專利名稱：工字形竹膠板梁結構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于橋梁結構技術領域，涉及ー種適用于エ字形、T形梁中的エ字形竹膠板梁結構。
背景技術：
目前木結構中已存在榫接這種連接方式，但榫接只是用于對構件進行簡單的連接，并未用于承擔剪力。本實用新型所述的剪カ連接件榫接主要通過兩排榫頭和榫槽間的擠壓變形承擔剪力的作用，而且針對于梁的受カ特點將榫頭制成有一定的傾斜角度，用來承擔梁受彎時腹板和翼緣板間的掀起カ。現有的竹膠板主要作為土木建筑市場上附加價值較低的建筑模板，尚未作為主要的結構材料應用于承重結構。湖南大學現代竹木及組合結構研究所對膠合竹結構進行了較為系統的研究，提出了現代竹結構技木，并應用此技術設計和建造了竹結構人行天橋，證明了膠合竹板可應用于橋梁建設。但是分析國內外已有竹橋的研究現狀后發現，現在竹膠板只是作為某一承重構件出現在梁中，湖南耒陽的竹橋就是由作為主要承重構件及橫隔板的竹膠板和混凝土橋面板組成的，竹板間用螺栓連接。因而雖然榫接這種方式存在，但并未應用于橋梁中，而且針對全部由竹膠板制成的梁國內外并沒有研究，因而剪カ件榫接這種連接方式并未應用過。現有的エ字形竹膠板梁剪カ連接方式，為梁體腹板與翼緣板之間的正交連接方式，至目前還沒有可靠連接方法。可供參考的連接方式有兩種，一種是粘結，另ー種是機械連接。若用膠粘劑粘結，則由于膠的剪切強度不足，會使膠粘劑在エ字形梁材料破壞之前先破壞，這樣就導致エ字形梁的整體性下降，梁的承載カ降低，梁不能發揮材料的極限承載力。若用機械連接，例如角鋼，當梁上施加的外荷載達到一定值時(未達到材料的極限承載力)，梁的腹板會發生局部屈曲破壞，導致梁的承載カ降低，也未能發揮材料的極限承載力。如果將粘結與機械連接結合，則由于兩者連接方式的變形性能有差異，可導致膠粘劑層的粘接方式先破壞，而后機械連接才開始發揮其承載性能，兩者不能共同協調受力。
實用新型內容技術問題本實用新型提供了ー種可承受縱向剪應力、實現エ字形梁整體性的エ字形竹膠板梁結構，解決了梁中腹板與翼緣板的連接問題，使腹板和翼緣板可靠的連接在一起。技術方案本實用新型的エ字形竹膠板梁結構，包括竹膠板制成的依次連接的上翼緣板、腹板和下翼緣板，上翼緣板由上翼緣外板和位于上翼緣外板下側的上翼緣內板連接而成，下翼緣板由下翼緣外板和位于下翼緣外板上側的下翼緣內板連接而成，腹板包括疊合的多個腹板單板，腹板單板的與內板相対的表面上設置有間隔排列的榫頭，兩相鄰腹板單板上的榫頭交錯排列，上翼緣內板和下翼緣內板上均設置有與所述榫頭的尺寸、分布位置相匹配的榫槽，榫頭嵌入所述榫槽中。本實用新型中，上翼緣外板、上翼緣內板、下翼緣內板、下翼緣外板均采用竹材層合板，所述腹板單板采用竹材膠合板。本實用新型中，榫頭相對于腹板單板的板面傾斜，所述榫槽也相應的傾斜于內板板面，榫槽的傾斜角度與榫頭的傾斜角度相匹配。本實用新型中，兩相鄰腹板單板之間用結構膠連接，同時用螺栓加強。本實用新型中，上翼緣外板與上翼緣內板之間，下翼緣內板與下翼緣外板之間，均用結構膠連接，同時用 螺栓加強。有益效果本實用新型與現有技術相對比，具有以下優點本實用新型所述的剪カ連接件榫接主要通過兩排榫頭和榫槽間的擠壓變形承擔剪力的作用。梁一般的受カ形態為受彎變形，表現為下翼緣受拉、上翼緣受壓，在結構的橫斷面上表現為以中性軸為零點，中性軸以上受壓以下受拉，受カ成三角形狀分布。