CN106042129B - 一种竹木复合高强度抗压柱及其制造方法 - Google Patents

一种竹木复合高强度抗压柱及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106042129B
CN106042129B CN201610532325.3A CN201610532325A CN106042129B CN 106042129 B CN106042129 B CN 106042129B CN 201610532325 A CN201610532325 A CN 201610532325A CN 106042129 B CN106042129 B CN 106042129B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bamboo
wood
notch
round log
reinforcement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610532325.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106042129A (zh
Inventor
严彦
费本华
孙正军
刘焕荣
张秀标
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Taiping Test Center International Center For Bamboo And Rattan
Original Assignee
Anhui Taiping Test Center International Center For Bamboo And Rattan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Taiping Test Center International Center For Bamboo And Rattan filed Critical Anhui Taiping Test Center International Center For Bamboo And Rattan
Priority to CN201610532325.3A priority Critical patent/CN106042129B/zh
Publication of CN106042129A publication Critical patent/CN106042129A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106042129B publication Critical patent/CN106042129B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27M—WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M3/00—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles
    • B27M3/0013—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles
    • B27M3/0086—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles characterised by connecting using glue
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27J—MECHANICAL WORKING OF CANE, CORK, OR SIMILAR MATERIALS
    • B27J1/00—Mechanical working of cane or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/30—Columns; Pillars; Struts
    • E04C3/36—Columns; Pillars; Struts of materials not covered by groups E04C3/32 or E04C3/34; of a combination of two or more materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种竹木复合高强度抗压柱，包括一组轴向依次排列的等直径圆木单元；等直径圆木单元端面上涂覆有粘合剂，还包括一组竹筋；每根竹筋的长度不小于所有等直径圆木单元长度之和；圆木单元的表面沿着长度方向等距离开设有一组槽口；槽口的深度为圆木单元直径的0.2~0.3；所述槽口的长宽比为2:1~2.5：1;且每个圆木单元的槽口一一对齐，所述竹筋通过粘合剂粘合在槽口内。本发明采用通用木工机械加工，设备投资小，加工工艺简单；竹材增强部位于柱外部，不仅提高了其轴向抗压性能，而且也使柱面具有竹材纹理特征，起到一定的装饰效果。国产人工林速生木材、竹材原材料成本低廉，资源量丰富，二者复合制备的构件具有轻质高强、高附加值、设备投资小、人力节约的特点。

