CN107088947A - 一种竹质结构柱梁的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竹质结构柱梁的生产方法，其特征是它包括步骤：制作竹片、开槽、预压、接长、制板、制方、锯切，其将竹片榫卯连接，连接紧固，强度高；竹片在料槽排列进行预定位，落在工作台又进行二次调整定位，竹片之间的榫卯嵌合准确无误；通过压头时竹片连接紧实，防止连接处发生错位；楔形进口的压头便于进料；横竖方向竹板混拼，增加强度；工序衔接流畅、结构简单，保证强度的同时实现了竹片接长的机械化，从而能利用竹材批量化完成竹板、竹方实现竹质结构柱梁的生产。

Description

一种竹质结构柱梁的生产方法
技术领域
本发明涉及一种建材的生产方法，具体地说是涉及一种竹质建材的生产方法，特别是涉及一种竹质结构柱梁的生产方法。
背景技术
结构柱是在结构中承受梁和板传来的荷载，并将荷载传给基础，是主要的竖向受力构件。结构梁泛指建筑结构中水平方向的长条形承重构件。结构梁与结构柱、承重墙、构造柱等竖向构件共同构成空间结构体系，起到抗裂、抗震、稳定等构造性作用。在木质建筑结构中，结构梁为架在墙上或柱子上支撑房顶的横木，结构柱多数为平面投影为矩形的立柱构造，各构件多以木质材料为原料。
现代都市人渴望亲近大自然，郊外小木屋成为当今渡假的好去处，身处小木屋中，无论是在湖畔还是山间，都能使人们感到身心放松，心境豁然开朗。因此，越来越多的木屋别墅应运而生，更是逐渐成为一种时尚。木屋别墅多借鉴传统木结构建筑，其结构柱、结构梁也多为方柱体构造。且该方柱体直径较大，则需要树龄较大的木材，成本高。而区域性规划化的度假村往往建造的木屋别墅幢数较大然，而树木成材时间长，市场上足龄木材短缺，因此急需其他替代原料。
竹材具备具备木材的部分优点，且生材快、原料来源广，比木材强度更高，更耐用，有很好的发展前景。其中以毛竹分布较广，毛竹竹杆高达10 m～20m，竹壁厚度10㎜左右，但由于竹杆的外形多呈圆锥体状或椭圆锥体状，其按纵向纤维的纹理剖切出的竹片若过长，则竹片一头宽，一头窄，呈梯形状，反而降低竹材利用率。因此，其外形决定了不能加工出太长的竹片。因而现加工竹片长度最长为2460㎜，竹片厚度一般为6～8㎜，宽度为16㎜～24㎜。因此需要由若干个竹片依次连接接长，即在长度方向上需有多个接口。
竹、木材料接长用得较多的接口方式为指接（参见附图1），采用锯齿状接口，类似两手手指交叉对接，故称指接板。指接板在生产过程中用胶量比木工板少得多，更为环保。目前市场上仅有木材指接的接长设备，并没有竹片接长设备。虽然市场上出现的竹质板材的竹片采用的连接方式多样，但在其加工时所使用到的加工设备中仅存有对竹片连接端进行加工处理的设备，而国内竹片与竹片的接长工艺仍停留在采用手工接长，需用人工多，生产效率低，劳动强度大，因人工工资越来越高，生产成本不断增加。
结构梁与结构柱作为主要承重部件，强度要求高。然而，竹材只有纵向纤维，通过受力分析，采用指接接长的方式（相当于纵向纤维被打断），相对完整的长竹片而言其抗拉强度、抗弯强度大大降低。
为保证指接板接口处受力均衡，需将相邻竹片长度方向的接口处错开排列拼成板（参见附图2）。则需要对不同长度规格的竹片进行接长。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于纯竹木建筑结构中承重的竹质结构柱梁的生产方法。
本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种竹质结构柱梁的生产方法，它包括以下步骤：
