1. 研究目的与意义

现阶段，钢筋混凝土是我们土木工程中应用最广泛的结构材料，它以良好的材料间粘结性、较为接近的温度线膨胀系数以、互补的力学性能以及比较广泛的应用范围成为主流的建筑工程材料。但是它也有其不容忽视的缺点，构件结构尺寸大、结构自重较大，抗裂性能差，修补或拆除困难，抗变形能力较差等。

2008年5月12日，四川汶川发生了8.0级地震，地震中的砖混甚至是钢混结构都受到了致命的损坏，造成了巨大的损失。而木结构却又比较好的抗震性能，但是我国森林资源匮乏，树木生长周期长，使木结构有一定的局限性。以竹代木，利用现代复合、重组技术制作的竹质工程材料建造的工程结构，具有木结构类似的优越性能，竹纤维强度大、刚性大、抗冲击能力强，并且其在生态性、保温节能性、抗震性能及施工与工业化方面具有突出的优点，给我们带来绿色与环保的新概念。因此，竹结构在土木工程应用领域便显示出它独特的优势。

本课题开展竹结构与钢筋混凝土结构的比较研究，对于明确竹结构在工程应用方面的优点与缺点有着进一步的定性、定量确定。主要包括以下内容：竹结构方案设计；钢筋混凝土结构方案设计；竹结构与钢筋混凝土结构设计方案比较；竹结构与钢筋混凝土结构施工工艺比较；竹结构与钢筋混凝土结构造价比较等。研究着重于两种结构的不同之处及竹结构的优势之处，突出竹结构的自重荷载轻、地震力小等方面的结构优点。

2. 国内外研究现状分析

竹材自重轻，强度大，富弹性，较安全加工容易，而且生长快，资源丰富，价亦较廉。我国在二千多年前，即已将竹材广用于民间房屋的建造，迄今南方各省使用者仍多， 特别是一些半永久性或临时性的简易房屋、棚舍和仓库更多采用。在庭院中以竹建亭榭和走廊相联，更有东方别致之感。滇南傣族、景颇族的竹楼，外形雅致，游人向往。在国外一些盛产竹材的国家，如孟加拉国的农村房屋是用竹材建造的在菲律宾由于地处热带，房舍要求通风好，大量用竹材建造廉价房屋，在城市郊区和农村两层楼的竹楼比比皆是，大多以楼下作客堂，楼上作卧室，楼板和间壁也多为竹材。

竹材直接用于建造房屋已有十分悠久的历史。作为一种廉价、易得的建筑材料, 在中国南方、南亚、东南亚及拉丁美洲一些国家的农村地区竹材房屋一直非常普遍。比较简易的房屋直接用竹材搭建, 一般用较粗的竹秆或竹秆束作房屋的梁、擦、柱、椽等承重材料。屋顶、天花板、墙壁采用竹片拼合形成。支撑竹片的连接用厚的竹条或木材方式构成。为了加强房屋的保暖、隔音性能, 房屋的竹片壁两侧用水泥抹平。国外对竹材的研究更加成熟，尤其是在板材研究方面，技术已经趋于成熟。但是，竹材自重轻，强度大，富弹性的优势并没有在工程承重结构上有所发挥，而这些优点又是梁、柱、桁架等承重结构必须具备的特点。经过热压加工后，制作的竹层积材能够获得较大的刚度与强度，有比较好的承载能力和大的破坏挠度，并且不会像钢混结构那样因为过大的自重而容易破坏。这些都使的竹层积材应用于土木工程领域的承重结构成为现实。

当然，竹材在经过热压后获得的力学性能仍然不足以让人们放心的使用，受自身纤维特点和周围环境的影响，仍然容易劈裂、压曲，并且在由于小范围纤维问题破坏时，很容易一起大范围的连续破坏。近几年，在新材料开发的同时，人们开始更多的研究复合材料，利用两种或几种材料的结合，达到增强优点、弥补缺点的目的。在国内外已经出现的关于竹材的增强结构，目前也主要在板材方面，有几种用金属网和金属丝增强竹材复合板的技术，达到了很好的效果，已经在在车船底板、承重建筑模板广泛应用。现在应用的有一种钢竹复合构件，可以是实心或者空心，是钢板和竹板粘结组合而成，可以制作成为工字梁，箱型梁等，具有轻质高强的特点。

3. 研究的基本内容与计划

内容：

（1）竹结构方案设计与钢筋混凝土结构方案设计

（2）竹结构与钢筋混凝土结构设计方案比较

4. 研究创新点

与钢筋混凝土结构比较，竹材最大的优势是绿色环保和原材料可再生。就减排来说，竹子可谓天生丽质，与其他生产过程大量排放二氧化碳的传统材料相比，竹林比其他树种的森林可吸收更多的二氧化碳。竹材不仅在生长过程中能改善自然环境，而且加工过程能耗低，废弃后可自然降解，堪称绿色建材。

本文对两层竹结构楼房的抗震分析以及与钢混结构的对比分析。突出了材料自重轻、强度大、富弹性和抗震性能好的优势，并且在经过增强后，抗弯承载力、刚度显著增加，限制延缓破坏的发生和发展，能够适应土木建筑中承重构件的要求。

这种增强型竹制构件是钢混结构的一种很好的替代品，能够解决目前钢铁资源匮乏、混凝土原料生产污染过于严重和钢混结构过于单调的问题。并且采用竹篾层积材增强，可以合理的利用竹材的纤维结构，最大程度的发挥其性能，并且增强筋的位置可以根据实际的要求变换位置，可以制作单筋或者双筋截面，得到两种材料互补的配筋率和其他结构要求，为以后专门的竹结构规范提供理论和实验经验。