一种竹节式空心胶合木梁制造技术

本实用新型专利技术公开了一种竹节式空心胶合木梁，属于木结构建筑领域。其包括受压盖板(1)、左腹板(2)、右腹板(3)、受拉底板(4)，若干竹节板(5)，竹节板(5)设置于竹节式空心胶合木梁内部，且分别与受压盖板(1)、左腹板(2)、右腹板(3)和受拉底板(4)相互垂直；其中设置于竹节式空心胶合木梁内部竹节板的间距a为1h～3.4h；竹节板厚与梁宽度之比tz/b为1/4～1/2；空心梁腹板厚tw为0.1h～0.2h。解决了单纯的矩形空心梁因木材的蠕变及侧板受滚动剪切而易导致结构变形或开裂的问题，有效提高空心梁的刚度和抗弯强度等力学性能；同时通过梁内部空间布置可以有效降低建筑层高，降低经济成本。

A kind of bamboo hollow plywood beam

The utility model discloses a bamboo hollow plywood beam, which belongs to the field of wood structure construction. It consists of a compressive cover plate (1), a left web plate (2), a right web plate (3), a pulled bottom plate (4), a number of bamboo slabs (5), and a bamboo slab (5) arranged in the interior of a bamboo hollow plywood beam, which are perpendicular to the compressive cover plate (1), a left web plate (2), a right web plate (3) and a pulled bottom plate (4), in which the spacing of the bamboo slab within a bamboo hollow plywood beam is 1h-3.4h; the thickness of the bamboo slab and the width of the beam are 1h-3.4h. The ratio tz/b is 1/4-1/2, and the web thickness TW of hollow beams is 0.1h-0.2h. It solves the problem that simple hollow rectangular beams are easy to deform or crack because of the creep of timber and rolling shear of side plates, and effectively improves the mechanical properties of hollow beams such as stiffness and flexural strength. At the same time, it can effectively reduce the floor height and economic cost by arranging the space inside the beams.

