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一种可作为梁柱的径解原木交错组合形式

摘要

本发明公开了一种原木锯材的梁柱组胚方法。将原木旋切规整后,径向锯解数次,并按一定长度分段后干燥,最后施胶或者添加钢板进行交错组合。本发明实施例的交错式径切组合梁,通过保留木材原本的力学性能,以及结构中的三角形稳定性,使原木通过组合获得更高的力学强度,以满足梁柱的力学需求。通过径切方式的低干缩湿胀特点,提升了组合梁柱的可靠性。通过保留木材原态的物理结构,减少其力学性质剂稳定性对化学试剂的依靠。

著录项

  • 公开/公告号CN112223476A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-01-15

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 北京林业大学;

    申请/专利号CN202011226867.0

  • 发明设计人 刘昌尧;

    申请日2020-11-05

  • 分类号B27M3/00(20060101);B27D1/10(20060101);B27D1/04(20060101);E04C3/12(20060101);E04C3/292(20060101);

  • 代理机构

  • 代理人

  • 地址 100083 北京市海淀区清华东路35号

  • 入库时间 2023-06-19 09:35:27

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域,具体是一种交错式径解原木组合梁的组胚办法。

背景技术

在建筑行业中,使用绿色环保的建筑材料是筑造生态建筑的有效手段。

我国是胶合板大国,总产值占世界60%以上,原态重组概念指保留木质材料的原本生物结构,而非破坏后胶接重组。这种简单的锯解方式,保留了其本真的优美弦向纹理,能够赋予梁柱建筑体系更高的美学价值。

原态重组概念被先用于竹材力学构件当中,意义在于保留木质材料的生物原态,利用其原本的物理性质。在此交错式径切组合梁中,保留下来的原木物理性质可看作抵消一部分胶黏剂提供的力学性质,从而减少施胶量,减少VOCs释放量。随着疫情后人们对健康的需求更高,木制品也倾向于其原本的,绿色、无污染特质。

木材径切可以显著减少木材弦向的干缩湿胀缺陷,原木作为建筑材料时,存在干缩湿胀的问题。我国化学改性受限,热改性木材还处于常规干燥为主的阶段,是高污染、高碳排放产业。而由于原木径向变形显著低于弦向变形,径向锯解可以最大限度改善原木干缩湿胀缺陷,降低其对于干燥的要求,减少碳排放。同理,径解原木可以减少使用过程中的变形现象,提高原木力学构件的可靠性。

三角形的稳定性结构可以使此交错式径切组合梁更加可靠。三角形是最稳定的平面结构,该组合梁体系中以三角形截面的径切材交错组合而成,可以有效减少侧翻等失稳现象产生。

发明内容

本发明旨在让现有组合梁能够减少生命周期的环境污染与能源消耗,并在此基础上尽量不降低其力学性质。为此,本发明提出一种交错式径切组合梁,所述交错式径切组合梁力学性能高,纹理美观,施胶量少。

根据本发明实施例的一种交错式径切组合梁,包括径解原木,以及原木间层。该间层包括原木胶黏剂成膜层或者金属复合层。

根据本发明实施例的交错式径切组合梁,通过采用径切材改善原木干缩湿胀特性,使原木在干燥改性等生产过程中更加快捷便利,从而减少能源损耗;原木维持其原本的木材生物结构,具有一定的仿生力学特性,因此可以抵消一部分胶黏剂提供力学性能,因此可以减少施胶量。三角形结构,有效地防止了侧翻等失稳现象。

根据本发明交错式径切组合梁,所述旋切后木材直径为D,D根据具体原木径级决定,径解角度为15°,也可以是其他角度,所述组胚长度不一,铣指错开,具体情况应由该批木材的具体情况而定。

根据本发明进一步的实施例,可将径解木材以纵向与横向组合。横向组合形式与LVL有一定的相似性,但是施胶量显著降低,由于其三角形的稳定性结构,梁的稳定性提高,并且旋切面更加美观。纵向组合方式与横向组合方式比较,则在力学强度上表现得更强,木材薄弱的抗剪性能被原态结构补偿。

根据本发明一个实施例的交错式径切组合梁,所述结构用胶包括:酚醛树脂类胶黏剂,改性脲醛树脂胶黏剂等常用胶黏剂,施胶胶接过程依据种胶黏剂的施工工序完成。

根据本发明进一步的实施例,可将该径解原木组合方式设计其对应的钢木组合形式:将薄钢板夹与交错的径解原木的间隙之间,形成连续弯折形的钢质框架,而后可在钢木之间施加胶黏剂;或在两侧添加螺栓等紧固件,防止其散架;亦或者两者都采用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本发明组胚方法的主要流程示意图。

