專利名稱：木結構建筑用的齒板的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種木結構建筑用的連接件，具體是指一種木結構建筑用的齒 板，用于屋架等木桁架結構節點連接或受拉桿件的接長。
背景技術：
在木結構建筑中，傳統的木結構連接，如齒連接、榫卯連接、螺栓連接等，由于制 作復雜，無法實現提前預制及成批制作，不適于工業化生產。近些年出現了可以工業化生產 的齒板連接。齒板(Truss Plate或Metal-plate connector)是一種經鍍鋅或鍍鋁鋅等處理、 再用模具沖壓而成的帶有板齒的高強度鋼板，是輕型木結構中的主要金屬連接件，使用時 是通過將板齒分別壓入需要連接的桿架達到連接的效果，齒板連接適用于輕型木結構建筑 中桁架的節點連接或受拉桿件的接長(可參見我國《木結構設計規范》GB 50005-2003)。常見齒板的結構請參見圖1所示，該齒板1是由鍍鋅薄鋼板經單向沖孔沖壓出多 個垂直于鋼板表面的板齒2而制成，同時在鍍鋅薄鋼板上形成多個沖孔11，每個沖孔11形 成一對(兩個)基本對稱的板齒2，分別位于該沖孔11的兩端，所述板齒2的頂端形成尖 部而具有一定的銳利度，以方便壓入木材，請結合參見圖2所示，各板齒2的長度(高度) 是一致的，通常為8mm左右，一般小于10mm，板齒2的具體形狀可能因生產商不同而略有差 異。通常，多個沖孔11及板齒2在齒板1上按一定間距呈橫排、豎排均勻排列，沖孔11長 度方向與齒板1長度方向一致，在齒板1寬度方向上每排沖孔中的各沖孔11可相互交錯排 列(圖中顯示在在齒板1長度方向上共排有7橫排板齒，在齒板1寬度方向上共排有4豎 排板齒)。通常連接部位位于齒板長度方向的中心處，所述的板齒分為連接處的板齒(靠近 的連接件連接部位的板齒)及遠離連接處的板齒(在齒板長度方向上離連接部位較遠的板 齒，或稱邊緣板齒)。研究表明，齒板遠離連接處的板齒對承載力的貢獻要大于連接處的板齒，現有的 齒板結構，往往連接處的板齒還未達到最大荷載，遠離連接處的板齒便發生拔出破壞，影響 了齒板連接的承載力，特別是在環境變化較大的地區，板齒特別是遠離連接處的板齒的抗 拔能力差的問題更為突出，甚至嚴重影響到了桁架結構的使用壽命。這些都限制了齒板連 接的使用范圍和使用環境。
實用新型內容本實用新型的主要目的在于針對現有齒板連接件板齒特別是遠離連接處的板齒 抗拔能力差的缺點，研究提供一種齒板，以增加齒板板齒的抗拔能力，進而提高齒板連接的 承載力。為達上述目的，本實用新型提供了一種木結構建筑用的齒板，該齒板是由鍍鋅鋼 板經單向沖孔沖壓出多個垂直于鋼板表面的板齒的帶齒板，所述的板齒分為連接處的板齒 及遠離連接處的板齒，其特征在于該齒板的遠離連接處的板齒的高度(長度)大于連接處
3的板齒的高度。本實用新型針對現有技術齒板連接件的缺點，根據大量的實驗研究，重新調整了 遠離連接處的板齒的長度。通過增加遠離連接處的板齒的長度長于連接處的板齒，可以加 大板齒與木材之間的摩擦力，增加遠離連接處的板齒的抗拔能力，使齒板連接的內力分布 更加合理，減緩了由于遠離連接處的板齒拔出而引起的連接承載力下降，進而提高齒板連 接的承載力。根據本實用新型的具體實施方案，本實用新型的木結構建筑用的齒板，其中，所述 遠離連接處的板齒的高度比連接處的板齒的高度高1 2mm，優選高1. 5 2mm。根據本實用新型的具體實施方案，本實用新型的木結構建筑用的齒板，其中，所述 遠離連接處的板齒的高度為9 13mm，所述連接處的板齒的高度高7 11mm。