CN104032891A - 一种预应力双拼胶合木梁 - Google Patents

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杨会峰
刘伟庆
郝建东
鞠冬冬
陆伟东
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Abstract

本发明公开了一种预应力双拼胶合木梁，包括木梁主体、预应力筋、转向装置、锚具、钢垫块、锚垫板、梁端垫块、跨间垫块和自攻螺钉，所述木梁主体为双拼梁或箱型梁，所述预应力筋设置于双拼梁的中间空隙内或箱型梁的中空空间内，所述预应力筋两端通过锚具和锚垫板锚固在梁端、柱身或梁间，锚具和锚垫板之间设有钢垫块，木梁主体与锚垫板接触处设置有增强用的自攻螺钉或植筋，所述预应力筋在跨间设置有一道或多道转向装置。本发明跨度大、承载力高、自重轻、节约材料、体系简洁、外观优美、可实现工厂化生产、可快速安装；既可用于大跨建筑与桥梁结构的新建、也可用于既有建筑与桥梁等的加固等领域。

Description

一种预应力双拼胶合木梁
技术领域
本发明涉及一种预应力双拼胶合木梁，主要(但非排他地)用于建筑结构楼屋盖和桥梁上部结构等领域。
背景技术
一般胶合木梁受弯时表现为脆性受拉破坏，受压侧木材得不到充分利用。国内外利用钢筋或FRP(Fiber Reinforced Polymer)材料对胶合木梁进行增强，效果明显。然而，不论增强与否，胶合木梁的承载力通常由变形控制，其强度得不到充分发挥。为解决大变形问题、进一步提高胶合木梁结构性能，对增强材料施加预应力是一种可行措施之一。
体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一，是指对布置于承载结构主跨本体之外的钢束张拉而产生的预应力，钢束仅在锚固区域设置在结构本体内,转向块可设在结构体内或体外。与传统预应力结构相比，体外预应力结构具有耗材少、预应力损失小、施工简便、维修方便等优点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，通过引入体外预应力技术，提供一种跨度大、承载力高、自重轻、节约材料、体系简洁、外观优美、可实现工厂化生产、可快速安装的预应力双拼胶合木梁；此外，将体外预应力技术应用于大跨木结构，还具有降低蠕变、节约成本、外形美观等特色。
本发明采用的技术方案为：一种预应力双拼胶合木梁，包括木梁主体、预应力筋、转向装置、锚具、钢垫块、锚垫板、梁端垫块、跨间垫块和自攻螺钉，所述木梁主体为双拼梁或箱型梁，双拼梁由沿构件全长间隔设置或通长设置的梁端垫块和跨间垫块连接成整体，所述预应力筋设置于双拼梁的中间空隙内或箱型梁的中空空间内，所述预应力筋两端通过锚具和锚垫板锚固在梁端、柱身或梁间，锚具和锚垫板之间设有钢垫块，木梁主体与锚垫板接触处设置有增强用的自攻螺钉或植筋，所述预应力筋在跨间设置有一道或多道转向装置，转向装置与木梁主体固定连接。
作为优选，所述木梁主体为双拼梁，所述转向装置设置在木梁主体之外，转向装置上设置有垫板，垫板与木梁主体连接。
作为优选，所述转向装置主要由支承主体、转向元件和限位侧板组成，所述转向元件设置在支承主体下面，所述限位侧板设置在转向元件下面。可根据需要设置一根或多根预应力筋。所述支承主体材料为金属材料、木质材料或复合材料中的一种，形状为矩形、U形或V形，截面为实心或空心；所述转向元件可为圆钢、曲面钢板或曲面硬木。
作为优选，所述预应力筋为钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、螺纹钢、FRP筋中的一种，数量可根据需要设置。
作为优选，所述锚具为钢绞线、钢丝绳、螺纹钢或钢拉杆专用锚具。
作为优选，所述梁端垫块和跨间垫块为木质材料或金属材料，木梁材料为胶合木(glulam)、锯材、单板层积材(LVL)、平行木片胶合木(PSL)、层叠木片胶合木(LSL)、其他工程木材中的一种或组合。
作为优选，所述预应力筋可通长设置或在转向装置处断开设置，断开设置时，预应力筋与转向装置连接部位采用叉耳、螺杆或螺纹螺母固定，叉耳、螺杆或螺纹螺母上设置有调节拉索的长度的调节装置。
本发明相配套的楼屋面板或桥面板可采用混凝土或木质材料，也可采用压型钢板—混凝土组合楼板或复合材料板。
有益效果：本发明预应力双拼胶合木梁与其他增强型木结构体系相比，更加充分发挥各种结构和各种材料的优点,克服缺点，体外预应力筋的引入，使得木梁抗压强度得以显著发挥，同时将木梁由脆性受拉破坏转换为延性的受压破坏；通过合理设计，可保证在高承载力状态下的延性破坏，这一方面极大提高木梁的结构性能和延性性能，另一方面也使得结构的安全性、可靠性得到显著提高。其最大的特点是：跨度大、承载力高、自重轻、节约材料、体系简洁、外观优美、可实现工厂化生产、可快速安装；既可用于大跨建筑与桥梁结构的新建、也可用于既有建筑与桥梁等的加固等领域。
附图说明
图1为本发明实施例1结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的1-1剖面图；
图4为图1的2-2剖面图；
图5为本发明实施例1在木梁端部预钻孔或预留孔示意图；
图6为本发明实施例1锚垫板示意图；
图7为本发明实施例1转向装置示意图；
图8为图7的侧视图；
图9为本发明实施例2箱型梁示意图；
图10为本发明实施例3转向装置使用示意图；
