复合物结构构件2的制作方法

本发明涉及施工领域，特别是建筑物施工领域。本发明包括结构木材构件，其能够承受在诸如承木、楼板托梁、屋顶椽条、横梁、立柱等的应用中所需的荷载。

背景技术：

木材是可用于建筑物和其它结构的施工的可再生的天然资源。当树被砍伐时，存在显著的木质材料浪费。通常，该材料在相对低价值的应用例如用于生成热量的燃料、木片、景观产品、生物燃料的生产等中使用。虽然这些是废品的有效用途，但它们不为产品增加价值，而是仅仅最大限度减少木材生产成本方面的经济损失。

数十年来，木材产品用来封存二氧化碳，从而有助于限制气候变化。这在营销可持续的林业和从木材生产的产品方面是实用的优点和差异点。然而，当木质废料被燃烧或以其它方式转化以释放二氧化碳时，这些优点消失或丧失。木材废料的许多现有用途将大量的二氧化碳释放到大气环境中，由此加重了气候变化，并且削弱了木材产品的碳封存优点。

作为一个示例，所谓的“原木芯”(其直径通常为60至80mm)由伐木产生以用于胶合板产品。原木芯常常用来为森林窑提供燃料，或者变成碎片以用于景观应用中。直径小于80mm的木材常常留在森林地面上。

本领域的另一个问题是树木生长到可以砍伐需要大量时间。树木的主干和树枝必须具有足够的直径，以实现诸如锯材的产品的经济生产。对于给定的土地面积来说，较短的生产周期将实现作为时间的函数的生产力的增加。

本申请人此前已在国际专利申请PCT/AU2009/001453(公开号WO/2010/057243)中提出了承载木材构件。虽然在结构应用中有效，但这些现有技术横梁由受困于一些上述问题的木材形成，以致于木材部件被以浪费的方式不必要地砍伐。而且，这些现有技术横梁由相对昂贵的木材形成，并且对于一些应用来说重量或含水量过大。

本发明的一个方面是提供木材结构横梁，该结构横梁可以用浪费较少的木质材料和/或由更快砍伐和/或更经济的和/或重量更轻的木材制成。另一个方面是提供对现有技术木材横梁的替代形式。

将对文献、行为、材料、装置、制品等的讨论包括在本说明书中仅仅是为了给本发明提供上下文。这并不表示或代表这些内容中的任意一项或全部形成了在本申请的每条临时权利要求的优先权日之前存在的与本发明相关的领域中的现有技术基础或公知技术的一部分。

技术实现要素：

在第一方面中，本发明提供了一种结构构件，该结构构件包括：第一圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第一配合表面；第二圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第二和第三配合表面；以及第三圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第四配合表面；其中，第一配合表面被成形为与第二配合表面配合，并且第三配合表面被成形为与第四配合表面配合，第一、第二和第三圆木固定在一起以形成结构上一体化的单元，在该单元中，第一配合表面与第二配合表面接触，且第三配合表面与第四配合表面接触，并且第一、第二和第三圆木彼此基本上平行，并且其中，第一、第二和第三圆木由沿着所述构件的长度间隔开的多个紧固件固定到彼此，所述多个紧固件包括相对于结构构件的纵向轴线设置成锐角和钝角两者的紧固件，所述紧固件延伸穿过第一、第二和第三圆木。

本发明还提供了一种结构构件，该结构构件包括：第一圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第一配合表面；第二圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第二和第三配合表面；以及第三圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第四和第五配合表面；以及第四圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第六配合表面，其中，第一配合表面被成形为与第二配合表面配合，且第三配合表面被成形为与第四配合表面配合，并且第五配合表面被成形为与第六配合表面配合，第一、第二、第三和第四圆木固定在一起以形成结构上一体化的单元，在该单元中，第一配合表面与第二配合表面接触，且第三配合表面与第四配合表面接触，并且第五配合表面与第六配合表面接触，并且第一、第二、第三和第四圆木彼此基本上平行，并且其中，第一、第二、第三和第四圆木由沿着所述构件的长度间隔开的多个紧固件固定到彼此，所述多个紧固件包括相对于结构构件的纵向轴线设置成锐角和钝角两者的紧固件，所述紧固件延伸穿过第一、第二、第三和第四圆木。

本发明还提供了一种结构构件，该结构构件包括：第一圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第一配合表面；第二圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第二和第三配合表面；以及第三圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第四和第五配合表面；以及第四圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第六和第七配合表面；以及第五圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第八配合表面，其中，第一配合表面被成形为与第二配合表面配合，并且第三配合表面被成形为与第四配合表面配合，并且第五配合表面被成形为与第六配合表面配合，并且第七配合表面被成形为与第八配合表面配合，第一、第二、第三、第四和第五圆木固定在一起以形成结构上一体化的单元，在该单元中，第一配合表面与第二配合表面接触，并且第三配合表面与第四配合表面接触，并且第五配合表面与第六配合表面接触，并且第七配合表面与第八配合表面接触，并且第一、第二、第三、第四和第五圆木彼此基本上平行，并且其中，第一、第二、第三、第四和第五圆木由沿着所述构件的长度间隔开的多个紧固件固定到彼此，所述多个紧固件包括相对于结构构件的纵向轴线设置成锐角和钝角两者的紧固件，所述紧固件延伸穿过第一、第二、第三、第四和第五圆木。

本发明还提供了一种结构构件，该结构构件包括：第一圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第一配合表面；第二圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第二和第三配合表面；以及第三圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第四和第五配合表面；以及第四圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第六和第七配合表面；以及第五圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第八和第九配合表面；以及第六圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第十配合表面，其中，第一配合表面被成形为与第二配合表面配合，并且第三配合表面被成形为与第四配合表面配合，并且第五配合表面被成形为与第六配合表面配合，并且第七配合表面被成形为与第八配合表面配合，并且第九配合表面被成形为与第十配合表面配合，第一、第二、第三、第四、第五和第六圆木固定在一起以形成结构上一体化的单元，在该单元中，第一配合表面与第二配合表面接触，并且第三配合表面与第四配合表面接触，并且第五配合表面与第六配合表面接触，并且第七配合表面与第八配合表面接触，并且第九配合表面与第十配合表面接触，并且第一、第二、第三、第四、第五和第六圆木彼此基本上平行，并且其中，第一、第二、第三、第四、第五和第六圆木由沿着所述构件的长度间隔开的多个紧固件固定到彼此，所述多个紧固件包括相对于结构构件的纵向轴线设置成锐角和钝角两者的紧固件，所述紧固件延伸穿过第一、第二、第三、第四、第五和第六圆木。

本发明还提供了一种结构构件，该结构构件包括：第一圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第一配合表面；第二圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第二和第三配合表面；以及第三圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第四和第五配合表面；以及第四圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第六和第七配合表面；以及第五圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第八和第九配合表面；以及第六圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第十和第十一配合表面；以及第七圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第十二配合表面，其中，第一配合表面被成形为与第二配合表面配合，并且第三配合表面被成形为与第四配合表面配合，并且第五配合表面被成形为与第六配合表面配合，并且第七配合表面被成形为与第八配合表面配合，并且第九配合表面被成形为与第十配合表面配合，并且第十一配合表面被成形为与第十二配合表面配合，第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七圆木固定在一起以形成结构上一体化的单元，在该单元中，第一配合表面与接触第二配合表面，并且第三配合表面与第四配合表面接触，并且第五配合表面与第六配合表面接触，并且第七配合表面与第八配合表面接触，并且第九配合表面与第十配合表面接触，并且第十一配合表面与第十二配合表面接触，并且第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七圆木彼此基本上平行，并且其中，第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七圆木由沿着所述构件的长度间隔开的多个紧固件固定到彼此，所述多个紧固件包括相对于结构构件的纵向轴线设置成锐角和钝角两者的紧固件，所述紧固件延伸穿过第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七圆木。

