本發(fā)明屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種正交釘連接層積木加工裝置及其加工方法。
背景技術(shù):據(jù)統(tǒng)計(jì),建筑業(yè)消耗了地球上大約50%的能源、42%的水資源、50%的材料和48%的耕地。造成生態(tài)失衡,產(chǎn)生了全球24%的空氣污染、50%的溫室效應(yīng)、40%的水源污染和50%的氯氟烴等。綠色建筑在我國(guó)治理環(huán)境污染、節(jié)能減排、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面起著至關(guān)重要的作用。過(guò)去我國(guó)在發(fā)展綠色建筑方面,只注重鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)而忽略了木結(jié)構(gòu)綠色建筑。鋼材、水泥、塑料的不可再生不可持續(xù)性已經(jīng)非常明顯?,F(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)公認(rèn)木建筑以及利用農(nóng)業(yè)廢棄物加工的建材,是建筑產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的正確方向,然而我國(guó)政府部門和社會(huì)各界對(duì)于新型木建筑的廣泛應(yīng)用還存在著很多誤區(qū)。為此,有必要針對(duì)木結(jié)構(gòu)綠色建筑及其工業(yè)化進(jìn)行系統(tǒng)性的研發(fā),使我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)真正實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的綠色、可循環(huán)、可持續(xù)。古老而又現(xiàn)代的木結(jié)構(gòu)建筑,開(kāi)始逐漸回到建筑業(yè)的中心舞臺(tái),主要是木結(jié)構(gòu)建筑具有巨大可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)勢(shì):①綠色:森林每生長(zhǎng)一立方米木材,可吸收大氣中的二氧化碳約850公斤;而生產(chǎn)一立方米鋼材排放二氧化碳12噸,一立方米混凝土排放二氧化碳3噸。另外,木結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)空氣中含有大量的芬多精和被稱為空氣維他命的負(fù)離子,有益人們身心健康。②節(jié)能:木結(jié)構(gòu)房屋的保溫節(jié)能性能優(yōu)于任何其他結(jié)構(gòu)形式,木材的隔熱值比混凝土高16倍,比鋼材高400倍,比鋁材高1600倍。③環(huán)保:木材是天然可生長(zhǎng)材料,鋼材對(duì)水的污染比木材大120倍。④抗震性能:木結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的柔韌性、良好的延性和耗能能力。即使強(qiáng)烈的地震使整個(gè)建筑脫離其基礎(chǔ),其結(jié)構(gòu)也經(jīng)常完整無(wú)損。木結(jié)構(gòu)韌性大,對(duì)于瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞有很強(qiáng)的抵抗能力,在所有結(jié)構(gòu)中具有最佳的抗震性,這一點(diǎn)在許多大震中已得到充分證明。⑤耐久性:木材是一種穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、耐久性強(qiáng)的材料。我國(guó)眾多古代木建筑經(jīng)歷了上千年的風(fēng)霜雪雨,依然屹立。國(guó)外大量木結(jié)構(gòu)住宅已經(jīng)使用了幾百年,仍發(fā)揮著較好的使用功能。⑥耐火性能:經(jīng)阻燃處理的木結(jié)構(gòu)具有炭化效應(yīng),其低傳導(dǎo)性可有效阻止火焰向內(nèi)蔓延,從而保證整個(gè)木結(jié)構(gòu)在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不受破壞。⑦設(shè)計(jì)靈活、使用率高:與鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)相比,木結(jié)構(gòu)的連接形式最為多樣,空間布局最為靈活,使用率最高。⑧施工:木結(jié)構(gòu)的施工工期最短,且不受氣候影響,任何時(shí)間都可以施工。木結(jié)構(gòu)建筑不僅具有巨大可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢(shì),且具有巨大工業(yè)化優(yōu)勢(shì):①裝配化率高:混凝土結(jié)構(gòu)很難超過(guò)80%,而木結(jié)構(gòu)可達(dá)到100%。②標(biāo)準(zhǔn)化、通用化率高:木結(jié)構(gòu)材料單一,標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度比混凝土結(jié)構(gòu)高。③車間自動(dòng)化水平高:木結(jié)構(gòu)可加工性強(qiáng),車間構(gòu)件生產(chǎn)的自動(dòng)化率遠(yuǎn)高于混凝土結(jié)構(gòu)。