一种内藏式预应力木梁

摘要

本发明公开了一种内藏式预应力木梁，包括木梁、预应力筋、转向装置和锚固装置；所述木梁为双拼梁，两并行梁之间采用梁间垫块、锚固端垫块和螺栓连接成整体；所述预应力筋设置于所述双拼梁的中间空隙内，设置一根或多根，预应力筋两端通过锚固装置锚固在梁端、柱身或梁间，预应力筋中间部分通过转向装置固定在双拼梁中间；所述转向装置包括销轴和胶接钢板，所述胶接钢板通过粘结树脂固定于木梁体内或粘贴于木梁内侧面，所述销轴穿过胶接钢板上的销轴孔，并横设在双拼梁的中间空隙内。本发明承载力高、自重轻、防火性能好、体系简洁、外观优美、可实现工厂化生产、可快速安装。本发明可用于大跨建筑与桥梁等结构领域。

权利要求

1.一种内藏式预应力木梁，其特征在于：包括木梁、预应力筋、转向装置和锚固装置；

所述木梁为双拼梁，并行的双拼梁之间采用梁间垫块、锚固端垫块和螺栓连接成整体，螺栓上设有圆木塞；

所述预应力筋设置于所述双拼梁的中间空隙内，设置一根或多根，预应力筋两端通过锚固装置锚固在梁端、柱身或梁间，预应力筋中间部分通过转向装置固定在双拼梁中间；

所述锚固装置包括锚具、钢垫和锚垫板，所述锚垫板与木梁连接，木梁连接处设置有增强用的自攻螺钉或植筋，所述锚垫板上设有钢垫，钢垫上设有锚具；

所述转向装置包括销轴和胶接钢板，所述胶接钢板通过粘结树脂固定于木梁体内或粘贴于木梁内侧面，所述销轴穿过胶接钢板上的销轴孔，并横设在双拼梁的中间空隙内；

所述胶接钢板在木梁体内时，胶接钢板嵌入木梁的开槽，并通过木条密封；所述销轴由圆钢和限位板组成，所述限位板与圆钢之间焊接或螺纹连接，限位板包括预应力筋限位板和圆钢限位板，所述胶接钢板的表面硫化有一层橡胶；

所述胶接钢板粘结于木梁内侧面时，所述销轴由圆钢和限位销组成，所述限位销与胶接钢板采用螺纹连接；

所述双拼梁的下表面采用长木条密封，长木条与木梁之间设有自攻螺钉。

2.根据权利要求1所述的一种内藏式预应力木梁，其特征在于：所述预应力筋为钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、螺纹钢或FRP筋。

3.根据权利要求1所述的一种内藏式预应力木梁，其特征在于：所述销轴中的圆钢为实心或空心。

4.根据权利要求1所述的一种内藏式预应力木梁，其特征在于：所述圆钢限位板与预应力筋限位板合在一起形成预应力筋与销轴共用限位板。

5.根据权利要求1所述的一种内藏式预应力木梁，其特征在于：所述胶接钢板与木梁之间采用环氧或聚氨酯胶粘剂。

6.根据权利要求1所述的一种内藏式预应力木梁，其特征在于：所述锚具为钢绞线、钢丝绳或螺纹钢。

7.根据权利要求1所述的一种内藏式预应力木梁，其特征在于：所述锚固端垫块和梁间垫块为木质材料或金属材料。

说明书

一种内藏式预应力木梁

技术领域

[0001] 本发明涉及一种内藏式预应力木梁，主要(但非排他地)用于建筑结构楼屋盖和桥梁上部结构等领域。

背景技术

[0002] 一般胶合木梁受弯时表现为脆性受拉破坏，受压侧木材得不到充分利用。国内外利用钢筋或FRP(Fiber Reinforced Polymer)材料对胶合木梁进行增强，效果明显。然而，不论增强与否，胶合木梁的承载力通常由变形控制，其强度得不到充分发挥。为解决大变形问题、进一步提高胶合木梁结构性能，对增强材料施加预应力是一种可行措施之一。

[0003] 体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一，是指对布置于承载结构主跨本体之外的钢束张拉而产生的预应力，钢束仅在锚固区域设置在结构本体内,转向块可设在结构体内或体外。与传统预应力结构相比，体外预应力结构具有耗材少、预应力损失小、施工简便、维修方便等优点。然而，体外预应力的缺点是其较弱的防火性能和较差的结构外观，尤其是防火及耐高温性能，必须给予足够重视，因为一旦发生火灾，体外预应力钢筋会很快失效，迅速导致结构破坏，这也是体外预应力结构推广应用的制约因素之一。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种承载力高、自重轻、防火性能好、体系简洁、外观优美、可实现工厂化生产、可快速安装的内藏式预应力木梁；此外，将体外预应力技术应用于大跨木结构，还具有降低蠕变、节约成本、外形美观等特色。

