木結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接用功能性雙向增強節(jié)點板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種木結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接用功能性雙向增強節(jié)點板。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代化木材加工技術(shù)和設(shè)備的日益成熟，重型木結(jié)構(gòu)建筑以其出色的結(jié)構(gòu)性能和用材綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點得到市場的廣泛認可，這些建筑不僅大量應用于住宅，還廣泛應用于大型公共建筑、體育館建筑及橋梁等領(lǐng)域，近些年來在國內(nèi)得以迅速的發(fā)展。在木結(jié)構(gòu)建筑中，節(jié)點設(shè)計是難度最大、最重要的環(huán)節(jié)，由于木材的橫紋承壓強度、抗剪強度、抗拉強度均較低，同時，木材本身具有各向異性，因此木結(jié)構(gòu)的連接需要較大的端距、邊距和間距等以避免木材的劈裂破壞，因此與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)連接相比，木結(jié)構(gòu)的連接性能通常更差。
[0003]木結(jié)構(gòu)中的連接形式主要包括傳統(tǒng)的榫卯連接、釘連接、銷栓連接和齒板連接:
[0004](I)傳統(tǒng)榫卯連接具有傳力明確、抗震性能較好的優(yōu)點，但由于構(gòu)件截面面積的過度削弱，構(gòu)件強度性能大幅降低，同時用料不經(jīng)濟；
[0005](2)齒連接常用于用于屋架節(jié)點，可在工廠預制，連接性能可靠，但該類型節(jié)點只能傳遞壓力，且構(gòu)件截面削弱較大；
[0006](3)膠連接主要利用膠粘劑的粘結(jié)作用直接將構(gòu)件或板材進行連接，常用于小型桁架中，但該類型節(jié)點在連接處有應力集中現(xiàn)象，且傳力復雜，不便于計算設(shè)計，同時難以實現(xiàn)現(xiàn)場操作；
[0007](4)植筋連接，此類節(jié)點具有較高的剛度、良好的防火性能及美觀效果，但對裝配前構(gòu)件的加工精度要求較高，且現(xiàn)場裝配難度較大；
[0008](5)釘連接一般用于荷載較小的領(lǐng)域，如輕型木結(jié)構(gòu)用墻體等，操作簡便、經(jīng)濟性能好，但此類連接形式無法應用于重型木結(jié)構(gòu)建筑中承受較大荷載；
[0009](6)齒板連接大多用于輕型木結(jié)構(gòu)桁架中，操作簡便、經(jīng)濟實用，但無法用于承受荷載較大的重型木結(jié)構(gòu)建筑中。
[0010](7)銷栓連接常用于大型木構(gòu)件或重型木結(jié)構(gòu)中，尤其是鋼板-銷栓(或螺栓)連接節(jié)點，主要是銷栓受彎、銷槽木材和鋼板承壓，具有制作簡單、造型精煉、安全可靠等優(yōu)點，成為現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑、橋梁主要的連接手段，受到人們的關(guān)注和青睞。
[0011]在木結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，隨著人們對建筑大跨、復雜建筑功能需求的增加，結(jié)構(gòu)中對柱和基礎(chǔ)、柱和梁等構(gòu)件之間的連接節(jié)點性能提出了更高的要求，在這個背景下，鋼板-銷栓連接節(jié)點，由于相對簡單的制造工藝、施工方便、性能可靠，銷栓節(jié)點強度更高、剛度更大，結(jié)構(gòu)整體性能更好，施工也相對方便等諸多優(yōu)點，在目前的木建筑領(lǐng)域中使用非常普遍。
[0012]但是，無論采用內(nèi)填鋼板還是外夾鋼板的方式，銷栓的插入連接需要在木構(gòu)件節(jié)點處預鉆孔，孔的直徑一般較銷栓大0.8-1.6mm以便于銷栓的插入；當采用內(nèi)填鋼板連接時，木構(gòu)件端部需要預開槽，槽的寬度較鋼板厚度大2-4mm ;木構(gòu)件之間的連接所需銷栓一般為多排多列，在節(jié)點承載過程中，木構(gòu)件易發(fā)生沿木材紋理方向的劈裂現(xiàn)象，從而暴露出更多的鋼節(jié)點。因此，傳統(tǒng)的鋼板-銷栓節(jié)點也有以下不足，有造成重大的安全隱患和經(jīng)濟損失的隱患:
[0013](I)木構(gòu)件節(jié)點處存在的孔隙，使得潮濕的空氣侵入到節(jié)點內(nèi)部與鋼材接觸，會引起鋼材的銹蝕，在例如室外無遮擋或用于游泳館等高濕環(huán)境中尤為如此，鋼材銹蝕引起的性能下降大大降低了木結(jié)構(gòu)節(jié)點和結(jié)構(gòu)的耐久性，一旦發(fā)生，鋼節(jié)點板埋在木構(gòu)件內(nèi)部，難以進行除銹等維護處理；
[0014](2)當建筑用于蟲蟻災害嚴重的地區(qū)時，木材須進行防腐處理，常用的防腐劑中含有的金屬離子對鋼材的劣化作用顯著，鋼材須進行防護和耐久處理，一旦發(fā)生，鋼節(jié)點板埋在木構(gòu)件內(nèi)部，難以進行除銹等維護處理；
