纤维素基结构楼板镶板组件制造技术

一种纤维素基结构建筑镶板组件包含交叉层压木材(CLT)芯部，在作为镶板组件的一部分放置后，该芯部通过一个或多个受预选张紧力的后筋条被增强。筋条被提供在套筒内，该套筒通过在芯部下侧形成的通道灌浆，并且在筋条进行后张后，通过将筋条稳固在完全粘合配置的粘合剂填充该套筒。剂填充该套筒。剂填充该套筒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维素基结构楼板镶板组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年6月4日提交的美国专利申请第62/856956号的35USC
§
119(e)的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种结构梁或建筑镶板组件。更优选地，梁或建筑镶板组件被提供为纤维素基镶板组件，其适用于至少部分地远程预制造，然后运送到选择的安装地点以用于商业或高层建筑构造。在最优选的构造中，建筑镶板组件被提供为用于高层施工的结构楼板镶板组件，以替代传统的现场成型钢筋混凝土或结构钢悬挂楼板。

技术介绍

[0004]在传统的高层甲级办公建筑构造中，单个建筑楼层最常见地通过连续现场铸造钢筋混凝土楼层板和梁，或凭借支撑具有混凝土顶部的钢板层的结构钢框架。楼层框架通过建筑内部混凝土芯部支撑，并且通常跨度12至14米到外部梁和柱。通常，单个板和梁通过将混凝土浇筑在合适的可移动木制模板上进行铸造，在可移动木质模板上放置了钢筋网和/或开放式钢筋框架。通常，8英寸到12英寸厚的混凝土层被浇筑在钢筋网和框架上，然后整平以提供期望的板完整性。
[0005]在构造中使用大量混凝土和钢对环境的影响最近受到了越来越多的审查。特别是，众所周知，水泥的制造是高能源密集型的，导致大量的CO2的排放。因此，建筑师和建筑商最近寻求在建筑设计和构造中采用较低的碳密集型材料和施工技术。
[0006]2018年11月23日公布的中国专利申请序列号CN108867962A，转让给南京林业大学，描述了一种用于中小型桥梁和建筑构造的预应力预制交叉层压木材(CLT)镶板构造的制造方法。在预张镶板构造中，筋条被安置在交叉层压木材镶板一侧上形成的凹槽内。然后，使用稳固在筋条每端的千斤顶对筋条实行预应力。当筋条保持在张力下时，端模被放置在镶板端，并且将混凝土浇筑至模具空间并固化，将筋条固定到位。申请人已经意识到，这种预应力筋条增强CLT镶板的制造存在各种设计限制，这可能是它们在建筑行业中被广泛接受的因素。虽然已提议将此类镶板用于中小建筑应用，此类镶板可能对较大建筑应用具有结构限制，其中诸如在高层和商业构造中，可能需要超过5米，通常超过10米的更长的无支撑纵向镶板跨度。此外，要求预张筋条，然后在专门的端模中放置和完全固化锚固水泥，阻碍快速镶板制造，特别是在可能期望定制宽度和/或长度的镶板的情况下。

技术实现思路

[0007]在非限制性构造中，本专利技术提供了可用于多种构造应用的纤维素基结构梁、屋顶、墙和/或楼板镶板组件。镶板组件被提供有由层压两层或多层纤维素基构件形成的芯部，所述纤维素基构件以倾斜和/或正交交替布置取向。芯部用一根或多根缆索、杆、线材、梁实施例、绳和/或其他伸长的筋条结构(以下统称为筋条)来增强，这些筋条结构在张力下被固定
以增加镶板强度。最优选地，芯部是纤维素基、交叉层压木材(CLT)芯部，该芯部通过一根或多根后张筋条增强，这些筋条在其安置和/或放置作为梁或镶板组件的一部分后受应力到预选的张紧力。
[0008]在一个可能的非限制性实施例中，本专利技术提供一种结构增强的纤维素基支撑梁组件。支撑梁组件包含由层压两层或多层倾斜或正交取向的纤维素构件或木材层所形成的纤维素基芯部。纤维素芯部用一根或多根张紧的筋条增强，优选地一根或多根筋条被灌浆或以其他方式机械联接到芯部，并且在被安置和/或放置后作为支撑梁组件的一部分进行后张。申请人已经意识到，本专利技术的梁组件可以用于建筑构造，代替传统的工字钢梁和/或传统的胶合层压木梁。
