CN109072614A - 改进的木材连结件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于端部连结细长木材凸缘的连结件,所述连结件包括:细长平面腹板,其具有沿纵向轴线延伸的上部部分和沿纵向轴线延伸的下部部分;细长平面腹板具有依次沿纵向轴线延伸的第一区域、第二区域和第三区域,第二区域具有比第一和第三区域更大的宽度;第一细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第一和第二区域的上部部分的狭槽;第二细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第二和第三区域的上部部分的狭槽;其中平面腹板的下边缘延伸超过第一和第二细长木材凸缘的边缘,以便为另一个细长木材凸缘提供接合点。
Description
技术领域
本发明涉及施工领域,特别是建筑施工领域。本发明包括能够承受在诸如承木、楼板托梁、屋顶椽条、横梁、立柱等的应用中所需的荷载的结构木材构件。
背景技术
木材是建筑施工中常用的材料,常常用于承载应用。木材的精细微结构提供了低重量但优异的承载能力。尽管木材的重量轻,但其强度是钢的14倍。
对于施工中的承载用途,根据最小弹性模量(MOE)来为给定应用选择木材,MOE是横梁的刚度以及继而强度的量度。木材的MOE因多种因素而不同,但主要因素是木材种类。木材横梁的承载能力随着横梁的物理尺寸以及MOE而变化。由硬木锯成的大横截面积的横梁通常被选择用于高承载应用。
能够承受相当大荷载的木材横梁是昂贵的。为了经济起见,现有技术提供了可以将木材构件层压在一起以提供复合木材托梁的许多技术。用于提供所需跨度的木材托梁的端部连结技术也是已知的。这样的技术允许使用具有较小横截面积和较短跨度的木材(例如“原木芯”)来建造较高价值的结构横梁。这些现有技术方法中的一些问题源于既需要将木材层压在一起以增加横截面积,又需要并入用于将木材端对端连结的装置。通常使用采用榫钉的端部连结技术,但是需要仔细放置榫钉,以便不干扰所使用的层压装置。即使在小心的情况下,层压和端部连结的组合也可能导致具有潜在失效的区域或点。
本发明的一个方面是通过提供用于层压和端部连结木材的改进装置来改善或克服现有技术的问题,以提供高价值的木材托梁。另一个方面是提供现有技术装置的备选方案。
在本说明书中包括对文献、动作、材料、装置、制品等的讨论仅仅出于为本发明提供上下文的目的。并不建议或表示这些内容中的任何或全部构成现有技术基础的一部分,或者是本发明的相关领域的公知常识,因为其在本申请的每项权利要求的优先权日之前已存在。
发明内容
在第一方面,但不一定是最广泛的方面,本发明提供了一种用于端部连结细长木材凸缘的连结件,该连结件包括:
细长平面腹板,其具有沿纵向轴线延伸的上部部分和沿纵向轴线延伸的下部部分;
细长平面腹板具有依次沿纵向轴线延伸的第一区域、第二区域和第三区域,第二区域具有比第一区域和第三区域更大的宽度;
第一细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第一和第二区域的上部部分的狭槽;
第二细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第二和第三区域的上部部分的狭槽;
其中平面腹板的下边缘延伸超过第一和第二细长木材凸缘的边缘,以便为另一个细长木材凸缘提供接合点。
在连结件的一个实施例中,第二区域形成为提供从细长平面腹板的上边缘延伸的凸舌。
在连结件的一个实施例中,第二区域延伸到第一和/或第二细长木材凸缘中大于约50%。
在连结件的一个实施例中,第二区域基本上完全延伸穿过第一和/或第二细长木材凸缘。
在连结件的一个实施例中,第一区域延伸到第一细长木材凸缘中至少约10%,第二区域延伸到第二细长木材凸缘中至少约10%。
