到了廣泛的應(yīng)用,在家具方面有替代木質(zhì)的巨大潛力。但由于在現(xiàn)有的制造工藝和傳統(tǒng)連接方式等方面的限制,傳統(tǒng)圓竹家具至今無(wú)法實(shí)現(xiàn)大批量標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)化生產(chǎn)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有圓竹家具及圓竹建筑的各種連接方式進(jìn)行廣泛而深入的研究之后,嘗試設(shè)計(jì)新型的圓竹連接結(jié)構(gòu),以進(jìn)一步推動(dòng)圓竹家具的開(kāi)發(fā)和發(fā)展,降低生產(chǎn)成本。
  1 圓竹家具基本連接方式
  1.1 包接
  1.1.1 方折包接
  方折包接(如圖1圓竹家具基本連接方式中A所示)連接結(jié)構(gòu)主要有箍和頭兩部分組成。彎曲的是箍,被包的是頭,兩部分組成部件后,部件是幾邊形就稱之為幾方折,方折一般為單頭方折,但一方折例外,一方折可以有二頭或多頭形式。
  1.1.2 嵌接
  選擇一根首尾直徑基本相同的竹竿,在首尾的位置采用正劈或者斜削的方式切去一部分,使兩端可以相切合,再將竹材彎曲成圈,將原本切去一部分的兩頭相嵌合,再用竹銷釘固定。(如圖1B)
  這種兩種方法工藝簡(jiǎn)單、加工方便、綠色環(huán)保,但適用范圍有限,僅適用于丁字或一字形連接,對(duì)于其他結(jié)構(gòu)則不適用。
  1.2 槜接
  槜接分為暗槜接合和明槜接合(如圖1C),主要通過(guò)槜頭是否貫穿來(lái)進(jìn)行區(qū)別。暗槜接合指槜頭部貫穿,隱藏在竹壁內(nèi),采用竹銷釘固定,而明槜接合則與其剛好相反,槜頭貫穿,且有十字接和斜接之分。
  1.3 圓木芯接
  1.3.1 端接
  將事先制作好的圓木芯涂上膠水,然后塞在兩個(gè)需要被連接的竹竿的連接端,兩根竹竿的連接端必須直徑基本一致。(如圖1D)
  1.3.2 丁字接
  將兩根竹竿成一定角度相連接稱之為丁字接。(如圖1E)
  1.3.3 十字接
  根據(jù)兩根要連接的竹材的直徑,在另一根較粗竹材上開(kāi)孔,再將兩根竹材穿過(guò)孔后通過(guò)圓木芯粘接。(如圖1F)
  1.3.4 L字接
  將兩根直徑基本一致的竹材削成需要的角度,對(duì)切削后的竹斷進(jìn)行處理,保持端面的平滑完整,再將事先按照需要角度處理好的圓木芯涂上膠水塞在兩根處理好的竹竿的連接端,完成連接。(如圖1G)
  1.4 并接
  選擇直徑較小的竹材,將竹材的接觸面處的竹節(jié)削平整,以此來(lái)使竹材平行連接時(shí)減少縫隙,將處理好的竹材緊密平行擺放在一起,在合適的位置打孔,再將木螺釘打入打好的孔中使他們連接在一起。
  1.5 纏接
  在竹材的結(jié)合處利用藤皮、塑料帶、竹篾等進(jìn)行纏繞以此來(lái)增加竹材結(jié)合的牢固的程度。這一傳統(tǒng)連接方法的不足之處在于工藝過(guò)程繁瑣,不適用于機(jī)械化、批量化生產(chǎn)。(如圖1H)
  以上幾種連接方法一般不能單獨(dú)使用,常需要幾種方法搭配使用或以其他方法加以輔助,工藝復(fù)雜,以手工生產(chǎn)為主。
  1.6 竹銷釘連接
  用竹材制作成一端為圓錐狀的竹銷釘,在竹材的結(jié)合處打孔,將竹銷釘打入孔中,削去多余的部分,以此來(lái)加強(qiáng)竹材的連接強(qiáng)度。這是目前竹家具最常用的連接方法之一,但竹材在打孔后表面容易產(chǎn)生裂紋,并且木銷釘在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生濕脹干縮、霉變等現(xiàn)象,易引起接合部位開(kāi)裂、松動(dòng),影響家具的穩(wěn)定性。(如圖1I)
  1.7 連接件連接
  木螺釘常用于固定直徑較小的竹材,為了增加結(jié)合的強(qiáng)度,在實(shí)際操作過(guò)程中人們時(shí)常將在竹腔內(nèi)塞入木頭,這樣可以增加螺釘與基材的接觸面積,進(jìn)而增大螺釘與孔壁之間的摩擦力。
  螺栓連接常用于直徑比較大的竹材連接和需要高強(qiáng)度連接的部件,這類連接件與竹材的結(jié)合不是通過(guò)螺紋與竹材直接作用,而是靠對(duì)基材的間接作用,一般表現(xiàn)為對(duì)竹材的剪切、拉伸和壓縮,主要靠連接件螺紋的強(qiáng)度,也就是靠連接本身的強(qiáng)度來(lái)完成連接,因而具有較大的結(jié)合強(qiáng)度。
  除此之外,還有一些專用的五金件連接,多用于某些特定的竹材連接,這要根據(jù)具體竹材的竹壁厚度、竹竿直徑等具體進(jìn)行加工制作,生產(chǎn)效率不高。在根據(jù)古老竹家具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)后,出現(xiàn)了一些新的連接如內(nèi)置式連接件和套接式連接件以及金屬片連接件,但這些連接雖然可以滿足可拆卸化,但在生產(chǎn)中,由于竹材的直徑不定,在連接前還是必須根據(jù)每根竹材的直徑進(jìn)行挖槽、圓整等,工藝過(guò)程仍然比較繁瑣,無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。在新型竹連接結(jié)構(gòu)研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中,國(guó)外也有在竹材內(nèi)注入水泥,或是在主材內(nèi)塞入金屬圓管,再填入特殊膠水的方式,使圓竹的端口形成標(biāo)準(zhǔn)件的方法。
  
