含有齿板的增强型胶合木构件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种含有齿板的增强型胶合木构件，胶合木构件包括层板、金属齿板和胶粘剂；当胶合木构件为木梁时，构件层板包括中性轴上部受压区的平接接长层板和接头经金属齿板增强的平接接长层板，以及中性轴下部受压区的指接接长层板和接头经金属齿板增强的指接接长层板；当胶合木构件为木柱时，构件层板包括外层的接头经金属齿板增强的指接接长层板和内层的接头经金属齿板增强的平接接长层板；所述胶合木构件的各层板之间以及层板与金属齿板之间有胶粘剂层。本实用新型根据胶合木构件受力特点，在胶合木构件内外层层板分别采用平接和指接接长方式的基础上，在层板的接长处再通过金属齿板的方式进行增强。
【专利说明】含有齿板的增强型胶合木构件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及胶合木制备领域，特别是涉及一种含有齿板的增强型胶合木构件。
【背景技术】
[0002]胶合木结构由于采用了可再生的木材原料而节能环保，通过小尺寸木材粘结的方式而具有结构性能优良、尺寸形状不受原木径级限制等优点，目前在国外发达国家和地区的建筑领域应用较多。
[0003]胶合木由单独的木材层板组成，层板通过缺陷剔除、指接接长，以便获得需要的任意长度，通过胶粘剂的粘合作用，在产品的宽度和高度方向能够获得预设的尺寸。其制备工艺决定了在加工前能够根据结构设计的要求有选择性地剔除影响其力学性能的木节、裂隙和斜纹等天然生长缺陷。为实现胶合木木梁构件力学性能的最优化，生产制造过程中，经特殊设备无损检测或目测层板分等，通过将缺陷较少、强度等级较高的层板用作木梁外层而配置在顶部和底部，而将缺陷较多、强度等级较低的层板用作内层而置于构件中性轴附近实现。
[0004]试验结果表明，胶合木梁的强度更大程度地受制于受拉外层层板的指接强度，经分级工序，受拉区层板强度的提高，构件更多的破坏由受拉外层木材的破坏转移到受拉外层木材的指接脱胶，而构件中性轴附近和受压区木材层板完好或较少有破坏。因此，胶合木用层板指接工序作为构件制备过程中最关键的技术环节，需要额外配置高精度的加工设备、有经验的技术人员，还需专门的养生时间和加工场地，更为重要的是，目前的加工设备的自动化程度、精度，以及工艺水平造成规格材指接过程中构成单元的滑移错动带来刨削量的增大，木材损耗严重。
[0005]综上所述，现有胶合木结构件制备方法中主要存在以下两点不足:
[0006]1、胶合木梁的力学性能受制于最外侧受拉层板的指接强度，而中性轴附近和受压区层板的力学性能并未加以充分利用；
[0007]2、现有胶合木构件用层板的接长均是指接加工接长成型，指接耗用木材、人力、物力、财力，胶合木木梁各层层板统一采用指接接头方式接长，性价比不高。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提出一种含有齿板的增强型胶合木构件及其制备工艺。
[0009]本实用新型采用的技术方案为:一种含有齿板的增强型胶合木构件，胶合木构件由层板、金属齿板和胶粘剂层组成:
[0010](I)当构件为木梁时，构件层板由中性轴上部受压区的平接接长层板和接头经金属齿板增强的平接接长层板，以及中性轴下部受压区的指接接长层板和接头经金属齿板增强的指接接长层板构成；[0011](2)当构件为木柱时，构件层板由外层的接头经金属齿板增强的指接接长层板和内层的接头经金属齿板增强的平接接长层板构成。
[0012]作为优选，(I)当构件为木梁时，所述中性轴上部的平接接长层板为胶合木构件中性轴上部中靠近内层的部分，其层数占该区域总层数的75%以下；中性轴上部的平接接头经金属齿板增强的接长层板为胶合木构件中性轴上部中靠近外层的部分，其层数占该区域总层数的25%以上；中性轴下部的指接接长层板为胶合木构件中性轴下部中靠近内层的部分，其层数占该区域总层数的75%以下；中性轴下部的指接接头经金属齿板增强的接长层板为胶合木构件中性轴下部中靠近外层的部分，其层数占该区域总层数的25%以上；