⑴制作竹片：将竹材按所需规格截断后进行剖切、去竹隔，然后刨削去竹青和竹黄，成为竹片；
⑵开槽：将竹片的一端或两端开榫槽；
⑶预压：由于切割开槽可能会导致竹片产生曲度，故将开槽后的竹片利用压机压平，使其平整无曲度；
⑷接长：将开槽、预压后的竹片送入竹片接长装置，经排序、定位、嵌合、压实后，使竹片依竹片长度方向（即沿竹材纵向纤维方向）接长为所需长度的竹片条；
⑸制板：将各竹片条面积最大的面（上、下面）作为粘接面涂胶，并将各竹片条的粘接面以垂直方向排放并依次粘接，采用平行于粘接面的横向压板向在位于两横向压板之间的粘接在一起的竹片条由两侧向中间进行横向挤压并夹紧固定，然后采用垂直压板进行纵向热压，待胶液固化即得到竖拼板；将各竹片条厚度方向上的侧面作为拼接面涂胶，并将各竹片条的粘接面以垂直方向排放并（即以各竹片条面积最大的面处于水平方向）依次拼接，然后采用垂直压板进行纵向热压，待胶液固化即得到横拼板；
⑹制方：按所需尺寸规格，将横拼板平行层积或交叉叠加粘合，或将竖拼板平行层积或交叉叠加粘合，或将竖拼板与横拼板平行或交叉叠加混拼胶粘，并采用压机加压，待胶液固化即得到竹方原料；
⑺锯切：按建筑结构要求，将竹方原料锯切为所需规格尺寸，即得到结构柱或结构梁。
本发明所述的竹片接长装置包括工作台，步骤⑷中所述的排序是将开槽、预压后的竹片送入竹片接长装置的料槽，所述的料槽设于工作台定位工位的上方，且两料槽互为平行设置，使堆码在其中一个料槽中的竹片与其相邻的料槽中的另一竹片相互平行，且分别位于不同料槽中处于同一水平位置（以及同时落到竹片接长装置工作台上）的竹片以榫头与榫槽相对的方向放置；所述料槽的最大长度边所处的侧面的内壁上（远于竹片接长端的一端）分别开设有限位槽，限位槽内可插设调节插板，以适用于不同长度的竹片或竹片条的接长。
本发明步骤⑷中所述的定位是采用定位机构将由料槽落到工作台定位工位的竹片进行定位调整，所述的定位机构包括设于工作台（位于料槽的下方）定位工位处两端的弹簧挡板，所述的料槽与竹片推送方向平行的侧面的下端设有定位顶板，定位顶板的底边与工作台上表面之间的间距小于竹片的厚度，且大于等于推板的厚度，料槽的其余三方侧面的下端与工作台上表面之间的间距大于等于竹片的厚度；由于加工误差造成竹片长短不一或部分竹片仍存在轻微的曲度造成垂直投影上的长度变短，此时可能会出现落在竹片接长装置工作台上的竹片之间榫头与榫槽不对应，则此时通过弹簧挡板与定位顶板之间距离的活动调节，使落到工作台上的竹片的接长端抵住定位顶板，实现竹片之间以榫头与榫槽相对的方式榫卯定位；所述的工作台上位于定位工位与压实工位之间设有可升降的定位销，工作台两侧距各定位销做在直线一竹片宽度距离处设有触碰开关或红外感应开关。
本发明所述的工作台的上方设有由动力驱动可沿工作台上表面水平推拉运动的推板；步骤⑷中所述的定位销升起顶住其中一竹片与被推行而来的另一竹片以榫头与榫槽相对互补的方式进行嵌合，当推板推行至触碰开关或红外感应开关处时，定位销落下使嵌合在一起的竹片由推板推送通过随后进入压实工位。
本发明所述的工作台压实工位的上方设有压头，根据竹片的不同厚度规格通过调节压头之上的弹簧螺母而设置压头与工作台面之间的间距（压头与工作台上表面之间的间距即为竹片的厚度）；步骤⑷中逐渐紧密嵌合在一起的两竹片由推板推行至压实工位且位于压头的正下方，压头使两竹片之间的榫卯接口处在推送的同时被挤压平，使被嵌合的竹片各面平齐，避免接口处错位。