【技术实现步骤摘要】
一种竹节式空心胶合木梁
本技术涉及一种空心胶合木梁，具体涉及一种竹节式空心胶合木梁。
技术介绍
从可持续发展战略角度出发，国内木材利用已发生重大变化，大径级优质木材日渐匮乏，木材利用将逐渐转向小径级速生林；当前胶合木加工工艺技术较为先进；木结构专用胶性能优良，如何在木质建筑材料的结构制备中结合木结构专用胶使用，这是木质建筑材料遇到的一类难题，常规的木质家居材料的制备方法往往不能转用在木质建筑材料的生产中。胶合木即集成材(简称Glulam)，与木质工字梁，单板层积材同为三种主要的工程材产品之一，用于建筑领域。采用高性能胶黏剂，将较小规格的实木锯材沿木材顺纹方向粘结而成，是木结构建筑应用较广泛的材料。这在很大程度上提高了木材的利用率，实现了木材“小材大用”，亦可缓解大径级优质木材资源日益匮乏的现状。胶合木其防潮性、防火性、耐久性、力学性能优越；在保留木材天然特性的同时其尺寸和形状又不受制于树木的自然特性。促使胶合木制备的胶合木梁成为现代木结构建筑中最重要的受力构件之一，但是胶合木梁在长期受力条件下达到极限荷载时最先破坏的往往是由于发生了剪切破坏的缺陷。针对上述剪切破坏问题，中国专利申请号CN201410818162.6，专利技术名称：一种内藏式预应力木梁，公开了一种内藏式预应力木梁，包括木梁、预应力筋、转向装置和锚固装置。该专利为克服外部设置预应力而存在的缺陷，通过内置预应力，具体通过内部预应力部件以提高力学性能，但其在解决外部设置预应力等问题的同时，也带来结构较复杂，制造工艺要求相对较高；而且小尺度木梁不宜使用内置的木销、竹钉、金属件等连接，因为小尺度的木梁各板材厚度较小，设置其他连接件会破坏木材，致使产品不可避免的发生整体强度降低的缺陷。就胶合木梁在使用中，产生剪切力破坏或发生整体强度降低的缺陷，现有技术人员一般能够想到使用混凝土箱梁，因其良好的截面形式具有稳定的结构性能，在现代桥梁中广泛应用。但在生产实践中发现，因其自重较大，并不适于在木建筑领域的使用。现有技术中有对空心胶合木的研究，但其往往是为了从节约木材，或者利用其本身的优势作为胶合木柱来考虑，如空心的胶合圆木柱。亦有以矩形截面纯空心胶合木梁为研究对象，该研究也是从有效节约木材上进行考虑，试验表明其强度和刚度在同等条件下与实心胶合木梁相比显著下降，因此纯空心胶合木作为木柱使用较为常见，这也导致现有技术中对空心胶合木更侧重于在木柱使用领域的研究；现有技术亦有圆形空心截面胶合木梁，但其存在加工工序比矩形截面的胶合木更复杂、耗时较长以及受力不稳定的问题。
技术实现思路
1、技术要解决的问题针对现代木结构中实心胶合木梁剪切破坏、整体强度降低或是空心胶合木其强度和刚度的缺点，本专利技术提供一种竹节式空心胶合木梁，利用竹节式空心胶合木梁其截面形式兼具有稳定结构性能，且与混凝土相比材料环保、自然，自重较轻，适宜在中小型现代木结构建筑中使用。与实心木梁相比在有效节约木材前提下，满足力学要求，与纯空心胶合木梁相比具有更大的截面抗弯刚度和强度，剪切性能大大提高，同时内部竖向增强竹节板可根据荷载需求对间距、厚度进行灵活调整，与纯矩形空心胶合木梁相比刚度显著提高；且还可以根据构件各部位受力特点可将不同等级或不同树种优化组合，解决了现代木结构木梁无法充分利用小径级木材的问题，实现森林资源有效配置且整体上降低原材料成本。2、技术方案专利技术原理：将国产小径级材料通过制材技术加工后胶合成为一定的尺寸木坯，然后根据设计的要求进行一次组坯、一次冷压胶合，然后二次组坯、冷压胶合，加工作业较简单，利于批量生产。这一方法可大大提高小径级木材的利用率，且克服了小径级材料自身强度、刚度等力学性能不稳定、易变形的缺陷，与实心木梁以及实心胶合木梁相比在保证力学性能的前提下，大大节约木材。一种竹节式空心胶合木梁，包括受压盖板、左腹板、右腹板、受拉底板，其特征在于，还包括若干竹节板，其中竹节板设置于竹节式空心胶合木梁内部，且分别与受压盖板、左腹板、右腹板和受拉底板相互垂直。其中设置于竹节式空心胶合木梁内部竹节板的合理间距a为1h～3.4h，h为空心梁高；竹节板厚与梁宽度比tz/b为1/4～1/2，tz为竹节板厚度，b为梁宽度；空心梁腹板厚tw为0.1h～0.2h；集中力加载点和支座区域设置支承竹节，竹节厚度要满足局部抗压强度要求：式中，F为集中荷载设计值；fce横纹承压强度设计值；Ace为局部承压面积(见附图9、附图10)。式中，S为加载点钢垫板宽度，根据《木结构试验方法标准》(GB/T50329-2012)的要求，为防止木梁横向受压破坏，采用支座钢垫板垫在试件的下表面。