因而上下翼緣與腹板間存在著平行于梁跨徑方向的作用力，所以上下翼緣與腹板之間的截面上會發生的相對錯動現象，即剪切力的作用。現有的一般做法是用膠粘劑粘結，利用膠粘結力抵抗剪切力的作用，這種做法對于受カ不大的木結構還是有用的，但是對于受カ較大的梁結構來說就顯得不足了。木結構中已存在榫接這種連接方式，但榫接只是用于對構件進行簡單的連接，并未用于承擔剪力，而且單純的榫接并不能承擔較大的剪切力。因而針對這種現狀，本實用新型所述的剪力連接件可以很好的解決這個問題，主要是通過兩排榫頭和榫槽間的擠壓變形承擔剪力的作用，而且設計中將榫頭之間錯開，避免榫頭會因為集中受カ而破壞，另外木結構中只在ー塊板中挖空制作榫槽，而針對于竹膠板自身的特點，上下翼緣內板榫槽的存在使得翼緣板的整體性下降，為防止榫槽周圍會出現應カ集中而壓壞翼緣板又在翼緣板外側用結構膠粘上另ー塊板，用來増加翼緣板的整體性。最后又針對于梁的受カ特點將榫頭制成有一定的傾斜角度，用來承擔梁受彎時腹板和翼緣板間的掀起力。值得注意的是，単一的榫槽承擔的剪切力和掀起カ是ー個定值，本實用新型所述的連接方式主要是根據受カ的大小來計算需要榫槽的個數，然后確定腹板的個數，進而加工成梁。本實用新型所述榫接的連接方式，是針對梁的受カ特點制作的，首先在梁受彎吋，腹板和翼緣板之間會產生滑移剪切力，這部分力由所有榫頭承擔，其次由于梁受彎時，腹板和翼緣板之間還會產生掀起力，這部分力由傾斜的榫頭承擔，第三由于上、下翼緣內板上有榫槽，板的整體性下降，因而附加了一塊外板,保證板的整體性。另外，本實用新型所述的這種連接方式比機械連接制作簡單，エ序明確，完全可在エ廠內進行加工，加工精度高，同時增加工字形梁的整體性，從而提高梁的承載力。
圖I是本實用新型エ字形竹膠板梁結構的整體結構圖。圖2是本實用新型エ字形竹膠板梁結構的分解結構圖。圖3是本實用新型エ字形竹膠板梁結構中的有一定傾角的榫頭圖，圖中α為榫頭與腹板單板板面的傾斜夾角。圖中1.上翼緣外板，2.上翼緣內板，3.腹板單板，4.下翼緣內板，5.下翼緣外板，6.榫槽，7.榫頭。
具體實施方式
本實用新型的エ字形竹膠板梁結構，包括竹膠板制成的上翼緣板、下翼緣板和腹板，上翼緣板由上翼緣外板I和位于上翼緣外板I下側的上翼緣內板2連接而成，下翼緣板由下翼緣外板5和位于下翼緣外板5上側的下翼緣內板4連接而成，腹板包括疊合的多個腹板單板3，腹板單板3的數量可根據梁所承受剪カ的大小進行調整，腹板單板3的上下表面設置有間隔排列的榫頭7，兩相鄰腹板單板3上的榫頭7交錯排列，上翼緣內板2和下翼緣內板4上均設置有與所述榫頭7的尺寸、分布位置相匹配的榫槽6，榫頭7嵌入所述榫槽6中，榫頭7與榫槽6緊密接合，且縫隙處用膠粘劑粘結。本實用新型中，榫頭與榫槽之間用膠結劑膠結后要有一定的剪切強度，一般3Mpa 以上。為了增加連接強度，本實用新型的兩相鄰腹板單板3之間，上翼緣外板I與上翼緣內板2之間，以及下翼緣內板4與下翼緣外板5之間，除了用結構膠連接，同時還可用螺栓加強。本實用新型的另ー實施例中，上翼緣外板I、上翼緣內板2、下翼緣內板4、下翼緣外板5均采用竹材層合板，即由單方向竹片膠結疊壓而成的竹膠板，該板縱向抗壓強度高；腹板單板3采用竹材膠合板，即由正交的竹片膠結疊壓而成的竹膠板,該板面內雙向抗剪