[0013](2)当构件为木柱时，所述外层的接头经金属齿板增强的指接接长层板，其层板占构件层板总层数的比例在20%?50%范围内；内层的接头经金属齿板增强的平接接长层板，其层板占构件层板总层数的比例在50%?80%范围内。
[0014]作为优选，当胶合木为木梁时，所述胶合木构件层板数量为奇数层时，位于中性轴的木材层板为平接接头经金属齿板增强的接长层板。
[0015]作为优选，所述指接接头包括水平齿指接接头和垂直齿指接接头。
[0016]作为优选，所述金属齿板的宽度为最终木材层板宽度的75%以上，且金属齿板距离木材层板板宽边5mm以上；金属齿板完全压入到木材层板内，且金属齿板和木材层板的上表面平齐；压入到木材层板内的金属齿板的齿，在远离金属齿板方向上，距最近的木节，其距离应大于木节直径的3倍。
[0017]作为优选，所述接头经金属齿板增强的平接接长层板中金属齿板的齿的长度为木材层板厚度的50%?75%，且平接接头位于金属齿板的中心线上；所述接头经金属齿板增强的指接接长层板的指接接头距离压入木材内部的金属齿板的齿的最短距离不小于75mm。
[0018]上述含有齿板的增强型胶合木构件的制备工艺，包括以下工艺:
[0019]I)木材层板接长；
[0020]2)木材层板中平接或指接接头处，金属齿板的压入增强；
[0021 ] 3 )木材层板组坯及涂胶；
[0022]4)压力施加。
[0023]作为优选，所述木材层板间的涂胶量为150?400g/m2，加压时间2?6h ;所述木材层板涂胶工艺包括两种情况:
[0024](I)木材和木材的胶合面上，选用室温固化型结构胶粘剂对待粘结表面进行单面涂胶，所采用的胶粘剂为苯酚-甲醛树脂、间苯二酚-苯酚-甲醛树脂、间苯二酚-甲醛树月旨、三聚氰胺-尿素-甲醛树脂或聚氨酯；
[0025](2)木材和金属齿板的胶合面上，选用金属粘结专用的环氧树脂胶。
[0026]作为优选，所述压力施加成型工艺中，压力的取值较常规的木材-木材粘结压力值高10%?25% ;所述木材层板接长、木材层板涂胶和压力施加工艺，均是在温度18°C?35 °C、相对湿度55%?85%环境条件下完成的。
[0027]作为优选，所述木材层板接长工艺前，进行规格材刨光处理，且需接长的规格材其刨光后厚度偏差小于0.15mm。
[0028]本实用新型根据胶合木构件受力特点，在构件中采用平接和指接接长方式的基础上，在层板的接长处再通过金属齿板压入的方式进行增强。[0029]本实用新型的有益效果:
[0030]1、本实用新型在现有常规胶合木构件的加工制备基础上进行优化，无需单独配置昂贵的专有加工设备即可实现；
[0031]2、现有胶合木制备技术将至少一半的木材层板用平接的方式进行接长，本实用新型减少了所有层板均需指接梳齿和接长，以及养护的工作量；
[0032]3、现有胶合木木梁构件制备技术，胶合木梁构件的力学性能受制于最外侧受拉层板的指接强度，本实用新型将受力要求最高的最外层层板在常规接长方式的基础上，采用金属齿板增强的方式，通过提高连接节点的强度，提高构件的力学性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为含齿板的增强型胶合木梁示意图；
[0034]图2为胶合木梁中性轴上部受压区内层层板平接接头示意图；
[0035]图3为图2的俯视图；
[0036]图4为胶合木梁中性轴下部受拉区内层层板垂直齿指接接头示意图；
[0037]图5为图4的俯视图；
[0038]图6为胶合木梁中性轴下部受拉区内层层板水平齿指接接头示意图；
[0039]图7为图6的俯视图；
[0040]图8为胶合木中性轴上部受压区外层层板齿板增强平接接头示意图，其中5为金属齿板中的齿；