遠離連接處 的板齒長度過長則會造成齒板壓入木材時，板齒變形無法垂直壓入，且板齒長度加大則沖 孔長度要相應加大，而沖孔長度過大會造成齒板鋼板的強度損失。根據本實用新型的具體實施方案，本實用新型的木結構建筑用的齒板，其中，所述 遠離連接處的板齒的銳利度大于連接處的板齒的銳利度。本實用新型的關鍵在于通過增加遠離連接處的板齒的高度達到提高板齒的抗拔 能力進而提高齒板連接的承載力的效果。關于齒板的其他結構設計可以參照現行技術進 行。根據本實用新型的具體實施方案，本實用新型的木結構建筑用的齒板，其中，每個 沖孔形成兩個對稱的板齒，分別位于該沖孔的兩端，所述板齒的頂端形成尖部而具有銳利 度；所述沖孔在齒板寬度方向上成排排列且每排沖孔中的各沖孔相互交錯排列；所述沖孔 長度方向與齒板長度方向一致。根據本實用新型的具體實施方案，本實用新型的木結構建筑用的齒板，其中，所述 遠離連接處的板齒對應的沖孔長度為14 16mm，寬度為3 4mm，所述連接處的板齒對應 的沖孔長度11 13mm，寬度為3 4mm，在齒板寬度方向上每排沖孔中的相鄰兩沖孔的間 距為3 4mm，排齒間距為8. 5 29mm。其中，所述遠離連接處的板齒對應的沖孔與所述連 接處的板齒對應的沖孔的寬度可以一致(遠離連接處的板齒寬度與連接處的板齒寬度可 以一致)，優選的遠離連接處的板齒對應的沖孔的長度比連接處的板齒對應的沖孔長3mm 左右。在齒板寬度方向上每排沖孔中的各沖孔相互交錯距離通常為Imm 5mm。齒板的其 他結構和性能符合《木結構設計規范》GB50005-2003，齒板的厚度、寬度、長度可以根據實 際應用不同而具有不同規格，例如厚度通常為Imm左右，寬度通常為50 100mm，長度通常 為50mm 250mm(生產中可以是以實際使用的單個齒板為一單元，多個齒板單元在長度方 向上重復而形成更長的齒板，長度通常在數米，實際使用時再根據需要截斷成各個短的齒 板)。根據本實用新型的優選具體實施方案，本實用新型的木結構建筑用的齒板，其中， 于齒板垂直于齒板長度方向的中心線(通常齒板長度方向的中心線即對應連接件的連接 處)兩側，各設置行與所述中心線平行的2排以上的沖孔及相應的板齒，最靠近中心線兩側 的各1排板齒為連接處的板齒，其余的板齒為遠離連接處的板齒，至少有一排遠離連接處 的板齒的高度大于連接處的板齒的高度。優選的，其中，于齒板垂直于齒板長度方向的中心 線兩側，各設置有與所述中心線平行的2排或3排或4排沖孔及相應的板齒，最遠離中心線的那排板齒的高度高于最接近中心線的那排板齒的高度。根據本實用新型的優選具體實施方案，本實用新型的木結構建筑用的齒板，其中， 所述板齒連接部位14. 5 29mm范圍內無沖孔。設計人在研究中發現，齒板連接中心線處 齒板鋼板的內力最大，齒板沖孔削減了鋼板的強度，如果沖孔距離中心線過近，可能造成沖 孔部位的齒板斷裂，且板齒距離木材邊緣過近，可能造成邊緣部位的木材劈裂。本實用新型 中通過適當地加大無沖孔范圍，可以適當提高連接節點的剛度，防止木材邊緣可能會出現 劈裂的現象發生。如果無沖孔范圍過大，例如大于29mm，則會引起齒板板齒極限承載力的大 幅度下降。根據本實用新型的優選具體實施方案，本實用新型的木結構建筑用的齒板，其中， 所述板齒尖部具有扭曲度，可以進一步增加板齒與木材之間的摩擦力和機械咬合力。