   圖1 圓竹家具基本連接方式
  2 圓竹在建筑行業(yè)應(yīng)用中的連接方式
  在現(xiàn)代的竹材應(yīng)用之中,竹建筑也是竹材被有效利用的一種形式。在一些竹子生長(zhǎng)茂盛、竹材資源豐富的地區(qū),竹子作為一種可再生的、美觀的和結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良的天然材質(zhì),具有木纖維長(zhǎng)、密度大、韌性好的特點(diǎn),所以時(shí)常用來(lái)作為一種建筑材料使用,以替代磚瓦、鋼筋、水泥等通用建材。現(xiàn)有的竹建筑的搭建及竹連接基本方式如下。
  2.1 纏接
  在竹材需要連接的部分,在較粗的竹材上根據(jù)另外一個(gè)竹材的直徑做出需要開(kāi)槽的大小,然后將竹材插入其中,根據(jù)需要的角度,利用藤皮、竹篾、塑料帶等進(jìn)行固定。與竹家具中的纏接相似。
  2.2 包接
  選擇兩根直徑不同的竹材,在較粗的竹材的上根據(jù)較細(xì)的竹材的結(jié)合端的直徑切去一部分,形成一個(gè)半圓形的槽和一部分條狀部分。再將較細(xì)的竹材的結(jié)合端卡入半圓槽內(nèi),在將條狀部分彎曲包在較細(xì)竹材結(jié)合端的槽外部分,用繩或藤皮等固定。(如圖2圓竹建筑連接方式中A)
  2.3 螺栓連接
  在竹材的連接端打符合螺栓直徑大小的通孔,將螺栓一端穿過(guò)通孔,然后擰上螺帽。這種連接方式目前手機(jī)到的有兩種,一種是將竹材直接疊在一起,在固定的位置用鉆頭打出通孔,穿上螺栓,另一種則是在竹材內(nèi)壁套入連接件,通過(guò)螺栓將連接件和竹壁連接起,再通過(guò)連接件連接。(如圖2B)
  2.4 套接
  通過(guò)金屬套連接。金屬連接件形狀由兩個(gè)金屬圓管相交接合而成,金屬連接件分成對(duì)稱的兩部分,再通過(guò)螺栓固定夾緊。(如圖2C)
  2.5 其他連接方式
 �。�1)在竹材的連接端根據(jù)縮小后的直徑所需切出方形的槽,采用鋼絲將竹材開(kāi)好槽的連接端扎成圓臺(tái)狀,并在內(nèi)壁中填入填充物,放入帶螺紋的金屬桿螺紋作為與其他連接件連接,再通過(guò)多向連接件互相連接。(如圖2D)
 �。�2)先將竹材切成長(zhǎng)條行竹片,然后編織成墻,在竹墻的外側(cè)涂上石灰、粘土等材質(zhì),制成支撐墻。(如圖2E)
  