[0041]图9为图8的俯视图；
[0042]图10为胶合木下部受拉区外层层板水平齿指接接长齿板增强的接头示意图；
[0043]图11为图10的俯视图；
[0044]图12为胶合木下部受拉区外层层板垂直齿指接接长齿板增强的接头示意图；
[0045]图13为图12的俯视图；
[0046]图14为含齿板的增强型胶合木柱示意图。
【具体实施方式】
[0047]下面结合【具体实施方式】和附图对本实用新型做进一步说明:
[0048]如图1和14所示，一种含有齿板的增强型胶合木构件，该胶合木构件的中性轴3的上部为受压区，下部为受拉区，胶合木构件的层板包括中性轴上部的平接接长层板7、中性轴上部的平接接长齿板增强的接长层板6、中性轴下部的指接接长层板8和中性轴下部的指接接长齿板增强的接长层板9 ;
[0049]如图2和3所示，所述中性轴上部的平接接长层板7内设有平接接头I ;
[0050]如图8和9所示，所述中性轴上部的平接接长齿板增强的层板6内设有平接接头1，平接接头I上设有金属齿板4 ;所述金属齿板4的宽度为最终木材层板宽度的75%，且金属齿板4距离木材层板板宽边在5mm以上；金属齿板4完全压入到木材层板内，且金属齿板4和木材层板的上表面平齐；压入到木材层板内的金属齿板4的齿5,在远离金属齿板4方向上，距最近的木节，其距离为木节直径的3倍以上；平接接头I经金属齿板4的齿5的长度为木材层板厚度的50%?75%，且平接接头I位于金属齿板4的中心线上；[0051]如图4?7所示，所述中性轴下部的指接接长层板8内设有指接接头2 ;所述指接接头2包括水平齿指接接头和垂直齿指接接头；
[0052]如图10?13所示，所述中性轴下部的指接接头经金属齿板增强的接长层板9内设有指接接头2，所述指接接头2包括水平齿指接接头和垂直齿指接接头；指接接头2上设有金属齿板4 ;所述金属齿板4的宽度为最终木材层板宽度的75%以上,且金属齿板4距离木材层板板宽边5mm以上；金属齿板4完全压入到木材层板内，且金属齿板4和木材层板的上表面平齐；压入到木材层板内的金属齿板4的齿5，在远离金属齿板4方向上，距最近的木节，其距离应大于木节直径的3倍；指接接头2经指接接头距离压入木材内部的金属齿板4的齿5的最短距离不小于75mm。
[0053]所述胶合木构件的各层板之间以及层板与金属齿板之间设有胶粘剂层。
[0054]所述中性轴上部的平接接长层板7为胶合木构件中性轴上部中靠近内层的部分，其层数占该区域总层数的75%以下；
[0055]所述中性轴上部的平接接头经金属齿板增强的接长层板6为胶合木构件中性轴上部中靠近外层的部分，其层数占该区域总层数的25%以上；
[0056]所述中性轴下部的指接接长层板8为胶合木构件中性轴下部中靠近内层的部分，其层数占该区域总层数的75%以下；
[0057]所述中性轴下部的指接接头经金属齿板增强的接长层板9为胶合木构件中性轴下部中靠近外层的部分，其层数占该区域总层数的25%以上。
[0058]所述胶合木构件层板数量为奇数层时，位于中性轴的木材层板为平接接头经金属齿板增强的接长层板。
[0059]上述含有齿板接长层板的增强型胶合木构件的制备工艺，包括以下工艺:
[0060]I)木材层板接长；
[0061]2)木材层板中平接或指接接头处，金属齿板的压入增强；
[0062]3 )木材层板组坯及涂胶；
[0063]4)压力施加。
[0064]所述木材层板涂胶工艺包括两种情况:
[0065]( I)木材和木材的胶合面上，选用间苯二酚-苯酚-甲醛树脂结构胶粘剂对待粘结表面进行单面涂胶；
[0066](2)木材和金属齿板的胶合面上，选用粘结金属专用的环氧树脂胶；
[0067]所述木材层板涂胶量为250?350g/m2，加压时间3?4h。
[0068]所述压力施加成型工艺中，压力的取值为常规的木材-木材粘结压力值的1.1?
