一种胶合木空心梁制造技术

本实用新型专利技术涉及一种胶合木空心梁，属于建筑木制构件技术领域。该胶合木空心梁包括受压盖板、左腹板、中腹板、右腹板和受拉底板，左腹板、右腹板和中腹板均设置在受压盖板和受拉底板之间，且中腹板置于左腹板、右腹板之间，还包括鱼腹型增强底板，鱼腹型增强底板置于受拉底板下端面上，且鱼腹型增强底板沿胶合木空心梁高度方向的尺寸由中部向两侧逐渐降低。本实用新型专利技术采用设置在受拉底板下侧面上的鱼腹型增强底板，克服了空心胶合木梁自身强度、刚度等力学性能不佳，中部容易首先断裂的缺陷。

A kind of glued wood hollow beam

【技术实现步骤摘要】
一种胶合木空心梁
本技术属于建筑木制构件
，具体地说，涉及一种胶合木空心梁。
技术介绍
时下，钢筋混凝土建筑材料使用盛行，但其正面临一些突出的问题，即施工材料(钢材和水泥)的不可持续再生，且施工过程中容易对环境造成不良影响。鉴于该现状，发展以木结构为代表的绿色建筑，是解决这一问题的有效方式。然而受国内全面停止天然林商业性采伐的限制，国内木材可利用资源大幅减少，尤其大径材林木和珍贵树种等资源更为稀缺，各个国家近年来对于优质木材的出口限制也日趋严格，导致木材供需的结构性矛盾十分突出。胶合木就是在森林资源供求关系发生结构性转变的大背景下产生的一种结构复合材，胶合木即集成材，可以采用高性能黏合剂将小规格实木锯材制成大规格结构用材，有效的利用了小径级林木资源代替大径级木材制成结构用材，是缓解大径级优质木材资源匮乏这一难题的可靠方式。在胶合木的具体应用领域，南京林业大学曾经申请了一件名为一种竹节式空心胶合木梁及其制备方法的专利，该专利的申请公布号：CN108756060A，其公开日为2018年11月6日，该专利技术申请包括受压盖板、左腹板、右腹板、受拉底板和若干竹节板，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，实现提高空心梁的刚度和抗弯强度等力学性能的目的。但是该技术存在以下缺陷：第一，若干竹节板分别安装在梁体的多个位置，接触面多，需要加工的面积增大，组合精度更加难以保证，影响实际使用时的效果；第二，该技术方案虽然优于传统空心木梁，但是并未解决梁体受到弯矩载荷时中段容易首先遭受破坏的问题。另外，实验证明异型胶合空心梁还存在以下问题，即异型胶合空心梁受到荷载的作用时，侧板受到更大的弯矩，因此在极限情况下率先被破坏，导致木梁抗弯承载能力不足。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有技术中，梁体中段，尤其侧板容易在载荷作用下首先遭受破坏的问题，本技术提供一种胶合木空心梁，采用沿胶合木梁长度方向设置的中腹板和设置在底部的鱼腹型增强底板，提高梁体抵抗弯矩能力。2、技术方案为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案：一种胶合木空心梁，包括受压盖板、左腹板、中腹板、右腹板和受拉底板，左腹板、右腹板和中腹板均设置在受压盖板和受拉底板之间，且中腹板置于左腹板、右腹板之间，还包括鱼腹型增强底板，所述鱼腹型增强底板的上端面与受拉底板下端面贴合，且鱼腹型增强底板的高度从中部向两端逐渐降低。优选的，鱼腹型增强底板的纵截面为六边形。优选的，鱼腹型增强底板的纵截面由一长方形和一位于长方形下侧的倒等腰梯形组合而成，该倒等腰梯形的上底与长方形的下侧边共线，倒等腰梯形的下底与上底的长度比值为0.3-0.7。优选的，鱼腹型增强板的两端的高度不小于其最高部的15％。优选的，鱼腹型增强底板中部的高度与受拉底板高度比值为0.8-2。优选的，鱼腹型增强底板的长度小于受拉底板的长度，受拉底板的底面两端均设有水平支撑面。优选的，胶合木空心梁的高度小于0.5m时，水平支撑面的长度不小于胶合木空心梁的高度。优选的，左腹板和右腹板等宽。优选的，左腹板的宽度与受压盖板的高度比值为1.0-1.5，中腹板的宽度与受压盖板的高度比值为0.5-1.0。优选的，受压盖板、左腹板、右腹板、受拉底板均由至少两块板坯组合而成。3、有益效果相比于现有技术，本技术的有益效果为：(1)本技术采用设置在受拉底板下侧面上的鱼腹型增强底板，克服了空心胶合木梁自身强度、刚度等力学性能不佳，中部容易首先断裂的缺陷，具体地：根据GB/T50329-2012《木结构试验方法标准》对空心胶合木梁进行的一系列实验表明：a、在组合空心梁的材质、尺寸空心率都相同的情况下，下底加底板的梁比不加梁的抗弯性能更强，故本申请胶合木空心梁下方的鱼腹型增强底板增强了胶合木空心梁的抗弯性能；b、对于等截面梁，除弯矩最大值所在截面的最大正应力达到材料的许用应力外，其余截面的应力均小于，甚至远小于许用应力，因此，本技术采用变截面梁的方案，在弯矩较小处采用较小的截面，节省了材料，减轻了结构的重量；本技术下底设有鱼腹型增强底板，根据图6和图7(图中B1、B2、C1、C2分别代表四个实验试件的实验数据折线)可知，在空心梁的材质、尺寸和空心率均相同的情况下，下底加鱼腹型增强底板的梁相比加平直底板的梁能够承受的极限载荷更大，受弯极限承载力也更好；c、根据梁弯曲的强度条件公式可知，组合梁的惯性矩越大其承载力越大；组合梁的惯性矩计算公式：式(1)中：I为组合截面图形对其形心轴的惯性矩；Ii为各个组合截面对自身形心轴的惯性矩；Ai为各个组合截面的面积；ai为各个组合截面图形的形心轴间距离；i为各个组合截面的序号；由上式可知，相同面积的材料布置在离形心轴越远的位置，可获得越大的惯性矩，故本技术方案增加远离梁中心轴的材料截面(即受压盖板、受拉底板、鱼腹型增强底板的截面)，是使梁的性能更优，更经济合理的；d、为了达到合理截面要求，必须使同一横截面上的最大拉应力和最大压应力之比σt,max/σc,max等于相应的拉、压容许应力之比[σt]/[σc]，这样当荷载增大时，截面上的最大拉应力和最大压应力同时达到容许应力，受拉区和受压区的材料可同样程度地发挥潜力，故对于抗拉和抗压强度相等的塑性材料，宜采用中性轴对称的截面；而对抗拉强度小于抗压强度的脆性材料，宜采用中性轴偏向受拉一侧的截面形状；唯有这样，才能使得材料同一横截面上的最大拉应力和最大压应力之比σt,max/σc,max等于相应的拉、压容许应力之比[σt]/[σc]；虽然由木材标准小试件测得的顺纹抗压强度，约为顺纹抗拉强度的40％-50％，但由于木材缺陷对顺纹抗压强度影响很小，对顺纹抗拉强度影响很大，且胶合木一般都为较大的构件，无法避免木材本身的缺陷影响，故基于木结构设计规范，同等级材质较好的结构材顺纹抗压强度标准值与顺纹抗拉强度标准值的比值在1.05-2.2之间，对于本身具有缺陷的胶合木空心梁，宜采用中心轴偏向受拉一侧的截面，使胶合木空心梁的受拉区和受压区可以同样程度的发挥潜力；结合图8所示，具体分析胶合木空心梁组合截面图形与其形心轴的惯性矩的关系：A1＝b*h1(4)A2＝(2b1+b2)*h2(5)A3＝b*h3(6)A＝∑Ai(7)C＝[A1*(h1+h2)/2-A3*(h2+h3)/2]/A(8)式(1)至式(14)中：I为组合截面图形对其形心轴的惯性矩；Ii为各个组合截面对自身形心轴的惯性矩；W1为上侧抗弯截面模量(受压)；W2为下侧抗弯截面模量(受拉)；C1为截面上边缘距中性轴垂直距离；C2为截面下边缘距中性轴垂直距离；A1为受压盖板的横截面面积；A2为左腹板、右本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胶合木空心梁，包括受压盖板(1)、左腹板(2)、中腹板(3)、右腹板(4)和受拉底板(5)，所述左腹板(2)、右腹板(4)和中腹板(3)均设置在受压盖板(1)和受拉底板(5)之间，且中腹板(3)置于左腹板(2)、右腹板(4)之间，其特征在于：还包括鱼腹型增强底板(6)，所述鱼腹型增强底板(6)的上端面与受拉底板(5)下端面贴合，且鱼腹型增强底板(6)的高度从中部向两端逐渐降低。/n

