一種膠合竹木梁及其制造方法技術

一種膠合竹木梁，利用了工程竹順紋方向抗拉強度及抗壓強度顯著高于木材的特點，將工程竹單板放置在梁的受拉側，或者可選擇地放置在梁的受壓側，組成竹木復合受彎構件。該膠合竹木梁，單板總數量和單板材質可以根據梁截面高度靈活設計，適用性和可操作性強；可以增強梁的抗彎承載力，力學性能優良；可以降低高品質木材層板的用量，加工工藝簡單。

A laminated bamboo beams and its manufacturing method

A gluing bamboo beam, using the bamboo grain direction of tensile strength and compressive strength was significantly higher than that of wood, bamboo veneer project will be placed in the tension side of the beam, or alternatively placed in the compression side of the beam, composed of bamboo wood composite beams. The gluing bamboo beam, the total number of single board and material according to the height of the beam and flexible design, applicability and operability; can enhance the flexural strength, excellent mechanical properties; can reduce the amount of high quality wood laminate, simple processing technology.

【技術實現步驟摘要】
一種膠合竹木梁及其制造方法
本專利技術屬于土木工程中的建筑材料領域，涉及一種膠合竹木梁，利用工程竹順紋方向抗拉強度和抗壓強度均顯著高于木材的特點，使上層工程竹抗壓層板或木抗壓層板、中間層木層板與下層工程竹抗拉層板共同受力，具有抗彎承載能力高、穩定性好的特點。
技術介紹
常用的層板膠合木由20～50mm厚的木單板經干燥、順紋膠合而成。結構用膠合木的層板坯料經過等級分等之后，需要進行組坯。同一等級經組坯的膠合木，適用于軸心受力構件或層板側立受彎構件。對寬面承載的受彎構件，為充分利用高品質的木材，膠合木上、中、下層板可采用不同材質等級的層板，材質等級配置可在中和軸上、下對稱，也可不對稱。因此，膠合木受彎構件對受拉及受壓側層板的品質要求較高。竹材具有與木材相似的力學性能，相比于傳統木質建筑材料，竹子作為一種速生材料，成材周期大大低于木材，在材質利用、材料性能和可再生性等方面具有更大的價值。工程竹具有抗拉、抗彎及抗壓強度高于木材的優點，利用工程竹與木材復合形成膠合竹木梁，能夠增強梁的抗彎承載能力，減少大徑級優質木材使用量，降低膠合木梁制作中對木單板的材質要求。目前工程應用中的木材以膠合木為主，也有一些竹木復合類的材料，但主要用于地板以及家具制造材料。如申請號201610540256.0的中國專利技術專利公開了一種重組竹木復合裝飾單板及其制造方法，該重組竹木復合裝飾單板由交替設置的柔性竹束簾層和速生材單板層冷壓而成，柔性竹束簾層由柔性竹束簾構成，柔性竹束簾由柔性竹束編織而成，速生材單板層由速生材單板構成，該重組竹木復合裝飾單板中的奇數層為柔性竹束簾層，偶數層為速生材單板層，速生材單板層中速生材單板的設置層數為n/2，其中n為速生材單板層所在重組竹木復合裝飾單板中的層數。又如申請號201410791950.0的中國專利技術專利公開了竹木復合集裝箱地板，該竹木復合集裝箱地板的中間層由若干竹篾縱橫交錯編織而成的竹席和木單板依次相間隔構成，其表層和底層均由竹青層加工而成的若干橢圓形竹絲，經與竹絲紋理垂直方向的繩線連接后構成，其創新點在于：所述中間層還包括承壓層，承壓層與中間層采用膠和連接；所述承壓層為采用重竹材料，承壓層疊重竹材料、與中間層的竹席、木單板的纖維取向兩兩交叉。上述公布的竹木復合材料主要用于地板以及家具材料，用于結構主要受彎構件還存在承載能力不足、加工工藝復雜等問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種膠合竹木梁，它具有高品質木材用量少、加工工藝簡單、抗彎承載能力高、設計使用靈活等優點。本專利技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種膠合竹木梁，由多層木單板和工程竹單板，經組坯、預壓、冷壓膠合而成，依次包括上層抗壓層板、中間層層板、下層抗拉層板；所述上層抗壓層板由若干層木單板或者工程竹單板組成，所述中間層層板由若干層木單板組成，所述下層抗拉層板由若干層工程竹單板組成；進一步，所述工程竹單板可采用膠合竹單板或者重組竹單板，并且其順紋方向與梁長度方向一致；進一步，所述木單板的順紋方向與梁長度方向一致；進一步，所述木單板或工程竹單板的厚度t為30mm～40mm。上述膠合竹木梁的制造方法，包括以下步驟：(1)確定單板總數量根據梁截面高度H和單板厚度t，計算單板總數量n＝H/t，單板厚度t在30mm～40mm之間選擇，保證n為整數；如n無法取為整數時，可調整中間層層板的單板厚度。(2)確定單板材質當n＝4～6時，上層抗壓層板數量為1，可以采用工程竹單板或者木單板；中間層層板數量為2～4，采用木單板；下層抗拉層板數量為1，采用工程竹單板；當n＝7～12時，上層抗壓層板數量為2，可以采用2層工程竹單板、或2層木單板、或1層工程竹單板再加1層木單板；中間層層板數量為3～8，采用木單板；下層抗拉層板數量為2，采用工程竹單板；當n＝13～18時，上層抗壓層板數量為4，可以采用4層工程竹單板、或3層工程竹單板加1層木單板、或2層工程竹單板加2層木單板；中間層層板數量為5～10，采用木單板；下層抗拉層板數量為4，采用工程竹單板。(3)工程竹單板與木單板的組坯當n＝4～6時，從梁底面至頂面，按以下順序依次組坯：工程竹單板1層、木單板2～4層、工程竹單板1層，或工程竹單板1層、木單板2～4層、木單板1層。當n＝7～12時，從梁底面至頂面，按以下順序依次組坯：工程竹單板2層、木單板3～8層、工程竹單板2層，或工程竹單板2層、木單板3～8層、木單板1層、工程竹單板1層，或工程竹單板2層、木單板3～8層、木單板2層。當n＝13～18時，從梁底面至頂面，按以下順序依次組坯：工程竹單板4層、木單板5～10層、工程竹單板4層，或工程竹單板4層、木單板5～10層、木單板1層、工程竹單板3層，或工程竹單板4層、木單板5～10層、木單板2層、工程竹單板2層。組坯采用的木單板質量分等不一致時，優選地將分等質量較差的木單板作為中間層層板，質量較好的作為上層抗壓層板，質量最好的作為下層抗拉層板。工程竹單板同時采用重組竹單板和膠合竹單板時，優選地將重組竹單板放置在膠合竹單板的外側，即更靠近梁表面的一側。(4)工程竹單板與木單板的冷壓膠合工程竹單板與木單板冷壓膠合前，控制工程竹單板和木單板的含水率在(12±3)％；按上述方式組坯后施膠冷壓，膠粘劑采用聚氨酯，每層厚度為(0.15±0.05)mm；冷壓壓力控制在(7±2)MPa，冷壓時間180分鐘以上。與現有技術相比，本專利技術有如下有益效果：本專利技術提供的一種膠合竹木梁，利用了工程竹順紋方向抗拉強度及抗壓強度顯著高于木材的特點，將工程竹單板放置在梁的受拉側，或者可選擇地放置在梁的受壓側，組成竹木復合受彎構件。該膠合竹木梁，單板總數量和單板材質可以根據梁截面高度靈活設計，適用性和可操作性強；可以增強梁的抗彎承載力，力學性能優良；可以降低高品質木材層板的用量，加工工藝簡單。附圖說明附圖1是本專利技術實施例一的結構示意圖；附圖2是附圖1中a向的結構示意圖；附圖3是本專利技術實施例二的結構示意圖；附圖4是附圖1中b向的結構示意圖；附圖5是本專利技術實施例三的結構示意圖。附圖6是附圖1中c向的結構示意圖；圖中，1-為上部抗壓層板，2-為中間層板，3-為下部抗拉層板。圖中，t為單層層板厚度，H為梁截面高度。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術作進一步詳細說明。本具體實施例僅僅是對本專利技術的解釋，其并不是對本專利技術的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本專利技術的權利要求范圍內都受到專利法的保護。實施例一如圖1所示，一種膠合竹木梁，包括上部抗壓層板(1)、中間層板(2)、下部抗壓層板(3)；梁截面高度H為210mm，單板厚度t選擇35mm，層板數量n＝H/t＝210/35＝6。所述上部抗壓層板(1)為一層工程竹單板，并且所述工程竹單板的順紋方向與梁長度方向一致；所述中間層板(2)為四層木單板；所述下部抗拉層板(3)為一層工程竹單板，并且所述工程竹單板的順紋方向與梁長度方向一致。制作膠合竹木梁時，從梁底面至頂面，按以下順序依次組坯：工程竹單板1層、木單板4層、工程竹單板1層，按上述方式組坯后施膠冷壓，膠粘劑采用聚氨酯，每層厚度為(0.15±0.05)mm；冷壓壓力控制在(7±2)MPa，冷壓時間1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種膠合竹木梁，其特征在于：依次包括上層抗壓層板(1)、中間層層板(2)和下層抗拉層板(3)；所述上層抗壓層板(1)由若干層木單板或者工程竹單板組成；所述中間層層板(2)由若干層木單板組成；所述下層抗拉層板(3)由若干層工程竹單板組成。

