[发明专利]高强度杉木胶合木梁及制备方法和抗弯刚度指标确定方法

说明书

本发明涉及绿色建材技术领域，具体为一种高强度杉木胶合木梁及制备方法和抗弯刚度指标确定方法。其中，高强度杉木胶合木梁制备包括杉木层板单元基础数据的获取、质量等级划分、侧拼和指接、层压胶合等步骤，能够解决传统制造方法杉木胶合木梁的强度低、稳定性差、用料成本高等问题，可以加速人工林杉木作为绿色建材在建筑结构中的推广应用。其中，高强度杉木胶合木梁的抗弯刚度指标确定包括杉木层板单元、杉木目标层板、杉木胶合木梁整体等力学性能确定的步骤，能够实现通过杉木层板单元能够快速精准确定杉木胶合木梁的抗弯刚度指标。

技术领域

本发明涉及绿色建材技术领域，特别是涉及一种杉木胶合木梁及其制备方法和抗弯刚度指标确定方法。

背景技术

根据第九次全国森林资源清查结果显示，杉木人工林的总面积为7950万公顷、蓄积量为82064万m³，均位居人工林首位。杉木自古以来一直是我国古建筑的主要结构用材，但传统用材为大径级天然林制造的实木，且用材尺寸冗余度高。而杉木人工林的径级较小、力学离散性大。因此，需要通过现代科学技术方法来制造高强度杉木胶合木梁，以满足现代木结构合理用材、安全设计的需求。

目前，由于缺乏现代科学制造方法，人工林杉木按照传统方法制造胶合木梁时，其层板单元未经过细化材质等级分级、优化组坯等工艺流程等，导致胶合木梁的力学性能指标按照GB 50005-2017《木结构设计标准》规定取值时，强度等级为最低等级TC 11，抗弯强度、弹性模量的设计指标分别仅能取为11MPa和9GPa，决定了人工林杉木制造的胶合木梁相对于其他树种制造的胶合木梁用料成本高、竞争力低。当前，我国丰富的人工林杉木资源基本全部被用于门窗、地板、家具等附加值较低的非结构应用领域。

经过有关文献和资料检索，如中国标准GB 50005、GB/T 26899、GB/T 50708等标准仅规定了胶合木的通识性设计方法要求，并未涉及具体的杉木胶合木梁产品；已公开的专利“一种高强度胶合木的制造技术”(申请号：202111473721.0)、“小径级原木制造胶合木的方法以及所制得的胶合木”(申请号：201010534522.1)、“一种结构用胶合木及其制造方法”(申请号：200910085638.9)、“一种速生杨木制造结构集成材的工艺”(申请号：201310182966.7)、“一种集成材木梁及其制备方法”(申请号：201610066042.4)、“一种基于木材气干密度参数的胶合木构件加压制备工艺”(申请号：201310724445.X)，以及论文福建林学院学报1998年第18卷第2期第97～99页的“杉木胶合木的初步研究”、林业工程学报2017年第2卷第1期第41～45页的“人工林杉木层板分级及性能研究”、林业工程学报2017年第2卷第2期第22～27页的“杉木目测等级规格材足尺抗压和拉伸强度的设计值研究”、木材工业2008年第22卷第4期第7～9页的“人工林杉木结构集成材胶合工艺的研究”、林业科学2011年第47卷第11期第139-143页的“杉木人工林3个目测等级规格材的力学性质”等所涉及的杉木胶合木梁产品，均未解决杉木胶合木梁中杉木层板单元的材质等级如何精准划分、优化组坯等问题，导致杉木胶合木梁的强度低、稳定性差、用料成本高，难以在市场中进行实际推广应用。

从上述文献公开内容可知，目前对于高强度杉木胶合木梁的制备方法及其抗弯刚度指标确定方法尚缺乏相应的相应技术，尚不能满足本领域制造与安全使用的需要。

因此，通过提出高强度杉木胶合木梁的制备方法及其整体抗弯刚度指标确定方法，实现由人工林杉木制备出高强度杉木胶合木梁产品，并精准评估高强度杉木胶合木梁的抗弯刚度指标，保障高强度杉木胶合木梁的产品质量合格和安全应用，这对促进人工林杉木多为结构材在木结构中的高附加值应用，推进我国建立自主知识产权的木结构体系，具有十分重要的意义。

发明内容