[0005] 本发明采用的技术方案为：一种内藏式预应力木梁，包括木梁、预应力筋、转向装置和锚固装置；

[0006] 所述木梁为双拼梁，两并行梁之间采用梁间垫块、锚固端垫块和螺栓连接成整体，螺栓上设有圆木塞；

[0007] 所述预应力筋设置于所述双拼梁的中间空隙内，设置一根或多根，预应力筋两端通过锚固装置锚固在梁端、柱身或梁间，预应力筋中间部分通过转向装置固定在双拼梁中间；

[0008] 所述锚固装置包括锚具、钢垫和锚垫板，所述锚垫板与木梁连接，木梁连接处设置有增强用的自攻螺钉或植筋，所述锚垫板上设有钢垫，钢垫上设有锚具；

[0009] 所述转向装置包括销轴和胶接钢板，所述胶接钢板通过粘结树脂固定于木梁体内或粘贴于木梁内侧面，所述销轴穿过胶接钢板上的销轴孔，并横设在双拼梁的中间空隙内；

[0010] 所述胶接钢板在木梁体内时，胶接钢板嵌入木梁的开槽，并通过木条密封；所述销轴由圆钢和限位板组成，所述限位板与圆钢之间焊接或螺纹连接，限位板包括预应力筋限位板和圆钢限位板，所述胶接钢板的表面硫化有一层橡胶；

[0011] 所述胶接钢板粘结于木梁内侧面时，所述销轴由圆钢和限位销组成，所述限位销与胶接钢板采用螺纹连接；

[0012] 所述双拼梁的下表面采用长木条密封，长木条与木梁之间设有自攻螺钉。

[0013] 作为优选，所述木梁材料为胶合木(glulam)、锯材、单板层积材(LVL)、平行木片胶合木(PSL)、层叠木片胶合木(LSL)、其他工程木材中的一种或组合，也可以是以木材为芯材的夹层复合材料。

[0014] 作为优选，所述预应力筋为钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、螺纹钢、纤维增强复合材料(FRP)筋中的一种。

[0015] 作为优选，所述销轴中的圆钢为实心、空心中的一种。

[0016] 作为优选，所述圆钢限位板与预应力筋限位板可以合在一起形成预应力筋与销轴共用限位板。

[0017] 作为优选，所述胶接钢板与木梁之间采用环氧、聚氨酯胶粘剂中的一种，当在钢板表面硫化橡胶时，优先采用聚氨酯胶粘剂，为了进一步提高胶接钢板的粘结锚固性能，可在钢板表面预开一些孔洞。

[0018] 作为优选，所述锚具为钢绞线、钢丝绳、螺纹钢或钢拉杆专用锚具。

[0019] 作为优选，所述锚固端垫块和梁间垫块为木质材料或金属材料。

[0020] 本发明所述销轴由圆钢、限位板或限位销组成，限位板可对预应力筋和圆钢进行限位，所述胶接钢板通过粘结树脂固定于木梁体内或粘贴于木梁侧面，胶接钢板上开孔以使销轴通过，对应于木梁部位上的开孔直径要比钢板开孔大一些，从而利用胶接钢板与木梁间胶层传力而避免木梁销槽受力，所述胶接钢板还可在表面硫化一层橡胶，从而降低胶接钢板与木材粘结界面的应力集中以提高界面承载力。在胶接钢板粘结固化后，可采用木条、胶合木专用胶粘剂或自攻螺钉将木梁相应部位的开槽封闭，从而提高胶接钢板的防火性能和耐久性能。本发明所述胶接钢板粘结于木梁内侧面时，所述胶接钢板也可以由钢板焊接件或方矩管替代，销轴的限位可采用限位销实现。采用限位销限位时，销轴圆钢在限位销部位相应开孔，开孔孔径稍大于限位销直径。

[0021] 待预应力筋设置张拉完毕后，可采用木条、胶合木专用胶粘剂或自攻螺钉将双拼木梁底面缝隙沿纵向封闭，从而进一步提高胶接钢板的防火性能和耐久性能，同时也会有利于美观。本发明承载力高、自重轻、防火性能好、体系简洁、外观优美、可实现工厂化生产、可快速安装。本发明可用于大跨建筑与桥梁等结构领域。

[0022] 本发明相配套的楼屋面板或桥面板可采用混凝土或木质材料，也可采用压型钢板—混凝土组合楼板或复合材料板，这样会进一步提高整体结构的防火性能和保温隔热性能。