本发明所述的工作台上表面设有滑槽，所述的推板的下方设有在滑槽内沿其滑动的滑轮，减小摩擦阻力，便于推板的灵活运动。
由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，其竹片之间采用榫卯连接，连接紧固，强度高；竹片在料槽排列进行预定位，落在工作台又进行二次调整定位，竹片之间的榫卯嵌合准确无误；通过压头时竹片连接紧实，防止连接处发生错位；楔形进口的压头便于进料；横竖方向竹板混拼，增加强度；工序衔接流畅、结构简单，保证强度的同时实现了竹片接长的机械化，从而能利用竹材批量化完成竹板、竹方实现竹质结构柱梁的生产。
附图说明
图1是现有技术中竹、木材料以指接方式接长的结构示意图；
图2是现有技术中指接板的接口分布结构示意图；
图3是本发明中竹片接长装置的结构示意图；
图4是本发明实施例1中推板、压板、弹簧挡板的结构示意图；
图5是本发明中料槽的结构放大示意图；
图6是本发明实施例2的结构示意图；
图7是本发明中定位顶板的结构放大示意图；
图8是本发明实施例3的结构示意图；
图9是本发明中竖拼板的结构示意图；
图10是本发明中横拼板的结构示意图。
图中：1、工作台；2、动力；3、推板；4滑槽；5、滑轮；6、定位顶板；7、料槽；8、竹片；9、弹簧螺母；10、压头；11、压实工位；12、定位工位；13、弹簧挡板；14、定位销；15、红外感应开关探头；71、调节插板；72、限位槽；81、榫头；82、榫槽。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
由图3、图4、图5、图7可知，一种竹质结构柱梁的生产方法，它包括以下步骤：
⑴制作竹片：将竹材按所需规格截断后进行剖切、去竹隔，然后刨削去竹青和竹黄，成为竹片；
⑵开槽：将竹片的一端或两端开榫槽（本实施例为一端开设2个榫槽）；
⑶预压：由于切割开槽可能会导致竹片产生曲度，故将开槽后的竹片利用压机压平，使其平整无曲度；
⑷接长：将开槽、预压后的竹片送入竹片接长装置，经排序、定位、嵌合、压实后，使竹片依竹片长度方向（即沿竹材纵向纤维方向）接长为所需长度的竹片条；
⑸制板：将各竹片条面积最大的面（上、下面）作为粘接面涂胶，并将各竹片条的粘接面以垂直方向排放并依次粘接，采用平行于粘接面的横向压板向在位于两横向压板之间的粘接在一起的竹片条由两侧向中间进行横向挤压并夹紧固定，然后采用垂直压板进行纵向热压，待胶液固化即得到竖拼板；将各竹片条厚度方向上的侧面作为拼接面涂胶，并将各竹片条的粘接面以垂直方向排放并（即以各竹片条面积最大的面处于水平方向）依次拼接，然后采用垂直压板进行纵向热压，待胶液固化即得到横拼板；
⑹制方：按所需尺寸规格，将横拼板平行层积或交叉叠加粘合，或将竖拼板平行层积或交叉叠加粘合，或将竖拼板与横拼板平行或交叉叠加混拼胶粘，并采用压机加压，待胶液固化即得到竹方原料；
⑺锯切：按建筑结构要求，将竹方原料锯切为所需规格尺寸，即得到结构柱或结构梁。
本发明所述的竹片接长装置包括工作台，步骤⑷中所述的排序是将开槽、预压后的竹片送入竹片接长装置的料槽，所述的料槽设于工作台定位工位的上方，且两料槽互为平行设置，使堆码在其中一个料槽中的竹片与其相邻的料槽中的另一竹片相互平行，且分别位于不同料槽中处于同一水平位置（以及同时落到竹片接长装置工作台上）的竹片以榫头与榫槽相对的方向放置；所述料槽的最大长度边所处的侧面的内壁上（远于竹片接长端的一端）分别开设有限位槽，限位槽内可插设调节插板，以适用于不同长度的竹片或竹片条的接长。