图11为本发明实施例3转向装置示意图；
图12为图11的侧视图；
图13为本发明实施例4结构示意图；
图14为图13的1-1剖面图；
图15为本发明实施例4转向装置示意图；
图16为图15的侧视图；
图17为本发明实施例5转向装置使用示意图；
图18为本发明实施例5转向装置示意图；
图19为图18的侧视图；
图20为本发明实施例6示意图；
图21为图20的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1-8所示：一种预应力双拼胶合木梁，包括木梁主体1、预应力筋2、转向装置3、锚具4、钢垫块5、锚垫板6、梁端垫块7、跨间垫块8和自攻螺钉9，所述木梁主体1为双拼梁，双拼梁由沿构件全长间隔设置的梁端垫块7和跨间垫块8连接成整体，梁端垫块7、跨间垫块8与木梁主体1通过固定垫块螺栓15连接。所述预应力筋设2置于双拼梁的中间空隙内，所述预应力筋2两端通过锚具4和锚垫板6锚固在梁端，梁端上设有锚垫板锚固用梁端螺钉孔10和梁端预留预应力筋孔洞11，锚垫板6上设有锚垫板螺钉孔和锚垫板预留预应力筋孔洞13，锚具4和锚垫板6之间设有钢垫块5，木梁主体1与锚垫板6接触处设置有增强用的自攻螺钉9，所述预应力筋2在跨间设置有两道转向装置3，转向装置3与木梁主体1之间通过转向装置螺栓14连接。所述转向装置3包括支承主体3-1、转向元件3-2和限位侧板3-3，所述转向元件3-2设置在支承主体3-1下面，所述限位侧板3-3设置在转向元件3-2下面。所述支承主体3-1材料为金属材料，支承主体3-1为U形。所述预应力筋2为钢绞线。所述锚具4为螺纹钢锚具。所述梁端垫块7和跨间垫块8为胶合木。
实施例2
如图7-9所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述木梁主体1为箱型梁，所述预应力筋2设置于箱型梁的中空空间内。
实施例3
如图10-12所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述转向装置3的支承主体3-1为矩形。
实施例4
如图13-16所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述木梁主体1为双拼梁，所述转向装置3设置在木梁主体1之外，转向装置3上还设置有垫板，垫板设置在双拼梁的内侧，垫板与木梁主体1之间通过转向装置螺栓14连接，所述支承主体3-1为V形。
实施例5
如图17-19所示，本实施例与实施例4的区别在于：所述转向装置3上还设置有垫板3-4，垫板3-4设置在双拼梁的外侧。双拼梁内设置有固定转向装置用梁间垫块16。
实施例6
如图20-21所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述支承主体3-1材料为金属材料，转向元件3-2为弧形钢板采用胶黏剂或自攻螺钉固定于支承主体3-1上。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种预应力双拼胶合木梁，其特征在于：包括木梁主体、预应力筋、转向装置、锚具、钢垫块、锚垫板、梁端垫块、跨间垫块和自攻螺钉，所述木梁主体为双拼梁或箱型梁，双拼梁由沿构件全长间隔设置或通长设置的梁端垫块和跨间垫块连接成整体，所述预应力筋设置于双拼梁的中间空隙内或箱型梁的中空空间内，所述预应力筋两端通过锚具和锚垫板锚固在梁端、柱身或梁间，锚具和锚垫板之间设有钢垫块，木梁主体与锚垫板接触处设置有增强用的自攻螺钉或植筋，所述预应力筋在跨间设置有一道或多道转向装置，转向装置与木梁主体固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种预应力双拼胶合木梁，其特征在于：所述所述木梁主体为双拼梁，所述转向装置设置在木梁主体之外，转向装置上设置有垫板，垫板与木梁主体连接。
3.根据权利要求1所述的一种预应力双拼胶合木梁，其特征在于：所述转向装置包括支承主体、转向元件和限位侧板，所述转向元件设置在支承主体下面，所述限位侧板设置在转向元件下面。
4.根据权利要求3所述的一种预应力双拼胶合木梁，其特征在于：所述支承主体材料为金属材料、木质材料或复合材料中的一种，形状为矩形、U形或V形，截面为实心或空心；所述转向元件为圆钢、曲面钢板或曲面硬木。
5.根据权利要求1所述的一种预应力双拼胶合木梁，其特征在于：所述预应力筋为钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、螺纹钢、FRP筋中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种预应力双拼胶合木梁，其特征在于：所述锚具为钢绞线、钢丝绳、螺纹钢或钢拉杆锚具。
7.根据权利要求1所述的一种预应力双拼胶合木梁，其特征在于：所述梁端垫块和跨间垫块为木质材料或金属材料，木梁材料为胶合木、锯材、单板层积材、平行木片胶合木、层叠木片胶合木的一种或组合。
8.根据权利要求1所述的一种预应力双拼胶合木梁，其特征在于：所述预应力筋通长设置或在转向装置处断开设置，断开设置时，预应力筋与转向装置连接部位采用叉耳、螺杆或螺纹螺母固定，叉耳、螺杆或螺纹螺母上设置有调节拉索的长度的调节装置。
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