在连结件的一个实施例中,第一区域延伸到第一细长木材凸缘中多达约50%,第二区域延伸到第二细长木材凸缘中多达约50%。
在连结件的一个实施例中,平面腹板、第一细长木材凸缘和第二细长木材凸缘的纵向轴线基本上平行。
在连结件的一个实施例中,第一和第二细长平面凸缘的相对端邻接在细长平面腹板的第二区域的横向边界内。
在连结件的一个实施例中,邻接部沿着细长平面腹板的第二区域的基本上中心的点。
在连结件的一个实施例中,狭槽的尺寸被设定成与细长平面腹板紧密连接。
在一个实施例中,连结件包括第三细长木材凸缘,该第三细长木材凸缘具有接合平面腹板的第一、第二和第三区域的下部部分的狭槽。
在连结件的一个实施例中,第三木材凸缘的基本上中心的区域与细长平面腹板的第二区域的基本上中心的点重合。
在连结件的一个实施例中,平面腹板延伸到第三木材凸缘中至少约10%。
在连结件的一个实施例中,平面腹板延伸到第三木材凸缘中多达约50%。
在连结件的一个实施例中,第一木材凸缘不邻接第三木材凸缘,第二木材凸缘不邻接第三木材凸缘,从而使细长平面凸缘的一部分暴露。
在连结件的一个实施例中,细长平面凸缘的暴露部分的面积小于细长平面凸缘的总面积的约50%。
在连结件的一个实施例中,第一木材凸缘、第二木材凸缘和第三木材凸缘(如果存在)的横截面基本上是圆形的。
在连结件的一个实施例中,第一木材凸缘、第二木材凸缘和第三木材凸缘(如果存在)是圆木。
在连结件的一个实施例中,第一木材凸缘、第二木材凸缘和第三木材凸缘(如果存在)是原木芯。
在连结件的一个实施例中,细长平面腹板由木材层片材料制成。
在第二方面,本发明包括一种木材托梁,其包括:
细长平面腹板,其具有沿纵向轴线延伸的上部部分和沿纵向轴线延伸的下部部分;
细长平面腹板具有依次沿纵向轴线延伸的第一区域、第二区域和第三区域,第二区域具有比第一区域和第三区域更大的宽度;
上部细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第一、第二和第三区域的上部部分的狭槽;以及
下部细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第一、第二和第三区域的下部部分的狭槽;
在连结件的一个实施例中,第二区域形成为提供从细长平面腹板的上边缘延伸的凸舌。
在托梁的一个实施例中,第二区域延伸到第一和/或第二细长木材凸缘中大于约50%。
在托梁的一个实施例中,第二区域基本上完全延伸穿过第一和/或第二细长木材凸缘。
在托梁的一个实施例中,第一区域延伸到第一细长木材凸缘中至少约10%,第二区域延伸到第二细长木材凸缘中至少约10%。
在托梁的一个实施例中,第一区域延伸到第一细长木材凸缘中多达约50%,第二区域延伸到第二细长木材凸缘中多达约50%。
在托梁的一个实施例中,平面腹板、第一细长木材凸缘和第二细长木材凸缘的纵向轴线基本上平行。
在托梁的一个实施例中,狭槽的尺寸被设定成与细长平面腹板紧密连接。
在托梁的一个实施例中,第一木材凸缘不邻接第二木材凸缘,从而使细长平面凸缘的一部分暴露。
在托梁的一个实施例中,细长平面凸缘的暴露部分的面积小于细长平面凸缘的总面积的约50%。
在托梁的一个实施例中,第一木材凸缘和第二木材凸缘的横截面基本上是圆形的。
在托梁的一个实施例中,第一木材凸缘和第二木材凸缘是圆木。
在托梁的一个实施例中,第一木材凸缘和第二木材凸缘是原木芯。
在托梁的一个实施例中,细长平面腹板由木材层片材料制成。
附图说明
图1示出了由六个圆木制成的复合木材托梁的图,所有圆木使用本发明的连结件层压在一起。图1A示出了组装好的木材托梁。图1B示出了图1A的构件的部分分解图,以更清楚地示出平面腹板(用交叉影线表示)的形状。腹板的加宽区域由相对的向上和向下延伸的凸舌组成。图1C示出了图1A和1B所示实施例的示例性尺寸。
图2A示出了图1中标记为X-X’的截面的图,展示了原木芯的圆形几何形状和腹板的平面性质。截面X-X’穿过复合木材托梁的部段截取,该部段包括腹板的加宽区域(在该实施例中由向上延伸的凸舌和向下延伸的凸舌构成),该加宽区域插入完全平分原木芯的狭槽中。图2B是穿过复合木材托梁的不包括腹板的加宽区域的部段截取的截面Y-Y’。