在一个实施例中，圆木中的一个或多个或所有圆木的直径小于约125mm、或约100mm、或约75mm、或约70mm、或约65mm、或约60mm、或约55mm、或约50mm、或约45mm、或约40mm。在另一个实施例中，圆木中的一个或多个或所有圆木的直径小于约60mm。在另一个实施例中，圆木中的一个或多个或所有圆木均为原木芯。

在一个实施例中，所述多个紧固件包括相对于结构构件的纵向轴线设置成交替的锐角和钝角的相邻紧固件。在另一个实施例中，紧固件施加成相对于结构构件的纵向轴线在约10°至约70°之间的锐角、以及相对于结构构件的纵向轴线在约110°至170°之间的钝角。在另一个实施例中，紧固件施加成相对于结构构件的纵向轴线在约25°和约55°之间的锐角、以及相对于结构构件的纵向轴线在约125°和约155°之间的钝角。

在一个实施例中，木材结构构件包括插置在相邻的锐角孔和钝角孔之间的一个或多个孔。在另一个实施例中，插置在相邻的锐角孔和钝角孔之间的(多个)孔成一角度，该角度将由相邻的锐角孔和钝角孔形成的角度对分。在另一个实施例中，插置在相邻的锐角孔和钝角孔之间的孔成一角度，该角度基本上正交于木材结构构件的平坦配合表面。

在一个实施例中，锐角孔和钝角孔和/或插置孔沿着平面设置，该平面沿着木材结构构件的中心纵向轴线延伸。

在一个实施例中，第一配合表面是通过沿着第一圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第二配合表面是通过沿着第二圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第三配合表面是通过沿着第二圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第四配合表面是通过沿着第三圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第五配合表面(当存在时)是通过沿着第三圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第六配合表面(当存在时)是通过沿着第四圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第七配合表面(当存在时)是通过沿着第四圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第八配合表面(当存在时)是通过沿着第五圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第九配合表面(当存在时)是通过沿着第五圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第十配合表面(当存在时)是通过沿着第六圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，第十一配合表面(当存在时)是通过沿着第六圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面，并且第十二配合表面(当存在时)是通过沿着第七圆木的长度移除小的区段而得到的基本上平坦的表面。

在一个实施例中，第一、第二、第三、第四、第五(当存在时)、第六(当存在时)、第七(当存在时)、第八(当存在时)、第九(当存在时)、第十(当存在时)、第十一(当存在时)、或第十二(当存在时)基本上平坦的配合表面平行于木材结构构件的任何其它基本上平坦的配合表面。

在一个实施例中，第一、第二、第三、第四、第五(当存在时)、第六(当存在时)、第七(当存在时)、第八(当存在时)、第九(当存在时)、第十(当存在时)、第十一(当存在时)和第十二(当存在时)基本上平坦的配合表面彼此平行。

在一个实施例中，结构构件设有多个孔，所述多个孔穿过第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)圆木，每个孔被成形为接纳所述多个紧固件中的一个。在另一个实施例中，所述多个孔包括相对于结构构件的纵向轴线形成锐角的孔和相对于结构构件的纵向轴线形成钝角的孔。在另一个实施例中，紧固件由粘合剂固定在孔中。在一个实施例中，孔尺寸设计成允许在其边缘和紧固件之间足够的间隙，以允许每个紧固件被粘合剂封装在相关的孔内。在另一个实施例中，粘合剂对紧固件的封装防止紧固件接触其所位于的孔的侧面。在另一个实施例中，紧固件的端部设有帽盖，所述帽盖防止紧固件的端部暴露于环境。

在一个实施例中，其中，紧固件为钢筋。

在一个实施例中，第一圆木的端部设有第一径向切口，并且第二圆木的端部设有第二径向切口，并且第三圆木的端部设有第三径向切口，并且第四圆木(当存在时)的端部设有第四径向切口，并且第五圆木(当存在时)的端部设有第五径向切口，并且第六圆木(当存在时)的端部设有第六径向切口，并且第七圆木(当存在时)的端部设有第七径向切口，第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)圆木的端部在木材结构构件中彼此相邻，并且径向切口被成形和定位成允许木材结构构件与另一个构件接合，该另一个构件具有倒圆的横截面。

在一个实施例中，第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)径向切口的轴线对准。在另一个实施例中，第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)径向切口的轴线平行。在另一个实施例中，第一和/或第二和/或第三和/或第四(当存在时)、和/或第五(当存在时)和/或第七(当存在时)径向切口的轴线成角度以允许木材结构构件与该另一个圆木形成成角度的连接。

在一个实施例中，第一圆木的端部设有尺寸设计成接纳第一连接榫钉的第一轴向内孔，并且第二圆木的端部设有尺寸设计成接纳第二连接榫钉的第二轴向内孔，并且第三圆木的端部设有尺寸设计成接纳第三连接榫钉的第三轴向内孔，并且第四圆木(当存在时)的端部设有尺寸设计成接纳第四连接榫钉的第四轴向内孔，并且第五圆木(当存在时)的端部设有尺寸设计成接纳第五连接榫钉的第五轴向内孔，并且第六圆木(当存在时)的端部设有尺寸设计成接纳第六连接榫钉的第六轴向内孔，并且第七圆木(当存在时)的端部设有尺寸设计成接纳第七连接榫钉的第七轴向内孔，第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)圆木的端部在木材结构构件中彼此相邻。

在一个实施例中，第一连接榫钉居中地定位在第一内孔内以与第一圆木同轴，并且第二连接榫钉居中地定位在第二内孔内以与第二圆木同轴，并且第三连接榫钉居中地定位在第三内孔内以与第三圆木同轴，并且第四连接榫钉(当存在时)居中地定位在第四内孔内以与第四圆木同轴，并且第五连接榫钉(当存在时)居中地定位在第五内孔内以与第五圆木同轴，并且第六连接榫钉(当存在时)居中地定位在第六内孔内以与第六圆木同轴，并且第七连接榫钉(当存在时)居中地定位在第七内孔内以与第七圆木同轴。

在一个实施例中，第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)连接榫钉分别通过定心环而在第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)中居中。

在一个实施例中，木材结构构件的长度是在建筑物施工中使用的标准长度。在另一个实施例中，木材结构构件具有约1200mm、或约2400mm、或约3600mm的长度。

在一个实施例中，连接榫钉选自包括软钢杆和高强度钢杆的组。在另一个实施例中，连接榫钉由粘合剂分别固定在相应的内孔中。

在一个实施例中，内孔尺寸设计成允许在其边缘和相关的连接榫钉之间足够的间隙，以允许粘合剂将连接榫钉封装在相关的内孔内。

在一个实施例中，通过使用施加到第一和/或第二和/或第三和/或第四和/或第五(当存在时)和/或第六(当存在时)和/或第七(当存在时)和/或第八(当存在时)和/或第九(当存在时)和/或第十(当存在时)和/或第十一(当存在时)和/或第十二(当存在时)配合表面的粘合剂，第一圆木固定到第二圆木，并且第二圆木连接到第三圆木，并且第三圆木连接到第四圆木(当存在时)，并且第四圆木连接到第五圆木(当存在时)，并且第五圆木连接到第六圆木(当存在时)，并且第六圆木连接到第七圆木(当存在时)。

在另一个方面中，本发明提供了一种延长跨度的木材结构构件，该结构构件包括如本文所述的两个或更多个木材结构构件，该木材结构构件通过端面连接到彼此。在一个实施例中，木材结构构件具有大于约3米的长度。

在一个实施例中，延长跨度的木材结构构件包括：连接构件；以及连续的凹部，其横跨两个邻接的圆木形成，其中，连接构件座置在凹部中，从而骑跨(straddle)所述两根圆木的邻接的端面。

