CN111236431A - 一种胶合木网壳结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶合木网壳结构，分别利用第一胶合木梁构成第一叠合层以及第二胶合木梁构成第二叠合层，然后将第一叠合层放置第二叠合层上，第一胶合木梁与第二胶合木梁间通过有序布置的高强螺钉组连接件相互连接固定。为了进一步提高胶合木网壳结构的整体刚度，在第二胶合木梁下与第一胶合木梁对齐设置加强胶合木梁。由于上述木梁均不在同一弧面，上述木梁在连接节点区连续贯通，也即每个第一胶合木梁、每个第二胶合木梁以及每个加强胶合木梁在其延伸方向均是完整的，不需要在连接节点区打断。克服了现有技术中胶合木梁在节点区连接困难刚度不足、内插钢板对胶合木梁的连接节点区强度的削弱以及节点区外露连接件后建筑效果不佳的问题。

Description

一种胶合木网壳结构

技术领域

本发明涉及建筑结构设计领域，尤其是涉及一种胶合木网壳结构。

背景技术

胶合木结构具有轻质、绿色环保以及施工安装便捷等优点，还可实现装配化施工，对一些有特殊使用功能的建筑或者有木结构建筑效果需要的建筑非常适用。胶合木结构材料属于可再生资源，也符合现在建筑结构设计领域中绿色环保、装配化安装的大方向。但是，目前大跨空间网壳结构工程案例几乎都为钢结构或铝合金结构，利用胶合木的结构工程使用较少。这是由于胶合木结构材料的材质不均匀，其横纹受力较弱。胶合木梁之间的连接实现刚性困难，造成较多结构体系不适用，目前大跨木结构建筑工程案例较少，因此，木结构体系需要不断开发研究，充分利用胶合木结构的诸多优点。现有技术中已出现利用胶合木梁来实现大跨度网壳结构，主要是利用多组胶合木梁连成整体，多组胶合木梁间通过钢板和螺栓固定连接。

专利CN106958315A提供了一种大跨度双肢可调控预应力张弦梁，包括胶合木梁组。每组胶合木梁组中的每两根胶合木梁之间通过梁顶钢板和螺栓固定连接，两组胶合木梁组之间通过多组连接件固定连接。两组胶合木梁组之间还固定设置有两组金属固定件，金属固定件与倒四角锥张弦连接装置固定连接，倒四角锥张弦连接装置上固定安装有两组预应力筋，预应力筋还分别与安装在胶合木梁组两端的锚固装置固定连接。该申请通过倒四角锥张弦连接装置既可以作为张弦点，又可以把多组胶合木梁连成一个整体，化整为零，解决大跨度胶合木梁的加工和运输问题；通过底部的螺杆和转向块，可以施加预应力，并实现在加载前和使用过程中对预应力的随时调控。

现有技术中胶合木梁为单层结构，如果应用在大跨度网壳结构中，多根胶合木梁间通过钢板和螺栓固定连接，这种单层结构可能会导致胶合木梁在节点区连接困难，难以保证连接节点的刚度以及网壳结构的整体刚度。

因此，需要提出一种适用于胶合木网壳结构的方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种胶合木网壳结构，用于解决现有技术中存在胶合木梁在节点区连接困难，难以保证连接节点的刚度以及网壳结构的整体刚度的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种胶合木网壳结构，包括第一胶合木梁、第二胶合木梁、加强胶合木梁以及高强螺钉组连接件；

其中，所述第一胶合木梁、所述第二胶合木梁以及所述加强胶合木梁的数量均为多个，多个所述第一胶合木梁在第一弧面内间隔设置并构成第一叠合层，多个所述第二胶合木梁在第二弧面内间隔设置并构成第二叠合层，多个所述加强胶合木梁在第三弧面内间隔设置并构成第三叠合层；所述第二叠合层设置在所述第一叠合层与所述第三叠合层间；

所述第一胶合木梁与所述第二胶合木梁间通过所述高强螺钉组连接件连接，所述第一胶合木梁与其接触的所述第二胶合木梁之间的夹角为一非零夹角，所述加强胶合木梁与所述第二胶合木梁间通过所述高强螺钉组连接件连接并与所述第一胶合木梁对齐设置。