图2为本发明一个进一步实施例(横向胶合)的横截面示意图。

图3为本发明一个进一步实施例(横向胶合)的受力示意图。

图4为本发明一个进一步实施例(纵向胶合)的横截面示意图。

图5为本发明一个进一步实施例(纵向胶合)的受力示意图。

图6为本发明一个进一步实施例(纵向钢木)的横截面示意图。

图7为本发明一个进一步实施例(纵向钢木)的受力示意图。

图8为本发明一个偏心径解组合异形截面梁/柱的组合形式。

图9为本发明一个非均匀径解组合异形截面梁/柱的组合形式。

附图标记:

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“倾斜”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

下面参考说明书附图描述本交错式径切组合梁。

根据本发明实施例的组胚方式,如图1所示,包括:旋切原木,径解原木,径解原木铣指,径解原木组合四大主要工序。

其中,组合方式分为如图2、4、6、8、9所示。

如图2径解原木横向交错排列,径切面处施胶,灰色标注胶层。实施例仅考虑特定角度,组合层数与径解角度与实际工程需求有关。

如图4所示,径解原木纵向交错排列,实施例中没有切至标准方梁,但是在实际使用过程当中,可以根据统一规格需要纵切规整,也可以根据需要水平翻转使用。

如图6所示,该实施例在图6的基础上,将胶层换成了薄钢板,并在两侧施加约束,该实施例约束型式为金属紧固件约束。在该钢木组合中,木材的弹力与内应力可以保持钢材连续弯折的形态,如有需要木材可进行充胀处理。钢材形态类似瓦楞结构,钢材可以大大提高抗剪能力,并提供一定的抗弯性能。如有需要,钢木之间可以进行施胶处理,可以有效减少钢木之间的滑移,提高抗弯性能。

如图8所示,该实施例在应对木材偏心的问题上提出了解决方案,以及木材偏心径解的组合方式。该实施例可以通过偏心径解材制作L型柱,可用于墙角;或一些特殊截面梁,可组合形成相应的类工字梁,并突破原木半径对构件尺寸的限制。

如图9所示,该实施例可在径解过程中减少刀数,可以在施工过程中自由决定弯曲角度,可制作任意角度的异形柱结构。

如图8、9所示组合方式,可以通过图6的钢木复合方式进行复合。

实施例1

一种横向交错式径解胶合梁,包括:如图2所示,包括:15°径解原木,酚醛树脂胶黏剂。

上述实施例1中的横向交错式径解胶合梁的制作方法,包括以下步骤:

步骤S1:旋切原木后按所需角度径切;

步骤S2:径切材径切面施胶;

步骤S3:纵向热压胶合。

步骤S4(可省略):弦向规整,露出纹理。

实施例2

一种纵向交错式径解胶合梁,包括:如图4所示,包括:15°径解原木,酚醛树脂胶黏剂。

上述实施例2中的纵向交错式径解胶合梁的制作方法,包括以下步骤:

步骤S1:旋切原木后按所需角度径切;

步骤S2:径切材径切面施胶;

步骤S3:横向热压胶合。

步骤S4(可省略):弦向规整,露出纹理。

实施例3

一种纵向交错式径解钢木复合梁,包括:如图6所示,包括:3mm薄钢板,15°径解原木,钢木交联改性剂及其胶黏剂。这是一种通用与该交错组合形式的钢木组合办法。实际生产过程中,为简化工艺薄钢板可截断。

上述实施例3的纵向交错式径解钢木复合梁的加固方法,包括以下步骤:

步骤S1:旋切原木后按所需角度径切;

步骤S2:径切材径切面施加交联剂并施胶;

步骤S3:粘合钢板,并与锐角处弯折,可破坏少量的木材髓心。

步骤S4:S2,S3步骤交替进行,直至达到木梁所需宽度。

步骤S5:规整,弦切纹理。

实施例4

一种异形交错式径解组合梁,如图8所示,包括:20°偏心径解原木,酚醛树脂胶黏剂。

步骤S1:旋切原木后按偏心点一定角度径切;

步骤S2:径切材径切面施胶;

步骤S3:一定角度热压胶合;

步骤S4(可省略):弦向规整,露出纹理。

其中相同朝向处可不径切。

实施例5

一种异形交错式径解组合梁,如图9所示,包括:15°径解原木,以及30°径解原木,酚醛树脂胶黏剂。

步骤S1:旋切原木后按一定角度径切,如图9所示;

步骤S2:径切材径切面施胶;

步骤S3:一定角度热压胶合;

步骤S4(可省略):弦向规整,露出纹理。

其中相同朝向处可不径切。

本发明交错式径切组合梁,结构新颖,其优点至少有如下几点:

(1)改善原木干缩湿胀缺陷。

(2)所制结构梁纹理自然,美观。

(3)锯解过程简单易行。

(4)所制构件稳定性较高。

(5)可以有效减少构件化学改性与热改性产生的污染。

(6)该组合实施例多变,可以适应各类梁柱需求条件。

(7)可组合可做多种材料复合构件基材,具有良好的复合改性条件与前景。

本发明的实施例不局限于上述所列实施例,而可以包含前述各个技术方案的多种组合形成的实施例,这些都落在本发明的保护范围内。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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