CN201649306U

CN201649306U - 木结构建筑用的齿板

Info

Publication number: CN201649306U
Application number: CN2010201230440U
Authority: CN
Inventors: 费本华; 周海宾; 赵荣军; 张伟; 叶虹
Original assignee: Beijing Forest Machinery Institute of State Forest Bureau
Current assignee: Beijing Forest Machinery Institute of State Forest Bureau
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-03-03

Abstract

本实用新型提供了一种木结构建筑用的齿板，该齿板是由镀锌钢板经单向冲孔冲压出多个垂直于钢板表面的板齿的带齿板，所述的板齿分为连接处的板齿及远离连接处的板齿，其中，该齿板的远离连接处的板齿的高度大于连接处的板齿。本实用新型的齿板制作简单，使用方便省时，可提前预制和成批制作，适合用于工业化生产；本实用新型远离连接处的板齿长度的增加有助于提高该远离连接处的板齿的抗拔能力，减缓了由于远离连接处的板齿拔出而引起的连接承载力下降，提高了齿板连接的承载力，扩展了齿板连接的使用范围和使用环境。

Description

木结构建筑用的齿板

技术领域

本实用新型是关于一种木结构建筑用的连接件，具体是指一种木结构建筑用的齿板，用于屋架等木桁架结构节点连接或受拉杆件的接长。

背景技术

在木结构建筑中，传统的木结构连接，如：齿连接、榫卯连接、螺栓连接等，由于制作复杂，无法实现提前预制及成批制作，不适于工业化生产。近些年出现了可以工业化生产的齿板连接。

齿板(Truss Plate或Metal-plate connector)是一种经镀锌或镀铝锌等处理、再用模具冲压而成的带有板齿的高强度钢板，是轻型木结构中的主要金属连接件，使用时是通过将板齿分别压入需要连接的杆架达到连接的效果，齿板连接适用于轻型木结构建筑中桁架的节点连接或受拉杆件的接长(可参见我国《木结构设计规范》GB 50005-2003)。

常见齿板的结构请参见图1所示，该齿板1是由镀锌薄钢板经单向冲孔冲压出多个垂直于钢板表面的板齿2而制成，同时在镀锌薄钢板上形成多个冲孔11，每个冲孔11形成一对(两个)基本对称的板齿2，分别位于该冲孔11的两端，所述板齿2的顶端形成尖部而具有一定的锐利度，以方便压入木材，请结合参见图2所示，各板齿2的长度(高度)是一致的，通常为8mm左右，一般小于10mm，板齿2的具体形状可能因生产商不同而略有差异。通常，多个冲孔11及板齿2在齿板1上按一定间距呈横排、竖排均匀排列，冲孔11长度方向与齿板1长度方向一致，在齿板1宽度方向上每排冲孔中的各冲孔11可相互交错排列(图中显示在在齿板1长度方向上共排有7横排板齿，在齿板1宽度方向上共排有4竖排板齿)。通常连接部位位于齿板长度方向的中心处，所述的板齿分为连接处的板齿(靠近的连接件连接部位的板齿)及远离连接处的板齿(在齿板长度方向上离连接部位较远的板齿，或称边缘板齿)。

研究表明，齿板远离连接处的板齿对承载力的贡献要大于连接处的板齿，现有的齿板结构，往往连接处的板齿还未达到最大荷载，远离连接处的板齿便发生拔出破坏，影响了齿板连接的承载力，特别是在环境变化较大的地区，板齿特别是远离连接处的板齿的抗拔能力差的问题更为突出，甚至严重影响到了桁架结构的使用寿命。这些都限制了齿板连接的使用范围和使用环境。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对现有齿板连接件板齿特别是远离连接处的板齿抗拔能力差的缺点，研究提供一种齿板，以增加齿板板齿的抗拔能力，进而提高齿板连接的承载力。

为达上述目的，本实用新型提供了一种木结构建筑用的齿板，该齿板是由镀锌钢板经单向冲孔冲压出多个垂直于钢板表面的板齿的带齿板，所述的板齿分为连接处的板齿及远离连接处的板齿，其特征在于：该齿板的远离连接处的板齿的高度(长度)大于连接处的板齿的高度。