Description

一种竹木复合高强度抗压柱及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种竹木复合高强度抗压柱及其制造方法，适用于木结构建筑领域。
背景技术
我国木材资源相对缺乏，人工林木材是建筑用材的主要来源，但人工林木材材质软、密度低、加工性能差等缺陷限制了其在建筑构件中的推广使用。我国竹林面积分布较广，竹资源相对丰富，竹材色泽柔和、纹理清晰与木材有着相似的质感，且竹材韧性好、强度高，合理利用竹材，开发竹木复合产品，可提高木质构件性能。缓解木材供需矛盾。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种抗压性能高、韧性好且轻质的竹木复合高强度抗压柱及其制备方法。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种竹木复合高强度抗压柱，包括一组轴向依次排列的等直径圆木单元；所述等直径圆木单元端面上涂覆有粘合剂，其特征在于：还包括一组竹筋；每根竹筋的长度不小于所有等直径圆木单元长度之和；所述圆木单元的表面沿着长度方向等距离开设有一组槽口；所述槽口的深度为圆木单元直径的0.2-0.3；所述槽口的长宽比为2:1-2.5：1；且每个圆木单元的槽口一一对齐，所述竹筋通过粘合剂粘合在槽口内，进而将圆木单元连接为整体竹木复合柱。
进一步的，所述槽口的深度为圆木单元直径的0.25倍；所述槽口的长宽比为2:1。
进一步的，所述竹筋宽、高度分别比对应槽口的宽、深度小2mm。
进一步的，所述粘合剂包含双组分环氧树脂胶、双酚A环氧树脂以及多乙烯多胺。
进一步的，所述竹木符合柱的表面通过粘合剂缠绕黏贴有背面附有无纺布的竹皮。
本申请还涉及到一种竹木复合高强度抗压柱的制造方法，依次包括原木分拣步骤、原木锯截步骤、木段干燥步骤以及分级储料步骤；其特征在于：还包括圆木单元表面刻槽步骤、竹筋制备步骤以及竹木复合组装步骤；
在所述圆木单元表面刻槽步骤中，将圆木单元按周向设置等分点，然后在等分点处沿着圆木单元长度方向开设相同的槽口；所述槽口的深度为圆木单元直径的0.2-0.3倍；所述槽口的长宽比为2:1-2.5:1；
在所述竹筋制备步骤中，将胶合竹材料加工成纵截面尺寸比槽口纵截面尺寸小2mm的竹筋；
在所述竹木复合组装步骤中，将圆木单元首尾依次排列，槽口一一对齐，各圆木单元端面以及槽口内涂覆粘合剂后镶嵌竹筋，然后对圆木单元组的双端加压，待粘合剂固化后，即完成竹木复合柱组装。
本制造方法进一步限定的技术方案为，在经所述竹木复合组装步骤处理后，还包括在竹木复合柱的表面涂刷胶黏剂并径向缠绕粘贴竹皮的步骤。
进一步的，在所述木段干燥步骤中，采用自然或人工干燥，干燥前开对木段表面开缝，平行于中心轴线，过髓心，人工干燥的干燥温度为70℃,干燥至短木含水率降至10％。
进一步的，在所述竹筋制备步骤中，所述胶合竹材料是将毛竹沿长度方向加工成规格竹条，然后按照需求将竹条胶合拼宽、拼厚、错缝接长；最后再四面刨光成竹筋。
本发明的有益效果是：本发明的竹材表面嵌入式增强木柱，采用通用木工机械加工，设备投资小，加工工艺简单；竹材增强部位于柱外部，不仅提高了其轴向抗压性能，而且也使柱面具有竹材纹理特征，起到一定的装饰效果。同时我国竹材、速生人工林木材资源丰富，量大价廉，二者复合制备的构件具有轻质高强、高附加值、设备投资小、人力节约的特点。在古建筑修复、木结构建筑及景观建筑应用中国前景广泛。是改善木材性能的一种有效途径，为人工林木材与竹材复合生产高性能建筑构件提供新方法，促进国产人工林木材、竹材制备复合材料的高附加值应用。另外本发明还涉及该竹木复合柱的制造方法，该方法不仅能将木段连接成支柱,而且竹木复合后，较相同径级条件下木柱，轴向抗压性能得到大幅度提高，从而达到节约木材资源的目的。
附图说明
图1为本发明实施例1的竹木复合柱的结构示意图。
图2为本发明实施例1的竹木复合柱制造工艺图。
图3为本发明竹筋加工工艺图。
图4为竹木复合柱的双端加压制造工艺图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种竹木复合高强度抗压柱，如图1所示：包括3根轴向依次排列的等直径圆木单元1和四根竹筋3；所述圆木单元1的表面沿着长度方向等距离开设有四个槽口2；所述槽口2的深度为圆木单元1直径的0.25；所述槽口2的长宽比为2:1；且每个圆木单元1的槽口2一一对齐，所述等直径圆木单元1端面上分别涂覆有粘合剂，每根竹筋3的长度不小于所有等直径圆木单元1长度之和；所述竹筋3通过粘合剂粘合在槽口2内，进而将圆木单元1连接为整体竹木复合柱。
本发明抗压柱的制造方法包括：
(1)原木分拣：人工林速生材采购，按树种、径级、中心轴线弯曲率分类记载，检验并标注出腐朽材、虫蛀蚀材部位；
(2)原木锯截：将木段的上、下端面用圆锯水平锯截，锯面为水平面，同时对标注出的腐朽材、虫蛀材部分截断剔除，锯面为也为水平面，对各木段旋切去皮。原木锯截还有一个重要作用：除了剔除缺陷腐朽、虫蛀等缺陷部位，水平锯截端面外；还可对自然生长的弯曲木材进行截短，截短后每部分木段的中心轴线曲率将降低并满足接长要求。
即作用可归纳为4点：①剔除原木缺陷腐朽、虫蛀等缺陷部位；②木段的上、下端面用圆锯水平锯截，所有锯面为水平面，方便后续接长加工；③有些自然生长的原木，中心轴线曲率大且不规则，进行锯截加工，截短后每部分木段的中心轴线曲率将降低并满足接长要求；④原木存在尖削度，通常大小头直径差异较大，截短后每部分木段的大小头直径非常接近，可视为圆柱体，并按圆柱体径级进行精确分级。