[0009]在一种可能的使用中，本文所述的梁和/或镶板组件可被提供作为预制和/或模块化梁或建筑镶板组件，用于架设高度多于七层的高层建筑，优选地，高度超过20层的甲级办公建筑。在一种使用中，镶板组件可被提供作为预制和/或模块化结构楼板镶板组件，其可用于代替传统钢筋浇筑混凝土板和梁楼板，或代替用组合楼板架设结构钢框架。
[0010]在另一个非限制性实施例中，纵向伸长的结构支撑梁和/或建筑镶板组件被提供具有由至少两层、优选地至少三层、最优选地至少5层正交取向的伸长木材所形成的交叉层压木材或纤维素(CLT)板层或芯部。此类木材可以包括天然、接合和/或微层压天然或工程木梁。在另一种结构中，镶板组件和/或支撑梁的纤维素芯部由奇数、优选地由层压单板层积材(LVL)、交叉层压木材(CLT)层、大块胶合镶板(MPP)或其他类似的工程木制品，或LVL、CLT和/或此类工程木制品的组合所形成的至少五个板层或五层木材形成。
[0011]在支撑梁或建筑镶板组件用于高层或商业构造应用的情况下，梁或镶板组件优选被提供有这样的纵向长度，即所选择的纵向长度跨越建筑芯部或电梯井和建筑外墙或幕墙之间。此类梁或镶板的纵向长度范围可以例如在至少5米到约20米，通常在约10米到15米之间，并且优选地在12米到14米之间。然而，可以提供更短或更长的长度。
[0012]优选地，芯部的每个单层的层片中的木材的纵向取向以连续非对齐或偏移取向布置，并且优选地，通常被层压在垂直于每个下一相邻层的布置的布置中。
[0013]最优选地，纤维素芯部沿其下侧由筋条支撑，筋条被后张并且被提供作为至少部分放置在芯部中所形成的凹槽或通道内的一个或多个相关联的增强复合物或组件的一部分。增强组件可被提供在灌浆或其他合适的粘合材料内，这些材料用于在张力下将筋条联接到芯部。此类粘合材料可以包括增强复合物包封树脂、水泥浆、混凝土或水泥(下文统称为灌浆)，其至少部分地嵌入到纤维素芯部中形成的相关联凹槽或通道中。
[0014]优选地，通道沿着梁或镶板组件的下侧纵向延伸基本上每个通道端之间的芯部的长度，其中嵌入的灌浆作为纵向伸长的胶结带延伸。在非限制性实施例中，所有或部分胶结带可以进一步向下突出到芯部的下表面之下。
[0015]优选地，每个增强组件包括一个或多个后张筋条，这些筋条被提供在管、套筒或护套内，并且适于在最初制造梁或镶板组件时，或在梁或镶板组件交付和运输到施工现场后以及安装时，张紧到期望的预选张紧力。优选地，筋条基本上在芯部的纵向长度上延伸。最优选地，以张紧的线材、杆或缆索的形式提供后张筋条，在对其应用期望的拉力之后，然后通过合适的筋条端锚固件或夹子固定到一个或两个筋条端来保持在张力下。
[0016]在一个可能的非限制性实施例中，筋条可以被提供在金属或塑料套管、套筒或护
套(下文统称为护套)内，其被选择为至少最初保持筋条与灌浆或粘合材料的隔离。
[0017]在制造中，以及在灌浆材料凝固之后，优选地，通过机械拉动一个或两个筋条端使筋条受应力，诸如将筋条拉伸至期望的预选张力。当筋条这样受应力时，它们被锁定到位，例如，通过使用筋条锚固件、锚板或其他筋条或紧固件。虽然不是必需的，一旦筋条在张力下被固定，护套可以填充合适的粘合剂或粘合材料，诸如粘合树脂、水泥、环氧树脂或水泥浆，以帮助将筋条固定在其张紧状态，并形成一个完全结合的系统。