本发明步骤⑷中所述的定位是采用定位机构将由料槽落到工作台定位工位的竹片进行定位调整，所述的定位机构包括设于工作台（位于料槽的下方）定位工位处两端的弹簧挡板，所述的料槽与竹片推送方向平行的侧面的下端设有定位顶板，定位顶板的底边与工作台上表面之间的间距小于竹片的厚度，且大于等于推板的厚度，料槽的其余三方侧面的下端与工作台上表面之间的间距大于等于竹片的厚度；由于加工误差造成竹片长短不一或部分竹片仍存在轻微的曲度造成垂直投影上的长度变短，此时可能会出现落在竹片接长装置工作台上的竹片之间榫头与榫槽不对应，则此时通过弹簧挡板与定位顶板之间距离的活动调节，使落到工作台上的竹片的接长端抵住定位顶板，实现竹片之间以榫头与榫槽相对的方式榫卯定位。
本发明所述的工作台的上方设有由动力驱动可沿工作台上表面水平推拉运动的推板。
本发明所述的工作台压实工位的上方设有压头，根据竹片的不同厚度规格通过调节压头之上的弹簧螺母而设置压头与工作台面之间的间距（压头与工作台上表面之间的间距即为竹片的厚度）；步骤⑷中逐渐紧密嵌合在一起的两竹片由推板推行至压实工位且位于压头的正下方，压头使两竹片之间的榫卯接口处在推送的同时被挤压平，使被嵌合的竹片各面平齐，避免接口处错位。
本发明所述的压头为1至3个（本实施例为3个压头）。
本发明所述的工作台上表面设有滑槽，所述的推板的下方设有在滑槽内沿其滑动的滑轮，减小摩擦阻力，便于推板的灵活运动。
实施例2：
由图6可知，本发明所述的所述的工作台上位于定位工位与压实工位之间设有可升降的定位销，工作台两侧距各定位销做在直线一竹片宽度距离处设有触碰开关或红外感应开关。
本发明所述的工作台的上方设有由动力驱动可沿工作台上表面水平推拉运动的推板；步骤⑷中所述的定位销升起顶住其中一竹片与被推行而来的另一竹片以榫头与榫槽相对互补的方式进行嵌合，当推板推行至触碰开关或红外感应开关处时，定位销落下使嵌合在一起的竹片由推板推送通过随后进入压实工位。
余同实施例1。
实施例3：
由图8可知，本发明所述的压头为1至3个（本实施例为3个压头）。
余同实施例2。

Claims (6)

1.一种竹质结构柱梁的生产方法，其特征是它包括以下步骤：
⑴制作竹片：将竹材按所需规格截断后进行剖切、去竹隔，然后刨削去竹青和竹黄，成为竹片；
⑵开槽：将竹片的一端或两端开榫槽；
⑶预压：由于切割开槽可能会导致竹片产生曲度，故将开槽后的竹片利用压机压平，使其平整无曲度；
⑷接长：将开槽、预压后的竹片送入竹片接长装置，经排序、定位、嵌合、压实后，使竹片依竹片长度方向（即沿竹材纵向纤维方向）接长为所需长度的竹片条；
⑸制板：将各竹片条面积最大的面（上、下面）作为粘接面涂胶，并将各竹片条的粘接面以垂直方向排放并依次粘接，采用平行于粘接面的横向压板向在位于两横向压板之间的粘接在一起的竹片条由两侧向中间进行横向挤压并夹紧固定，然后采用垂直压板进行纵向热压，待胶液固化即得到竖拼板；将各竹片条厚度方向上的侧面作为拼接面涂胶，并将各竹片条的粘接面以垂直方向排放并（即以各竹片条面积最大的面处于水平方向）依次拼接，然后采用垂直压板进行纵向热压，待胶液固化即得到横拼板；
⑹制方：按所需尺寸规格，将横拼板平行层积或交叉叠加粘合，或将竖拼板平行层积或交叉叠加粘合，或将竖拼板与横拼板平行或交叉叠加混拼胶粘，并采用压机加压，待胶液固化即得到竹方原料；
⑺锯切：按建筑结构要求，将竹方原料锯切为所需规格尺寸，即得到结构柱或结构梁。