【技术特征摘要】
1.一种胶合木空心梁，包括受压盖板(1)、左腹板(2)、中腹板(3)、右腹板(4)和受拉底板(5)，所述左腹板(2)、右腹板(4)和中腹板(3)均设置在受压盖板(1)和受拉底板(5)之间，且中腹板(3)置于左腹板(2)、右腹板(4)之间，其特征在于：还包括鱼腹型增强底板(6)，所述鱼腹型增强底板(6)的上端面与受拉底板(5)下端面贴合，且鱼腹型增强底板(6)的高度从中部向两端逐渐降低。


2.根据权利要求1所述的一种胶合木空心梁，其特征在于：所述鱼腹型增强底板(6)的纵截面为六边形。


3.根据权利要求2所述的一种胶合木空心梁，其特征在于：所述鱼腹型增强底板(6)的纵截面由一长方形和一位于长方形下侧的倒等腰梯形组合而成，该倒等腰梯形的上底边与长方形的下侧边共线，倒等腰梯形的下底与上底的长度比值为0.3-0.7。


4.根据权利要求1所述的一种胶合木空心梁，其特征在于：所述鱼腹型增强底板(6)两端的高度不小于其最高部的15％。


5.根据权利要求1所述的一种胶合木...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙友富，吴岳虹，张晓凤，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