在一个实施例中，凹部形成于邻接的圆木的非端面上。

在一个实施例中，端面交错。

在一个实施例中，连接构件基本上以所述构件的纵向轴线为中心。

在一个实施例中，连接构件设置在两个紧固件之间的大致中间。

在一个实施例中，连续的凹部延伸进入下面或上面的圆木的非端面，使得连接构件座置在凹部中，从而骑跨(i)所述两根圆木的邻接的端面，以及(ii)在邻接的两根圆木与下面或上面的圆木之间的接口。

在一个实施例中，连接构件为键或其功能等同物。

在一个实施例中，连接构件为大体上长方体的。

在本发明的另一个方面中，提供了一种用于制造木材结构构件的方法，该方法包括以下步骤：提供具有沿着其长度纵向延伸的第一配合表面的第一圆木；提供具有沿着其长度纵向延伸的第二和第三配合表面的第二圆木；提供具有沿着其长度纵向延伸的第四配合表面和任选地第五配合表面的第三圆木；任选地提供具有沿着其长度纵向延伸的第六配合表面和任选地第七配合表面的第四圆木；任选地提供具有沿着其长度纵向延伸的第八配合表面和任选地第九配合表面的第五圆木；任选地提供具有沿着其长度纵向延伸的第六配合表面和任选地第十一配合表面的第十圆木；以及任选地提供具有沿着其长度纵向延伸的第十二配合表面的第七圆木，其中，第一配合表面被成形为与第二配合表面配合，并且第三配合表面被成形为与第四配合表面配合；将第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)圆木固定在一起以形成结构上一体化的单元，在该单元中，第一配合表面与第二配合表面接触，并且第三配合表面与第四配合表面接触，并且第五配合表面(当存在时)与第六配合表面(当存在时)接触，并且第七配合表面(当存在时)与第八配合表面(当存在时)接触，并且第九配合表面(当存在时)与第十配合表面(当存在时)接触，并且第十一配合表面(当存在时)与第十二配合表面(当存在时)接触，并且第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)圆木彼此基本上平行，并且其中，固定的步骤包括以下步骤：相对于结构构件的纵向轴线以锐角和钝角施加沿着该构件的长度间隔开的多个紧固件，使得所述紧固件延伸穿过第一、第二、第三、第四(当存在时)、第五(当存在时)、第六(当存在时)和第七(当存在时)圆木。

在一个实施例中，该方法包括施加插置在相邻的锐角紧固件和钝角紧固件之间的一个或多个紧固件的步骤。

在该方法的一个实施例中，圆木中的一个或多个或所有圆木的直径小于约125mm、或约100mm、或约75mm、或约70mm、或约65mm、或约60mm、或约55mm、或约50mm、或约45mm、或约40mm。在另一个实施例中，圆木中的一个或多个或所有圆木的直径小于约60mm。在另一个实施例中，圆木中的一个或多个或所有圆木均为原木芯。

在该方法的一个实施例中，所述多个紧固件包括相对于结构构件的纵向轴线设置成交替的锐角和钝角的相邻紧固件。

在该方法的一个实施例中，紧固件施加成相对于结构构件的纵向轴线在约10°至约70°之间的锐角、以及相对于结构构件的纵向轴线在约110°至170°之间的钝角。在另一个实施例中，紧固件施加成相对于结构构件的纵向轴线在约25°和约55°之间的锐角、以及相对于结构构件的纵向轴线约125°至约155°的钝角。

在另一个方面中，本发明提供了一种由本文所述方法生产的木材结构构件。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的结构构件的透视图。

图2示出了根据本发明的实施例的结构构件的图解视图(未按比例绘制)。该构件由三个子构件构成，子构件通过交替的钝角和锐角紧固件接合。

图3示出了根据本发明的实施例的结构构件的图解视图(未按比例绘制)。该构件由三个子构件构成，子构件通过交替的钝角和锐角紧固件以及插置的紧固件接合。

图4示出了根据本发明的实施例的结构构件的图解端视图。该构件由四个子构件构成，子构件源于原木芯。

图5A示出了根据本发明的实施例的延伸跨度的结构构件的图解侧视图(未按比例绘制)。结构构件由利用一系列键层合在一起的五个原木芯构成。

图5B是图5A的虚线区域的分解图解视图。

图6示出了5A的结构构件的图解侧视图(未按比例绘制)，该图带注释，以显示尺寸(单位：mm)。

具体实施方式

在考虑此描述之后，如何在各种备选实施例和备选应用中实施本发明对于本领域技术人员来说将显而易见。然而，虽然本文将描述本发明的各种实施例，但应当理解，这些实施例仅以举例方式提供，而不进行限制。因此，各种备选实施例的此描述不应理解为限制本发明的范围或广度。此外，对优点或其它方面的陈述适用于具体的示例性实施例，并且不一定适用于由权利要求涵盖的所有实施例。

贯穿本说明书的描述和权利要求，用语“包括”及其变型，例如“包含”和“具有”并非意图排除其它添加物、部件、整数或步骤。

在该说明书全文中，对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在该说明书全文中，在不同地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定全部指的是同一实施例，但可以指同一实施例。

在第一方面中，本发明提供了一种结构构件，该结构构件包括：

第一圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第一配合表面；

第二圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第二和第三配合表面；以及

第三圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第四配合表面，其中，

第一配合表面被成形为与第二配合表面配合，并且第三配合表面被成形为与第四配合表面配合，第一、第二和第三圆木固定在一起以形成结构上一体化的单元，在该单元中，第一配合表面与第二配合表面接触，并且第三配合表面与第四配合表面接触，并且第一、第二和第三圆木彼此基本上平行，并且其中，第一、第二和第三圆木由沿着所述构件的长度间隔开的多个紧固件固定到彼此，所述多个紧固件包括相对于结构构件的纵向轴线设置成锐角和钝角两者的紧固件，所述紧固件延伸穿过第一、第二和第三圆木。

申请人认为，具有显著的承载能力的横梁可以通过使用紧固在一起的三根或更多根圆木形成，每根圆木具有相对小的直径。用于生产承载构件的小直径圆木的使用显著偏离现有技术。在本申请的申请日期，小直径的圆木被认为在建筑施工中无用(或至少用途有限)，原因是缺乏具有有限横截面积的构件的承载能力。在一些实施例中，使用4根、5根、6根或7根圆木。

本申请人发现，具有三根或更多根圆木(其中圆木以规定方式紧固到一起)的横梁使横梁具有大于单独的圆木的总能力的出乎意料的承载能力。

一些实施例的另一个优点包括单位长度的构件更低的重量。在一些实施例中，避免具有较大横截面积的构件可以提供较轻的产品。这有助于降低运输成本并方便搬运。

重量方面的优点也通过方便干燥较小的圆木而获得，如下文进一步讨论的。

一些实施例的另一个优点是较低的单位长度成本。如背景技术部分中讨论的，树木的许多部分在采伐和加工过程中被浪费。本发明的构件可以由这样的废料形成，并且实际上在一些情况下由通常丢弃在森林地面上等待降解的树枝形成。

一些实施例的另一个优点在于，相对小的圆木更快地和/或在更大程度上和/或完全地被干燥。较小的圆木具有较大的表面积与体积比，因此水分被从木材更迅速和/或更彻底地提取出。窑干燥可能是木材生产过程中的重要步骤，以确保通过缩水产生的总尺寸变化被限制到干燥过程。理想的是，木材被干燥至与木材日后(在使用中)将获得的均衡含水量。因此，进一步的尺寸变化将保持最小。