本实用新型针对现有技术齿板连接件的缺点，根据大量的实验研究，重新调整了远离连接处的板齿的长度。通过增加远离连接处的板齿的长度长于连接处的板齿，可以加大板齿与木材之间的摩擦力，增加远离连接处的板齿的抗拔能力，使齿板连接的内力分布更加合理，减缓了由于远离连接处的板齿拔出而引起的连接承载力下降，进而提高齿板连接的承载力。

根据本实用新型的具体实施方案，本实用新型的木结构建筑用的齿板，其中，所述远离连接处的板齿的高度比连接处的板齿的高度高1～2mm，优选高1.5～2mm。

根据本实用新型的具体实施方案，本实用新型的木结构建筑用的齿板，其中，所述远离连接处的板齿的高度为9～13mm，所述连接处的板齿的高度高7～11mm。远离连接处的板齿长度过长则会造成齿板压入木材时，板齿变形无法垂直压入，且板齿长度加大则冲孔长度要相应加大，而冲孔长度过大会造成齿板钢板的强度损失。

根据本实用新型的具体实施方案，本实用新型的木结构建筑用的齿板，其中，所述远离连接处的板齿的锐利度大于连接处的板齿的锐利度。

本实用新型的关键在于通过增加远离连接处的板齿的高度达到提高板齿的抗拔能力进而提高齿板连接的承载力的效果。关于齿板的其他结构设计可以参照现行技术进行。

根据本实用新型的具体实施方案，本实用新型的木结构建筑用的齿板，其中，每个冲孔形成两个对称的板齿，分别位于该冲孔的两端，所述板齿的顶端形成尖部而具有锐利度；所述冲孔在齿板宽度方向上成排排列且每排冲孔中的各冲孔相互交错排列；所述冲孔长度方向与齿板长度方向一致。

根据本实用新型的具体实施方案，本实用新型的木结构建筑用的齿板，其中，所述远离连接处的板齿对应的冲孔长度为14～16mm，宽度为3～4mm，所述连接处的板齿对应的冲孔长度11～13mm，宽度为3～4mm，在齿板宽度方向上每排冲孔中的相邻两冲孔的间距为3～4mm，排齿间距为8.5～29mm。其中，所述远离连接处的板齿对应的冲孔与所述连接处的板齿对应的冲孔的宽度可以一致(远离连接处的板齿宽度与连接处的板齿宽度可以一致)，优选的远离连接处的板齿对应的冲孔的长度比连接处的板齿对应的冲孔长3mm左右。在齿板宽度方向上每排冲孔中的各冲孔相互交错距离通常为1mm～5mm。齿板的其他结构和性能符合《木结构设计规范》GB50005-2003，齿板的厚度、宽度、长度可以根据实际应用不同而具有不同规格，例如厚度通常为1mm左右，宽度通常为50～100mm，长度通常为 50mm～250mm(生产中可以是以实际使用的单个齿板为一单元，多个齿板单元在长度方向上重复而形成更长的齿板，长度通常在数米，实际使用时再根据需要截断成各个短的齿板)。

根据本实用新型的优选具体实施方案，本实用新型的木结构建筑用的齿板，其中，于齿板垂直于齿板长度方向的中心线(通常齿板长度方向的中心线即对应连接件的连接处)两侧，各设置行与所述中心线平行的2排以上的冲孔及相应的板齿，最靠近中心线两侧的各1排板齿为连接处的板齿，其余的板齿为远离连接处的板齿，至少有一排远离连接处的板齿的高度大于连接处的板齿的高度。优选的，其中，于齿板垂直于齿板长度方向的中心线两侧，各设置有与所述中心线平行的2排或3排或4排冲孔及相应的板齿，最远离中心线的那排板齿的高度高于最接近中心线的那排板齿的高度。

