[发明专利]一种自保温竹木复合箱梁

说明书

本发明提供了一种自保温竹木复合箱梁，它主要包括上翼缘(1)、下翼缘(2)、腹板(3)、加劲肋(4)、保温棉(5)、胶粘剂(6)、钉子(7)和防水涂料(8)。上、下翼缘采用竹集成材，腹板采用定向刨花板，加劲肋可以是速生杨木、云杉或樟子松方木，胶粘剂采用交联型粘合剂，保温棉采用石棉、矿棉或玻璃棉。翼缘和腹板之间通过胶粘剂连接。本发明充分利用翼缘抗拉/压强度大以及腹板抗剪性能好的特点，大幅提高了梁构件的截面惯性矩，具有轻质高强、刚度大、耐久性好和保温性能好等特点，可替代传统木工字梁和实木梁应用于木结构、竹结构和组合结构领域中的受弯构件。

技术领域

本发明涉及一种自保温竹木复合箱梁构件，尤其是一种竹材与其它材料的复合梁构件，属于土木建筑结构领域。

背景技术

目前我国的建筑物主要以砌体结构和钢筋混凝土结构为主，使用了大量的粘土粘、钢材和水泥等传统建材，不仅消耗了大量的能源和不可再生资源，释放出大量的温室气体和有毒气体，同时产生大量的废水、废弃和废渣，这严重影响着人类社会和经济的正常发展。与此同时，砌体结构抗震性能差，毁坏了良田，钢筋混凝土结构自重大、易开裂，拆除后会产生大量的建筑垃圾。为了减少对粘土粘、钢材和水泥的依赖，节能环保、可再生的绿色建材日益受到人们的青睐。木结构建筑具有抗震性能好以及对环境的负荷小的特点，其应用范围得到不断拓展。木工字梁和实木梁是木结构建筑中最常用的基本构件之一，在木工字梁和实木梁的使用过程中发现，存在以下问题：(1)破坏前无明显征兆，表现出典型的脆性破坏特征；(2)木材抗拉强度较低，尤其是横纹方向受力十分不利，使得木梁的承载能力偏低；(3)木材弹性模量低，变形能力差；(4)材料离散性较大，材质不均匀。更为重要的是，我国的木材资源十分匮乏，大径级木材生材周期较长，使得木材的使用严重受限。我国拥有极其丰富的竹材资源，与木材相比，竹子具有强度高、生长快、加工简便及韧性好等优点，可取代普通阔叶木材和针叶材，是一种有着广泛应用前景的可再生原料。将竹材作为主要建材应用于工程领域利国利民，“以竹代木”有利于降低对钢材、水泥和粘土砖等传统建筑材料的依赖，同时也符合《中国制造2025》所确定的开发利用农林生物质资源的主题。

如何改善和提高木梁的变形能力和力学性能是其在木结构建筑应用中所面临的难题，竹集成材是将速生、短周期的毛竹加工成一定规格的竹片，干燥至含水率8％～12％，再通过胶粘剂将同方向竹片胶合成矩形截面的规格材，具有弹性模量高、力学强度高、易加工的特点。相比木梁而言，自保温竹木复合箱梁拥有更高的承载能力、更好的变形性能以及良好的保温隔音性能，是有效解决由于木材匮乏而制约木结构建筑发展的一个重要途径，市场应用前景十分广阔。

发明内容

本发明所要解决的目的旨在克服现有木工字梁和实木梁承载能力低、延性差和变形性能差等缺点，提供一种力学性能好、成本低廉、结构简单以及节能环保型的自保温竹木复合箱梁，用以取代木工字梁和实木梁，可作为楼面梁和屋面梁应用于木结构建筑、竹结构建筑以及竹木组合结构中。

在本发明中，自保温竹木复合箱梁由上翼缘、下翼缘、腹板、加劲肋、保温棉、胶粘剂、钉子和防水涂料共同组成。其中：上翼缘位于箱梁顶部，承担压应力；下翼缘位于箱梁底部，承担拉应力，腹板位于箱梁的两侧，主要承担剪应力；腹板通过胶粘剂和钉子和上、下翼缘相连，保温棉填充于箱梁空腔内，承担保温、隔热和隔音等功能。

本发明的解决方案：其包括上翼缘、腹板、钉子、胶粘剂、保温棉、下翼缘和加劲肋。所述箱梁由两块腹板对称布置于翼缘的两侧，腹板与翼缘通过胶粘剂和钉子连接，保温棉填满箱型梁内部空腔，保温棉可以选择石棉、矿棉或玻璃棉等保温隔热材料。在梁两端部设置加劲肋，加劲肋与下翼缘顶紧，加劲肋与两块腹板之间通过胶粘剂连接和钉子相连。