可选的，还包括拉索以及拉杆，所述拉杆的一端与所述加强胶合木梁的第一侧面连接，所述拉杆的另一端用于穿过并固定所述拉索，所述拉索与所述拉杆数量均为多个，多个所述拉索构成一网状结构；

所述第一侧面为所述加强胶合木梁上用于和所述第二胶合木梁连接的面相对的侧面。

可选的，所述拉杆的一端与所述第一侧面通过螺钉连接。

可选的，所述加强胶合木梁的数量小于所述第一胶合木梁的数量，所述加强胶合木梁每间隔两个所述第一胶合木梁设置。

可选的，所述高强螺钉组连接件包括第一连接件以及第二连接件；

所述第一胶合木梁上与所述第二胶合木梁的连接面为第一连接面，所述第二胶合木梁上与所述第一胶合木梁的连接面为第二连接面；

在所述第一连接面上间隔设置有第一通孔、第一盲孔、以及第二盲孔，所述第二连接面上与所述第一通孔对应的位置设置有与所述第一通孔延伸方向相同的第三盲孔，所述第二连接面上与所述第一盲孔对应的位置设置有与所述第一盲孔延伸方向相同的第二通孔，所述第二连接面上与所述第二盲孔对应的位置设置有与所述第二盲孔延伸方向相同的第四盲孔；

所述第一通孔与所述第三盲孔匹配形成第五盲孔，所述第一盲孔与所述第二通孔匹配形成第六盲孔，所述第二盲孔与所述第四盲孔匹配形成第一埋孔；

所述第五盲孔以及所述第六盲孔内均设置有所述第一连接件，所述第二连接件设置在所述第一埋孔内；

所述第一连接件用于连接所述第一胶合木梁以及所述第二胶合木梁，所述第二连接件用于定位所述第一胶合木梁和所述第二胶合木梁。

可选的，所述第一连接件包括螺钉。

可选的，所述第二连接件包括不锈钢销。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种胶合木网壳结构，分别利用所述第一胶合木梁构成所述第一叠合层以及所述第二胶合木梁构成所述第二叠合层，然后将所述第一叠合层放置所述第二叠合层上，所述第一胶合木梁与所述第二胶合木梁间通过有序布置的高强螺钉组连接件相互连接固定。除此之外，为了进一步提高胶合木网壳结构的整体刚度，在所述第二胶合木梁下与所述第一胶合木梁对齐设置所述加强胶合木梁。由于所述第一胶合木梁、所述第二胶合木梁以及所述加强胶合木梁均不在同一弧面，所述第一胶合木梁、所述第二胶合木梁以及所述加强胶合木梁在连接节点区连续贯通，也即每个所述第一胶合木梁、每个所述第二胶合木梁以及每个所述加强胶合木梁在其延伸方向均是完整的，不需要在连接节点区打断。克服了现有技术中胶合木梁在节点区连接困难刚度不足、内插钢板对胶合木梁的连接节点区强度的削弱以及节点区外露连接件后建筑效果不佳的问题。可以实现胶合木结构跨度增加，用于大跨度空间木结构建筑，充分利用胶合木结构的优点，胶合木结构轻质、低碳环保、施工可实现装配化安装，且木结构属于可再生材料，若可实现跨度增加，可大大拓展木结构建筑的使用，建筑效果美观。

另外，还可在胶合木网壳结构内侧布置拉索，通过对拉索施加初始预应力的办法实现提高胶合木网壳结构整体刚度及稳定的目的，同时可有效保持胶合木网壳结构的外观造型，增加拉索也可使胶合木网壳结构的胶合木结构面外弯矩减小，使得胶合木结构以承受轴压为主。胶合木结构的材料强度低，增加拉索及预张力会增加胶合木结构的内力，若预张力与结构刚度匹配，拉索可起到增加结构整体性和稳定性的作用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种胶合木网壳结构的轴测图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图2的局部放大图；