根據本實用新型的優選具體實施方案，本實用新型的木結構建筑用的齒板，其中， 所述板齒上設置有至少一道凹陷于板齒表面的刻痕，可以進一步增加板齒與木材之間的摩 擦力和機械咬合力，所述刻痕凹陷于板齒表面的深度小于等于齒板鋼板厚度的50%，優選 30%左右，刻痕的寬度小于等于0.5mm。更具體的，所述刻痕長度方向可以與板齒高度垂直 方向成45° 135°夾角。優選每個板齒上設置2 4道刻痕，同一板齒上的這些刻痕互 相平行設置。更優選每個板齒上設置三道刻痕，以每道刻痕在板齒高度方向上的平均高度 位置計，所述三道刻痕分別位于板齒高度的1/3、1/2、2/3處。所述刻痕優選位于板齒背對 沖孔的外側面。本實用新型的木結構建筑用的齒板的制作方法可以按照現有技術中齒板的制作 方法進行，只是其中遠離連接處的板齒及相應的沖孔長度相比于連接處的板齒及沖孔長度 要適當增加，例如是利用模具將鍍鋅薄鋼板單向沖孔沖壓多個垂直于鋼板表面的板齒而制 成。本實用新型的木結構建筑用的齒板在應用時，是將板齒分別壓入需要連接的桁架 桿件，從而達到連接的效果，此外，本實用新型的齒板也可以用于桁架桿件的接長。由于本 實用新型的齒板遠離連接處的板齒長度的增加，可增強板齒的抗拔能力，減緩由于遠離連 接處的極齒拔出而引起的連接承載力下降，使得連接處的板齒充分地發揮作用，從而使整 體的板齒極限承載力都得到提高。綜上所述，本實用新型的木結構建筑用的齒板具有如下優點本實用新型的木結構建筑用的齒板，遠離連接處的板齒長度的增加增強了遠離連 接處的板齒的抗拔能力，減緩了由于遠離連接處的板齒拔出而引起的連接承載力下降，使 得連接處的板齒充分地發揮了作用，從而使整體的板齒極限承載力都得到了提高，擴展了 齒板連接的使用范圍和使用環境。本實用新型的木結構建筑用的齒板制作簡單，使用方便 省時，可提前預制和成批制作，適合用于工業化生產。本實用新型更進一步在板齒上設置刻 痕可更進一步增加板齒的抗拔能力，提高齒板連接的承載力。本實用新型更進一步適當擴 大連接部位的不沖齒范圍，可以預防因板齒距離木材邊緣過近而發生劈裂，且保證了連接 部位的強度，提高了連接節點的剛度。本實用新型是在遵循木結構設計規范要求的基礎上 經過合理結構設計而成，對于整個齒板連接木桁架工業而言，由于齒板連接應用廣泛，本實 用新型的應用可以改進齒板連接桁架節點性能，對該行業節約房屋成本具有重要的意義； 利于推動我國現代木結構建筑的發展。
圖1為現有技術中木結構建筑用的齒板的立體結構示意圖。圖2為顯示現有技術中木結構建筑用的齒板中一橫排板齒的形狀的側視結構示 意圖。圖3為顯示本實用新型的一具體實施例的木結構建筑用的齒板中一橫排板齒的 形狀的側視結構示意圖。圖4為本實用新型的一具體實施例的木結構建筑用的齒板的俯視結構示意圖。圖5為本實用新型的木結構建筑用的齒板的另一種形式的俯視結構示意圖。圖6為顯示本實用新型的另一具體實施例的木結構建筑用的齒板中一橫排板齒 的形狀的側視結構示意圖。圖7為本實用新型的另一具體實施例的木結構建筑用的齒板的俯視結構示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例進一步詳細說明本實用新型的木結構建筑用的齒板的結構 特點和所具有的有益效果，但本實用新型并不因此而受到任何限制。實施例1請參見圖3及圖4所示，圖3為顯示本實施例的木結構建筑用的齒板中一橫排板 齒的形狀的側視結構示意圖，圖4為本實施例的木結構建筑用的齒板的俯視結構示意圖。 