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知识问答

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工程木制品设计的可能性是咋样的?

1. 指接材

指接材是一种工程木产品,它通过选取优质窑干短木材,由机械在其两端制出“手指”轮廓,再涂上专用结构胶粘剂,之后连接而成的长型木材。指接可用于多种木制品生产过程,如胶合木生产中的水平连接。指接材这一名称也适用于规格材。

这种产品有两大优势:笔直性能和规格稳定性。笔直性能是因为该产品由稳定的短木材连接而成。指接木材的长度不受树的尺寸限制。事实上,用这种方法可生产出十二米(四十尺)甚至更长的托梁和椽。另外一个优势就是它可以更充分#利用森林资源,因为短木材有时用的是低级别木材,如果不能再利用的话,很可能就被当作废品处理掉了。

指接额工艺可将影响强度的缺陷部分剔除出去,从而生产出具有更高工程性能的产品。指接强度由指接处的木材质量决定。指接材适用于所有非指接材所用之处。

按照最终用途可将指接材分为两大类。第一类。有时也被乘坐结构指接木材,它需使用热环境结构粘合剂,如苯酚甲醛粘合剂。该类指接材也可用于生产板材产品或复合层积材,以使其达到水平或垂直承重,第二类(仅限于直立木桩),仅限于垂直使用(垂直墙体)此处弯力、张力较少。

 

设计和应用

指接材适用于所有目测分级规格材所用之处,而对木材长度或笔直性能有更高要求时,则会专门选用指接材。

指接依赖于精确的指型面和操作准确的胶粘合,这样才能生产出长而直的组装件。

 

2. 胶合层积木

胶合层积木(胶合木)是一种用途广泛的结构木产品,是由规格木精选板材粘合而成的较大断面。胶合木独特的外观和尺寸特点是其频频出现在跨度较大、可见结构部分占据重要地位的建筑五种。生产过程中,木片在端部胶接并以水平层状或积压材形式排列。胶合木可作梁和柱,并经常用于弯曲组装件。胶合木由经过认证的厂家进行生产,按照标准对木材分级、端部胶接、胶合和最后加工,以对质量进行控制。经过认证的生产商可随时提供产品合格证。

用来制造胶合木的木材为胶合木料材,它是一种特殊等级木材。烘干后最高湿度仅为15%,刨光公差比规格材还要小。

加拿大胶合木可由三类树种混制而成:花旗松-落叶松,铁杉-云松,云杉-松木。制造前,所有木材通过目测得出强度性能,并通过机械评估得出弹性系数(E)依据强度和硬度这两个测试结果决定该木片在梁柱所处位置。例如,高强度木片放在胶合木梁的最外层,因为此处的弯曲压力最大。强度特性的融合也称为等级综合,它保证了成品性能的连贯性与稳定性。

 

设计和应用

胶合木的用途多种多样,既可在民用建筑中用作梁和柱,也可用于商业、工业建筑,特别是可以用来增添建筑特色。

 

连接

胶合木由几种连接系统。大规格指的是可能要用到螺钉、电焊铁架、分裂环和切割板来转移胶合木承载的巨大重量。木材铆钉是最初庄伟胶合木设计的钩扣,使用方便,因为现场施工无法预先钻孔也缺乏螺钉连接的精准度。这种连接系统的选择可能还取决于胶合木和连接是否出于建筑外观的考虑需暴露在外。在这种情况下,连接部分的颜色和尺寸可以视情况调整,也可将其隐藏在组合件中。

 

重木建筑

由于胶合木方的规格普遍较大,其通常可以达到北美建筑防火标准有关重木建筑的最低规格要求。大规格工程木制品的防火性能与实木锯材相似,木材外层的炭层延缓了燃烧过程,也就是说,用于重木结构的合格大型木方在其强度无法承载额定重量之前,可以燃烧相当长的时间。例如,最小规格的胶合木梁被视为重木建筑,并具有这种防火能力。

 

3. 平行弦桁架

桁架是由三角形组装件建造而成的结构件,包括木和钢材两部分。平行桁架顶部、底部各有平行弦,将桁架变成梁或托梁,用于楼板和屋顶。梁腹空间部分可用于填充绝缘材料,或安装电力、机械设备。

 

木桁架的典型用法就是将优质木材与齿状连接板连接起来,制造出不同形状。它广泛运用于单户、多户住宅、社团、农业和商业建筑。桁架依靠呈三角状的梁腹和桁弦向反应点转换承重。这种结构提高了强度重量比率,使跨度可长于常规框架,并能加快施工速度。轻型框架木桁架是通过将齿状连接板压入预先切割和装配好的组装件预制而成。

 

优点:

没有中间支柱的长型跨度为建筑师和设计师创造了大量可自由使用的空间,去除间隔而又不会影响建筑物的整体结构。除灵活性和成本低之外,桁架还具有以下优点:典型平行弦桁架的跨度可达十一米甚至更长,这由其深度决定。

A.      平行弦桁架通常用于搭建拱型屋顶空间,如大教堂的屋顶。

B.      木桁架强度较高,经常用于混合型建筑,并在工业项目中用来做脚手架。

C.      屋顶和楼板桁架的空腹构造为铺设水管、电力、机械和卫生装置提供了便利。

D.     木桁架用途非常广泛,能与其他结构产品配合使用。他们能够与其他桁架连接(如大梁桁架)或是胶合木、LVL、PSL、钢梁等其他元件相连。

超过六米的住宅其跨度需符合振动标准。

 