干燥的木材比新材更轻且大多数强度属性都更强，并且可以更容易浸渍。干木材通常也比新材更容易处理、加工、抛光和胶合。油漆和涂饰剂持续时间也更长。

较大的圆木可能在使用之前永远不会被充分地干燥，或者可能花费不切实际或不经济的时间来干燥。

使用4根、5根、6根或7根小直径(40mm至60mm)圆木形成复合结构构件的另一个优点在于，这样小的圆木可以在制造中甚至以相对高的含水量使用。不希望受理论限制，提出，较小圆木中的收缩应力远小于较大圆木，因此由较小圆木形成的复合构件可以在制造之后被干燥。这在制造中提供了时间优点，原因是可以在不预先干燥圆木的情况下制造构件。备选地，制造商不会被迫保存预干燥的圆木的存货。

使用多根圆木(包括4根、5根、6根或7根圆木)的又一个优点在于，在圆木的局部中的任何缺陷(其可造成结构弱点)被该缺陷正上方和/或下方的圆木中的木材至少部分地补偿。虽然复合构件中的每根圆木可具有薄弱区域，但两根圆木在同一点处具有弱点的可能性非常小。

在本发明的语境中使用的圆木的直径小于在申请人此前的国际专利申请PCT/AU2009/001453中公开的直径。在结构横梁的一个实施例中，一根、两根或三根圆木的直径小于约125mm。在另一个实施例中，一根、两根或三根圆木的直径小于或小于约100mm。在又一个实施例中，一根、两根或三根圆木的直径小于或约75mm。

已经惊奇地发现，甚至更小直径(约40mm至约60mm之间，例如原木芯)的圆木可以用来制造可用的木材结构构件。在使用这样小的直径的圆木的情况下，通常需要4根、5根、6根或7根圆木来获得具有可用强度的复合构件。所得到的复合结构构件可以用作成本很低的托梁。这样的结构构件可具有低至40mm的宽度。

申请人进一步发现，通过将两个或更多个构件并排放置(使得每个相似的元件纵向邻接)并且利用榫钉和粘合剂和/或角撑板等横向层合以提供具有两个或更多个构件的更坚固的多件托梁，这样的托梁可被进一步加强(在必要的情况下)。

通常，圆木的直径基本上相等。

用于第一和/或第二和/或第三圆木的木材可以是所谓的“真圆木段”(true round section)、“真圆木”(true round)。圆木描述于澳大利亚标准1720第6章中，并且通常由作为可再生人工林木材商业种植的针叶树制成。这些木材通常生长快速，容易采伐，并且具有较低的自然缺陷率。

多个树种的木材适合形成真圆木，特别是对于其长度的相当大一部分来说往往具有相对恒定的直径的那些类型的树种，以使在修剪和圆形化过程中的浪费最小化。诸如湿地松或加勒比松杂种的种植松树材料往往会形式合适的真圆木。可以考虑的其它材料包括花旗松和各种桉树品种。

真圆木特别坚固，因为木材纤维的天然强度未被锯切或其它处理破坏。圆木的完整性得以保持，并且圆形化圆木所需的修剪过程不会大幅影响圆木的总强度。木材的自然特性使得圆木的中心芯或木髓相对较软，并且具有较低结构强度。另一方面，木材的周边要硬得多，并且木材纤维能够承受较高的拉伸荷载。另外，该较硬的外层更耐吸水和抵御昆虫侵害，因此，在制备真圆木的过程中通过使木材的外周很大程度上保持完好，木材的结构完整性得以保持。

在本发明的一些形式中的圆木不严格遵循澳大利亚标准1720，而是可以具有较小直径，使得不能满足该标准。然而，通过将至少三根圆木紧固在一起，也可以达到所需的承载能力。

在一些实施例中，圆木为“原木芯”。技术人员应当理解，原木芯是圆形的经压力处理的柱。原木芯已在铣床中转变至基本上所有软木都已去除的程度(对于胶合板制造来说)，从而留下通常致密且不可挠曲的硬木芯。铣削过程剥离树皮、形成层、边材和甚至一些心材以制成薄木板。这使柱上没有边材。

原木芯的硬木芯不吸收压力处理和防腐剂以及软木，导致通常将不能像在外部具有处理过的软木的柱那样耐用的劣质柱。

申请人发现，原木芯在经济上和技术上可行的用途在于，芯可以在诸如本文所公开的复合木材产品中使用。使用多个原木芯(和甚至具有低至约70、60、50或40mm的直径的原木芯)可生产可用于施工中但却性价比很高的构件。

如在背景技术部分中讨论的，原木芯基本上是林业废品，在市场上具有极低的价值。在一个实施例中，本发明涉及仅由原木芯构成的木材结构构件。

考虑到原木芯的小直径，应当理解，可能需要较大数量的圆木来实现任何所需的结构性质。例如，虽然仅由较大直径圆木构成的结构构件可能仅需要2根或3根圆木，但使用原木芯可能需要4根、5根、6根、7根或8根圆木来实现有用的结果。

相应地，在另一个方面中，本发明提供了一种结构构件，其包括：第一圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第一配合表面；第二圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第二和第三配合表面；以及第三圆木，其具有第四和第五配合表面；以及第四圆木，其具有沿着其长度纵向延伸的第六配合表面，其中，第一配合表面被成形为与第二配合表面配合，并且第三配合表面被成形为与第四配合表面配合，第一、第二和第三圆木固定在一起以形成结构上一体化的单元，在该单元中，第一配合表面与第二配合表面接触，并且第三配合表面与第四配合表面接触，并且第一、第二和第三圆木彼此基本上平行，并且其中，第一、第二和第三圆木由沿着所述构件的长度间隔开的多个紧固件固定到彼此，所述多个紧固件包括相对于结构构件的纵向轴线设置成锐角和钝角两者的紧固件，所述紧固件延伸穿过第一、第二和第三圆木。

在一个实施例中，第一、第二、第三和第四圆木均为原木芯，并且任选地原木芯具有在约40mm和约60mm之间的直径。

不希望以任何方式受理论限制，在此提出，使用较大数量的圆木导致具有比每根单独的圆木的简单加总值更大的强度的结构构件。相比本来预计那样，这样的构件可以更硬且较不易变形或偏转。在此认为，每根增加的圆木提供另一个剪切面，其中每个增加的剪切面提供递增的优点。

在一个实施例中，所述多个紧固件包括相邻紧固件。使用较小直径的圆木需要专门考虑紧固件所设置成的锐角和钝角，以便在一些情况下提供所需的承载能力。发现的优点是，锐角等于或大于约20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°或65°。锐角可以小于约70°、65°、60°、55°、50°、45°、40°、35°、30°或25°。在一个实施例中，锐角为约45°。技术人员理解，本文指定的角度不需要在数值上准确地为提及的角度。实际上，本领域通常不要求很高的精度，这些角度中5％的偏差通常是允许的。然而，在工程规范为了提供预定的承载能力而要求的情况下，可以提供更低的公差。

通常，钝角通过将锐角与90°相加来计算。在一些实施例中，钝角等于或大于约110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°、145°、150°或155°。钝角可以小于约160°、155°、150°、145°、140°、135°、130°、125°、120°或115°。在一个实施例中，钝角为约135°。

在一些实施例中(且包括其中圆木为原木芯和其中在结构构件中使用4根、5根、6根、7根或8根原木芯的实施例)，使用在25度和35度之间、特别地约30度的紧固件锐角。提议30度的最佳角度(而不论构件高度、宽度或销尺寸等)。最大优点可见于这些实施例中：对于该构件可能的最长紧固件的最大粘合剂覆盖百分比(在最大长度(即斜边长度)下)均发生在约30度下。

圆木的配合表面可以具有技术人员认为的任何合适的任何构型，然而，该表面通常为基本上平坦的。考虑在本发明的结构构件中使用三根圆木，第二(中心)圆木可具有两个配合表面：第一配合表面被构造成邻接第一圆木，第二配合表面被构造成邻接第三圆木。