根据本实用新型的优选具体实施方案，本实用新型的木结构建筑用的齿板，其中，所述板齿连接部位14.5～29mm范围内无冲孔。设计人在研究中发现，齿板连接中心线处齿板钢板的内力最大，齿板冲孔削减了钢板的强度，如果冲孔距离中心线过近，可能造成冲孔部位的齿板断裂，且板齿距离木材边缘过近，可能造成边缘部位的木材劈裂。本实用新型中通过适当地加大无冲孔范围，可以适当提高连接节点的刚度，防止木材边缘可能会出现劈裂的现象发生。如果无冲孔范围过大，例如大于29mm，则会引起齿板板齿极限承载力的大幅度下降。

根据本实用新型的优选具体实施方案，本实用新型的木结构建筑用的齿板，其中，所述板齿尖部具有扭曲度，可以进一步增加板齿与木材之间的摩擦力和机械咬合力。

根据本实用新型的优选具体实施方案，本实用新型的木结构建筑用的齿板，其中，所述板齿上设置有至少一道凹陷于板齿表面的刻痕，可以进一步增加板齿与木材之间的摩擦力和机械咬合力，所述刻痕凹陷于板齿表面的深度小于等于齿板钢板厚度的50％，优选30％左右，刻痕的宽度小于等于0.5mm。更具体的，所述刻痕长度方向可以与板齿高度垂直方向成45°～135°夹角。优选每个板齿上设置2～4道刻痕，同一板齿上的这些刻痕互相平行设置。更优选每个板齿上设置三道刻痕，以每道刻痕在板齿高度方向上的平均高度位置计，所述三道刻痕分别位于板齿高度的1/3、1/2、2/3处。所述刻痕优选位于板齿背对冲孔的外侧面。

本实用新型的木结构建筑用的齿板的制作方法可以按照现有技术中齿板的制作方法进行，只是其中远离连接处的板齿及相应的冲孔长度相比于连接处的板齿及冲孔长度要适当增加，例如是利用模具将镀锌薄钢板单向冲孔冲压多个垂直于钢板表面的板齿而制成。

本实用新型的木结构建筑用的齿板在应用时，是将板齿分别压入需要连接的桁架杆件，从而达到连接的效果，此外，本实用新型的齿板也可以用于桁架杆件的接长。由于本实用新型的齿板远离连接处的板齿长度的增加，可增强板齿的抗拔能力，减缓由于远离连接处的极齿拔出而引起的连接承载力下降，使得连接处的板齿充分地发挥作用，从而使整体的板齿极限承载力都得到提高。

综上所述，本实用新型的木结构建筑用的齿板具有如下优点：

本实用新型的木结构建筑用的齿板，远离连接处的板齿长度的增加增强了远离连接处的板齿的抗拔能力，减缓了由于远离连接处的板齿拔出而引起的连接承载力下降，使得连接处的板齿充分地发挥了作用，从而使整体的板齿极限承载力都得到了提高，扩展了齿板连接的使用范围和使用环境。本实用新型的木结构建筑用的齿板制作简单，使用方便省时，可提前预制和成批制作，适合用于工业化生产。本实用新型更进一步在板齿上设置刻痕可更进一步增加板齿的抗拔能力，提高齿板连接的承载力。本实用新型更进一步适当扩大连接部位的不冲齿范围，可以预防因板齿距离木材边缘过近而发生劈裂，且保证了连接部位的强度，提高了连接节点的刚度。本实用新型是在遵循木结构设计规范要求的基础上经过合理结构设计而成，对于整个齿板连接木桁架工业而言，由于齿板连接应用广泛，本实用新型的应用可以改进齿板连接桁架节点性能，对该行业节约房屋成本具有重要的意义；利于推动我国现代木结构建筑的发展。

附图说明

图1为现有技术中木结构建筑用的齿板的立体结构示意图。

图2为显示现有技术中木结构建筑用的齿板中一横排板齿的形状的侧视结构示意图。

图3为显示本实用新型的一具体实施例的木结构建筑用的齿板中一横排板齿的形状的侧视结构示意图。

图4为本实用新型的一具体实施例的木结构建筑用的齿板的俯视结构示意图。

图5为本实用新型的木结构建筑用的齿板的另一种形式的俯视结构示意图。

图6为显示本实用新型的另一具体实施例的木结构建筑用的齿板中一横排板齿的形状的侧视结构示意图。

图7为本实用新型的另一具体实施例的木结构建筑用的齿板的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步详细说明本实用新型的木结构建筑用的齿板的结构特点和所具有的有益效果，但本实用新型并不因此而受到任何限制。

