一種內藏式預應力木梁的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種內藏式預應力木梁，主要(但非排他地)用于建筑結構樓屋蓋和橋梁上部結構等領域。
【背景技術】
[0002]—般膠合木梁受彎時表現為脆性受拉破壞，受壓側木材得不到充分利用。國內外利用鋼筋或FRP(Fiber Reinforced Polymer)材料對膠合木梁進行增強，效果明顯。然而，不論增強與否，膠合木梁的承載力通常由變形控制，其強度得不到充分發揮。為解決大變形問題、進一步提高膠合木梁結構性能，對增強材料施加預應力是一種可行措施之一。
[0003]體外預應力是后張預應力體系的重要分支之一，是指對布置于承載結構主跨本體之外的鋼束張拉而產生的預應力，鋼束僅在錨固區域設置在結構本體內，轉向塊可設在結構體內或體外。與傳統預應力結構相比，體外預應力結構具有耗材少、預應力損失小、施工簡便、維修方便等優點。然而，體外預應力的缺點是其較弱的防火性能和較差的結構外觀，尤其是防火及耐高溫性能，必須給予足夠重視，因為一旦發生火災，體外預應力鋼筋會很快失效，迅速導致結構破壞，這也是體外預應力結構推廣應用的制約因素之一。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種承載力高、自重輕、防火性能好、體系簡潔、外觀優美、可實現工廠化生產、可快速安裝的內藏式預應力木梁；此外，將體外預應力技術應用于大跨木結構，還具有降低蠕變、節約成本、外形美觀等特色。
[0005]本發明采用的技術方案為:一種內藏式預應力木梁，包括木梁、預應力筋、轉向裝置和錨固裝置；
[0006]所述木梁為雙拼梁，兩并行梁之間采用梁間墊塊、錨固端墊塊和螺栓連接成整體，螺栓上設有圓木塞；
[0007]所述預應力筋設置于所述雙拼梁的中間空隙內，設置一根或多根，預應力筋兩端通過錨固裝置錨固在梁端、柱身或梁間，預應力筋中間部分通過轉向裝置固定在雙拼梁中間；
[0008]所述錨固裝置包括錨具、鋼墊和錨墊板，所述錨墊板與木梁連接，木梁連接處設置有增強用的自攻螺釘或植筋，所述錨墊板上設有鋼墊，鋼墊上設有錨具；
[0009]所述轉向裝置包括銷軸和膠接鋼板，所述膠接鋼板通過粘結樹脂固定于木梁體內或粘貼于木梁內側面，所述銷軸穿過膠接鋼板上的銷軸孔，并橫設在雙拼梁的中間空隙內；
[0010]所述膠接鋼板在木梁體內時，膠接鋼板嵌入木梁的開槽，并通過木條密封；所述銷軸由圓鋼和限位板組成，所述限位板與圓鋼之間焊接或螺紋連接，限位板包括預應力筋限位板和圓鋼限位板，所述膠接鋼板的表面硫化有一層橡膠；
[0011 ] 所述膠接鋼板粘結于木梁內側面時，所述銷軸由圓鋼和限位銷組成，所述限位銷與膠接鋼板采用螺紋連接；
[0012]所述雙拼梁的下表面采用長木條密封，長木條與木梁之間設有自攻螺釘。
[0013]作為優選，所述木梁材料為膠合木(glulam)、鋸材、單板層積材(LVL)、平行木片膠合木(PSL)、層疊木片膠合木(LSL)、其他工程木材中的一種或組合，也可以是以木材為芯材的夾層復合材料。
[0014]作為優選，所述預應力筋為鋼絞線、鋼絲繩、鋼拉桿、螺紋鋼、纖維增強復合材料(FRP)筋中的一種。
[0015]作為優選，所述銷軸中的圓鋼為實心、空心中的一種。
[0016]作為優選，所述銷軸限位板與預應力筋限位板可以合在一起形成預應力筋與銷軸共用限位板。
[0017]作為優選，所述膠接鋼板與木梁之間采用環氧、聚氨酯膠粘劑中的一種，當在鋼板表面硫化橡膠時，優先采用聚氨酯膠粘劑，為了進一步提高膠接鋼板的粘結錨固性能，可在鋼板表面預開一些孔洞。
[0018]作為優選，所述錨具為鋼絞線、鋼絲繩、螺紋鋼或鋼拉桿專用錨具。
[0019]作為優選，所述錨固端墊塊和梁間墊塊為木質材料或金屬材料。
[0020]本發明所述銷軸由圓鋼、限位板或限位銷組成，限位板可對預應力筋和圓鋼進行限位，所述膠接鋼板通過粘結樹脂固定于木梁體內或粘貼于木梁側面，膠接鋼板上開孔以使銷軸通過，對應于木梁部位上的開孔直徑要比鋼板開孔大一些，從而利用膠接鋼板與木梁間膠層傳力而避免木梁銷槽受力，所述膠接鋼板還可在表面硫化一層橡膠，從而降低膠接鋼板與木材粘結界面的應力集中以提高界面承載力。在膠接鋼板粘結固化后，可采用木條、膠合木專用膠粘劑或自攻螺釘將木梁相應部位的開槽封閉，從而提高膠接鋼板的防火性能和耐久性能。本發明所述膠接鋼板粘結于木梁內側面時，所述膠接鋼板也可以由鋼板焊接件或方矩管替代，銷軸的限位可采用限位銷實現。采用限位銷限位時，銷軸圓鋼在限位銷部位相應開孔，開孔孔徑稍大于限位銷直徑。
[0021]待預應力筋設置張拉完畢后，可采用木條、膠合木專用膠粘劑或自攻螺釘將雙拼木梁底面縫隙沿縱向封閉，從而進一步提高膠接鋼板的防火性能和耐久性能，同時也會有利于美觀。本發明承載力高、自重輕、防火性能好、體系簡潔、外觀優美、可實現工廠化生產、可快速安裝。本發明可用于大跨建筑與橋梁等結構領域。
[0022]本發明相配套的樓屋面板或橋面板可采用混凝土或木質材料，也可采用壓型鋼板一混凝土組合樓板或復合材料板，這樣會進一步提高整體結構的防火性能和保溫隔熱性會K。
[0023]有益效果:本發明內藏式預應力木梁與其他增強型木結構體系相比，更加充分發揮各種結構和各種材料的優點，克服缺點，同時具有優良的防火性能、耐久性能和更為舒適的外觀；通過合理設計，可保證在高承載力狀態下的延性破壞，這一方面極大提高木梁的結構性能和延性性能，另一方面也使得結構的安全性、可靠性得到顯著提高。其最大的特點是:承載力高、自重輕、防火性能好、體系簡潔、外觀優美、可實現工廠化生產、可快速安裝。本發明可用于大跨建筑與橋梁等結構領域。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的結構示意圖；
[0025]圖2為圖1的俯視圖；
[0026]圖3為圖1的1-1剖面圖；
[0027]圖4為膠接鋼板粘結于雙拼梁內側時對應的1-1剖面圖；
[0028]圖5為木梁端部預鉆孔或預留孔示意圖；
[0029]圖6為錨墊板示意圖；
[0030]圖7為銷軸示意圖；
[0031]圖8為圖7的側視圖；
[0032]圖9為預應力筋限位板與銷軸限位板合并后的銷軸示意圖；
[0033]圖10為膠接鋼板示意圖；
[0034]圖11為梁間錨固木梁的示意圖；