1.2倍；所述木材层板接长、木材层板涂胶和压力施加工艺，在温度20°C?30°C，相对湿度60%?70%环境条件下完成。
[0069]所述木材层板接长工艺前，进行规格材刨光处理，且需接长的规格材其刨光后厚度偏差小于0.1mm。
[0070]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种含有齿板的增强型胶合木构件，其特征在于:胶合木构件由层板、金属齿板和胶粘剂层组成: (1)当构件为木梁时，构件层板由中性轴上部受压区的平接接长层板和接头经金属齿板增强的平接接长层板，以及中性轴下部受压区的指接接长层板和接头经金属齿板增强的指接接长层板构成； (2)当构件为木柱时，构件层板由外层的接头经金属齿板增强的指接接长层板和内层的接头经金属齿板增强的平接接长层板构成。
2.根据权利要求1所述的含有齿板的增强型胶合木构件，其特征在于: (O当构件为木梁时，所述中性轴上部的平接接长层板为胶合木构件中性轴上部中靠近内层的部分，其层数占该区域总层数的75%以下；中性轴上部的平接接头经金属齿板增强的接长层板为胶合木构件中性轴上部中靠近外层的部分，其层数占该区域总层数的25%以上；中性轴下部的指接接长层板为胶合木构件中性轴下部中靠近内层的部分，其层数占该区域总层数的75%以下；中性轴下部的指接接头经金属齿板增强的接长层板为胶合木构件中性轴下部中靠近外层的部分，其层数占该区域总层数的25%以上； (2)当构件为木柱时，所述外层的接头经金属齿板增强的指接接长层板，其层板占构件层板总层数的比例在20%?50%范围内；内层的接头经金属齿板增强的平接接长层板，其层板占构件层板总层数的比例在50%?80%范围内。
3.根据权利要求1所述的含有齿板的增强型胶合木构件，其特征在于:当胶合木为木梁时，所述胶合木构件层板数量为奇数层时，位于中性轴的木材层板为平接接头经金属齿板增强的接长层板。
4.根据权利要求1所述的含有齿板的增强型胶合木构件，其特征在于:所述指接接头包括水平齿指接接头和垂直齿指接接头。
5.根据权利要求1所述的含有齿板的增强型胶合木构件，其特征在于:所述金属齿板的宽度为最终木材层板宽度的75%以上,且金属齿板距离木材层板板宽边5mm以上；金属齿板完全压入到木材层板内，且金属齿板和木材层板的上表面平齐；压入到木材层板内的金属齿板的齿，在远离金属齿板方向上，距最近的木节，其距离应大于木节直径的3倍。
6.根据权利要求5所述的含有齿板的增强型胶合木构件，其特征在于:所述接头经金属齿板增强的平接接长层板中金属齿板的齿的长度为木材层板厚度的50%?75%，且平接接头位于金属齿板的中心线上；所述接头经金属齿板增强的指接接长层板的指接接头距离压入木材内部的金属齿板的齿的最短距离不小于75_。
【文档编号】B27D1/10GK203697166SQ201420071921
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2014年2月19日
【发明者】岳孔, 刘伟庆, 陆伟东, 霍瑞丽, 夏蛟, 王磊磊 申请人:南京工业大学