[0015](3)木構(gòu)件節(jié)點處存在的孔隙，使得發(fā)生火災時，高溫和可燃氣體等會通過孔隙向節(jié)點內(nèi)部蔓延，鋼材在高溫下的性能急劇降低，節(jié)點性能的下降直接影響到結(jié)構(gòu)的安全。
【實用新型內(nèi)容】
[0016]本實用新型的目的是提供一種木結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接用功能性雙向增強節(jié)點板，該節(jié)點板利用木材的液體可滲透性，采用樹脂浸漬壓縮密實化技術(shù)，解決了木材強度低、機械加工性能差的缺陷，并且賦予木材優(yōu)秀的耐候抗火性能。
[0017]本實用新型采用的技術(shù)方案為:一種木結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接用功能性雙向增強節(jié)點板，該節(jié)點板包括木材單層板和樹脂，所述樹脂浸漬設(shè)置在木材單層板內(nèi)，木材單層板為多層，相鄰木材單層板之間采用正交層疊；
[0018]所述木材單層板為厚度在l_3mm范圍內(nèi)的速生木材單板；
[0019]所述樹脂為水溶性低分子硼酸改性酚醛樹脂。
[0020]作為優(yōu)選，所述木材單層板為國產(chǎn)速生楊木、杉木、馬尾松或桉木。
[0021]上述木結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接用功能性雙向增強節(jié)點板的制備方法，包括以下步驟:
[0022](I)原材料準備
[0023]①將木材單層板含水率控制在10?25%范圍內(nèi)；
[0024]②浸漬用水溶性樹脂的濃度根據(jù)節(jié)點板性能設(shè)計要求進行改變，濃度的變化范圍為 30%?50% ；
[0025](2)對木材進行樹脂浸漬
[0026]浸漬方法為常溫真空加壓滿細胞浸漬法:常溫真空加壓氣壓的浸漬工藝為先進行抽真空處理至真空度為-0.08?-0.09MPa，保持10min-30min，導入樹脂后，再氣壓加壓至0.4?1.0MPa,保持10?30min，導出樹脂后，再抽真空處理至真空度為-0.06?-0.08MPa，保持5min-10min ;常溫真空加壓液壓的浸漬工藝為先進行抽真空處理至真空度為-0.08?-0.09MPa，保持10min_30min，導入樹脂后，再液壓加壓至1.4?2.2MPa，保持10?20min，導出樹脂后，再抽真空處理至真空度為-0.06?-0.08MPa，保持5min_10min ；樹脂在處理過程中溫度不超過50°C，木材始終位于樹脂液面以下；
[0027]木材浸漬樹脂后，在低于40°C環(huán)境中調(diào)整至含水率在10-20%范圍內(nèi)；
[0028](3)相鄰層木材單板正交層疊配板
[0029]節(jié)點板采用正交層疊的方式配置，以達到節(jié)點板主次方向上的受力性能相同；
[0030](4)熱壓壓縮密實化
[0031]壓縮采用機械壓板熱壓方式進行，壓縮時的溫度為120?140°C，節(jié)點板的壓縮率在60-80%范圍內(nèi)。
[0032]上述木結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接用功能性雙向增強節(jié)點板的應用:所述節(jié)點板可以作為內(nèi)填板埋置在木構(gòu)件內(nèi)部，或作為外夾板包覆在木構(gòu)件外側(cè)使用。
[0033]本實用新型中以國產(chǎn)速生材的木材改性技術(shù)，充分利用基于速生材材質(zhì)松軟和多孔性的液體可滲透性的優(yōu)異特質(zhì)，使含有更高鍵能的-B-O-化學鍵的硼酸改性低分子酚醛樹脂浸入到木材細胞，再對相鄰木材層紋理垂直配置的多層木材進行壓縮密實化處理，同時輔以高溫環(huán)境使木材內(nèi)樹脂快速固化以固定木材的壓縮變形，并使多層木材粘結(jié)成型。
[0034]由于木材是各項異性的材料，順紋理力學性能高，橫紋力學性能較低，特別是橫紋抗拉強度差，為避免節(jié)點板產(chǎn)生橫紋受拉破壞，節(jié)點板采用正交層疊的方式配置，在主方向(順紋方向)和次方向(橫紋方向)上的受力性能相同，同時具有耐候、抗火、高強、尺寸穩(wěn)定、可規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點。所述節(jié)點板選用國產(chǎn)人工林速生材單板為基材，不會受到原木尺寸的限制，取材方便，成本低，具有廣闊的應用前景。有益效果:
[0035]1.本實用新型所制備節(jié)點板所用材料為速生材單板，原料對原木尺寸要求低，來源廣泛，且制作工藝簡單，消耗時間短，有利于工業(yè)化的生產(chǎn)和推廣。
[0036]2.本實用新型所制備節(jié)點板強度高，可根據(jù)設(shè)計要求，通過改變浸漬用樹脂的濃度和壓縮率形成不同性能指標的系列產(chǎn)品。
[0037]3.本實用新型浸漬用的樹脂為低分子硼酸改性酚醛樹脂，經(jīng)該樹脂浸漬密實化處理的木材節(jié)點板，具有良好的抗火性能。
[0038]4.本實用新型制備的節(jié)點板密實度高尺寸穩(wěn)定性好，耐候防腐，耐久性強，可在多種環(huán)境下使用。
[0039]5.本實用新型制備的節(jié)點板為正交層疊組坯，在熱壓作用下密實后可使板材在平面內(nèi)主次方向上都具有高