[0018]在另一个可能的实施例中，可以在纤维素芯部的增强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种结构梁或建筑镶板组件，所述组件包括：纤维素基交叉层压木材(CLT)芯部，所述芯部具有大体平坦的上表面和下表面，并包括多个层压木材层，每个木材层包括布置成基本平行阵列的多个伸长的木材构件，每个阵列的所述木材构件的伸长取向相对于下一相邻阵列的取向为正交取向，至少一个纵向延伸通道，其向内延伸进入所述芯部的顶表面或底面，相关联的增强组件，其至少部分地设置在每个所述通道中，每个增强组件包含张紧组件，灌浆，其基本上包封并且稳固相对于所述通道放置的所述张紧组件，并且其中每个张紧组件包含，伸长的护套，至少一个筋条，其被设置在所述护套内并基本上纵向延伸所述通道的所述长度，其中所述护套被选择以将所述至少一个筋条与所述灌浆充分隔离，以允许在所述灌浆凝固后对所述筋条进行后张，和至少一个筋条锚固件，其可选择地与至少一个所述筋条的端部接合，以将所述至少一个筋条在张力下保持在相对于所述芯部的选择张紧状态。2.根据权利要求1所述的组件，其中所述筋条从金属缆索、钢丝绳、金属杆和金属棒组成的组中选择。3.根据权利要求1至2中任一项所述的组件，其中每个张紧组件包含多个所述筋条。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件，其中所述张紧组件包括被设置在所述套筒中并被选择为将其中的所述至少一个筋条固定在完全灌浆的构造中。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组件，其中所述粘合剂是选自水泥浆、粘结剂、环氧树脂、水泥树脂和非水泥树脂组成的组的可注射粘结剂。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组件，其中所述张紧组件进一步包含基本上设置在所述通道中的纵向延伸的钢筋笼，所述钢筋笼围绕所述至少一个筋条的长度延伸。7.根据权利要求1至6中任一项所述的组件，其中所述钢筋笼从每个芯端的高度呈阶梯状或逐渐变细，所述至少一个筋条沿着所述钢筋笼的内部纵向延伸并且从每个筋条端向下凹入弯曲。8.根据权利要求1至7中任一项所述的组件，其中所述通道选自平行侧的U形通道和燕尾形通道。9.根据权利要求1至8中任一项所述的组件，其中所述芯部包括奇数个所述层压木材层。10.根据权利要求1至9中任一项所述的组件，其中所述芯部包括5个至9个层压木材层。11.根据权利要求1至10中任一项所述的组件，其中所述梁或建筑镶板组件包括结构楼板镶板组件，所述组件具有纵向长度选择在约5米至20米之间，优选约7.5米至约15米。12.根据权利要求1至11中任一项所述的组件，其中所述通道向内延伸到所述芯部的所述下表面中至最里面的通道端，所述最里面的通道端从每个芯端向下凹入延伸。13.根据权利要求1至12中任一项所述的组件，其中在横跨所述通道的横向横截面，所述芯部的最小厚度等于至少三个所述木材层的厚度。14.根据权利要求1至13中任一项所述的组件，其中所述木材构件选自由天然硬木木材、工程木材和微层压木材组成的组。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的组件，其中所述木材的横向宽度和高度选择在约1厘米至30厘米之间，优选地在约2.5厘米至15厘米之间，并且最优选地在约4厘米至10厘米之间。16.根据权利要求1至15中任一项所述的组件，进一步包括沿所述通道设置在纵向间隔位置处的多个灌浆锚固件，所述灌浆锚固件选自由螺纹机械紧固件、钉和夹具组成的组。17.根据权利要求1至16中任一项所述的组件，其中所述组件包括结构楼板镶板组件，所述楼板镶板组件进一步包括机械地联接到所述芯部的所述上表面的多个顶锚固件，所述顶锚固件从所述顶表面向上突出并包含被配置为用于实现与可固化镶板覆盖层物理互锁的上端部。18.根据权利要求1至17中任一项所述的组件，其中所述顶锚固件包括以相对于所述上表面非正交对齐的取向固定到所述镶板的螺栓。19.根据权利要求1至18中任一项所述的组件，其中所述组件选自预制建筑镶板组件和模块化建筑镶板组件组成的组中的一个或多个。