图3示出了由六个圆木制成的复合木材托梁的图,所有圆木使用本发明的连结件层压在一起。与图1和图2的实施例不同,图3的实施例被构造成使得腹板的加宽区域(凸舌)交错。此外,在托梁的端部设置没有任何加宽区域的腹板。图3C示出了图3A和图3B所示实施例的示例性尺寸。
图4示出了类似于图1所示的复合木材构件的图,但是腹板的加宽部分仅由向上延伸的凸舌组成。图4A是组装好的木材托梁,图4B是部分分解图。
图5示出了没有连结件的复合木材构件的图。腹板的加宽部分由向上和向下延伸的凸舌组成,该凸舌用于提高复合托梁的强度。图5A是组装好的木材托梁,图5B是部分分解图。
具体实施方式
在考虑此描述之后,如何在各个备选实施例和备选应用中实施本发明对于本领域技术人员将显而易见。然而,虽然本文将描述本发明的各种实施例,但应当理解,这些实施例仅以举例方式呈现,而不进行限制。因此,各种备选实施例的该描述不应当被理解为限制本发明的范围或广度。此外,优点或其它方面的陈诉适用于具体的示例性实施例,而不一定适用于权利要求书涵盖的所有实施例。
贯穿本说明书的描述和权利要求,词语“包括”及其变体,例如“包含”并非意图排除其它的添加物、部件、整数或步骤。
在该说明书全文中,对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在该说明书全文中,在不同地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定全部指的是同一实施例,但可以指同一实施例。
术语“上部”、“下部”、“上方”和“下方”旨在仅指本发明的部件的相对位置,特别是参照附图中所示的取向。应当理解,本发明的组装好的木材托梁可以以任何取向安装,因此术语“上部”和“下部”对权利要求没有限制。
本发明至少部分地基于这样的发现,即具有加宽区域的腹板可用于木材的层压和端部连结以形成复合木材托梁。腹板参与由设置在腹板的中心纵向轴线上方和下方的木材凸缘以及端对端设置的木材凸缘形成的连结件。因此,在第一方面,本发明提供了一种用于端部连结细长木材凸缘的连结件,该连结件包括:
细长平面腹板,其具有沿纵向轴线延伸的上部部分和沿纵向轴线延伸的下部部分;
细长平面腹板具有依次沿纵向轴线延伸的第一区域、第二区域和第三区域,第二区域具有比第一区域和第三区域更大的宽度;
第一细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第一和第二区域的上部部分的狭槽;
第二细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第二和第三区域的上部部分的狭槽;
其中平面腹板的下边缘延伸超过第一和第二细长木材凸缘的边缘,以便为另一个细长木材凸缘提供接合点。
尽管没有这样的限制,但是本发明特别适合于使用原木芯作为凸缘,以便克服长度约2400mm的自然限制。本发明还适于与小直径的完美圆形木材凸缘一起使用,这些凸缘通常由于资源的性质而被限制在约3600mm的最大长度。
在一些实施例中,腹板的加宽区域可以利用以下优点:在原木凸缘端部对接处增加腹板的粘合表面积,以便提高对复合构件的上侧上的压缩力和沿下侧的张力的抵抗力。
提供腹板的加宽区域的额外层压区域可以被认为充当沿着上凸缘对接连结件的间隔件或衬垫,其中加宽区域的上部部分抵抗沿着顶部的压缩力,而下部部分抵抗沿着复合构件的下侧的张力,在下侧处,下部部分提供锚定功能。
使用具有加宽区域的腹板可以在组合木材托梁的中心区域或承受特别高的荷载的区域处提供减小的扭曲或位移。这种抗变形能力可以避免或至少减少对通过阻挡支撑木材托梁的需求。
腹板的加宽区域可以进一步允许沿凸缘的整个长度减少腹板的正常层压胶嵌入,并因此显著节约成本。