图4为图1的俯视图；

图5为图1的爆炸图；

100-第一胶合木梁，200-第二胶合木梁，300-加强胶合木梁，400-拉索，500-拉杆，10-第一叠合层，20-第二叠合层，30-第三叠合层，40-网状结构。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参考图1至图4，本发明实施例提供一种胶合木网壳结构，包括第一胶合木梁100、第二胶合木梁200、加强胶合木梁300以及高强螺钉组连接件。其中，所述第一胶合木梁100在第一弧面内间隔设置并构成第一叠合层10，所述第二胶合木梁200在第二弧面内间隔设置并构成第二叠合层20，所述加强胶合木梁300在第三弧面内间隔设置并构成第三叠合层30；所述第二叠合层20设置在所述第一叠合层10与所述第三叠合层30间。所述第一胶合木梁100与所述第二胶合木梁200间通过所述高强螺钉组连接件连接，所述第一胶合木梁100与其接触的所述第二胶合木梁200之间的夹角为一非零夹角，所述加强胶合木梁300与所述第二胶合木梁200间通过所述高强螺钉组连接件连接并与所述第一胶合木梁100对齐设置。所述第一胶合木梁100以及所述第二胶合木梁200的数量均为多个，所述加强胶合木梁300的数量为至少一个，多个所述第一胶合木梁100间可为平行间隔设置，也可为不平行间隔设置，类似地，多个所述第二胶合木梁200间可为平行间隔设置，也可为不平行间隔设置。需要注意的是，所述第一弧面、所述第二弧面以及所述第三弧面在空间上位置不同，但是所述第一弧面、所述第二弧面以及所述第三弧面的形状应当匹配。

与现有技术不同之处在于，本发明实施例提供的胶合木网壳结构分别利用所述第一胶合木梁100构成所述第一叠合层10以及所述第二胶合木梁200构成所述第二叠合层20，然后将所述第一叠合层10放置所述第二叠合层20上，所述第一胶合木梁100与所述第二胶合木梁200间通过有序布置的高强螺钉组连接件相互连接固定。除此之外，为了进一步提高胶合木网壳结构的整体刚度，在所述第二胶合木梁200下与所述第一胶合木梁100对齐设置所述加强胶合木梁300。由于所述第一胶合木梁100、所述第二胶合木梁200以及所述加强胶合木梁300均不在同一弧面，所述第一胶合木梁100、所述第二胶合木梁200以及所述加强胶合木梁300在连接节点区连续贯通，也即每个所述第一胶合木梁100、每个所述第二胶合木梁200以及每个所述加强胶合木梁300在其延伸方向均是完整的，不需要在连接节点区打断。克服了现有技术中胶合木梁在节点区连接困难刚度不足、内插钢板对胶合木梁的连接节点区强度的削弱以及节点区外露连接件后建筑效果不佳的问题。可以实现胶合木结构跨度增加，用于大跨度空间木结构建筑，充分利用胶合木结构的优点，胶合木结构轻质、低碳环保、施工可实现装配化安装，且木结构属于可再生材料，若可实现跨度增加，可大大拓展木结构建筑的使用，建筑效果美观。

另外，所述加强胶合木梁300的数量可小于也可等于所述第一胶合木梁100的数量，当所述加强胶合木梁300的数量小于所述第一胶合木梁100的数量时，所述加强胶合木梁300可间隔一定数量的所述第一胶合木梁100设置，例如，请参考图1和图2，本发明实施例中，所述加强胶合木梁300的数量小于所述第一胶合木梁100的数量，所述加强胶合木梁300每间隔两个所述第一胶合木梁100设置。可以理解的是，当所述加强胶合木梁300的数量小于所述第一胶合木梁100的数量时，并不局限于本发明实施例中公开的方式，在其它实施例中还可间隔一个或者三个或者四个或者更多所述第一胶合木梁100来设置所述加强胶合木梁300，在此不做限制。当所述加强胶合木梁300的数量等于所述第一胶合木梁100的数量时，每个所述胶合木梁对应设置一个所述加强胶合木梁300。

进一步地，请参考图2以及图5，申请人考虑到胶合木大跨网壳结构体系随着跨度的增加，刚度会越低，其所需求的构件会越大。因此，为了使得结构构件细小，体系轻盈，可结合拉索400的受力优点，在结构内侧布置拉索400。由此，所述胶合木网壳结构还可包括拉索400以及拉杆500，所述拉杆500的一端与所述加强胶合木梁300的第一侧面连接，所述拉杆500的另一端用于穿过并固定所述拉索400，所述拉索400与所述拉杆500数量均为多个，多个所述拉索400构成一网状结构40。所述第一侧面为所述加强胶合木梁300上用于和所述第二胶合木梁200连接的面相对的侧面。