圆木可以被机加工或以其它方式处理，以沿着圆木的长度移除小的区段，以便提供基本上变平的配合表面。变平的配合表面占圆木的直径的比例经选择，以提供制造成具有合适尺寸横截面的结构构件。要移除的合适的小区段尺寸可以是深度为圆木直径的大约0.2倍的区段，即，对于75mm的圆木来说，具有大约15mm的深度的小区段被移除。根据可能需要的特定结构应用，该比例可以改变。

申请人已发现，减小配合表面区域的宽度在低于临界表面积时导致上述碎裂效应的增加。此外，上文讨论的剪切面效应的优点消失。

鉴于上述情况，应当理解，在圆木数目增加以牺牲支承表面的情况下，可以获得优点。

在一些实施例中，对于内部圆木(例如，6圆木构件的第2、3、4和5根圆木)的剪切面来说，结构构件具有较小宽度，这允许更大的高度。作为一个示例，对于50mm直径的构件来说，20mm宽度的剪切区提供44mm的高度。在另一个示例中，40mm的剪切区提供30mm的高度。

对于一些应用来说，可以考虑复合结构构件的高宽比。对于一些应用来说，优选的是高宽比不超过约5:1。举例来说，由直径40mm的圆木制成的40mm宽的构件高度不应超出200mm。

在接合经机加工的圆木以形成结构构件之前，圆木可以用防腐剂处理以提供使用寿命保护。根据结构构件的预期应用，可以赋予不同程度的保护。合适的防腐剂可以通过采用称为季铵铜(ACQ)的处理来提供，该防腐剂不含铬和砷。

一旦具有配合的支承表面(如上所述)，圆木就被固定在一起。圆木首先使用夹具并到一起，并且结构构件被沿着配合表面层合。

第一、第二和第三圆木可以以技术人员认为合适的任何构型邻接，包括以层叠构型(即，第一圆木直接在第二圆木上方，第二圆木直接在第三圆木上方)。在该构型中，第一和第三圆木各自具有单个配合表面，并且第二圆木具有两个配合表面，如上所述。

备选地，圆木可以被构造成使得每根圆木邻接两根其它圆木，使得每根圆木具有两个配合表面。

在配合表面为基本上平坦的情况下，表面中的至少两个或三个为基本上平行的。通常，所有基本上平坦的配合表面都是平行的。

本发明的木材横梁包括紧固件，该紧固件可以被插入例如通过钻穿三根圆木而钻穿结构构件的孔中。紧固件接着被插入孔中并可选地使用粘合剂结合材料固定在位。

技术人员将能够选择合适的紧固件类型，并且可以从销、榫钉、杆或螺栓中选择。在一个实施例中，紧固件是在混凝土施工行业中常用的变形钢筋的类型。

紧固件可以通过技术人员认为合适的任何方法插入，并且可以被手动旋转至最终位置，或者借助于电钻或类似装置旋转。

备选的紧固件包括例如热镀锌变形的或Y形钢筋榫钉，或任何其它榫钉/杆/紧固件，其具有合适的强度性质以满足结构构件和结构构件将暴露到的环境条件的要求。例如，并且根据结构构件的提议的应用，可以部署具有变化的防腐性的紧固件。

孔的位置和角度可以经选择，以确保一旦紧固件已被固定在位，就会发生足够的结合，以确保结构构件的真正复合作用。

孔的直径和紧固件的尺寸可以根据结构构件的预期应用来选择。孔可以尺寸设计成允许紧固件以足够的间隙配合，如由所使用的粘合剂结合材料的性能特性所决定的。孔的直径可以比将插入其中的紧固件的最大直径大从约0.5mm至约4mm。

技术人员理解，在变形钢筋的命名中使用的测量值可能不会恰当地反映钢筋的真实尺寸，并且在决定接纳孔的直径之前应当进行单独的测量。例如，通常称为“16mm”钢筋的部件典型地具有17.5mm的最宽直径，因此当在紧固件和孔壁之间需要1mm的间隙时，使用直径19.5mm的孔。

在一个实施例中，孔和紧固件具有相对小的直径。可以使用直径等于或小于约12mm或约10mm的紧固件。例如，可以使用N10变形钢筋(Mesh and Bar Pty Ltd,Australia)。直径相对小的孔需要更少量的胶水(当使用时)，从而增加本发明的横梁的性价比。

当将紧固件固定在孔中时，预成形的环形定心环可以用来确保紧固件可以在孔中居中定位。定心环(下文所述)允许粘合剂通过环流入孔中，以确保紧固件被粘合剂完全封装。粘合剂从孔的一端注射到紧固件周围，孔的另一端允许空气在注射过程中逸出。这确保粘合剂均匀分布在孔内的榫钉周围。粘合剂可以使用例如带触发器的打胶枪或气动打胶枪注射。垫圈(下文所述)也可以横跨两根圆木之间的接口设置在孔内部，以防止胶水在接口处逸出。

一旦构件已位于夹具内，紧固件就被插入孔中，并且进行胶水注射。在粘合剂实现初始固化的同时，圆木保持在位。这通常在4小时内发生，但依赖于包括温度、木材的含水量和胶水配方在内的多个变量。如果需要拱形的结构构件，可以通过将拱度施加到圆木和成形夹具中来实现。在粘合剂固化同时将初凝施加到圆木将确保预拱度保持在结构构件中。

粘合剂结合材料可以例如包括双组分的环氧树脂材料，或在一些应用中可以使用单相环氧树脂。理想的是，环氧树脂完全包封紧固件，从而沿着其整个长度为紧固件提供腐蚀屏障。具体而言，合适的粘合剂为结构环氧树脂，例如不含触变溶剂的防水环氧树脂。粘合剂结合材料提供附加的有益效果，即为嵌入的紧固件提供防腐保护。

紧固件可以穿过结构构件，以提供对纵向开裂显示具有约束的结构构件，纵向开裂是高荷载失效典型的。紧固件的精确数目、类型和插入角度将取决于结构构件的预期应用。

紧固件可以以重复的V形图案插入以提供桁架效果(参见例如图2)，即，紧固件(在其对角线构型中)将施加的荷载从支承表面传递到外部连接节点，从而减少由木材纤维独自承受的应力量的能力。

在一些实施例中，木材结构构件包括多于一个系列的紧固件。例如，在第一系列的紧固件沿着构件的中心轴线对准的情况下，第二系列可以设置到右侧，并且第三系列设置到左侧(当在平面图中考虑时)。第二和第三系列的紧固件可以以重复的V形图案插入(并以本文中其它地方针对中心系列的紧固件描述的角度)。在一个实施例中，就紧固件之间的间距、和/或紧固件插入的角度和/或它们在木材结构构件内的绝对位置而言，在第二和第三系列中的紧固件的布置是类似的，或者基本上相同的。第二和第三系列的紧固件的这些参数可以不同于第一中心系列的紧固件的参数。在一些实施例中，三个系列中的至少两个相对于彼此交错。

第一、第二和第三系列的紧固件通常沿着平行线设置。在第一系列和第二系列之间的偏移量与第一系列和第三系列的紧固件之间的偏移量通常是基本上相同的。偏移量大小可能受孔的大小(较大的孔一般决定较大的偏移量)和木材结构构件的宽度(较宽的构件允许在各系列紧固件之间更大的间距)的影响。偏移量可以大于约12mm、15mm、18mm、21mm、24mm、27mm或30mm。

使用沿着木材结构构件纵向设置的多个系列的紧固件通常提供了宽度大于约40mm、50mm、75mm、100mm、125mm、150mm、175mm或200mm的木材结构构件。更宽的构件可以适用于其中有必要横跨较大的支承表面分布荷载的应用中，例如，当木材结构构件被用作地板的支承面(例如，胶合板)时。在这种情况下，横梁的支承表面可以是基本上平坦的，以允许与地板或其它地板下结构紧密配合。