细长平面腹板通常由具有足够强度的片状材料制成,以提供优点。在连结件的一个实施例中,腹板由相对高强度的平面材料形成,所述材料选自:木材、加工木材;刨花板、胶合板、金属薄板、金属板、纤维增强水泥薄板、塑料和纤维增强塑料材料。
在木材托梁的一个实施例中,凸缘彼此平行,并且腹板具有细长的矩形形状。
腹板的第二区域具有大于相邻的第一和第三区域的宽度。第二区域的加宽可以通过腹板的任何延伸、突出、外突等方式来实现。通常,加宽不是平面腹板的厚度的加宽,而是在平面图中考虑时腹板宽度的加宽。
第二区域的加宽可以由任何类型的诸如凸舌的结构形成。凸舌可以从腹板的上边缘或下边缘延伸,并且在一些实施例中从腹板的上延伸部和下延伸部两者延伸。在一个实施例中,相对的凸舌从腹板的上边缘和下边缘延伸。
通常,凸舌具有几何规则的形状。在一个实施例中,凸舌具有基本上平行于腹板的纵向轴线的最外边缘。通常,当凸舌完全延伸穿过凸缘时,凸舌被构造成使得最外边缘与凸缘的表面齐平。
在一个实施例中,腹板(包括加宽区域)是一体形成的,这提供了与其中的情况相比弹性更大的结构。
在连结件的一个实施例中,腹板(在第一和/或第二区域中)延伸至其所嵌入到的凸缘的直径的至少约21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%或30%的深度。
在另一个实施例中,腹板(在第一和/或第二区域中)延伸至其所嵌入到的杆的直径的至少约31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%或50%的深度。在一个实施例中,腹板沿着径向线延伸并且延伸至凸缘的轴向中心。
在第二(加宽)区域中,腹板可以延伸至其所嵌入到的杆的直径的至少约50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、100%的深度。在一个实施例中,腹板沿着径向线延伸并且延伸至凸缘的轴向中心。
凸缘可以由任何细长木材构件形成,包括具有基本上圆形、矩形、正方形、三角形、六边形和八边形的横截面的构件。有利地,凸缘可以是圆木。圆木描述于澳大利亚标准1720的第6章中,并且通常由作为可再生人工林木材商业种植的针叶树制成。这些木材通常生长快速,容易采伐,并且具有较低的自然缺陷率。
多个树种的木材适合形成真圆木,特别是对于其长度的相当大一部分来说往往具有相对恒定的直径的那些类型的树种,以使在修剪和圆形化过程中的浪费最小化。诸如湿地松或加勒比松杂种的种植松树材料往往会形成合适的真圆木。可以考虑的其它材料包括花旗松和各种桉树品种。
真圆木特别坚固,因为木材纤维的天然强度未被锯切或其它处理破坏。圆木的完整性得以保持,并且圆形化圆木所需的修剪过程不会大幅影响圆木的总体强度。木材的自然特性使得圆木的中心芯或木髓相对较软,并且具有较低的结构强度。另一方面,木材的周边要硬得多,并且木材纤维能够承受较高的拉伸荷载。另外,该较硬的外层更耐吸水和抵御昆虫侵害,因此,在制备真圆木的过程中通过使木材的外周很大程度上保持完好,木材的结构完整性得以保持。
在本发明的一些形式中的圆木并不严格遵循澳大利亚标准1720,而是可以具有较小直径,使得不能满足该标准。然而,通过将至少三根圆木紧固在一起,也可以达到所需的承载能力。
在一个实施例中,凸缘(特别是在凸缘为圆木的情况下)的直径小于约125mm、或约100mm、或约75mm、或约70mm、或约65mm、或约60mm、或约55mm、或约50mm、或约45mm、或约40mm。在另一个实施例中,圆木的直径小于约60mm。
在一些实施例中,凸缘可以是杆。本文所用的术语“杆”旨在表示天然存在的圆形横截面杆,其具有中心芯且其周向表面被修剪,以使得杆具有沿着其全长基本上恒定的横截面形状。合适的杆包括真圆木人工松,例如,湿地松或加勒比松杂种,或其它木材品种。