本實施例的木結構建筑用的齒板1，是由鍍鋅薄鋼板經單向沖孔沖壓出多個垂直于鋼板表 面的板齒2而制成，同時在鍍鋅薄鋼板上形成多個沖孔11，每個沖孔11形成一對(兩個) 基本對稱的板齒2，分別位于該沖孔11的兩端，所述板齒2的頂端形成尖部而具有一定的銳 利度，以方便壓入木材。沖孔11長度方向與齒板1長度方向一致，多個沖孔11及板齒2在 齒板1長度方向上橫排排列，在齒板1寬度方向上豎排排列，且在齒板1寬度方向上每排沖 孔中的各沖孔11相互交錯排列。于齒板垂直于齒板長度方向的中心線(對應連接件的連 接處)兩側，各設置有與所述中心線平行的2排沖孔及相應的板齒，與現有技術中的齒板相 比，本實用新型的齒板的主要特點在于，遠離中心線的那排沖孔的長度大于接近中心線的 那排沖孔的長度，相應的，遠離中心線的那排板齒(遠離連接處的板齒，邊緣板齒)的高度 高于接近中心線的那排板齒(連接處的板齒)的高度。本實施例中，所述齒板1鍍鋅薄鋼板厚度約為1mm，所述連接處的板齒的高度Hl 為8. 8mm，其對應的沖孔長度Ll為12mm，寬度W為3. 5mm ；所述遠離連接處的板齒的高度為 10. 5mm，其對應的沖孔長度L2為15mm，寬度W為3. 5mm ；在齒板1寬度方向上每排沖孔中的 相鄰兩沖孔的間距d為3. 4mm，每排沖孔中的各沖孔相互交錯距離為3mm，在齒板1長度方 向上相鄰兩排沖孔的間距D1、D2均為10mm。齒板長度和寬度可以具有不同規格(例如請 參見圖5所示，以圖4所示的齒板為一單元，多個齒板單元在長度方向上連接而形成更長的 齒板，實際使用時可根據需要截斷成各個短的齒板，截斷后應注意使單個齒板連接處兩側 具有對稱結構，且至少一排遠離連接處的板齒的高度大于連接處的板齒的高度)。本實施例的木結構建筑用的齒板的制作過程可以按照現有技術操作進行，只是其 中的遠離連接處的沖孔及板齒尺寸符合本實用新型的設計要求。本實施例的木結構建筑用的齒板在制作中，可以在所述板齒2尖部形成一定的扭曲度。本實施例的齒板可以通過將板齒分別壓入需要連接的桁架桿件達到連接的效果。 本實施例的齒板還可以用于桁架桿件的接長。實施例2請參見圖6及圖7所示，圖6為顯示本實施例的木結構建筑用的齒板中一橫排板 齒的形狀的側視結構示意圖，圖7為本實施例的木結構建筑用的齒板的俯視結構示意圖。 本實施例的木結構建筑用的齒板1，與實施例1中的齒板相比，主要不同之處在于所述板 齒連接部位29mm范圍內無沖孔，S卩，圖7中Dl為29mm。其他結構參數同實施例1。按《木結構設計規范》GB 50005-2003的相關規定，對使用本實用新型實施例1、2 的遠離連接處的板齒加長齒板的齒板連接節點分別進行拉伸測試，并以板齒長度一致的齒 板作為對比例(該對比例的齒板中，板齒長度、沖孔長度均與本實用新型實施例1中的齒板 的較短板齒相同，齒板的材質及其他結構參數同實施例1)。各測試結果記錄如下表 注節點的構造類型為荷載平于木紋，且平行于齒板主軸。表中的荷載值和剛度值均為一組試件試驗值的平均值。依據國標，板齒極限承載力測試值=極限荷載/齒板的表面凈面積(A)。板齒極限 承載力⑵=齒極限承載力測試值中的最小值/系數k;對未經阻燃處理，含水率彡15%的 規格材，k = 1. 69+0. 24r ；r-恒載標準值與活載標準值之比，1. 0 5. 0 ；若r < 1. 0或> 5. 0 時，則取 r = 1.0 或 5.0。表中的剛度值均為割線剛度值。由測試結果可以看出，本實用新型的遠離連接處的板齒加長齒板的板齒極限承載 力明顯高于板齒長度一致齒板，充分說明遠離連接處的板齒長度的增加有效地提高了遠離 連接處的板齒的抗拔能力，減緩了由于遠離連接處的板齒拔出而引起的連接承載力下降， 使得連接處的板齒充分地發揮了作用，從而使整體的板齒極限承載力都得到了提高；更進 一步，通過對無沖孔范圍進行適當擴大，盡管板齒極限承載力略有下降，但節點剛度則得到 大幅度地提高，節點剛度越大，在相同荷載條件下節點變形就越小，擴展了齒板連接的使用 范圍和使用環境，延長了齒板連接桁架的使用壽命。