2.根据权利要求1所述的竹片的竹质结构柱梁的生产方法，其特征是所述的竹片接长装置包括工作台，步骤⑷中所述的排序是将开槽、预压后的竹片送入竹片接长装置的料槽，所述的料槽设于工作台定位工位的上方，且两料槽互为平行设置，使堆码在其中一个料槽中的竹片与其相邻的料槽中的另一竹片相互平行，且分别位于不同料槽中处于同一水平位置（以及同时落到竹片接长装置工作台上）的竹片以榫头与榫槽相对的方向放置；所述料槽的最大长度边所处的侧面的内壁上（远于竹片接长端的一端）分别开设有限位槽，限位槽内可插设调节插板，以适用于不同长度的竹片或竹片条的接长。
3.根据权利要求1所述的竹片的竹质结构柱梁的生产方法，其特征是步骤⑷中所述的定位是采用定位机构将由料槽落到工作台定位工位的竹片进行定位调整，所述的定位机构包括设于工作台（位于料槽的下方）定位工位处两端的弹簧挡板，所述的料槽与竹片推送方向平行的侧面的下端设有定位顶板，定位顶板的底边与工作台上表面之间的间距小于竹片的厚度，且大于等于推板的厚度，料槽的其余三方侧面的下端与工作台上表面之间的间距大于等于竹片的厚度；由于加工误差造成竹片长短不一或部分竹片仍存在轻微的曲度造成垂直投影上的长度变短，此时可能会出现落在竹片接长装置工作台上的竹片之间榫头与榫槽不对应，则此时通过弹簧挡板与定位顶板之间距离的活动调节，使落到工作台上的竹片的接长端抵住定位顶板，实现竹片之间以榫头与榫槽相对的方式榫卯定位；所述的工作台上位于定位工位与压实工位之间设有可升降的定位销，工作台两侧距各定位销做在直线一竹片宽度距离处设有红外感应开关。
4.根据权利要求2所述的竹片的竹质结构柱梁的生产方法，其特征是步骤⑷中所述的定位是采用定位机构将由料槽落到工作台定位工位的竹片进行定位调整，所述的定位机构包括设于工作台（位于料槽的下方）定位工位处两端的弹簧挡板，所述的料槽与竹片推送方向平行的侧面的下端设有定位顶板，定位顶板的底边与工作台上表面之间的间距小于竹片的厚度，且大于等于推板的厚度，料槽的其余三方侧面的下端与工作台上表面之间的间距大于等于竹片的厚度；由于加工误差造成竹片长短不一或部分竹片仍存在轻微的曲度造成垂直投影上的长度变短，此时可能会出现落在竹片接长装置工作台上的竹片之间榫头与榫槽不对应，则此时通过弹簧挡板与定位顶板之间距离的活动调节，使落到工作台上的竹片的接长端抵住定位顶板，实现竹片之间以榫头与榫槽相对的方式榫卯定位；所述的工作台上位于定位工位与压实工位之间设有可升降的定位销，工作台两侧距各定位销做在直线一竹片宽度距离处设有触碰开关或红外感应开关。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的竹片的竹质结构柱梁的生产方法，其特征是所述的工作台的上方设有由动力驱动可沿工作台上表面水平推拉运动的推板；步骤⑷中所述的定位销升起顶住其中一竹片与被推行而来的另一竹片以榫头与榫槽相对互补的方式进行嵌合，当推板推行至触碰开关或红外感应开关处时，定位销落下使嵌合在一起的竹片由推板推送通过随后进入压实工位。
6.根据权利要求5所述的竹片的竹质结构柱梁的生产方法，其特征是所述的工作台压实工位的上方设有压头，根据竹片的不同厚度规格通过调节压头之上的弹簧螺母而设置压头与工作台面之间的间距（压头与工作台上表面之间的间距即为竹片的厚度）；步骤⑷中逐渐紧密嵌合在一起的两竹片由推板推行至压实工位且位于压头的正下方，压头使两竹片之间的榫卯接口处在推送的同时被挤压平，使被嵌合的竹片各面平齐，避免接口处错位。
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