实施例1

请参见图3及图4所示，图3为显示本实施例的木结构建筑用的齿板中一横排板齿的形状的侧视结构示意图，图4为本实施例的木结构建筑用的齿板的俯视结构示意图。本实施例的木结构建筑用的齿板1，是由镀锌薄钢板经单向冲孔冲压出多个垂直于钢板表面的板齿2而制成，同时在镀锌薄钢板上形成多个冲孔11，每个冲孔11形成一对(两个)基本对称的板齿2，分别位于该冲孔11的两端，所述板齿2的顶端形成尖部而具有一定的锐利度，以方便压入木材。冲孔11长度方向与齿板1长度方向一致，多个冲孔11及板齿2在齿板1长度方向上横排排列，在齿板1宽度方向上竖排排列，且在齿板1宽度方向上每排冲孔中的各冲孔11相互交错排列。于齿板垂直于齿板长度方向的中心线(对应连接件的连接处)两侧，各设置有与所述中心线平行的2排冲孔及相应的板齿，与现有技术中的齿板相比，本实用新型的齿板的主要特点在于，远离中心线的那排冲孔的长度大于接近中心线的那排冲孔的长度，相应的，远离中心线的那排板齿(远离连接处的板齿，边缘板齿)的高度高于接近中心线的那排板齿(连接处的板齿)的高度。

本实施例中，所述齿板1镀锌薄钢板厚度约为1mm，所述连接处的板齿的高度H1为8.8mm，其对应的冲孔长度L1为12mm，宽度W为3.5mm；所述远离连接处的板齿的高度为10.5mm，其对应的冲孔长度L2为15mm，宽度W为3.5mm；在齿板1宽度方向上每排冲孔中的相邻两冲孔的间距d为3.4mm，每排冲孔中的各冲孔相互交错距离为3mm，在齿板1长度方向上相邻两排冲孔的间距D1、D2均为10mm。齿板长度和宽度可以具有不同规格(例如请参见图5所示，以图4所示的齿板为一单元，多个齿板单元在长度方向上连接而形成更长的齿板，实际使用时可根据需要截断成各个短的齿板，截断后应注意使单个齿板连接处两侧具有对称结构，且至少一排远离连接处的板齿的高度大于连接处的板齿的高度)。

本实施例的木结构建筑用的齿板的制作过程可以按照现有技术操作进行，只是其中的远离连接处的冲孔及板齿尺寸符合本实用新型的设计要求。本实施例的木结构建筑用的齿板在制作中，可以在所述板齿2尖部形成一定的扭曲度。

本实施例的齿板可以通过将板齿分别压入需要连接的桁架杆件达到连接的效果。本实施例的齿板还可以用于桁架杆件的接长。

实施例2

请参见图6及图7所示，图6为显示本实施例的木结构建筑用的齿板中一横排板齿的形状的侧视结构示意图，图7为本实施例的木结构建筑用的齿板的俯视结构示意图。本实施例的木结构建筑用的齿板1，与实施例1中的齿板相比，主要不同之处在于：所述板齿连接部位29mm范围内无冲孔，即，图7中D1为29mm。其他结构参数同实施例1。

按《木结构设计规范》GB 50005-2003的相关规定，对使用本实用新型实施例1、2的远离连接处的板齿加长齿板的齿板连接节点分别进行拉伸测试，并以板齿长度一致的齿板作为对比例(该对比例的齿板中，板齿长度、冲孔长度均与本实用新型实施例1中的齿板的较短板齿相同，齿板的材质及其他结构参数同实施例1)。各测试结果记录如下表：