通过对拉索400施加初始预应力的办法实现提高胶合木网壳结构整体刚度及稳定的目的，同时可有效保持胶合木网壳结构的外观造型，增加拉索400也可使胶合木网壳结构的胶合木结构面外弯矩减小，使得胶合木结构以承受轴压为主。胶合木结构的材料强度低，增加拉索400及预张力会增加胶合木结构的内力，若预张力与结构刚度匹配，拉索400可起到增加结构整体性和稳定性的作用。

请继续参考图2，在本发明实施例中，所述拉杆500上穿过两根所述拉索400，可以理解的是，每个所述拉杆500上只要满足至少穿过并固定一个所述拉索400即可。在其它实施例中，每个所述拉杆500上还可穿过并固定三个或四个甚至更多所述拉索400，在此不做赘述。另外，关于所述拉杆500与所述加强胶合木梁300的连接方式，可通过螺钉或螺栓或其它连接件实现固定连接，在此不做限制。

可选地，所述高强螺钉组连接件包括第一连接件以及第二连接件，所述第一胶合木梁100上与所述第二胶合木梁200的连接面为第一连接面，所述第二胶合木梁200上与所述第一胶合木梁100的连接面为第二连接面。在所述第一连接面上间隔设置有第一通孔、第一盲孔、以及第二盲孔，所述第二连接面上与所述第一通孔对应的位置设置有与所述第一通孔延伸方向相同的第三盲孔，所述第二连接面上与所述第一盲孔对应的位置设置有与所述第一盲孔延伸方向相同的第二通孔，所述第二连接面上与所述第二盲孔对应的位置设置有与所述第二盲孔延伸方向相同的第四盲孔。所述第一通孔与所述第三盲孔匹配形成第五盲孔，所述第一盲孔与所述第二通孔匹配形成第六盲孔，所述第二盲孔与所述第四盲孔匹配形成第一埋孔。所述第五盲孔以及所述第六盲孔内均设置有所述第一连接件，所述第二连接件设置在所述第一埋孔内。所述第一连接件用于连接所述第一胶合木梁100以及所述第二胶合木梁200，所述第二连接件用于定位所述第一胶合木梁100和所述第二胶合木梁200。所述加强胶合木梁300和所述第二胶合木梁200的连接方式与所述第一胶合木梁100和所述第二胶合木梁200的连接方式相同。

可选地，所述第一连接件可包括螺钉，所述第二连接件可包括不锈钢销。

通过上述结构可实现所述第一胶合木梁100、所述第二胶合木梁200以及所述加强胶合木梁300的有效连接，所述高强螺钉组连接件并不局限于上述结构，例如，所述第一通孔的数量可为至少两个。在本发明实施例中，所述第一通孔的数量可设置为两个，但并不局限于两个，在其它实施例中还可以是三个或者四个或者更多，在此不做限制。另外，所述第三盲孔与所述第一通孔的数量可相同。可以理解的是，所述高强螺钉组连接件只要可以实现所述第一胶合木梁100、所述第二胶合木梁200以及所述加强胶合木梁300的有效连接均可实施本发明。由于本发明的主要改进点并不在高强螺钉组连接件处，对于其它类型的高强螺钉组连接件在此不做赘述。

综上所述，本发明提供的一种胶合木网壳结构，分别利用所述第一胶合木梁构成所述第一叠合层以及所述第二胶合木梁构成所述第二叠合层，然后将所述第一叠合层放置所述第二叠合层上，所述第一胶合木梁与所述第二胶合木梁间通过有序布置的高强螺钉组连接件相互连接固定。除此之外，为了进一步提高胶合木网壳结构的结构刚性，在所述第二胶合木梁下与所述第一胶合木梁对齐设置所述加强胶合木梁。由于所述第一胶合木梁、所述第二胶合木梁以及所述加强胶合木梁均不在同一弧面，所述第一胶合木梁、所述第二胶合木梁以及所述加强胶合木梁在连接节点区连续贯通，也即每个所述第一胶合木梁、每个所述第二胶合木梁以及每个所述加强胶合木梁在其延伸方向均是完整的，不需要在连接节点区打断。克服了现有技术中胶合木梁在节点区连接困难刚度不足、内插钢板对胶合木梁的连接节点区强度的削弱以及节点区外露连接件后建筑效果不佳的问题。可以实现胶合木结构跨度增加，用于大跨度空间木结构建筑，充分利用胶合木结构的优点，胶合木结构轻质、低碳环保、施工可实现装配化安装，且木结构属于可再生材料，若可实现跨度增加，可大大拓展木结构建筑的使用，建筑效果美观。

