[發(fā)明專利]一種竹節(jié)式空心膠合木梁及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810869006.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN108756060A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫友富;張曉鳳;付海燕;李達(dá);惠熙然;姜智豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04C3/12
• 分類號(hào): E04C3/12
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 蔣海軍

本發(fā)明公開了一種竹節(jié)式空心膠合木梁及其制備方法，屬于木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域，本發(fā)明通過受壓蓋板(1)、左腹板(2)、右腹板(3)、受拉底板(4)，其特征在于，還包括若干竹節(jié)板(5)，其中竹節(jié)板(5)設(shè)置于竹節(jié)式空心膠合木梁內(nèi)部，且分別與受壓蓋板(1)、左腹板(2)、右腹板(3)和受拉底板(4)相互垂直。本發(fā)明解決了現(xiàn)有大徑級(jí)木材資源緊張，單純的矩形空心梁因木材的蠕變及側(cè)板受滾動(dòng)剪切而易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形或開裂的問題，有效提高空心梁的剛度和抗彎強(qiáng)度等力學(xué)性能；同時(shí)通過梁內(nèi)部空間布置可以有效降低建筑層高，從而大大減少木材及建筑材料損耗，降低經(jīng)濟(jì)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空心膠合木梁，具體涉及一種竹節(jié)式空心膠合木梁及其制備方法。

背景技術(shù)

從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略角度出發(fā)，國(guó)內(nèi)木材利用已發(fā)生重大變化，大徑級(jí)優(yōu)質(zhì)木材日漸匱乏，木材利用將逐漸轉(zhuǎn)向小徑級(jí)速生林；當(dāng)前膠合木加工工藝技術(shù)較為先進(jìn)；木結(jié)構(gòu)專用膠性能優(yōu)良，如何在木質(zhì)建筑材料的結(jié)構(gòu)制備中結(jié)合木結(jié)構(gòu)專用膠使用，這是木質(zhì)建筑材料遇到的一類難題，常規(guī)的木質(zhì)家居材料的制備方法往往不能轉(zhuǎn)用在木質(zhì)建筑材料的生產(chǎn)中。

膠合木即集成材(簡(jiǎn)稱Glulam)，與木質(zhì)工字梁，單板層積材同為三種主要的工程材產(chǎn)品之一，用于建筑領(lǐng)域。采用高性能膠黏劑，將較小規(guī)格的實(shí)木鋸材沿木材順紋方向粘結(jié)而成，是木結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用較廣泛的材料。這在很大程度上提高了木材的利用率，實(shí)現(xiàn)了木材“小材大用”，亦可緩解大徑級(jí)優(yōu)質(zhì)木材資源日益匱乏的現(xiàn)狀。膠合木其防潮性、防火性、耐久性、力學(xué)性能優(yōu)越；在保留木材天然特性的同時(shí)其尺寸和形狀又不受制于樹木的自然特性。促使膠合木制備的膠合木梁成為現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中最重要的受力構(gòu)件之一，但是膠合木梁在長(zhǎng)期受力條件下達(dá)到極限荷載時(shí)最先破壞的往往是由于發(fā)生了剪切破壞的缺陷。

針對(duì)上述剪切破壞問題，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N201410818162.6，發(fā)明名稱：一種內(nèi)藏式預(yù)應(yīng)力木梁，公開了一種內(nèi)藏式預(yù)應(yīng)力木梁，包括木梁、預(yù)應(yīng)力筋、轉(zhuǎn)向裝置和錨固裝置。該專利為克服外部設(shè)置預(yù)應(yīng)力而存在的缺陷，通過內(nèi)置預(yù)應(yīng)力，具體通過內(nèi)部預(yù)應(yīng)力部件以提高力學(xué)性能，但其在解決外部設(shè)置預(yù)應(yīng)力等問題的同時(shí)，也帶來結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造工藝要求相對(duì)較高；而且小尺度木梁不宜使用內(nèi)置的木銷、竹釘、金屬件等連接，因?yàn)樾〕叨鹊哪玖焊靼宀暮穸容^小，設(shè)置其他連接件會(huì)破壞木材，致使產(chǎn)品不可避免的發(fā)生整體強(qiáng)度降低的缺陷。

就膠合木梁在使用中，產(chǎn)生剪切力破壞或發(fā)生整體強(qiáng)度降低的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)人員一般能夠想到使用混凝土箱梁，因其良好的截面形式具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)性能，在現(xiàn)代橋梁中廣泛應(yīng)用。但在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，因其自重較大，并不適于在木建筑領(lǐng)域的使用。

現(xiàn)有技術(shù)中有對(duì)空心膠合木的研究，但其往往是為了從節(jié)約木材，或者利用其本身的優(yōu)勢(shì)作為膠合木柱來考慮，如空心的膠合圓木柱。亦有以矩形截面純空心膠合木梁為研究對(duì)象，該研究也是從有效節(jié)約木材上進(jìn)行考慮，試驗(yàn)表明其強(qiáng)度和剛度在同等條件下與實(shí)心膠合木梁相比顯著下降，因此純空心膠合木作為木柱使用較為常見，這也導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)空心膠合木更側(cè)重于在木柱使用領(lǐng)域的研究；現(xiàn)有技術(shù)亦有圓形空心截面膠合木梁，但其存在加工工序比矩形截面的膠合木更復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng)以及受力不穩(wěn)定的問題。

發(fā)明內(nèi)容

1、發(fā)明要解決的問題

針對(duì)現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)中實(shí)心膠合木梁剪切破壞、整體強(qiáng)度降低或是空心膠合木其強(qiáng)度和剛度的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種竹節(jié)式空心膠合木梁及其制備方法，利用竹節(jié)式空心膠合木梁其截面形式兼具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)性能，且與混凝土相比材料環(huán)保、自然，自重較輕，適宜在中小型現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑中使用。與實(shí)心木梁相比在有效節(jié)約木材前提下，滿足力學(xué)要求，與純空心膠合木梁相比具有更大的截面抗彎剛度和強(qiáng)度，剪切性能大大提高，同時(shí)內(nèi)部豎向增強(qiáng)竹節(jié)板可根據(jù)荷載需求對(duì)間距、厚度進(jìn)行靈活調(diào)整，與純矩形空心膠合木梁相比剛度顯著提高；且還可以根據(jù)構(gòu)件各部位受力特點(diǎn)可將不同等級(jí)或不同樹種優(yōu)化組合，解決了現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)木梁無法充分利用小徑級(jí)木材的問題，實(shí)現(xiàn)森林資源有效配置且整體上降低原材料成本。

2、技術(shù)方案