強度高。本實用新型的另ー實施例中，榫頭7相對于腹板單板的板面傾斜，榫槽6也相應的傾斜于內板板面，榫槽6的傾斜角度與榫頭7的傾斜角度相匹配，可抵抗梁受彎時的掀起力。如圖2所示是本實用新型的分解結構圖，具體實施步驟如下首先在腹板3上下表面制作榫頭，在上翼緣內板2和下翼緣內板4上挖空制作榫槽，然后用結構膠把所有腹板3連接在一起，用結構膠或螺栓分別把上翼緣板外板I和上翼緣內板2、下翼緣內板4和下翼緣外板5冷壓粘接形成整體板件，最后將涂過膠粘劑的榫頭7扣入翼緣板的榫槽6中，冷壓成梁，實現腹板與上、下翼緣接合，承受縱向剪力。本實用新型的實施例和試驗中所采用的竹膠板材料為外購浙江省安吉市中奧竹膠板廠的產品。竹膠板主要有以下幾個生產流程竹材切片-去青-截斷-輾壓-干燥-浸膠-干燥-組坯-熱壓-裁邊，具體生產エ藝為I.將原竹切成片，去掉最外層和強度相對較低的最內層；2.用繩索將竹片連起來，做成竹席或竹簾，這樣便于組坯；3.將竹簾曬干，殺死竹材內的害蟲以及去除水分，防止竹材蟲害及因水分而腐爛，曬干的竹簾再放入酚醛樹脂膠池中；4.待竹簾浸膠充分后，從膠池內將竹簾撈起，晾干；5.接下來便是竹膠合板的生產階段，將晾干的竹簾組成坯；6.組完壞后，即可將竹坯送入機器內，進行高溫蒸壓，大約二十分鐘；7.冷卻后，去掉不整齊的邊，將竹膠合板制作成相應尺寸。
權利要求1.ー種エ字形竹膠板梁結構，其特征在于，包括竹膠板制成的依次連接的上翼緣板、腹板和下翼緣板，所述上翼緣板由上翼緣外板(I)和位于所述上翼緣外板(I)下側的上翼緣內板(2)連接而成，所述下翼緣板由下翼緣外板(5)和位于所述下翼緣外板(5)上側的下翼緣內板(4)連接而成，所述腹板包括疊合的多個腹板單板(3)，所述腹板單板(3)的與內板相対的表面上設置有間隔排列的榫頭(7)，兩相鄰腹板單板(3)上的榫頭(7)交錯排列，所述上翼緣內板(2)和下翼緣內板(4)上均設置有與所述榫頭(7)的尺寸、分布位置相匹配的榫槽(6),榫頭(7)嵌入所述榫槽(6)中。
2.根據權利要求I所述的エ字形竹膠板梁結構，其特征在于，所述上翼緣外板(I)、上翼緣內板(2)、下翼緣內板(4)、下翼緣外板(5)均采用竹材層合板，所述腹板單板(3)采用竹材膠合板。
3.根據權利要求I或2所述的エ字形竹膠板梁結構，其特征在于，所述榫頭(7)相對于腹板單板的板面傾斜，所述榫槽(6)也相應的傾斜于內板板面，榫槽(6)的傾斜角度與榫頭(7)的傾斜角度相匹配。
4.根據權利要求I或2所述的エ字形竹膠板梁結構，其特征在干，兩相鄰腹板單板(3)之間用結構膠連接，同時用螺栓加強。
5.根據權利要求I或2所述的エ字形竹膠板梁結構，其特征在于，所述上翼緣外板(I)與上翼緣內板(2)之間，下翼緣內板(4)與下翼緣外板(5)之間，均用結構膠連接，同時用螺栓加強。
專利摘要本實用新型公開了一種工字形竹膠板梁結構，包括竹膠板制成的依次連接的上翼緣板、腹板和下翼緣板，上翼緣板由上翼緣外板和位于上翼緣外板下側的上翼緣內板連接而成，下翼緣板由下翼緣外板和位于下翼緣外板上側的下翼緣內板連接而成，腹板包括疊合的多個腹板單板，腹板單板的與內板相對的表面上設置有間隔排列的榫頭，兩相鄰腹板單板上的榫頭交錯排列，上翼緣內板和下翼緣內板上均設置有與所述榫頭的尺寸、分布位置相匹配的榫槽，榫頭嵌入所述榫槽中。本實用新型的工字形竹膠板梁結構抗剪承載力大，結構和制作較簡單，可根據梁所承受剪力的大小對組成單元板的數量進行調整，而且可以增加工字形梁的整體性。
文檔編號E01D2/00GK202430625SQ20112055445
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者吳文清, 陳帥, 馬雪媛 申請人:東南大學