支座钢垫板宽度为大于梁截面宽度；tf为受压盖板和受拉底板厚度；tz为竹节板厚度；tw为腹板厚度。计算公式如下：Ace＝2(S+2tf)tw+tz(b-2tw)。一种竹节式空心胶合木梁，采用小径级木材进行制备；受压盖板、左腹板、右腹板、受拉底板通过指接工艺实现纵向接长，使用结构胶胶接实现横向加宽；内部竖向竹节板采用余料加工；竹节板厚度根据式中，F为集中荷载设计值；fce横纹承压强度设计值；Ace为局部承压面积以及式中Ace＝2(S+2tf)tw+tz(b-2tw)，S为加载点钢垫板宽度；tf为受压盖板和受拉底板厚度；tz为竹节板厚度；tw为腹板厚度，计算竹节板厚度。成品梁采用结构胶拼合。所述的受压盖板、左腹板、右腹板和受拉底板通过指接工艺实现纵向接长，指接边坡度范围不大于1/10，指长为20mm，指端宽度为0.2mm，同一层板内纵接间距不小于1800mm。指接部位不出现在两个加载点的跨中区域。一种竹节式空心胶合木梁，所述横截面为矩形空心和竹节板增强矩形截面，受压盖板或/和受拉底板设置有固定竹节板的凹槽，凹槽深度1.5～2mm。所述的受拉底板的木材纹理为木材顺纹方向。一种竹节式空心胶合木梁的生产方法，其生产过程步骤包括：(a)对制作空心胶合木梁的木材进行制作锯切、分拣、干燥、指接、刨削、施胶、拼接、冷压胶合、整形，制备得到受压盖板、左腹板、右腹板、受拉底板的木坯单元；(b)对木坯单元进行施胶、组坯、冷压胶合，制备得到梁构件，即受压盖板、左腹板、右腹板、受拉底板；其中受拉底板需要较强的抗弯强度应选用材质最优的板材且为木材顺纹方向；左腹板、右腹板承受剪力应避免具有明显节子的材料，否则在使用过程中长时间承受荷载易造成节子处开裂；(c)二次冷压胶合、精加工和养生，从而得到成品梁，具体步骤为：(c-1)沿受拉底板两侧边缘施胶；(c-2)左右腹板底端面施胶后置于室温下环境中陈放一段时间，同时对受拉底板的竹节板凹槽处施胶；(c-3)左右腹板与受拉底板胶合；(c-4)内部竖向竹节板三面施胶，之后放置于受拉底板凹槽内；(c-5)左右腹板上部施胶，受压盖板侧边施胶，随后置于室温下环境中陈放一段时间；(c-6)受压盖板组合，二次冷压胶合、精加工和养生，从而得到成品梁。优选的，在步骤(b)、步骤(c)施胶过程中所选胶种为单组份聚氨酯。选用单组份聚氨酯胶，一是木梁属于木结构建筑的暴露构件，对外形的技术参数要求较高，为减少后期精加工操作的难度，通过使用单组份聚氨酯固化，对产品外观影响较小，即使出现少量流挂现象，后期精加工时操作亦相对简单；二是木梁属于木结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种竹节式空心胶合木梁，包括受压盖板(1)、左腹板(2)、右腹板(3)、受拉底板(4)，其特征在于，还包括若干竹节板(5)，其中竹节板(5)设置于竹节式空心胶合木梁内部，且分别与受压盖板(1)、左腹板(2)、右腹板(3)和受拉底板(4)相互垂直；其中设置于竹节式空心胶合木梁内部竹节板的间距a为1h～3.4h，h为空心梁高；竹节板厚与梁宽度之比tz/b为1/4～1/2，tz为竹节板厚度，b为梁宽度；空心梁腹板厚tw为0.1h～0.2h。

【技术特征摘要】
1.一种竹节式空心胶合木梁，包括受压盖板(1)、左腹板(2)、右腹板(3)、受拉底板(4)，其特征在于，还包括若干竹节板(5)，其中竹节板(5)设置于竹节式空心胶合木梁内部，且分别与受压盖板(1)、左腹板(2)、右腹板(3)和受拉底板(4)相互垂直；其中设置于竹节式空心胶合木梁内部竹节板的间距a为1h～3.4h，h为空心梁高；竹节板厚与梁宽度之比tz/b为1/4～1/2，tz为竹节板厚度，b为梁宽度；空心梁腹板厚tw为0.1h～0.2h。2.根据权利要求1所述的一种竹节式空心胶合木梁，其特征在于，所述的竹节式空心胶合木梁采用小径级木材进行制备；受压盖板(1)、左腹板(2)、右腹板(3)、受拉底板(4)通过指接工艺实现纵向接长，使用结构胶胶接实现横向加宽；内部竖向竹节板(5)采用余料加工；成品梁采用结构胶拼合。3.根据权利要求1所述的一种竹节式空心胶合木梁，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙友富，张晓凤，付海燕，李达，惠熙然，姜智豪，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32