设置成90°(即，垂直于结构构件的纵向轴线)的紧固件将不提供任何桁架效果，并且会导致每个紧固件非常短的胶水结合长度(每根销大约2倍直径)。

在结构构件的相同边缘上的相邻紧固件的端部之间的距离可以为结构构件的横截面的约1/3。

根据结构构件的预期应用，结构构件的圆木的任一端或两端可以设有轴向内孔和/或径向切口，以有利于将结构构件连接到另一个构件或结构。

轴向内孔使得可以在结构构件的每一端处形成榫钉式端纹连接。轴向内孔被机加工到圆木的一端(或多个端部)内预定深度处。每个内孔尺寸设计成接纳钢榫钉(或类似物)，如图所示。

按照如上所述紧固件的插入，轴向内孔通常将具有比榫钉略大的直径，以允许粘合剂结合材料被注入并充分地包围榫钉，从而确保榫钉和圆木之间的高强度结合的连接。粘合剂可以使用例如带扳机的打胶枪或气动打胶枪注射。

为了确保榫钉在内孔内居中，可以使用环形预成形的定心环。定心环(通常为O形环)可包括中心孔口，其具有与将使用的榫钉基本上相同(或略大)的直径。定心环的周围设有多个凸耳，凸耳尺寸设计/定位成与内孔的边缘接合。在使用中，定心环沿着榫钉放置和固定，其中每个构件至少一个定心环，榫钉将需要穿过其中。

榫钉接着穿过定心环的中心孔口被插入内孔中。定心环确保榫钉在内孔内居中定位，并且允许粘合剂注入内孔的边缘和凸耳之间的内孔中。定心环可以由塑料、金属或复合材料制成。

可以使用横跨结构构件100和其附接到的任何其它构件之间的(多个)接口的垫圈，从而限制胶水向构件之间的接头内的渗漏。垫圈可包括具有中心孔口的环带，环带的内径与榫钉基本上相同，并且环带的外径与槽口(rebate)基本上相同，槽口被镗孔且与内孔轴向对准。垫圈的长度可以在2和10mm之间，并且槽口的长度因此需要至少足以容纳垫圈，且垫圈从一构件横跨两者间的接口越界进入另一构件中。环带的内表面具有多个凸耳，凸耳尺寸设计和定位成将插入的榫钉保持在内孔(或孔)中且使其居中。

当将结构构件连接到另一个构件或圆木时(或当将结构构件的三根圆木连接在一起时)，该过程通常需要在相关的构件或圆木中钻出所需的孔，插入榫钉/紧固件(在使用或不使用定心环的情况下)，横跨接头插入垫圈，然后将胶水从孔的暴露端注射通过构件或圆木。

备选地，榫钉/紧固件-垫圈组合可以同时插入。如果需要，胶水可以利用抽气孔注射。一旦胶水已被注入，榫钉/紧固件就会被胶水封装。通过使用端帽或将榫钉的端部浸入诸如液态橡胶的化合物中以便形成直径基本上等于内孔或略小的帽盖，可保护榫钉/紧固件的端部以防止接触木材。

就紧固件而言，端帽也可以用来使紧固件在内孔中居中，在这种情况下，可能不需要如上文所讨论的定向装置。端帽也防止紧固件的端部暴露于环境，并且用来使紧固件的端部平滑/缓冲该端部，从而解决潜在的断裂点问题。

在一些实施例中，紧固件可以设置成确保紧固件任何部分都不延伸到构件之外。多个建筑标准具有针对防火木材部件的规定，包括要求金属紧固件(作为良好热导体)与环境适当地绝缘。因此，紧固件可以设置成使得在紧固件的端部和构件的最近边缘之间至少存在某个最小深度的木材(例如，至少20mm)。备选地，塞或端帽可以实现相同水平的绝缘。

除了允许固定榫钉之外，轴向内孔也可以移除圆木的中心(且通常最弱的)部分。这又为整个结构构件提供增强的强度/结构完整性。

一旦榫钉被固定在结构构件中，其自由端就可用来将结构构件连接到附加的构件/结构。由这样的组合结构经受的负荷力接着被轴向传递通过结构构件的圆木。这用来增加组合结构的强度。

此外，通过将连接榫钉容纳在圆木内，榫钉很大程度上受到针对火灾的保护和绝缘。其它已知的接合系统利用外部装配的连接器(例如，榫钉、销、钉子、螺栓、板等)。据发现，在火灾情况下，这样的外部装配的连接器将热量传递到托梁的木材中，导致托梁失稳的不期望的增加。理论上，这种失稳的增加是由连接器变得过热引起，这使得孔中的木材烧焦并收缩，从而在正在移动的构件中形成动态应力。

通过提供内部榫钉连接器，避免了这个问题，并且结构构件的防火等级取决于圆木。还应当指出，本发明中使用的圆木本身就比锯材更不易燃。

在使用中，可以想到，榫钉的自由端将被插入正在固定到结构构件的构件/结构的内孔中。与上文所述类似的结合布置用来确保榫钉的两端被正确地锚固在其相应的内孔中。

通过用一对轴向榫钉提供到结构构件的连接，防止了在施加荷载时结构构件的扭转。如果需要，结构构件的两端可以以这样的方式固定，在这种情况下，使用四个高强度轴向榫钉连接件将构件固定在位。

在结构构件将要连接到圆形柱或类似物(例如，另一个真圆木)的情况下，圆木的端部还可以设有径向切口。虽然使用了术语“径向”，但应当理解，切口不一定精确地为圆形的，并且可具有更一般的扇形或凹形形状。切口的曲率半径或形状被选择成反映圆形柱的直径或该结构构件可能连接到的另一个构件的大体上凹形的形状。这有助于与圆形柱或其它构件的简洁且结构上牢固的连接。

径向切口可以使用例如定制的大镗孔锯床机加工到圆木中。此外，径向切口的轴线的角度可以被选择，以允许与另一个构件以任何取向相连。

在另一个方面中，本发明提供了用于生产本文所述木材结构构件的方法。

所述木材结构构件可以在技术人员认为它们合适的任何应用中使用。一种具体的应用是作为由本发明的结构构件形成的复合托梁，其相比传统的单构件部段显示具有许多有益效果。例如，结构构件可以提供作为横梁使用所需的合适的深宽比：该比率为大约2:1，使其很适合作为抗弯构件使用。该构件通过利用低成本的原材料、来自采伐和铣削的废料以及较不昂贵的针叶树种而经济地制造。

在一些实施例中，木材结构构件可具有这样的构造：其使得为了实现最大的承载能力，构件必须设置成一个面指向荷载矢量，同时相对面背离荷载矢量。作为示例，在紧固件布置成V形图案的情况下，木材结构构件应安装成使得“V”形为直立的。横梁的中心在其最弱点处，并且在“V”形朝横梁的中心设置的情况下，不对称性变得特别明显。此时，在“V”形被定向成直立的情况下强度未被削弱，然而当横梁被旋转通过180度(使得“V”形被反转)时，在横梁下表面处(在该处应变/挠曲/张力最大)的紧固件销的退出点之间存在显著的距离，这导致横梁易损。因此，本发明的一些实施例包括标记，其指示木材结构构件的优选的或所需的取向。

本发明的结构构件的应用与包括典型的住宅构造在内的任何其它横梁或横梁/立柱材料的相同。结构构件尺寸适合较高荷载应用，并可有效地替代住宅构造中的较大锯切部段和在商业构造中的层合薄木部段。

仅以非限制性示例的方式，结构构件的应用包括诸如承木或托梁的地板构件、诸如门楣和加重壁骨的墙框架构件、诸如椽条或悬挂/支撑梁的屋顶框架构件、诸如立柱、椽条或底弦杆的门架构件、以及包括脚柱和隔音柱的横梁/立柱构件。