在一些实施例中,圆木是“原木芯”。技术人员应当理解,原木芯是压力处理过的圆形柱。原木芯已在铣床中转变至基本上所有软木都已去除的程度(对于胶合板制造来说),从而留下通常致密且不可挠曲的硬木芯。铣削过程剥离树皮、形成层、边材和甚至一些心材以制成薄木板。这使柱上没有边材。
原木芯的硬木芯不吸收压力处理和防腐剂以及软木,从而导致通常将不能像在外部具有处理过的软木的柱那样耐用的劣质柱。
申请人发现,原木芯在经济上和技术上可行的用途在于,原木芯可以在诸如本文所公开的复合木材产品中使用。使用多个原木芯(和甚至具有低至约70、60、50或40mm的直径的原木芯)可生产施工中有用但性价比很高的构件。
已经惊奇地发现,甚至更小直径(约40mm至约60mm之间)的圆木(例如原木芯)可以用来制造有用的木材结构构件。所得到的复合结构构件可以用作成本很低的托梁。这样的托梁可以具有低至40mm的宽度。
一旦组装好,腹板通常完全嵌入形成在腹板上方的凸缘和腹板下方的凸缘中的狭槽中。通常,狭槽被构造成容纳腹板的所有区域,使得凸缘分开固定的距离,因此基本上平行。在连结件的一个实施例中,存在腹板的暴露区域(即未嵌入凸缘中的区域)。腹板的暴露区域可以占腹板的总面积的多达约1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%。在其它实施例中,腹板的暴露区域可以占腹板的总面积的多达约31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%或50%。
在一些实施例中,凸缘接触使得不存在腹板的暴露区域。在这样的情况下,并且在凸缘是圆木的情况下,每个圆木可以具有去除的纵向区段,以便在凸缘之间提供平面界面。
在连结经机加工的圆木以形成结构构件之前,圆木可以用防腐剂处理以提供使用寿命保护。根据结构构件的预期应用,可以赋予不同程度的保护。合适的防腐剂可以通过采用称为季铵铜(ACQ)的过程来提供,该防腐剂不含铬和砷。
通常,使用粘合剂将腹板固定到凸缘。粘合剂结合材料可以例如包括双组分的环氧树脂材料,或者在一些应用中可以使用单相环氧树脂。理想的是,环氧树脂完全包封紧固件,从而沿着其整个长度为紧固件提供腐蚀屏障。具体而言,合适的粘合剂为结构环氧树脂,例如不含触变溶剂的防水环氧树脂。
本发明主要通过参考连结腹板上方的木材凸缘和腹板下方的木材凸缘以形成“工字梁”的横截面构型的腹板来描述。在需要更大强度的情况下,可以在下凸缘下方嵌入第二腹板,并且第二腹板嵌入第三凸缘中。通过这种方式可以进一步增加另外的第五、第六、第七、第八、第九或第十凸缘。当然,对于每个另外的凸缘,需要另外的腹板。
不希望以任何方式受理论限制,本发明提出,使用较大数量的凸缘导致具有比每根单独的圆木的简单相加值更大的强度的结构构件。相比本来预计那样,这样的构件可以更硬且较不易变形或偏转。本发明认为,每根增加的圆木提供另一个剪切面,其中每个增加的剪切面提供递增的优点。
考虑到原木芯的小直径,应当理解,可能需要较大数量的圆木来实现任何所需的结构特性。例如,虽然仅由较大直径圆木构成的结构构件可能仅需要2根或3根圆木,但使用原木芯可能需要4根、5根、6根、7根或8根圆木来实现有用的结果。
本发明的连结件可以用于制造诸如托梁的结构构件。这样的托梁可以成形为2.4m×2.4m的模块,以形成非常坚固的模块化地板系统,其中模块的外部或周边托梁与托梁的相邻和邻接边缘以类似的方式配合。在这种情况下,2.4m×2.4m的模块能够以相加方式向另一个模块一直邻接下去,除了也可通过将另一个托梁层合到其上而受益的形状的外部之外。有效地,当每隔2.4m被支撑时,这种新的交叉销接且层合的双构件托梁能够充当承木,并且通过添加额外的托梁,该系统减少了更昂贵(但更坚固)的承木的2.4m长度。另一个优点在于,模块可被预制并运输到现场,且节约了大量的成本和时间。
最佳的横梁深度跨度比对于横梁中增加的元件数目来说通常仍然正确,并且当该横梁被用作托梁时,它仍可产生所承受的每单位荷载每米最低的横梁质量。这样的托梁可包括5×50mm圆木以提供215mm H的托梁或包括6×50mm圆木以提供210mm H的托梁或包括甚至7×40mm圆木以提供180mm H的托梁。