【技術特征摘要】
1.一種膠合竹木梁，其特征在于：依次包括上層抗壓層板(1)、中間層層板(2)和下層抗拉層板(3)；所述上層抗壓層板(1)由若干層木單板或者工程竹單板組成；所述中間層層板(2)由若干層木單板組成；所述下層抗拉層板(3)由若干層工程竹單板組成。2.根據權利要求1所述的一種膠合竹木梁，其特征在于：所述工程竹單板為膠合竹單板或者重組竹單板，并且其順紋方向與梁長度方向一致。3.根據權利要求1所述的一種膠合竹木梁，其特征在于：所述木單板的順紋方向與梁長度方向一致。4.根據權利要求1所述的一種膠合竹木梁，其特征在于：所述木單板和工程竹單板的厚度為30mm～40mm。5.上述任一權利要求所述的膠合竹木梁的制造方法，其特征在于，它包括以下幾個步驟：(1)確定單板總數量根據梁截面高度H和單板厚度t，計算單板總數量n＝H/t，單板厚度t在30mm～40mm之間選擇，保證n為整數；如n無法取為整數時，調整中間層層板的單板厚度；(2)確定單板材質當n＝4～6時，上層抗壓層板(1)數量為1，采用工程竹單板或者木單板；中間層層板(2)數量為2～4，采用木單板；下層抗拉層板(3)數量為1，采用工程竹單板；當n＝7～12時，上層抗壓層板(1)數量為2，采用2層工程竹單板、或2層木單板、或1層工程竹單板再加1層木單板；中間層層板(2)數量為3～8，采用木單板；下層抗拉層板(3)數量為2，采用工程竹單板；當n＝13～18時，上層抗壓層板(1)數量為4，采用4層工程竹單板、或...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許清風，王卓琳，陳溪，張富文，陳玲珠，
申請(專利權)人：上海市建筑科學研究院，
類型：發明
國別省市：上海,31