本发明的一些实施例很适合较短跨度的应用，例如跨度约3米或更小的应用。然而，在需要较长跨度的情况下，存在接合多个构件(以纵长方式)以提供所需长度的选项。多个构件可以以技术人员认为合适的任何方式接合，并且可以斜接、燕尾榫连接、指接、端接或榫钉销接。榫钉销接的优选形式描述于PCT/AU2009/001453中。

本发明的结构构件也可以用作壁骨，其通常具有比托梁短的长度且具有减小的厚度。壁骨(和实际上用于任何其它应用的结构构件)可以由具有混合尺寸(例如，70/60/70mm或80/70/80mm)的圆木形成。

如上文简要讨论的，本发明的结构构件可以用作托梁。这样的托梁可以成形为2.4m×2.4m的模块，以形成非常坚固的模块化地板系统，其中模块的外部或周边托梁通过交叉销接和层合以及贯穿销接(through pinning)和层合与类似模块中的托梁的相邻且邻接的边缘配合。在这种情况下，2.4m×2.4m的模块能以相加方式向另一个模块一直邻接下去，除了也可通过将另一个托梁层合到其而受益的形状的外部之外。有效地，当每隔2.4m被支撑时，这种新的交叉销接且层合的双构件托梁能够充当承木，并且通过添加额外的托梁，该系统减少了更昂贵(但更坚固)的承木的2.4m长度。另一个优点在于，模块可被预制并运输到现场，且节约了大量的成本和时间。

最佳的横梁深度跨度比对于横梁中增加的元件数目来说通常仍然正确，并且当该横梁被用作托梁时，它仍可产生所承受的每单位荷载每米最低的横梁质量。这样的托梁可包括5×50mm圆木以提供215mm H的托梁或6×50mm圆木以提供210mm H的托梁或甚至7×40mm圆木以提供180mm H的托梁。

技术人员理解，通过对一系列构型进行类似的分析，可以基于资源可得性和横梁功能有效地优化托梁。

在一些实施例中，多个构件不物理地接合，而是仅仅彼此原位邻接。

包括多个构件的实施例提供另外的经济和/或环保优点，原因是通常可能由于直径不够和长度不够而被丢弃的木材可以用来生产高价值的横梁。

各种元件也可接合以形成诸如桁架节点(弯头和脊连接)的一系列连接。

圆木可以端对端接合，以便制造具有延长跨度的构件。接头可以通过使用连接构件(包括榫钉，但优选诸如键的平面构件)实现，该连接构件胶合到骑跨两根圆木的邻接端面的凹部中。凹部通常尺寸设计成确保与连接构件的紧密配合，并且允许使用粘合剂(如需要)。本文别处所公开的任何粘合剂都可以结合连接构件使用。

就厚度而言，凹部可具有大于其中设置有该凹部的圆木的深度的约5％、10％、20％、30％、40％、50％或60％。

就厚度而言，凹部可具有小于其中设置有该凹部的圆木的深度的约5％、10％、20％、30％、40％、50％或60％。

凹部可以形成于邻接的圆木的非端面(包括圆木的配合表面)上。

形成接头的这些端面通常交错开，使得这些接头彼此不上覆或下覆。应当理解，并非所有接头都必须以这种方式交错开。

通常，连接构件基本上以所述构件的纵向轴线为中心。在其中紧固件也沿着中心纵向轴线设置的实施例中，连接构件设置在紧固件之间。优选地，连接构件设置在两个紧固件之间的大致中间。

在一个实施例中，连续的凹部延伸进入下面或上面的圆木的非端面，使得连接构件座置在凹部中，从而骑跨(i)所述两根圆木的邻接的端面，以及(ii)邻接的两根圆木与下面或上面的圆木之间的接口。因此，连接构件可以将3根圆木层合在一起(2根端接圆木，利用上面或下面的圆木的配合表面)。这些连接构件通过在3个平面中层合而用来补偿和增加总构件的复合物完整性。连接构件可以是连续的(从而提高经济性)，并且可以仅在具有最小弯矩的区域中使用。紧固件几何形状可以被构造成避免了舌槽接头。

连接构件可以被构造成利用其长度表面(L×H)抵抗沿着构件的长度的垂直平面质心的竖直剪切弯曲力-这些力在y平面中。

连接构件可以被构造成也在其顶部表面和底部表面(L×W)处抵抗沿着构件的垂直平面质心和与垂直平面质心成90度的水平剪切弯曲力-这些力在x平面中。

连接构件可以被构造成也利用其宽度(W×H)端表面抵抗沿着构件的长度的垂直平面质心的压缩力-这些力在z平面中。

优选的是，使用在z平面中起作用的较宽的连接构件，然而，由于经济原因，可以使用较窄的连接构件。较窄的构件主要在x和y平面中沿着构件的长度的垂直平面质心与紧固件协同地起作用。

对剪切力、压缩力和其它力的抵抗可以通过选择用于连接构件的合适材料来实现。由于经济原因，连接构件可以由木材(和甚至废木料产品)制成。然而，由人造聚合物(例如，塑料)或金属制成的连接构件预计也是可用的。

由于层片原木芯(ply peeler core)通常不长于2400mm，本发明的延长跨度构件是利用原木芯边料的一种性价比很高的手段，同时延长了跨度。全球胶合板工业也生产许多更小的尺寸(通常以300-400mm的增量从最小800mm直至2600mm)，这在商业上通常导致2400mm的段。本发明提出不仅使用全球的大量原木芯废料，而且甚至使用更短的段和该废品的边料。

此类延长跨度构件允许使用此前低价值的元件(例如，原木芯和甚至相对短的原木芯)，这些元件是高价值的商业胶合板产品生产的废品。将低价值的产品结合成更长的跨度从而提供更高价值的更长跨度的产品的能力是这些实施例的显著优点。

圆木可以在2个平面中层合，一个是水平面(通过将多个圆木彼此上下叠置)，另一个是竖直的第二平面，其中紧固件沿着质心对准。

连接构件充当部分长度的舌槽系统，但优选地也在两个平面中层合，具体取决于要实现最大层合的高度、长度和宽度。这些连接构件可以放置成通过避开高弯矩的应力区域来提高横梁强度。通过这些端部接合方法，由紧固件施加的压缩提供整个构件的完整性。

在一些实施例中，连接构件允许使用大量的圆木来构成单个结构构件。可以使用包括大于15根、20根、25根、30根、35根、40根、45根或50根圆木的构件。连接构件允许叠置非常多的圆木和/或端对端邻接非常多的圆木。在这些实施例(和实际上其它实施例)中，连接构件可以被成形、尺寸设计、制造或以其它方式构造成增强结构构件的总强度。

此外，使用大量的圆木与连接构件可以克服例如由于树节、树液囊、树种、木材的成熟度、木材的柔软性等导致的圆木中固有的任何弱点。任何弱点可以借助于强化弱点周围区域的木材的近侧区域分散在结构构件上或消失。

具体实施方式

参看图1，示出了(以透视图)由三根圆木102、104和106形成的木材结构构件100。圆木102、104和106被叠置，其中圆木102具有第一配合表面(未示出)，圆木104具有第二配合表面(未示出)和第三配合表面(未示出)，圆木106具有第四配合表面(未示出)。在圆木102和104的配合表面之间的接口在152处显示。在圆木104和106的配合表面之间的接口在154处显示。

圆木102、104和106钻有成锐角的交替的孔108和成钝角的孔110。

插入锐角孔108和钝角孔110中每一个内的是紧固件112，其为榫钉。

结构构件100的圆木102、104和106设有轴向内孔160和径向切口162，以有利于将结构构件100连接到另一个构件或结构。

轴向内孔160使得可以在结构构件100的每一端处形成榫钉式端纹连接。轴向内孔160被机加工到圆木102、104和106的端部内预定深度处。每个内孔160尺寸设计成接纳如图所示的钢榫钉156，钢榫钉在本实施例中为变形钢筋，类似于用于圆木102、104和106之间的横向榫接的榫钉112。