技术人员理解,通过对一系列构造进行类似的分析,可以基于资源可得性和横梁功能有效地优化托梁。
不同于前述涉及连结件的实施例,但仍然依赖于具有加宽区域的平面腹板,本发明提供了一种木材托梁,其包括:
细长平面腹板,其具有沿纵向轴线延伸的上部部分和沿纵向轴线延伸的下部部分;
细长平面腹板具有依次沿纵向轴线延伸的第一区域、第二区域和第三区域,第二区域具有比第一区域和第三区域更大的宽度;
上部细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第一、第二和第三区域的上部部分的狭槽;以及
下部细长木材凸缘,其具有接合平面腹板的第一、第二和第三区域的下部部分的狭槽。
在该实施例中,平面腹板的加宽区域用于加强由两个或更多个凸缘形成的托梁。应当理解,如关于本发明的连结件所描述的凸缘、腹板和狭槽的各种特征也可以应用于不涉及凸缘的任何端部连结的本发明的形式。为了简明起见,在此不再叙述这些特征,而是通过引用并入本文。
现在将参考以下非限制性示例更全面地描述本发明。
本发明优选实施例的详细描述
参考附图中所示的实施例,在可能的情况下,等效部件用相同的数字标记。附图中的部件并未精确地按比例绘制。
转到第一示例性实施例,参考图1,图1图解性地示出了用于连结四个圆木12、14、16、18、20和22的整体构造的平面腹板26(全部用交叉影线突出)。在图1B的部分分解图中更清楚地示出腹板2,由此加宽的第二区域由相对的凸舌(其中两个凸舌标记为27)形成。紧接在相对凸舌27左侧的腹板区域是腹板26的第一区域,紧接在右侧的区域是腹板的第三区域。
圆木包括构造成接纳在该实施例中由单片胶合板制成的腹板26的狭槽。第一组圆木12、14、16在腹板26的中心轴线上方,第二组圆木18、20、22在轴线下方。在每个圆木12、14、16、18、20和22中设置有两种类型的狭槽:第一种是浅狭槽24A,第二种是深狭槽24B。在该实施例中,浅狭槽24A的尺寸被设定成接纳腹板26的第二和第三区域,而深狭槽24B的尺寸被设定成接纳腹板26的第二区域(相对的凸舌27)。狭槽24A和2B是连续的,并且在每个圆木12、14、16、18、20和22中形成L形通道。
从图1A和图1B将注意到,凸舌27跨坐在各种圆木的端部之间(即,在14和14、14和16、18和20、20和22之间)的邻接部30上,并且凸舌一直延伸到它延伸进入的圆木的表面。
图1C示出了图1A和图1B所示实施例的各种特征部件的示例性尺寸。应当注意的是,本发明的连结件已经用于通过在每一端增加两个700mm的圆木来将2200mm的复合木材托梁的跨度延长到更有用的3600mm。
在图2A和图2B的剖视图中更清楚地示出了腹板区域、腹板区域插入其中的狭槽以及圆木的相对尺寸。图2A是穿过腹板26的具有凸舌27的区域的视图。在组装好的视图中(在页面的顶部),可以看到狭槽24B完全平分两个圆木12和18。图2B是穿过腹板26的不包括凸舌的区域的剖视图,应当理解,腹板26仅延伸到凸缘中约50%。
图3A和图3B示出了腹板26不是整体的实施例,其包括三个区段(26A、26B和26C),这些区段在线52A和52B处邻接。该实施例允许使用较短长度的层片,从而提高经济性。这些区段可以通过使用粘合剂和/或紧固件在邻接线处或其周围连结。在一个实施例中,邻接端具有设置在任一侧上的两个层片,其中粘合剂和螺钉用于将部件固定在一起。
通常优选避免这种邻接,并且在可能的情况下使用整体式腹板。为此,定向刨花板(OSB)是可以用于制造腹板的示例性高性价比材料。
还要注意的是,凸舌27是交错的,因此圆木之间的端部连结件也是交错的。通过这种布置,任何潜在的失效点(即圆木之间的端部连结件,以及腹板区段之间的端部连结件)都不会对齐,从而降低了整个托梁失效的可能性。