(3)木段干燥：采用自然或人工干燥，干燥前开对木段表面开缝，平行于中心轴线，过髓心，主要作用是释放木材干缩所产生的应力；人工干燥的干燥温度为70℃,干燥至短木含水率降至10％；
(4)分级储料：同种树种、直径差小于5％的原木归属同一等级，分级堆垛储料；
(5)表面刻槽加工：采用虎森CNC425W数控木工车床，将同一级别的原木去皮车成等直径木段，并在圆木单元的表面进行刻槽加工，四等分圆周，如图2所示，沿圆木长度方向刻槽，槽深度为0.25倍的木段直径，槽长宽比为2:1；
(6)竹筋制备：如图3所示，首先将毛竹加工成规格竹条；再将竹条胶合拼宽、拼厚、错缝接长以及四面刨光竹筋；即为木槽截面尺寸减去胶缝宽度2mm。
(7)竹木复合组装：如图4所示：将五根圆木单元首尾依次排列，槽口一一对齐，放置于设备支架上，各圆木单元端面以及槽口内涂覆粘合剂后镶嵌竹筋，设备活动端加压顶进使得各单元木柱接缝处紧密结合，待粘合剂固化后，即完成竹木复合柱组装。
粘合剂采用双组分环氧树脂胶，双酚A环氧树脂,多乙烯多胺，双酚A环氧树脂具有良好的粘接性能，适用于竹木材粘接，物理机械性能较好；多乙烯多胺作为固化剂，可增加胶黏剂的韧性，镶嵌竹筋，对木柱双端加压待胶固化后完成竹木复合柱组装。此时撤去活动支架，复合柱表面涂刷环氧胶，将竹皮沿水平方向逐层缠绕粘贴，待胶黏剂固化后进行砂光油漆涂饰。还可以增加其外观观感。
竹木复合柱临界应力和实木柱计算公式分别如下：
F1＝α(F木+F竹)＝α[E木ε木(A-n·A竹)+E竹ε竹n·A竹] (1)
F2＝E木ε木A (2)
式中:F1为竹木复合柱的轴心抗压承载力；F2为木柱的轴心抗压承载力；F木为木材贡献的轴心抗压承载力；F竹为竹筋贡献的轴心抗压承载力；α为复合柱表面缠绕层约束系数；E木为木材的顺纹抗压弹性模量；ε木为木材的极限压应变；E竹为竹筋的顺纹抗压弹性模量；ε竹为竹筋的极限压应变；A为整个竹木复合柱横截面面积；A竹为单个竹筋的横截面积；n为竹筋的数量。
例如：直径150mm的竹木复合柱(材质：杨木、毛竹)，其表面4等分镶嵌竹筋，竹筋截面尺寸为37.5mm×18.75mm，竹皮及无纺布缠绕层厚度1mm，由公式(1)和(2)可得临界应力增幅为：
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种竹木复合高强度抗压柱，其特征在于：包括一组轴向依次排列的等直径圆木单元；所述等直径圆木单元端面上涂覆有粘合剂，还包括一组竹筋；每根竹筋的长度不小于所有等直径圆木单元长度之和；所述圆木单元的表面沿着长度方向等距离开设有一组槽口；所述槽口的深度为圆木单元直径的0.2~0.3倍；所述槽口的长宽比为2:1~2.5：1;且每个圆木单元的槽口一一对齐，所述竹筋通过粘合剂粘合在槽口内，进而将圆木单元连接为整体竹木复合柱；所述竹筋的宽度比对应槽口的宽小2mm；所述竹筋的高度比对应槽口的深度小2mm。
2.根据权利要求1 所述的竹木复合高强度抗压柱，其特征在于：所述粘合剂包含双组分环氧树脂胶、双酚A 环氧树脂以及多乙烯多胺。
3.根据权利要求2 所述的竹木复合高强度抗压柱，其特征在于：所述竹木复合柱的表面通过粘合剂缠绕黏贴有背面附有无纺布的竹皮。
4.一种如权利要求1 所述的竹木复合高强度抗压柱的制造方法，依次包括原木分拣步骤、原木锯截步骤、木段干燥步骤以及分级储料步骤；其特征在于：还包括圆木单元表面刻槽步骤、竹筋制备步骤以及竹木复合组装步骤；
在所述圆木单元表面刻槽步骤中，将圆木单元按周向设置等分点，然后在等分点处沿着圆木单元长度方向开设相同的槽口；所述槽口的深度为圆木单元直径的0.2~0.3 倍；所述槽口的长宽比为2:1~2.5:1；
在所述竹筋制备步骤中，将胶合竹材料加工成纵截面尺寸比槽口纵截面尺寸小2mm 的竹筋；
在所述竹木复合组装步骤中，将圆木单元首尾依次排列，槽口一一对齐，各圆木单元端面以及槽口内涂覆粘合剂后镶嵌竹筋，然后对圆木单元组的双端加压，待粘合剂固化后，即完成竹木复合柱组装。
5.根据权利要求4 所述的竹木复合高强度抗压柱的制造方法，其特征在于：在经所述竹木复合组装步骤处理后，还包括在竹木复合柱的表面涂刷胶黏剂并径向缠绕粘贴竹皮的步骤。
6.根据权利要求5 所述的竹木复合高强度抗压柱的制造方法，其特征在于：在所述木段干燥步骤中，采用自然或人工干燥，干燥前先对木段表面开缝，平行于中心轴线，过髓心，人工干燥的干燥温度为70℃,干燥至木段含水率降至10%。
7.根据权利要求6 所述的竹木复合高强度抗压柱的制造方法，其特征在于：在所述竹筋制备步骤中，所述胶合竹材料是将毛竹沿长度方向加工成规格竹条，然后按照需求将竹条胶合拼宽、拼厚、错缝接长；最后再四面刨光成竹筋。
CN201610532325.3A 2016-07-07 2016-07-07 一种竹木复合高强度抗压柱及其制造方法 Active CN106042129B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610532325.3A CN106042129B (zh) 2016-07-07 2016-07-07 一种竹木复合高强度抗压柱及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610532325.3A CN106042129B (zh) 2016-07-07 2016-07-07 一种竹木复合高强度抗压柱及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106042129A CN106042129A (zh) 2016-10-26
CN106042129B true CN106042129B (zh) 2019-03-22

