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第三章 竹構造物之構法與工法整理

第三節 竹構造物的接頭

(一)以繩索摩擦力繫緊的接頭

運用繩索摩擦力連接是相當普遍的做法,能夠提供接頭與結構系 統較佳的協調性。傳統的繩索多為天然材料,如椰子、樹皮、竹皮、

藤等。現代的材料包含鐵線、橡膠繩等。在供用時,除了直接的繫結 之外,當使用竹皮、藤蔓類材料時,應先將材料以水浸泡柔軟之後,

再施工;待其乾燥後,就能提供足夠的繫結強度;此外,也可使用另 一桿件作為扭緊的工具,最後再將其綁紮固定,然而,及綁紮固定方 式效果不佳,因此,近代發展出其他的結合模式,例如以鑽孔或穿枋 等方式結合形成的接頭,可有效解決此一問題。

圖 3-3-1 竹皮繩繫接頭 圖 3-3-2 藤繫接頭 圖 3-3-3 藤繩與鑽孔構成之接頭

圖 3-3-4 由繩與穿枋構成之接頭 圖 3-3-5 繩構成接頭

圖 3-3-6 以另一竹桿作為扭緊之工具,再將其綁紮固定

(二)榫接或螺栓接合

榫接是木匠最習慣使用接合方式,但在竹建築中較少被運用,但 以螺栓方式接合卻十分常見,通常會與繩索或楔木固定法並用。這種 做法的缺點是:由於並未用整根竹子作為榫頭來傳遞力量,必須注意 榫孔或者是栓孔不能太靠近竹子的端部,避免發生破壞的現象。

圖 3-3-7 木榫頭接合 圖 3-3-8 以螺栓與鉤釘接合 圖 3-3-9 以竹插梢相接

圖 3-3-10 金屬材料接頭 圖 3-3-11 鐵線接頭

(三)穿枋式接

以「穿枋」作為構件接合方式,由來已久,但設計或作業不當期 強度會下降,因此,應用上因多加考量。

圖 3-3-12 十字型穿枋接頭 圖 3-1-13 T 字型穿枋接頭

(四)繫結材接合

由於竹材的直徑變化以及靠近接頭部份的竹材厚度差異,若以螺 栓或榫接方式進行連結,其強度可能無法藉由連結材料傳遞。因此,

可以將連結材料與竹材以膠合或者是先將竹材擴張,再將連結材置於 竹桿內固定的做法,也可以套件套接於竹桿外。包括木接頭、鐵件套 管等。

圖 3-3-14 木材作為繫結材 圖 3-3-15 木材與鐵片連結

圖 3-3-16 金屬材料套管 圖 3-3-17 金屬夾緊片

(五)複合式接頭

複合式接頭的設計,是要避免竹材因過度的鑽孔而造成的破壞,

導致其強度降低,以及兼具老舊竹材能被置換的功能。例如在原來竹 材邊加設短竹桿以為固定橫向竹材的方式。

圖 3-3-18 組合式接頭

二、接頭的接合形式

桿件接合之接頭形式可依部位區分。

(一)線性接合

直線對接可以分為以下幾種:

1、平口對接:將竹材端部相接,並利用繫件來相連。

2、搭接:將兩竹材交疊放置,再繫結的方式,在固定範圍內的兩根 竹桿至少必須有一個以上的竹節,並應有2-3處的接合點。此法的 缺點是在接點部分寬度的變化,以及較為笨重。

3、平口榫接:將接合部位的竹材,各自剖除一半,再加加以搭接的 方法。

4、側板連接:將竹材兩端相接,在竹管側面以長條狀或圓弧形竹材 或鐵件來相接。

5、套管接合:以短長度的竹管或鐵件,填塞於竹管內側或者是在外 側包覆,採兩竹桿相接的連結方法。

6、直接插入接合:運用竹材的直徑變化,將細竹材直接插入粗竹材,

完成連結的方法。

圖 3-3-19 平口對接 圖 3-3-20 搭接 圖 3-3-24 直接插入接合

圖 3-3-22 內套管接合 圖 3-3-23 外套管接合

圖 3-3-21 平口榫接

(二)垂直接合

垂直接合主要分為以下兩種方法:端點部位的接合、垂直相交等 兩種;其結合可以許多方式進行,包括榫接、側材固定、穿枋、繩接、

竹釘、鐵件等。

圖 3-3-25 承接接合 圖 3-3-26 以預留竹皮接合 圖 3-3-27 以穿枋方式接合

圖 3-3-28 以繩索接合 圖 3-3-29 以膠合板為榫頭

圖 3-3-30 垂直搭接接頭做法

(三)非垂直相接

非垂直接合的最常見的是桁架(Truss)與空間桁架(Space truss)

接頭,其連結方式大致是與垂直接合類似。

圖 3-3-31 以螺栓、側板的方式形成的接頭 a.10mm 夾板 b.鋼製螺栓 c.桁條 d.中間層構材

圖 3-3-32 以插梢接合的接頭 a.對角材 b.栓銷 c.上層構件 d.桁條 e.中間層構件 f.綑紮繩索

圖 3-3-33 以穿枋方式接合 a.角狀突起 b.對角材 c.上層構件 d.孔洞

圖 3-3-34 以插梢方式結合的接頭 a.上方的竹節 b.斜向竹節 c.插梢 7x10mm

三、接頭設計注意事項

進行接頭設計時,應注意以下各點:

(一)在竹節處或是靠近竹節附近形成節點:

竹子在節間部分比起竹節附近,容易開裂;因此,在接頭設計、

施工時,應注意盡量靠近竹節。

(二)儘可能縮小所有的鑽孔:

鑽孔、截斷或是切口,都會使竹材的強度下降,因此,需盡量減 小鑽孔的大小。

(三)使用乾燥處理過的竹材:

使用乾燥處理過的竹材比起運用青竹而言,有兩項好處,首先,

青竹竹材的乾燥會使接頭鬆動;其次,乾燥的竹材強度較低,能夠避 免以青竹架構建築物時,竹材失去水分後的強度降低所帶來危險。

(四)竹材要加固以避免開裂:

以鐵線或竹皮等在竹材外側加固能增加竹材的強度,減少竹子開 裂的情形。

(五)使用加強鐵件可提高其接頭強度

一般竹材受氣候環境與人為使用情形的影響,接頭強度或多或少 皆會減少其原始設計的性能;因此,可針對部份受結構應力影響的接合 部位,使用各式的加強鐵件,包括金屬螺絲、金屬螺桿、金屬夾緊片及 鐵絲等。

(六)增加竹材的生命週期:

良好的保護以及避免水氣造成的影響,可以有效的增加竹材壽命;外覆 的竹繩也可以減少蟲害的影響。