④加工成本低:木結(jié)構(gòu)構(gòu)件無(wú)需模具、澆筑及養(yǎng)護(hù),加工省時(shí)、省工、省錢。⑤加工精度高:木結(jié)構(gòu)加工過(guò)程均采用機(jī)床程控操作,加工精度高。⑥運(yùn)輸成本低:木結(jié)構(gòu)不僅質(zhì)量輕,且外形更規(guī)整,無(wú)大量的外露鋼筋。⑦裝配速度快:裝配混凝土結(jié)構(gòu)仍需要大量的濕作業(yè),與之相比,木結(jié)構(gòu)施工工期能縮短幾倍。⑧工人要求低:混凝土結(jié)構(gòu)裝配需要大批高素質(zhì)的專業(yè)隊(duì)伍,大量精準(zhǔn)操作、灌漿與現(xiàn)澆,尤其大量的鋼筋連接,操作難度大。而木結(jié)構(gòu)的安裝操作顯著簡(jiǎn)化。⑨大部品總成裝配:由于木結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕,更規(guī)整,因此可以采用大部品總成裝配,工業(yè)化程度更高。交錯(cuò)層壓木材(cross-laminatedtimber,簡(jiǎn)稱交錯(cuò)層積木),又稱交錯(cuò)層級(jí)材,是一種新型木建筑材料,采用窯干的杉木(云杉/冷杉)指接材經(jīng)分揀和切割成木方,經(jīng)正交(90度)疊放后,使用高強(qiáng)度材料膠合成實(shí)木板材,可按要求定制面積和厚度;其特點(diǎn)是將橫紋和豎紋交錯(cuò)排布的規(guī)格木材膠合成型,強(qiáng)度可替代混凝土材料,經(jīng)有關(guān)測(cè)試表明:以該材料組合成的木建筑物抗震性能良好。交錯(cuò)層積木本質(zhì)上就具有很強(qiáng)的承重能力,并且不論是在縱向,還是橫向組合應(yīng)用方面,都可以作為一種重要的承重材料。理論上講,交錯(cuò)層積木可以用于高達(dá)10層木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)材料,并且可以作為水泥或鋼材的替代材料。交錯(cuò)層積木材板的加工步驟與其它的工程實(shí)木產(chǎn)品有相似之處。交錯(cuò)層積木材板是通過(guò)將連續(xù)垂直背膠層木堆積而成;然后使用較大的水壓或真空壓力機(jī)使那些堆積的層木壓成相互緊鎖的木板;在某些情況下需再用計(jì)算機(jī)數(shù)控控制機(jī)器對(duì)壓制后的木板進(jìn)行進(jìn)一步加工以確定其規(guī)格大小及成形,使其最后加工成所需的建筑構(gòu)件。該技術(shù)在20世紀(jì)90年代問(wèn)世后,因其取材天然且性能優(yōu)異,一直備受綠色建筑行業(yè)關(guān)注。這種自歐洲引進(jìn)的新型工程木產(chǎn)品,不僅具有極高的強(qiáng)度且綠色環(huán)保,自身具備一定的防火功能,因而,可為木質(zhì)建筑提供靈活的設(shè)計(jì)方案、有競(jìng)爭(zhēng)力的成本和優(yōu)異的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。交錯(cuò)層積木屬重型木結(jié)構(gòu),大面積的交錯(cuò)層壓木材板,可直接切口后,作為建筑的外墻、樓板等,適合用于地面以上建筑;因該技術(shù)具有高效、高速施工的優(yōu)勢(shì),且對(duì)天氣要求低,可極大地提高施工進(jìn)度。交錯(cuò)層積木固有極好的耐火性,這與重型木結(jié)構(gòu)的特性相似:一旦發(fā)生火災(zāi),交錯(cuò)層積木木板材料表層會(huì)以一定的速率緩慢地碳化并且同時(shí)能較長(zhǎng)時(shí)間的維持內(nèi)部原有的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此這種炭化效果也能進(jìn)一步保證木板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在地震頻發(fā)的地區(qū),在安全設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮的重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)體系的抗震能力。交錯(cuò)層積木作為一種建筑材料與其它在建造中使用到的連接件和緊固件一起保證了整體結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗震能力。交錯(cuò)層壓木材的優(yōu)勢(shì):取材天然,綠色環(huán)保,在整個(gè)生命周期內(nèi),可大幅減少溫室氣體排放;對(duì)施工條件要求低,建造安裝快速,節(jié)省工期,從而降低成本;相比傳統(tǒng)建材,其材質(zhì)輕,對(duì)基礎(chǔ)要求不高,有利于加快施工進(jìn)度且降低成本;交錯(cuò)層壓木材的木結(jié)構(gòu)建筑防火、抗震性能優(yōu)異,對(duì)居住環(huán)境無(wú)不良影響。然而,交錯(cuò)層積木膠的使用年限為50年,而大多木結(jié)構(gòu)能使用100余年,有的能使用數(shù)百年甚至上千年,因此采用膠無(wú)法保證交錯(cuò)層積木的超長(zhǎng)使用年限需求;另外,一些膠也無(wú)法達(dá)到環(huán)保要求。由于采用膠連接時(shí),需保證木材的表...