CN113863515A - 一种钉合竹木板式构件 - Google Patents

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单波
肖岩
李天宇
黄斌
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Abstract

本发明公开了一种钉合竹木板式构件，其特征在于：端部带企口(4)或斜口(5)的工程竹层板(3)和木层板(1)沿宽面逐层叠拼，通过逐层错位打入的连接钉(6)结合成板式构件，并从板式构件的顶面打入增强钉(7)对工程竹层板(3)和木层板(1)的搭接接头(2)进行增强；其特征在于：工程竹层板(3)与木层板(1)的数量比可以根据需要进行调整。相比于已有技术，本发明具有加工工艺简单、材料利用效率高、抗弯性能显著提升、经济性好等优势。

Description

一种钉合竹木板式构件
技术领域
本发明涉及一种竹木材板式构件，属于土木工程中的建筑结构领域。
背景技术
当今建筑面临的主要问题是以钢材和水泥为代表的传统结构材料在生产和施工过程中所带来的环境影响。为了应对这一挑战，我国大力推进以木结构为代表的绿色建筑。然而，现阶段我国的结构用木材主要依靠进口，这已经成为制约我国木结构发展的瓶颈性问题。
以竹集成材、重组竹和竹篾胶合板为代表的工程竹材，以竹片为基本材料，进行切刨、开篾或疏解等工艺进行加工后，按照一定规则进行叠铺与热压胶合，制成外形规则的板材或方材，有效解决了圆竹外观不规整、结构不均、力学性能波动大等缺陷，已经作为结构材料应用于绿色建筑中。
由于热压工艺与设备的限制，目前，工程竹板材或方材的断面尺寸及长度都很有限，难以满足梁、楼板等抗弯构件的截面尺寸与跨度的要求。因此，一般都需要采用冷压工艺进行二次胶合，以满足设计所要求的构件断面尺寸与跨度，这显著增加了构件生产成本，降低了生产效率，而且冷压胶粘剂的大量使用，可能会增大构件可挥发性有机物的释放量，加重室内空气污染。因此，研发基于小尺寸的工程竹材与免二次胶合的抗弯构件，成为发展现代竹结构建筑的现实需求。
层板钉接木(Nail-laminated timber，简称NLT)是一种将木层板沿宽面叠合，并按照一定间距分布沿宽面打钉，将木层板逐层叠拼成的板式构件，如图1所示。NLT 生产简单，通过沿宽面打钉拼接成型，相邻木板条之间相互搭接，将小尺寸板条制成较大幅面与跨度的板式构件，材料利用效率高。由于加工工艺无需依靠大型设备与胶粘剂，生产效率高。此处“搭接”是指NLT中，尺寸较短的木层板端部互顶，但接头处不采用额外的方式接长，接头处依靠相邻板条进行传力，如图1所示。目前，NLT 主要用作现代木结构房屋的楼板和屋面板，也可用作剪力墙。而另一方面，由于搭接接头处板条不连续，相比于采用通长板条制作的NLT(非搭接NLT)，其抗弯性能大幅度降低。有研究提出，对于外侧板条的搭接头采用齿板进行增强，可以有效提高 NLT的抗弯性能。但是，这一增强方式也存在明显不足，如只能对外侧搭接头进行增强，无法用于内层搭接接头增强，且外露的齿板对NLT板外观有显著影响。基于以上分析，采用NLT的构造方式开发基于工程竹板条的层板钉接工程竹板，可以实现基于小尺寸的工程竹材与免二次胶合的工程竹板式构件。但是，直接采用已有的NLT 技术制成的层板钉接工程竹板，并不能克服搭接头对抗弯性能降低这一缺陷，必须提出新的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种钉合竹木板(Nail-laminated bamboo and timber，简称 NLBT)，具有加工方式简单、生产效率高、力学性能好等优势。