20.一种制造根据权利要求1至19中任一项所述的组件的方法，包括，层压所述木材层以形成具有选择在约5米到15米之间的纵向长度的所述芯部，在所述上表面或下表面中形成所述至少一个通道，每个所述通道基本上从所述芯部的第一端纵向延伸到所述芯部的第二另一相对端，将所述护套和每个张紧组件的所述至少一个筋条放置在所述相关联的通道中，用所述灌浆将所述护套至少部分地包封在所述相关联的通道中，和在所述灌浆凝固后，向所述至少一个筋条应用选择的张紧力，以及当所述至少一个筋条处于所述选择的张紧力下时，稳固所述筋条端以保持所述筋条处于张紧状态。21.根据权利要求20所述的方法，其中稳固所述筋条端的步骤包括将筋条锚固件联接到至少一个所述筋条端。22.根据权利要求20或21所述的方法，其中在应用所述选择的张紧力之后，将所述粘合剂注入所述套筒中，以将每个所述筋条基本固定在其中。23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中在用所述灌浆包封所述护套之前，将所述钢筋笼稳固到所述芯部，使沿所述通道纵向延伸取向，并且其中包封所述护套的步骤包含用所述灌浆基本上包封所述钢筋笼。24.根据权利要求20至23中任一项所述的方法，其中所述组件包括与可固化覆盖层一起使用的结构镶板组件，所述方法进一步包括将多个所述顶锚固件联接到所述芯部的上表面、顶锚固件被选择用于提供与所述可固化覆盖层的机械联接。25.根据权利要求20至24中任一项所述的方法，进一步包括用所述可固化覆盖层覆盖所述上表面，其厚度选择为基本上覆盖所述顶锚固件。26.根据权利要求20至25中任一项所述的方法，其中所述可固化覆盖层包括混凝土顶层，其具有厚度选自约1厘米至20厘米之间，优选约2.5厘米至10厘米。27.根据权利要求20至26中任一项所述的方法，包括在所述下表面中形成多个所述通道，所述通道彼此平行并且横向间隔的距离选择在约30厘米至200厘米之间，优选地约50厘米至150厘米之间。
28.根据权利要求20至27中任一项所述的方法，其中所述组件包括结构楼板镶板组件，并且所述层压所述木材层的所述步骤包括形成具有横向宽度选择在约2米至10米之间，优选地约3米至7.5米之间的所述芯部。29.根据权利要求1至19中任一项所述的组件在高层建筑的楼板的构造中的使用，所述高层建筑包含内部建筑芯部和与所述建筑芯部间隔的外墙支撑构件，其中镶板组件包括结构楼板镶板组件，其从相邻所述建筑芯部的第一端纵向延伸至相邻所述外壁支撑件的第二端。30.根据权利要求26所述的组件的使用，进一步包括覆盖水泥层叠加在所述结构楼板镶板组件芯部的上表面上，所述覆盖水泥层形成为具有厚度选择在约3厘米至20厘米之间，并且优选地约4厘米至10厘米之间。31.根据权利要求29或30所述的镶板组件的使用，其中所述覆盖水泥层通过与多个顶锚固件机械互锁的方式机械联接到所述结构楼板镶板组件，所述顶锚固件机械联接到并突出在所述芯部的上表面之上。32.根据权利要求29和31中任一项所述的镶板组件的使用，其中所述筋条锚固件被设置在形成在所述第一端和第二端中的每个中的相关联的锚凹处中，每个所述锚凹处的尺寸被设计为适于用于分别支撑所述第一镶板端和第二镶板端的所述相应建筑芯部或外墙支撑件的凸缘或表面并列放置。33.根据权利要求29和32中任一项所述的镶板组件的使用，其中所述结构楼板镶板包括多个结构楼板镶板中的一个，所述多个结构楼板镶板被提供用于安装到所述相应建筑芯部或外墙支撑件的所述凸缘或表面作为一个基本上预制的单元。34.一种具有纵向长度和横向宽度的结构建筑梁或楼板镶板组件，所述组件包括具有上表面和下...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：DIALOG知识产权公司，
类型：发明
国别省市：