[0023] 有益效果：本发明内藏式预应力木梁与其他增强型木结构体系相比，更加充分发挥各种结构和各种材料的优点,克服缺点，同时具有优良的防火性能、耐久性能和更为舒适的外观；通过合理设计，可保证在高承载力状态下的延性破坏，这一方面极大提高木梁的结构性能和延性性能，另一方面也使得结构的安全性、可靠性得到显著提高。其最大的特点是：承载力高、自重轻、防火性能好、体系简洁、外观优美、可实现工厂化生产、可快速安装。本发明可用于大跨建筑与桥梁等结构领域。

附图说明

[0024] 图1为本发明的结构示意图；

[0025] 图2为图1的俯视图；

[0026] 图3为图1的1-1剖面图；

[0027] 图4为胶接钢板粘结于双拼梁内侧时对应的1-1剖面图；

[0028] 图5为木梁端部预钻孔或预留孔示意图；

[0029] 图6为锚垫板示意图；

[0030] 图7为销轴示意图；

[0031] 图8为图7的侧视图；

[0032] 图9为预应力筋限位板与销轴限位板合并后的销轴示意图；

[0033] 图10为胶接钢板示意图；

[0034] 图11为梁间锚固木梁的示意图；

[0035] 图12为图11的2-2剖面图；

[0036] 图13为图11的锚垫板示意图。

[0037] 附图说明：1为木梁，2为预应力筋，3为销轴，4为胶接钢板，5为锚具，6为钢垫，7为锚垫板，8为锚固端垫块，9为梁间垫块，10为自攻螺钉，11为圆木塞，12为木条，13为长木条，14为螺栓，15为开槽，16为限位销。

[0038] 3-1为圆钢，3-2为预应力筋限位板，3-3为圆钢限位板，3-4为预应力筋与销轴共用限位板，4-1为销轴孔。

具体实施方式

[0039] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

[0040] 实施例1

[0041] 如图1-13所示：一种内藏式预应力木梁，包括木梁1、预应力筋2、转向装置和锚固装置；

[0042] 所述木梁1为双拼梁，两并行梁之间采用梁间垫块9、锚固端垫块8和螺栓14连接成整体，螺栓14上设有圆木塞11；

[0043] 所述预应力筋2设置于所述双拼梁的中间空隙内，设置一根或多根，预应力筋2两端通过锚固装置锚固在梁端、柱身或梁间，预应力筋2中间部分通过转向装置固定在双拼梁中间；

[0044] 所述锚固装置包括锚具5、钢垫6和锚垫板7，所述锚垫板7与木梁1连接，木梁连接处设置有增强用的自攻螺钉10或植筋，所述锚垫板7上设有钢垫6，钢垫6上设有锚具5；

[0045] 所述转向装置包括销轴3和胶接钢板4，所述胶接钢板4通过粘结树脂固定于木梁1体内或粘贴于木梁1内侧面，所述销轴3穿过胶接钢板4上的销轴孔4-1，并横设在双拼梁的中间空隙内；

[0046] 所述胶接钢板4在木梁1体内时，胶接钢板4嵌入木梁1的开槽15，并通过木条12密封；所述销轴3由圆钢3-1和限位板组成，所述限位板与圆钢3-1之间焊接或螺纹连接，限位板包括预应力筋限位板3-2和圆钢限位板3-3，所述胶接钢板4的表面硫化有一层橡胶；

[0047] 所述胶接钢板4粘结于木梁1内侧面时，所述销轴3由圆钢3-1和限位销16组成，所述限位销16与胶接钢板4采用螺纹连接；

[0048] 所述双拼梁的下表面采用长木条13密封，长木条13与木梁1之间设有自攻螺钉10。

[0049] 所述木梁1材料为胶合木(glulam)、锯材、单板层积材(LVL)、平行木片胶合木(PSL)、层叠木片胶合木(LSL)、其他工程木材中的一种或组合，也可以是以木材为芯材的夹层复合材料。所述预应力筋2为钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、螺纹钢、纤维增强复合材料(FRP)筋中的一种。所述销轴3中的圆钢3-1为实心、空心中的一种。所述圆钢限位板3-3与预应力筋限位板3-2可以合在一起形成预应力筋与销轴共用限位板3-4。所述胶接钢板4与木梁1之间采用环氧、聚氨酯胶粘剂中的一种。所述锚具5为钢绞线、钢丝绳、螺纹钢或钢拉杆专用锚具。所述锚固端垫块8和梁间垫块9为木质材料或金属材料。

[0050] 应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。