Family

ID=57184913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610532325.3A Active CN106042129B (zh) 2016-07-07 2016-07-07 一种竹木复合高强度抗压柱及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106042129B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106738173A (zh) * 2016-12-16 2017-05-31 天津商业大学 一种旧家具结构的修复方法
CN107901169A (zh) * 2017-11-22 2018-04-13 中南林业科技大学 一种竹筋实木组合空心柱及其制作方法
CN108115796A (zh) * 2017-12-27 2018-06-05 福建农林大学 一种竹圆柱建筑材料的加工方法
CN108678286A (zh) * 2018-04-03 2018-10-19 上海趋而代之环保科技有限公司 一种胶合竹立柱结构
CN108972726B (zh) * 2018-08-24 2020-11-17 王步熬 中药材种植基木加工系统
CN108972727B (zh) * 2018-08-24 2020-12-01 王步熬 中药材种植基木加工方法
CN109129801B (zh) * 2018-10-10 2024-06-18 南京林业大学 一种环形连续竹材箍筋制作方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2042784U (zh) * 1989-02-03 1989-08-16 湖南省进出口总公司星竹公司 竹木复合材
CN1268607A (zh) * 1999-03-31 2000-10-04 孙正军 复合增强竹木板壁中空仿木结构
US20120079707A1 (en) * 2009-03-04 2012-04-05 Ziming Shen Tongue-in-groove floor and wall
CN102423890B (zh) * 2011-10-22 2014-12-31 广东省宜华木业股份有限公司 一种卷筒式空芯木家具构件的制造方法
CN203257047U (zh) * 2013-04-11 2013-10-30 彭志军 一种实木拼板的地板
CN205950947U (zh) * 2016-07-07 2017-02-15 国际竹藤中心安徽太平试验中心 一种竹木复合高强度抗压柱

Also Published As

Publication number Publication date
CN106042129A (zh) 2016-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106042129B (zh) 一种竹木复合高强度抗压柱及其制造方法
US7647957B2 (en) Method for making plywood and dimensional lumber from Arundo donax L. or bamboo
US4810551A (en) Bamboo board
US8231757B2 (en) Method of manufacturing laminated bamboo sliver lumber
CN102535752B (zh) 一种结构用层板胶合木圆木柱及制备方法
CN101456195B (zh) 木结构建筑用结构胶合板及其生产方法
CN101863058B (zh) 一种新型集成材及其制作方法
CN101066603A (zh) 竹质定向结构板的制造方法
CN105922422A (zh) 拼花重组竹木地板及其生产工艺
JP2009214364A (ja) 椰子を原材料とした木質材及びその製造方法
CN103659950A (zh) 一种竹基板材的制备工艺
CN102407557A (zh) 一种竹木复合积成方材生产方法
CN205950947U (zh) 一种竹木复合高强度抗压柱
CN104149143A (zh) 一种新型结构的实木集成材
CN109866300A (zh) 一种快装式圆竹栏杆的制造方法
CN201427338Y (zh) 一种小径竹胶合板
CN204172143U (zh) 一种新型结构的实木集成材
CN204505464U (zh) 一种树脂浸渍杨木单板层积材
CN202378128U (zh) 一种灌木复合人造木材
CN101544011B (zh) 一种用于生产木质木板或木方的制备方法
CN105818224A (zh) 重组竹仿木纹装饰材生产方法
CN107932655A (zh) 一种木结构用多棱空心圆柱及其生产方法
CN105563595A (zh) 木质扇面的制作方法
CN104708686A (zh) 一种呈镶嵌结构的实木集成板材
CN207682580U (zh) 一种木结构用多棱空心圆柱

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant