一种正交胶合木装配式木拱结构制造技术

本发明专利技术公开了一种正交胶合木装配式木拱结构，包括1个或多个沿木拱宽度方向布设的木拱本体，各木拱本体均分别由多块正交胶合木沿木拱长度方向依次拼接构成，相邻的两正交胶合木之间通过侧边连接金属件固定，在木拱本体的上表面固定有一层或多层复合紧固张紧层；各正交胶合木的剖面形状为等腰梯形，其上表面的长度大于下表面的长度；复合紧固张紧层为碳纤维层、玻璃纤维层或钢带。木拱本体和其上的复合紧固张紧层在安装到位后呈现拱形状态，在运输及叠放存储时均呈现为平板状态。本发明专利技术采用工厂预制、现场局部组装的方式，便于运输，且装配简单快速，缩短现场施工时间，同时可有效利用正交胶合木的尺寸稳定性，大幅提高其抗压强度利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种正交胶合木装配式木拱结构
本专利技术提供了一种正交胶合木装配式木拱结构，属于装配式木结构建筑

技术介绍
装配式木结构建筑，是预先在专业的工厂生产出部分或全部木质构配件，运送到施工现场进行组装。装配式结构是对传统建造方式的根本变革，与传统的施工方法相比，装配式建筑采用工厂流水线生产、现场快速吊装的方式，可以提高建造的速度，减少现场的施工量，同时其在节能、节材、减少噪声等方面具有显著的效果。正交胶合木(Crosslaminatedtimber，CLT)是一种新型的工程木产品，其至少由三层实木锯材或复合结构板材互相垂直交替布置组坯，并采用结构用胶黏剂胶合而成。作为一种新型的工程木产品，其与钢材、玻璃、混凝土等材料相比具有自重轻、隔热性能高、绿色、环保、循环可再生等优点。与普通胶合木相比则具有尺寸稳定性好、幅面大、横向强度高等优点。同时，作为一种新型工程木产品，因CLT产品性能可控、制造精度高、易于加工生产，便于进行预制化和装配化，可大大提高安装精度和安装速度，而在欧洲、北美等地区快速发展，已经大量用于建造装配式和多高层木结构建筑。由于加工工艺限制，CLT多采用平板冷压方式制造，其主要用于加工墙板、楼板、屋面板等构件，而很少用于大跨、空间和桥梁结构。CLT楼板、屋面板的弯曲破坏形式多为中间横向层木材滚动剪切破坏或底部受拉层木材的拉伸破坏，而很少发生木材的受压破坏。而木材的顺纹抗压强度设计值约为顺纹抗拉强度设计值的1.3～1.6倍，导致木材的抗压强度得不到充分的利用，也限制了CLT的跨度。目前，常用的木拱结构主要为“编木拱桥”、“贯木拱桥”、“胶合木拱结构”等，多采用原木或胶合木制作承重的拱肋，之后在拱肋上铺设木板而成，其构件加工复杂、装配程度低导致施工周期较长。而使用CLT制作木拱还处于研究探索阶段，未进行推广应用，CLT在木结构也多用于板式构件，弯曲异形CLT的研究也很少。采用真空加压方式制备弯曲异形CLT板材的工艺复杂、成本较高，还未进行大规模应用。检索国内已发表的专利和相关文献，暂未发现如何利用CLT平面板材在工厂加工预制木拱结构，并能满足方便运输和快速装配等要求的研究或专利。本专利技术的特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的某些问题，本专利技术提供了一种正交胶合木预制装配式木拱结构及其制作方法，使用小幅面的CLT板材在工厂加工成标准化的模块，并预制成较大跨度的CLT木拱结构单元，经现场吊装加固形成木拱结构。本专利技术能在不增加CLT厚度的前提下提高CLT板材的跨度，提高现场安装的速度和精度，节省木材，其还具有产品质量稳定、强度可控、尺寸稳定性好、方便运输等优点，可更好地满足于木结构建筑的需求。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提出的一种正交胶合木装配式木拱结构，其特征在于，包括1个或多个沿木拱宽度方向布设的木拱本体，各木拱本体结构相同，均分别由多块正交胶合木沿木拱长度方向依次拼接构成，相邻的两正交胶合木之间通过侧边连接金属件固定，在所述木拱本体的上表面固定有一层或多层复合紧固张紧层；所述正交胶合木的剖面形状为等腰梯形，其上表面的长度大于下表面的长度；各正交胶合木包含3～9层木材层，上下表层的木材纹理互相平行，且与拱体长度方向平行，相邻层板木材纹理互相垂直；所述正交胶合木的木材层为实木锯材、单板层积材、单板条层积材、定向刨花板中的一种或几种组合；所述复合紧固张紧层，为碳纤维层、玻璃纤维层或钢带，该复合紧固张紧层的长度不小于所述木拱本体上表面的长度，且所述复合紧固张紧层的强度能承受其自身及所述木拱本体的自重。进一步地，在所述木拱本体两端还设有一对铰接支座，用于与所述正交胶合木装配式木拱结构的基础形成铰接。或者，将所述木拱本体两端的正交胶合木采用金属件封端，用于与所述正交胶合木装配式木拱结构的基础形成刚接。进一步地，所述木拱本体和其上的复合紧固张紧层在安装到位后呈现拱形状态，在运输及叠放存储时均呈现为平板状态。本专利技术的特点及有益效果：与现有木拱加工、安装技术相比，本专利技术的一种正交胶合木装配式木拱结构，能充分利用正交胶合木板材的顺纹抗压性能，提高正交胶合木板材的跨度；同时可借助正交胶合木板材宽度大、尺寸稳定性好、便于工厂预制和现场装配等优点。本专利技术的木拱结构在工厂预制完成后为平板形状，便于运输和储存，CLT板材上表面通过复合紧固层相连，方便吊装，依靠自重自动形成拱形，实现快速安装，降低运输的成本，提高现场安装的速度和精度，缩短施工周期。此外，本专利技术采用的基材为标准化的正交胶合木，其形状、尺寸一致，便于进行批量加工，且所需要的正交胶合木尺寸较小，便于生产和运输。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术一个实施例所述一种正交胶合木装配木拱结构的示意图；图2为图1中的木拱结构展开后的剖面示意图；图3为图1中的侧边连接金属件的结构示意图；图4为图1中的铰接支座和自攻螺钉的结构示意图；图5表层钢条加固示例吊装前示意图。其中，图1、图2、图3、图4和图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：1正交胶合木(11、12、13层板)，2复合紧固张紧层(21为钢带，22为自攻螺钉)，3侧边连接金属件，4自攻木螺钉或销钉，5铰接支座(51为槽字型钢，52为肋板，53为自攻螺钉)。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。下面参照附图，对本专利技术的具体实施例做出进一步说明：本专利技术实施例的一种正交胶合木装配式木拱结构，其整体结构如图1所示，包括1个或多个沿木拱宽度方向布设的木拱本体，各木拱本体结构相同，均分别由多块正交胶合木1沿木拱长度方向依次拼接构成，相邻的两正交胶合木之间通过侧边连接金属件3固定，在木拱本体的上表面固定有一层或多层复合紧固张紧层2，相邻木拱本体的上表面也通过一层或多层复合紧固张紧层2形成固定连接；各正交胶合木1的剖面形状均为等腰梯形，其上表面的长度大于下表面的长度，各正交胶合木1均分别包含3～9层木材层，上、下表层的木材纹理(顺纹)相互平行，且与拱体长度方向平行，相邻木材层的木材纹理相互垂直；复合紧固张紧层2为碳纤维层、玻璃纤维层或钢带，该复合紧固张紧层2的长度不小于木拱本体上表面的长度，且复合紧固张紧层2的强度能承受其自身及木拱本体的自重。本专利技术实施例中各部件的具体实现方式及功能说明如下：木拱本体内各正交胶合木1包含3～9层木材层，正交胶合木的木材层为实木锯材、单板层积材、单板条层积材、定向刨花板中的一种或几种组合。如图2所示，本实施例采用3层木材层11、12、13，其中木材层11和1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正交胶合木装配式木拱结构，其特征在于，包括1个或多个沿木拱宽度方向布设的木拱本体，各木拱本体结构相同，均分别由多块正交胶合木(1)沿木拱长度方向依次拼接构成，相邻的两正交胶合木之间通过侧边连接金属件(3)固定，在所述木拱本体的上表面固定有一层或多层复合紧固张紧层(2)；所述正交胶合木(1)的剖面形状为等腰梯形，其上表面的长度大于下表面的长度；各正交胶合木均分别包含3～9层木材层，上、下表层的木材纹理互相平行，且与拱体长度方向平行，相邻层板木材纹理互相垂直；所述正交胶合木的木材层为实木锯材、单板层积材、单板条层积材、定向刨花板中的一种或几种组合；所述复合紧固张紧层(2)，为碳纤维层、玻璃纤维层或钢带，该复合紧固张紧层(2)的长度不小于所述木拱本体上表面的长度，且所述复合紧固张紧层(2)的强度能承受其自身及所述木拱本体的自重。

【技术特征摘要】
1.一种正交胶合木装配式木拱结构，其特征在于，包括1个或多个沿木拱宽度方向布设的木拱本体，各木拱本体结构相同，均分别由多块正交胶合木(1)沿木拱长度方向依次拼接构成，相邻的两正交胶合木之间通过侧边连接金属件(3)固定，在所述木拱本体的上表面固定有一层或多层复合紧固张紧层(2)；所述正交胶合木(1)的剖面形状为等腰梯形，其上表面的长度大于下表面的长度；各正交胶合木均分别包含3～9层木材层，上、下表层的木材纹理互相平行，且与拱体长度方向平行，相邻层板木材纹理互相垂直；所述正交胶合木的木材层为实木锯材、单板层积材、单板条层积材、定向刨花板中的一种或几种组合；所述复合紧固张紧层(2)，为碳纤维层、玻璃纤维层或钢带，该复合紧固张紧层(2)的长度不小于所述木拱本体上表面的长度，且所述复合紧固张紧层(2)的强度能承受其自身及所述木拱本体的自重。2.根据权利要求1所述的正交胶合木装配式木拱结构，其特征在于，还包括安装于所述木拱本体两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：任海青，田昭鹏，王朝晖，龚迎春，徐俊华，李明月，罗翔亚，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11