转到图3C,将从尺寸注意到,使用了最大长度为2200mm的圆木(图3B中标记为48的下中心圆木),其端部连结到长度均为700mm的圆木(图3B中标记为46和50的圆木)。构成托梁上部的三个圆木(图3B中标记为40、42和44)均为1200mm。
总的来说,由一系列小长度的圆木形成3600mm跨度的托梁。
参照图4A和图4B,示出了具有腹板26的实施例,该腹板26具有仅从上侧延伸的凸舌27。考虑到由于不存在横跨这些邻接部的腹板凸舌而沿着圆木46和48、48和50之间的邻接线失效的可能性,该实施例不如本节中公开的其它实施例优选。然而,这样的实施例对于较低荷载情况将是有用的,并且在任何情况下都具有提供更长跨度托梁的优点。
如本文其他地方所讨论的,具有加宽区域的腹板可用于将木材构件层压在一起,但不涉及端部连结件。在图5A和图5B中示出了一个示例性实施例,其详细描述了上圆木100和下圆木110与具有相对凸舌27的腹板26的层压。凸舌27提供了对整个托梁的变形具有更大抵抗力的区域。凸舌可以沿着托梁以规则的间隔放置,或者仅放置在中心区域,或者仅放置在预期承受较高荷载的区域。
腹板可以用于单个托梁中,既用于端部连结木材构件(如图1至图4所示),也用于增加托梁的总体强度(如图5所示)。
提供所公开实施例的以上描述以允许本领域的任何技术人员实现或使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员将显而易见,并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下,本文所述的一般原理可应用于其它实施例。因此,应当理解,本文呈现的描述和附图表示本发明的目前优选的实施例,并且因此代表通过本发明广泛地构思到的主题。还应当理解,本发明的范围完全涵盖对于本领域的技术人员可能变得明显的其它实施例。
应当理解,在本发明的具体实施方式和优选实施例的描述中,本发明的各种特征有时在单个实施例、图或其描述中组合在一起,目的是简化本公开并且帮助理解各种有创新性的方面中的一个或多个。然而,这种公开方法不应当被解释为体现如下意图:要求保护的发明需要比在每项权利要求中明确叙述的多的特征。相反,如所附权利要求体现的,有创新性的方面在于单个以上公开的实施例的少于全部的特征。因此,所附权利要求书特此明确地并入本描述中,其中每项权利要求独立地作为本发明的单独的实施例。
此外,虽然本文所述的一些实施例包括一些特征,而不包括在其它实施例中包括的其它特征,但不同实施例的特征的组合意图在本发明的范围内,并且形成不同的实施例,如本领域的技术人员所理解的那样。例如,在本说明书所附权利要求书中,要求保护的实施例中的任一个都可以以任何组合使用。
在本文提供的描述中,阐述了多个具体细节。然而,应当理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况中,未详细示出熟知的方法、结构和技术,以免模糊对本描述的理解。
并不表示本文公开的本发明的任何特定实施例具有本文描述的所有优点,或者实际上具有本文描述的任何优点。
Claims (21)
1.一种用于端部连结细长木材凸缘的连结件,所述连结件包括:
细长平面腹板,其具有沿纵向轴线延伸的上部部分和沿所述纵向轴线延伸的下部部分;
所述细长平面腹板具有依次沿所述纵向轴线延伸的第一区域、第二区域和第三区域,所述第二区域具有比所述第一区域和所述第三区域更大的宽度;
第一细长木材凸缘,其具有接合所述平面腹板的所述第一和第二区域的上部部分的狭槽;
第二细长木材凸缘,其具有接合所述平面腹板的所述第二和第三区域的所述上部部分的狭槽;
其中所述平面腹板的下边缘延伸超过所述第一和第二细长木材凸缘的边缘,以便为另一个细长木材凸缘提供接合点。
2.根据权利要求1所述的连结件,其中,所述第二区域形成为提供从所述细长平面腹板的上边缘延伸的凸舌。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的连结件,其中,所述第二区域延伸到所述第一和/或第二细长木材凸缘中大于约50%。