齿板类型	节点最大载荷，KN	板齿极限承载力，MPa	0.38mm滑移处节点刚度， KN/mm	最大载荷处节点刚度， KN/mm
					板齿长度一致	18.29	1.38	35.36	15.85
远离连接处的板齿加长齿板，连接处约10mm范围内无冲孔	20.29	1.62	36.30	16.10
					远离连接处的板齿加长齿板，连接处29mm范围内无冲孔	19.31	1.52	42.51	20.77

注：节点的构造类型为荷载平于木纹，且平行于齿板主轴。

表中的荷载值和刚度值均为一组试件试验值的平均值。

依据国标，板齿极限承载力测试值＝极限荷载/齿板的表面净面积(A)。板齿极限承载力(P)＝齿极限承载力测试值中的最小值/系数k；对未经阻燃处理，含水率≤15％的规格材，k＝1.69+0.24r；r-恒载标准值与活载标准值之比，1.0～5.0；若r＜1.0或＞5.0时，则取r＝1.0或5.0。

表中的刚度值均为割线刚度值。

由测试结果可以看出，本实用新型的远离连接处的板齿加长齿板的板齿极限承载力明显高于板齿长度一致齿板，充分说明远离连接处的板齿长度的增加有效地提高了远离连接处的板齿的抗拔能力，减缓了由于远离连接处的板齿拔出而引起的连接承载力下降，使得连接处的板齿充分地发挥了作用，从而使整体的板齿极限承载力都得到了提高；更进一步，通过对无冲孔范围进行适当扩大，尽管板齿极限承载力略有下降，但节点刚度则得到大幅度地提高，节点刚度越大，在相同荷载条件下节点变形就越小，扩展了齿板连接的使用范围和使用环境，延长了齿板连接桁架的使用寿命。

Claims

1.一种木结构建筑用的齿板，该齿板是由镀锌钢板经单向冲孔冲压出多个垂直于钢板表面的板齿的带齿板，所述的板齿分为连接处的板齿及远离连接处的板齿，其特征在于：该齿板的远离连接处的板齿的高度大于连接处的板齿的高度。

2.根据权利要求1所述的木结构建筑用的齿板，其特征在于：所述远离连接处的板齿的高度比连接处的板齿的高度高1～2mm。

3.根据权利要求1或2所述的木结构建筑用的齿板，其特征在于：所述远离连接处的板齿的高度为9～13mm，所述连接处的板齿的高度高7～11mm。

4.根据权利要求1所述的木结构建筑用的齿板，其特征在于：所述远离连接处的板齿的锐利度大于连接处的板齿的锐利度。

5.根据权利要求1所述的木结构建筑用的齿板，其特征在于：每个冲孔形成两个对称的板齿，分别位于该冲孔的两端，所述板齿的顶端形成尖部而具有锐利度；所述冲孔在齿板宽度方向上成排排列且每排冲孔中的各冲孔相互交错排列；所述冲孔长度方向与齿板长度方向一致。

6.根据权利要求5所述的木结构建筑用的齿板，其特征在于：所述远离连接处的板齿对应的冲孔长度为14～16mm，宽度为3～4mm，所述连接处的板齿对应的冲孔长度11～13mm，宽度为3～4mm，在齿板宽度方向上每排冲孔中的相邻两冲孔的间距为3～4mm，排齿间距为8.5～29mm。

7.根据权利要求1或5所述的木结构建筑用的齿板，其特征在于，于齿板垂直于齿板长度方向的中心线两侧，各设置有与所述中心线平行的2排或3排或4排冲孔及相应的板齿，最远离中心线的那排板齿的高度高于最接近中心线的那排板齿的高度。

8.根据权利要求1所述的木结构建筑用的齿板，其特征在于，所述板齿连接部位14.5～29mm范围内无冲孔。

9.根据权利要求1所述的木结构建筑用的齿板，其特征在于，所述板齿尖部具有扭曲度。

10.根据权利要求1所述的木结构建筑用的齿板，其特征在于：所述板齿上设置有至少一道凹陷于板齿表面的刻痕，所述刻痕凹陷于板齿表面的深度小于等于齿板钢板厚度的50％，刻痕的宽度小于等于0.5mm。