權利要求一種木結構建筑用的齒板，該齒板是由鍍鋅鋼板經單向沖孔沖壓出多個垂直于鋼板表面的板齒的帶齒板，所述的板齒分為連接處的板齒及遠離連接處的板齒，其特征在于該齒板的遠離連接處的板齒的高度大于連接處的板齒的高度。
2.根據權利要求1所述的木結構建筑用的齒板，其特征在于所述遠離連接處的板齒 的高度比連接處的板齒的高度高1 2mm。
3.根據權利要求1或2所述的木結構建筑用的齒板，其特征在于所述遠離連接處的 板齒的高度為9 13mm，所述連接處的板齒的高度高7 11mm。
4.根據權利要求1所述的木結構建筑用的齒板，其特征在于所述遠離連接處的板齒 的銳利度大于連接處的板齒的銳利度。
5.根據權利要求1所述的木結構建筑用的齒板，其特征在于每個沖孔形成兩個對稱 的板齒，分別位于該沖孔的兩端，所述板齒的頂端形成尖部而具有銳利度；所述沖孔在齒板 寬度方向上成排排列且每排沖孔中的各沖孔相互交錯排列；所述沖孔長度方向與齒板長度 方向一致。
6.根據權利要求5所述的木結構建筑用的齒板，其特征在于所述遠離連接處的板齒 對應的沖孔長度為14 16mm，寬度為3 4mm，所述連接處的板齒對應的沖孔長度11 13mm,寬度為3 4mm，在齒板寬度方向上每排沖孔中的相鄰兩沖孔的間距為3 4mm，排齒 間距為8. 5 29mm。
7.根據權利要求1或5所述的木結構建筑用的齒板，其特征在于，于齒板垂直于齒板長 度方向的中心線兩側，各設置有與所述中心線平行的2排或3排或4排沖孔及相應的板齒， 最遠離中心線的那排板齒的高度高于最接近中心線的那排板齒的高度。
8.根據權利要求1所述的木結構建筑用的齒板，其特征在于，所述板齒連接部位 14. 5 29mm范圍內無沖孔。
9.根據權利要求1所述的木結構建筑用的齒板，其特征在于，所述板齒尖部具有扭曲度。
10.根據權利要求1所述的木結構建筑用的齒板，其特征在于所述板齒上設置有至 少一道凹陷于板齒表面的刻痕，所述刻痕凹陷于板齒表面的深度小于等于齒板鋼板厚度的 50%，刻痕的寬度小于等于0. 5mm。
專利摘要本實用新型提供了一種木結構建筑用的齒板，該齒板是由鍍鋅鋼板經單向沖孔沖壓出多個垂直于鋼板表面的板齒的帶齒板，所述的板齒分為連接處的板齒及遠離連接處的板齒，其中，該齒板的遠離連接處的板齒的高度大于連接處的板齒。本實用新型的齒板制作簡單，使用方便省時，可提前預制和成批制作，適合用于工業化生產；本實用新型遠離連接處的板齒長度的增加有助于提高該遠離連接處的板齒的抗拔能力，減緩了由于遠離連接處的板齒拔出而引起的連接承載力下降，提高了齒板連接的承載力，擴展了齒板連接的使用范圍和使用環境。
文檔編號E04B1/58GK201649306SQ20102012304
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月3日 優先權日2010年3月3日
發明者葉虹, 周海賓, 張偉, 費本華, 趙榮軍 申請人:國家林業局北京林業機械研究所