参看图2，以图解形式示出了(侧视图；其中特征大体上按照图1标记)由三根圆木102、104和106形成的木材结构构件100。分图A示出了端视图，而分图B为侧视图。圆木102、104和106被叠置，其中圆木102具有第一配合表面102A，圆木104具有第二配合表面104A和第三配合表面104B，圆木106具有第四配合表面106A。所有配合表面102A、104A、104B和106A均为平坦的，并且通过移除每根圆木的纵向部分而形成，这在分图A的端视图中更清楚地示出。

圆木102、104和106钻有成锐角的交替的孔108和成钝角的孔110。在该实施例中，锐角为45°，并且钝角为135°，如相对于构件100的纵向轴线测量的。应当指出，锐角钻孔108和钝角钻孔110形成镜像，使得钝角孔110可被看到与圆木106的下表面形成45°的角度132，如锐角钻孔110那样。孔沿着垂直平面设置，该平面沿着结构构件的中心纵向轴线延伸。

插入锐角孔108和钝角孔110中每一个内的是紧固件112，其为榫钉。

图2的示意图未按比例绘制，其中所示实施例具有下列示例性测量值：

114 40mm

116 208mm

118 69mm

120 225mm

122 565mm

124 150mm

126 432mm

128 150mm

130 2400mm

图3的示意图未按比例绘制，其中部件大体上如图2中所指示那样。与图2不同，图3的实施例包括如图所示设置的插置孔200。孔200与锐角和钝角孔对准，沿着垂直平面设置(该垂直平面沿着结构构件的中心纵向轴线延伸)，并且相对于平坦配合表面成直角。在插置孔200中插有紧固件(未示出)。图3的实施例具有下列示例性测量值：

210 1200mm

212 200mm

214 1050mm

216 1350mm

218 2250mm

220 2520mm

222 3450mm

224 200mm

226 168mm

228 35度

230 3600mm

232 40mm

234 69mm

236 80mm

238 208mm

插置孔(与紧固件)的使用通过在沿着结构横梁的点处增强抗挠曲能力而提供了显著的优点。

插置孔和紧固件可以沿着横梁设置在规则、半规则或不规则点处。一般来讲，插置孔和紧固件成一角度插入，该角度将由相邻的钝角孔和锐角孔形成的角度对分。通常，插置孔和紧固件以正交于横梁的平坦的配合表面的角度插入。

图5A的示意图示出了包括连接构件的延长跨度的木材结构构件。将多个相对短的原木芯接合在一起以形成有用的较长的木材结构构件的这种手段允许利用如本文中别处描述的废品。

该优选实施例的结构构件包括叠置成5层(300,302,304,306,308)的圆木。每一层由多根原木芯形成。例如，在最上层308处示出了两根原木芯310、312，芯在接头314处邻接。其它接头在每一层处示出，但未标出。

一系列连接构件(其中之一记为316)结合到所述构件，并且胶合到形成于原木芯中的凹部中。在该实施例中，连接构件为19mm厚、200mm长和40mm高的键，且具有长方体形式。

单个键周围的凹部的布置和构型在图5B的分解图中更清楚地示出，图5B示出了与第一原木芯318、第二原木芯320和第三原木芯322接合的键316。

如所示，结构构件并入沿着纵向轴线设置的一系列锐角和钝角紧固件(两个标记为324、326)。在该实施例中，紧固件为直径16mm的金属销。应当理解，可以使用其它材料和直径。

参照图6，其中示出(未按比例绘制)图5A的优选实施例的尺寸，均以mm为单位。第一(最下)层由长度500mm、2150mm和500mm的3根原木芯构成。第二层由长度1000mm和2150mm的2根原木芯构成。第三层由长度2150mm和1000mm的2根原木芯构成。第四层由长度500mm、2150mm和500mm的3根原木芯构成。第二层由各自具有1575mm的长度的2根原木芯构成。

锐角和钝角紧固件各自与构件的长轴线形成53度的角度。

五层叠置的原木芯的总高度为215mm。原木芯的横截面轮廓与图3A所示相同。

利用本公开的有益效果，技术人员能够通过常规实验或试误法识别沿着横梁的各点，在这里，通过钻出插置孔并在其中插入紧固件而获得优点。

示例

示例1：三构件横梁的评估及与两构件横梁的比较。

通过使用三根80mm构件大体上根据上述优选实施例制成横梁。将该横梁与通过使用两根100mm构件大体上根据PCT/AU2009/001453制成的横梁进行比较。在两根横梁中，以重复的V形方式交替地以锐角和钝角插入紧固件。

两根横梁均达到600ctrs和3.6米跨度的托梁的强度标准。

在使用条件下，三根构件横梁显示出可接受的50％应力(F11为35Mpa，F34为100Mpa)。

该示例证明了由此前被丢弃或转化为诸如木屑的低价值产品的木材制成的较小圆木的有用性。使用本文规定的紧固方法将较小的圆木形成为三构件横梁提供了具有可接受的结构特性的较高价值的产品。

示例2：三构件横梁的成本收益。

申请人认为，当使用具有通过参照惯性矩限定的刚度(I＝bd³/12)的相同直径的原木，并假设刚度与强度有关，并且挠曲为限制因素时：

应当指出，在上式中，b为常数(其为横梁的宽度)，因此可以比较1根、2根、3根、4根或更多根构件的d³。

例如，当考虑直径10cm的构件时(在平坦部之间为80cm)：当从具有2根构件(现有技术)的横梁转变到3根构件(根据本发明的横梁)时，相比24cm³，I值将为16cm³，从而得到4096:13824的比率。这是几乎3.3:1的优点。

鉴于上述情况提出，大约50％的成本增加提供现有技术两构件横梁的3.3倍的强度。

示例3：由四根构件构成的横梁。

四根原木芯(每根仅具有46mm的直径)被切割以从相对的表面移除膘皮。去膘皮的芯具有40mm的第一尺寸(从由去膘皮形成的第一平面到第二直径上相对的平面测量)和184mm的第二尺寸。平面形成配合表面，在该处，两根圆木接触。组装后的复合构件的端视图在图4中示出。复合构件的长度为2200mm。

分析得出下列参数：

以上描述详述了使用三根圆木来形成木材结构构件的本发明的实施例。应当理解，本文的教导可以由技术人员在制造具有四根、五根、六根、七根、八根或更多根圆木的木材结构构件中应用。

所公开的实施例的以上描述提供用于允许本领域的任何技术人员实现或使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员将显而易见，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文所述一般原理可应用于其它实施例。因此，应当理解，本文提供的描述和附图表示本发明的目前优选的实施例，并且因此代表通过本发明广泛地构思到的主题。还应当理解，本发明的范围完全涵盖对于本领域的技术人员可能变得明显的其它实施例。

应当理解，在本发明的具体实施方式和优选实施例的描述中，本发明的各种特征有时在单个实施例、图或其描述中组合在一起，目的是简化本公开并且帮助理解各种有创新性的方面中的一个或多个。然而，这种公开方法不应解释为体现如下意图：要求保护的发明需要比在每项权利要求中明确叙述的多的特征。相反，如所附权利要求体现的，有创新性的方面在于少于单个以上公开的实施例的全部的特征。因此，所附权利要求书特此明确地并入本描述中，其中每项权利要求独立地作为本发明的单独的实施例。

此外，虽然本文所述一些实施例包括一些特征，而不包括在其它实施例中包括的其它特征，但不同实施例的特征的组合意图在本发明的范围内，并且来自不同的实施例，如本领域的技术人员所理解的那样。例如，在本说明书所附权利要求书中，要求保护的实施例中的任一个都可以任何组合使用。

在本文提供的描述中，阐述了多个具体细节。然而，应当理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况中，未详细示出熟知的方法、结构和技术，以免模糊对本描述的理解。