4.根据权利要求3所述的连结件,其中,所述第二区域基本上完全延伸穿过所述第一和/或第二细长木材凸缘。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的连结件,其中,所述第一区域延伸到所述第一细长木材凸缘中至少约10%,并且所述第二区域延伸到所述第二细长木材凸缘中至少约10%。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的连结件,其中,所述第一区域延伸到所述第一细长木材凸缘中多达约50%,并且所述第二区域延伸到所述第二细长木材凸缘中多达约50%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的连结件,其中,所述平面腹板、所述第一细长木材凸缘和所述第二细长木材凸缘的纵向轴线基本上平行。
8.根据权利要求7所述的连结件,其中,所述第一和第二细长平面凸缘的相对端邻接在所述细长平面腹板的所述第二区域的横向边界内。
9.根据权利要求8所述的连结件,其中,所述邻接部沿着所述细长平面腹板的所述第二区域的基本上中心的点。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的连结件,其中,所述狭槽的尺寸被设定成与所述细长平面腹板紧密连接。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的连结件,包括第三细长木材凸缘,所述第三细长木材凸缘具有与所述平面腹板的所述第一、第二和第三区域的下部部分接合的狭槽。
12.根据权利要求11所述的连结件,其中,所述第三木材凸缘的基本上中心的区域与所述细长平面腹板的所述第二区域的基本上中心的点重合。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的连结件,其中,所述平面腹板延伸到所述第三木材凸缘中至少约10%。
14.根据权利要求11或权利要求12所述的连结件,其中,所述平面腹板延伸到所述第三木材凸缘中多达约50%。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的连结件,其中,所述第一木材凸缘不邻接所述第三木材凸缘,并且所述第二木材凸缘不邻接所述第三木材凸缘,从而使所述细长平面凸缘的一部分暴露。
16.根据权利要求15所述的连结件,其中,所述细长平面凸缘的所述暴露部分的面积是所述细长平面凸缘的总面积的多达约50%。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的连结件,其中,所述第一木材凸缘、所述第二木材凸缘和所述第三木材凸缘(如果存在)的横截面基本上是圆形的。
18.根据权利要求17所述的连结件,其中,所述第一木材凸缘、所述第二木材凸缘和所述第三木材凸缘(如果存在)是圆木。
19.根据权利要求17所述的连结件,其中,所述第一木材凸缘、所述第二木材凸缘和所述第三木材凸缘(如果存在)是原木芯。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的连结件,其中,所述细长平面腹板由木材层片材料制成。
21.一种木材托梁,包括:
细长平面腹板,其具有沿纵向轴线延伸的上部部分和沿所述纵向轴线延伸的下部部分;
所述细长平面腹板具有依次沿所述纵向轴线延伸的第一区域、第二区域和第三区域,所述第二区域具有比所述第一区域和所述第三区域更大的宽度;
上部细长木材凸缘,其具有接合所述平面腹板的所述第一、第二和第三区域的上部部分的狭槽;以及
下部细长木材凸缘,其具有接合所述平面腹板的所述第一、第二和第三区域的所述下部部分的狭槽。
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