另外，还可在胶合木网壳结构内侧布置拉索，通过对拉索施加初始预应力的办法实现提高胶合木网壳结构整体刚度及稳定的目的，同时可有效保持胶合木网壳结构的外观造型，增加拉索也可使胶合木网壳结构的胶合木结构面外弯矩减小，使得胶合木结构以承受轴压为主。胶合木结构的材料强度低，增加拉索及预张力会增加胶合木结构的内力，若预张力与结构刚度匹配，拉索可起到增加结构整体性和稳定性的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种胶合木网壳结构，其特征在于，包括第一胶合木梁、第二胶合木梁、加强胶合木梁以及高强螺钉组连接件；

其中，所述第一胶合木梁、所述第二胶合木梁以及所述加强胶合木梁的数量均为多个，多个所述第一胶合木梁在第一弧面内间隔设置并构成第一叠合层，多个所述第二胶合木梁在第二弧面内间隔设置并构成第二叠合层，多个所述加强胶合木梁在第三弧面内间隔设置并构成第三叠合层；所述第二叠合层设置在所述第一叠合层与所述第三叠合层间；

所述第一胶合木梁与所述第二胶合木梁间通过所述高强螺钉组连接件连接，所述第一胶合木梁与其接触的所述第二胶合木梁之间的夹角为一非零夹角，所述加强胶合木梁与所述第二胶合木梁间通过所述高强螺钉组连接件连接并与所述第一胶合木梁对齐设置。

2.如权利要求1所述的一种胶合木网壳结构，其特征在于，还包括拉索以及拉杆；

其中，所述拉杆的一端与所述加强胶合木梁的第一侧面连接，所述拉杆的另一端用于穿过并固定所述拉索，所述拉索与所述拉杆数量均为多个，多个所述拉索构成一网状结构；

所述第一侧面为所述加强胶合木梁上用于和所述第二胶合木梁连接的面相对的侧面。

3.如权利要求2所述的一种胶合木网壳结构，其特征在于，所述拉杆的一端与所述第一侧面通过螺钉连接。

4.如权利要求1所述的一种胶合木网壳结构，其特征在于，所述加强胶合木梁的数量小于所述第一胶合木梁的数量，所述加强胶合木梁每间隔两个所述第一胶合木梁设置。

5.如权利要求1所述的一种胶合木网壳结构，其特征在于，所述高强螺钉组连接件包括第一连接件以及第二连接件；

所述第一胶合木梁上与所述第二胶合木梁的连接面为第一连接面，所述第二胶合木梁上与所述第一胶合木梁的连接面为第二连接面；

在所述第一连接面上间隔设置有第一通孔、第一盲孔、以及第二盲孔，所述第二连接面上与所述第一通孔对应的位置设置有与所述第一通孔延伸方向相同的第三盲孔，所述第二连接面上与所述第一盲孔对应的位置设置有与所述第一盲孔延伸方向相同的第二通孔，所述第二连接面上与所述第二盲孔对应的位置设置有与所述第二盲孔延伸方向相同的第四盲孔；

所述第一通孔与所述第三盲孔匹配形成第五盲孔，所述第一盲孔与所述第二通孔匹配形成第六盲孔，所述第二盲孔与所述第四盲孔匹配形成第一埋孔；

所述第五盲孔以及所述第六盲孔内均设置有所述第一连接件，所述第二连接件设置在所述第一埋孔内；

所述第一连接件用于连接所述第一胶合木梁以及所述第二胶合木梁，所述第二连接件用于定位所述第一胶合木梁和所述第二胶合木梁。

6.如权利要求5所述的一种胶合木网壳结构，其特征在于，所述第一连接件包括螺钉。

7.如权利要求5所述的一种胶合木网壳结构，其特征在于，所述第二连接件包括不锈钢销。

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