本发明的技术方案为：一种钉合竹木板式构件，其特征在于：端部带企口(4) 或斜口(5)的工程竹层板(3)和木层板(1)沿宽面逐层叠拼，通过逐层错位打入的连接钉(6)结合成板式构件，并从板式构件的顶面打入增强钉(7)对工程竹层板 (4)和木层板(1)的搭接接头(2)进行增强；其特征在于：工程竹层板(4)与木层板(5)的数量比可以根据需要进行调整；其特征在于：工程竹层板(3)与木层板 (1)的数量比可以根据需要进行调整。
与现有基于二次胶合的工程竹板式构件相比较，NLBT板式构件仅通过普通钉接成型，无需二次胶合，生产效率高，且可以充分利用小尺寸的板条制成大跨度的板式构件，材料利用效率高，具有显著的成本优势；一般而言，工程竹材的力学性能高于常用的结构木材，因此，与现有的NLT技术相比较，在不改变现有NLT加工工艺、不增加加工成本，以及不降低生产效应的前提下，通过竹木复合，以及对所有搭接接头进行简单增强，显著提高了板式构件的抗弯性能，且对外观无影响；此外，基于工程竹材具有较高的力学性能，可以采用力学性能相对较低的国产速生木材替代进口结构木材，生产NLBT，则可以显著降低构件的材料成本，为国产速生木材用于结构件开拓了新的方向。综合来看，本发明提出的NLBT板式构件，克服了现有技术的不足，具有突出的技术优势与经济优势，符合我国的资源现状与建筑业发展方向，具有突出的创新性，在绿色建筑与既有建筑改造中具有良好的应用前景。
附图说明
图1是层板钉接木外观示意图；
图2是钉合竹木板式构件钉结合示意图；
图3是带企口接头的钉合竹木板式构件外观示意图；
图4是带斜口接头的钉合竹木板式构件外观示意图。
图例说明
1为木层板 2为搭接接头 3为工程竹层板
4为端部企口 5为端部斜口 6为连接钉
7为增强钉
具体实施方式
本发明如附图所示，一种钉合竹板式构件，其特征在于：端部带企口(4)或斜口(5)的工程竹层板(3)和木层板(1)沿宽面逐层叠拼，通过逐层错位打入的连接钉(6)结合成板式构件，并从板式构件的顶面打入增强钉(7)对工程竹层板(4) 和木层板(1)的搭接接头(2)进行增强；其特征在于：工程竹层板(3)与木层板 (1)的数量比可以根据需要进行调整。
实施时，首先，将工程竹层板(3)的端部切割成企口(4)或斜口(5)；然后，将工程竹层板(3)和木层板(1)沿宽面逐层叠拼，通过逐层错位打入的连接钉(6) 结合成板式构件；最后，从板式构件的顶面打入增强钉(7)对工程竹层板(3)的端部搭接接头(2)进行增强，完成加工。显然，对于本领域专业人员，基于本发明的启发，在不需要付出创造性劳动的前提，将层板端部加工成指接端部，或其他类似端部，以及采用螺杆替代顶面增强钉(7)等搭接接头增强技术措施，均属于本专利的保护范围内。

Claims (3)

1.一种钉合竹木板式构件，其特征在于：端部带企口(4)或斜口(5)的工程竹层板(3)和木层板(1)沿宽面逐层叠拼，通过逐层错位打入的连接钉(6)结合成板式构件，并从板式构件的顶面打入增强钉(7)对工程竹层板(3)和木层板(1)的搭接接头(2)进行增强；其特征在于：工程竹层板(3)与木层板(1)的数量比可以根据需要进行调整。
2.根据权利要求1所述的工程竹层板(3)，其特征在于：工程竹为重组竹材、竹集成材、竹篾胶合板或竹木复合板。
3.根据权利要求1所述的连接钉(6)和增强钉(7)，其特征在于：钉为钢质的普通圆钉、全螺纹钉、半螺纹钉、麻花钉，以及木质钉或竹质钉。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114536484A (zh) * 2022-03-14 2022-05-27 南京林业大学 一种木钉接合的胶合木及其制备方法和应用

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