放置、安装和支撑

对于所有的结构建筑材料而言,合理的存放至关重要。桁架一般比较细长。尽管垂直平面强度较高,但在安装、固定、设置支撑物之前,其水平平面强度较弱。因此,桁架抬起和放置时需避免强度低的一面产生弯曲。直立过程需采用支撑物,以承受桁架重量产生的重力,支撑临时施工静载如建筑材料的重量,保持桁架垂直;保持正确的桁架间距。

 

4. 结构型层积材

在加拿大和美国的工程标准中,结构复合木材指的是LVL和PSL这两种。第三种产品是LSL,其生产方法与前两者很相似,因此也包括在内。

单板层积材

LVL是单板和粘合剂的层状复合物。由于木节、纹理、裂纹等自然缺陷被分散到整块木材或被完全剔除,因此,LVL是一种坚实、稳定性高、规格统一的木材产品。每层单板的纹理向同一方向伸展,强度高意味着侧面承重时就成为梁,表面承重时就成为厚板(均衡牢固)。这种叠合成为水平叠合,与交叉叠合生产的相同规格材料相比,水平叠合材料具有更高的统一性和可预见性。

就成品外观来说,LVL边缘与胶合板相仿,梁表面则与则与板材极为相似。工厂将大批量生产出来的LVL进行切割,生产顶木、梁和梁的翼缘,用于预制木工字梁或其他特定用途。LVL主要用于住宅和商业建筑的结构框架,也非常适合那些采用空腹钢托梁和轻型钢梁的建筑。

LVL本质上是一种结构材料,通常用于材料须隐藏在内,即,外观并不重要的建筑。有些生产商可以提供成品和建筑等级外观产品,通常这部分的成本要另计。然而,外观要求高的建筑需要使用LVL时,就得使用普通木材装饰技巧以强化纹理,保护木材表面。

 

平行木片胶合木(PSL)

PSL是一种在压力下将鸡块木材粘合而成的高强度的结构复合木产品。该类产品性能稳定、承重力高。如果运输条件允许的话,其长度可达20米或者更长。这是一种专属产品,其商标注册名为Parallam.PSL的含水率仅为11%,这使其不易收缩、翘曲、凹凸不平、卷曲或断裂。

PSL非常适合用于梁柱建筑中的梁和柱、轻型框架建筑中的梁、顶木和横木、住房建筑中的大型装配件、商业建筑中的大、中型装配件。就外观来说,PSL适合外观要求较高的建筑,也适用于外观要求不高的隐蔽性结构建筑。PSL易于进行深层防腐处理,处理过后的PSL应专门用于直接暴露在高湿度环境下的组装件。

 

层叠木片胶合木(LSL)

LSL是最新面世的工程木制品。这一革命性产品用途非常广泛,包括镶边板、墙柱、木工制、窗、门、车库门顶及许多工业项目。该产品的新用途还在不断扩展,例如,商业建筑中,如框架组装件的高度过高、风载过大时,可将LSL当作垂直组装件使用。

LSL与OSB外观相似,这是因为,和OSB一样,LSL也由速生白杨或杨属树木长条生产而成。木条的降列与组装件的轴线平行。与其他结构性复合木产品一样,LVL强度、规格稳定,无扭曲、收缩现象。

 

木工字梁

木工字梁是将实木锯材或LVL翼缘与胶合板或OSB板面板梁腹粘合而成的规格、性能稳定的轻型构件,具备卓越的工程性能。这些预制结构产品具有硬度、强度相同、重量轻的性能,因此非常适合住宅、商业建筑中需要较长跨度托梁和椽的部分。

几种不同类型的商业木工字梁已经面世,每种类型中的梁腹和翼缘材料的组合、连接特点均不相同。梁腹和翼缘的连接处是组合件强度的关键因素,通常受厂家zhuanli保护。建筑商采用木工字梁时可发现以下几个优点:

1. 强度:就木的含量来说,木工字梁强度非常高,这是因为木纤维大部分位于压弯构件、翼缘最需要之处。和钢工字梁或暴露在外的梁腹钢铁托梁一样,这一结构使得构件垂直轴沿线非常坚固,而与垂直轴对立的水平轴沿线强度相对较弱。

2. 跨度:木工字梁可提供超出常规规格木楼板托梁的长度通常现生产出较长或同样长度的产品,再根据市场需求进行调整。

3. 重量:“工”字形产品具有较高的强度重量比率。例如,根据翼缘的规格,240毫米深,8米高的木工梁重量仅为23-32公斤。考虑到人工和成本优势,我们可进行手工安装。

4. 规格稳定性:用于木工字梁的胶合板或OSB板的湿度约为5%,用于翼缘的LVL,湿度接近8%。如果木料用于翼缘,若是采用指接,则湿度通常低于16%。由此,我们可以看出,木工字梁湿度较低,不太可能收缩、缠绕,因此可确保楼板的安静和稳固。

5. 电力和机械安装:木工字梁为电力和机械安装时再梁腹上的打孔位置和大小提供了很大的选择空间。生产商对此设定了严格的限制,最基本的一条就是不可超出受重终端。

6. 楼板性能:木工字梁有韧劲,重量轻,能够承受长跨度,规格稳定,尺寸统一,没有外在木痕。大部分侧面带有翼缘,方便上钉、螺丝和粘合衬板。如施工得当,木工字梁可表现出坚固和安静的性能。

木工字梁与木材或LVL翼缘梁、三合板或OSB梁腹组合可生产出轻型、坚固的组合件。


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