膠合木結構

膠合木結構

膠合木結構(glued timber structure)是指用膠粘方法將木料或木料與膠合板拼接成尺寸與形狀符合要求而又具有整體木材效能的構件和結構。

發展背景

膠合木結構於1907年首先在德國問世,至40年代中期已發展成為現代木結構的一個重要分支。廣泛套用於各種工程上。中國第一座膠合木結構的房屋於1957年在北京建成,隨後也在其他工程結構上得到一定的發展和套用。

基本分類

層板膠合結構

膠合木結構 膠合木結構

用木板或小方木重疊膠合成矩形、工字形或其他截面形式的構件及由之組成的結構。層板膠合的優點不僅可以小材大用、短材長用,而且還可將不同等級(或樹種)的木料配置在不同的受力部位,做到量材適用,提高木材的利用率。但這種構件在少量生產的情況下,其價格要比普通木料高,只有在成批生產或大量利用廢料時才能收到良好的技術經濟效果。

膠合板結構

用膠合板為鑲板、普通木材或膠合木為骨架的膠合結構。按膠合板受力狀態的不同分為兩類:

一類是以膠合板主要承受剪下應力的結構,如工字形和箱形截面的梁、拱和框架及褶板。

另一類是以膠合板主要承受正應力的結構,如屋面板、牆板、殼體和管結構等。

膠合板的優點在於板面寬大,而又具有較好的勻質性。因此,適應性強,用作承重結構,容易滿足建築設計的要求,但結構用膠合板比一般裝修用膠合板的質量要求高,要有特定的質量標準。膠合木結構的強度和耐久性在很大程度上取決於膠合質量。要按專門的規定進行設計。因此,在設計與製造上要對膠的選擇、木材的拼接構造以及膠合工藝條件等提出專門的技術要求。

結構用膠

膠合木結構 膠合木結構

一般要求膠縫的抗剪和抗拉強度應不低於被膠合木材的強度,並具有良好的抗菌性和耐久性。對於膠的耐水性的要求,則按各種工程所處的不同條件,予以區別對待。如在經常受潮的結構中,應使用耐水性強的苯酚甲醛樹脂膠或間苯二酚甲醛樹脂膠;在室內有防潮的結構中,可採用價格低廉的脲醛樹脂膠。

拼接構造

宜按材料的具體情況設計,一般要求在不致引起膠縫內應力過大的條件下應儘量使用厚板膠合,以減少木料的加工損耗和用膠量。直線形構件的板厚以3~4厘米為宜,弧形構件還應不大於其曲率半徑的1/300。短料接長以採用手指相互插接的指接最能充分利用木材。但在構件受拉力很大的部位,則應採用斜率為1/10的斜搭接,以保證重要接頭傳力的可靠性。相鄰兩層板的接頭位置應適當錯開,且不可順一方向布置成階梯形,以免影響構件受力。

膠合板的拼接主要是在不同的受力區段使用不同等級的膠合板。因此,要按專門的規定進行設計。

技術要求

膠合木結構 膠合木結構

用於膠合的木材,其含水率應不大於15%,膠合面應予刨光,以使膠縫密合,膠液滲透順暢。為了保證膠粘質量,每批膠要經強度檢驗合格後方可使用。同時,還應注意每種膠的使用條件,如酚醛樹脂膠要在16°C以上的氣溫中方能保持其正常的性能。

木料塗膠疊合後,須加壓養護至膠液完全固化。適宜的壓力為0.3~0.5兆帕(指接時為1.0兆帕),常溫加壓時間為24小時,卸壓後繼續養護24小時即可交付使用。如果提高室溫或對膠縫施以微波加熱,則加壓養護時間可大為縮短,但需經試驗確定。

符合上述條件製作的膠合木構件,可視為整體木構件進行計算。但由於膠合木構件可作成任意的截面形式和高度。因此,在計算中,尚應考慮上述因素的影響,以保證膠合木結構的必要剛度和側向穩定性。

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