   圖2 圓竹建筑連接方式
  3 新型連接件的設(shè)計(jì)
  
   圖3 金屬環(huán)連接件
  根據(jù)上面的分析,目前的圓竹家具和建筑的連接方式主要有包接、纏接、竹銷釘?shù)确绞剑酥庖灿幸恍⿲S玫奈褰鸺�,但這些連接件在生產(chǎn)制造過(guò)程中傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)方式占的比重較大,難以實(shí)現(xiàn)規(guī)�;笈可a(chǎn)。因此,新的連接件的設(shè)計(jì)方向應(yīng)該著重從以下方面來(lái)實(shí)現(xiàn):(1)可反復(fù)拆卸,容易組裝,最好可以制成各個(gè)模塊,方便在使用和維修中零件的更換;(2)能夠制作成標(biāo)準(zhǔn)件,在生產(chǎn)中可以更多的使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行加工,提高生產(chǎn)效率,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。(3)避免過(guò)多的連接件外露,盡量保持圓竹天然的紋理結(jié)構(gòu)。(4)在保證家具的安全性和穩(wěn)定性的前提下,盡量使連接件部分簡(jiǎn)(下轉(zhuǎn)第211頁(yè))(上接第193頁(yè))潔、美觀。
  在這樣的原則下,我們嘗試設(shè)計(jì)了一套金屬環(huán)連接件,主要解決了圓竹縱向的連接和延伸,并為其多向與其它金屬件連接打下了基礎(chǔ),如圖3所示。
  4 結(jié)語(yǔ)
  本文試圖通過(guò)對(duì)現(xiàn)有圓竹家具及圓竹建筑的各種連接方式進(jìn)行廣泛而深入的分析,發(fā)現(xiàn)相關(guān)連接件的優(yōu)缺點(diǎn),在此基礎(chǔ)上提出新的連接件的設(shè)計(jì)原則,并嘗試設(shè)計(jì)新型的圓竹連接結(jié)構(gòu),以進(jìn)一步推動(dòng)圓竹家具的開(kāi)發(fā)和發(fā)展,以此來(lái)提高圓竹家具的生產(chǎn)效率和安裝便捷性,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和批量化的工業(yè)化生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益。
   項(xiàng)目基金:校大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目(2011100406),浙江省高校優(yōu)秀青年教師資助計(jì)劃(2035160001)
  
  注釋
 �、� 劉青春為通訊作者.
  
  參考文獻(xiàn)
  [1] 吳智慧,李慶吉,袁哲.竹藤家具制造工藝[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2009.
  [2] 朱新民,范道正.竹工技術(shù)[M].上海:上�?茖W(xué)技術(shù)出版社,1988.
  [3] 唐開(kāi)軍,史向利.竹家具的結(jié)構(gòu)特征.林產(chǎn)工業(yè),2001(28).
 
 
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