專利名稱：木結(jié)構(gòu)梁柱鋼填板套管螺栓連接節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種木結(jié)構(gòu)梁柱鋼填板套管螺栓連接節(jié)
點O
背景技術(shù)：
目前在木梁柱結(jié)構(gòu)體系中，由于木梁柱的截面尺寸較大，一般采用螺栓連接的節(jié)點形式。常見形式有鋼填板木構(gòu)件螺栓連接節(jié)點，這種節(jié)點形式是將鋼填板插入到木梁 (柱)的凹槽內(nèi)后用螺栓連接，主要利用螺栓的抗彎和木材在螺栓孔處的局部承壓來提供承載力。這種節(jié)點形式主要存在以下幾個問題
(1)因正常的施工偏差，木梁(柱)上螺栓孔與鋼填板螺栓孔中心不可能完全對準(zhǔn)，螺孔壁和螺栓之間必須有間隙，而此間隙又會引起螺栓受力接觸不均勻，并導(dǎo)致螺栓受力后滑動而降低連接抗彎剛度，或使連接抗彎剛度隨施工質(zhì)量變化而不穩(wěn)定。(2)螺栓按普通螺栓受力，且常因受彎而破壞，這對充分發(fā)揮螺栓的連接強(qiáng)度非常不利，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)連接效率低。(3)螺栓直接與螺孔邊木材擠壓，甚至橫紋擠壓，壓強(qiáng)高，因此螺孔易塑性變形，從而使得節(jié)點在循環(huán)荷載作用下滯回曲線捏攏，抗震性能下降。上述問題都將造成木梁柱鋼填板螺栓連接節(jié)點的抗彎剛度小。工程實踐以及試驗證明這種節(jié)點形式在設(shè)計中不能作為剛接形式考慮，即使按半剛接考慮，剛度也很有限，而且不穩(wěn)定。而木框架梁柱連接節(jié)點若沒有穩(wěn)定的較好的抗彎剛度，其使用效果會受到很大影響。為解決木框架連接抗彎剛度問題，目前在木梁柱結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計中急需一種抗彎剛度較大且較穩(wěn)定的木梁柱螺栓連接節(jié)點形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種木結(jié)構(gòu)梁柱鋼填板套管螺栓連接節(jié)點，以使木梁柱連接節(jié)點有較大且較穩(wěn)定的抗彎剛度。本發(fā)明提出的木結(jié)構(gòu)梁柱鋼填板套管螺栓連接節(jié)點，由木梁1、木柱2、鋼填板3、 套管4、螺栓5、墊片6和螺母7組成，其中木梁1和木柱2在梁柱連接節(jié)點位置處開有螺栓孔和凹槽，通過在該凹槽中插入鋼填板3形成了梁柱連接節(jié)點，其中鋼填板3上設(shè)有螺栓孔，螺栓孔與梁柱連接節(jié)點相應(yīng)位置上的螺孔中心對準(zhǔn)；套管4嵌于梁柱連接節(jié)點凹槽兩側(cè)的螺栓孔內(nèi)；螺栓5依次穿過凹槽一側(cè)的套管4、鋼填板3上的螺栓孔以及凹槽另一側(cè)的套管4，一端通過墊片6和螺栓5上的螺栓頭錨固在梁柱連接節(jié)點一側(cè)，另一端通過墊片6 和螺母7錨固在梁柱節(jié)點另一側(cè)。本發(fā)明中，螺栓5、墊片6和螺母7的數(shù)量視梁柱連接節(jié)點上的設(shè)計螺栓孔數(shù)量而定。本發(fā)明中，梁柱連接節(jié)點上的螺栓孔在切槽前套鉆成孔，即構(gòu)件兩對立側(cè)面一次鉆成，孔徑等于套管4外徑加0. 5mm。
本發(fā)明中，套管4由外層塑膠管與內(nèi)層鋼管膠合而成；同一孔兩側(cè)套管4的長度為木梁(柱)厚度與鋼填板3厚度差值的一半減0. 5mm ；套管4的內(nèi)徑為螺栓5的直徑加4mm ； 內(nèi)層鋼管壁厚由抵抗螺栓預(yù)拉力對套管壓力的需求確定。本發(fā)明中，梁柱連接節(jié)點上的螺栓孔涂膠后壓入套管4。本發(fā)明中，螺栓5穿入套管4后應(yīng)按高強(qiáng)度螺栓施工方法加預(yù)拉力。本發(fā)明中，螺栓5兩端的鋼墊片比標(biāo)準(zhǔn)墊片外徑大。本發(fā)明中，鋼填板3的厚度根據(jù)節(jié)點抗彎強(qiáng)度要求確定；鋼填板3上的螺栓孔孔徑為螺栓5的直徑加1. 5mm。本發(fā)明中，木梁(柱)開槽寬度為鋼填板3的厚度加1mm。本發(fā)明的優(yōu)點是
(1)螺栓加預(yù)拉力后，墊片壓緊套管，從而使套管頂緊鋼填板產(chǎn)生較大壓力，利用壓力產(chǎn)生的摩擦力抗剪，以及利用壓應(yīng)力的增減抗彎；節(jié)點傳力明確，且節(jié)點處各種間隙對節(jié)點受力性能和剛度幾乎沒有影響，因此節(jié)點的抗彎剛度大且穩(wěn)定。(2)鋼填板螺栓孔比螺桿擴(kuò)大1. 5mm,套管內(nèi)徑比螺栓直徑大4mm，螺栓可自由套入，安裝便利。(3) 螺栓加預(yù)拉力時，墊片只需擠入木材0. 5mm即可頂緊套管，特制的墊片對螺孔周圍木材表面的擠壓使得部分木材處于多向受壓狀態(tài)，抗壓能力及延性均有提高，結(jié)構(gòu)抗震性能提高。(4) 套管外徑比螺栓直徑大，因而加大了螺栓與木梁(柱)的接觸面積，使木梁 (柱)螺栓孔處的接觸壓應(yīng)力減小，有利于發(fā)揮木材的強(qiáng)度；此外，外層塑膠管具有較好的彈性，避免了孔壁木材過早的塑性變形，從而提高了節(jié)點在循環(huán)荷載下的恢復(fù)力和耗能性。(5)螺孔涂膠后將套管壓入螺孔，使套管和木材之間結(jié)合緊密無間隙，從而減小了
初始位移；節(jié)點抗彎過程中套管受彎，在預(yù)壓力和彎矩作用下套管頂緊鋼填板不會開縫，從而保證連接的抗彎剛度。


圖1為木結(jié)構(gòu)梁柱套管螺栓連接節(jié)點示意圖。圖2為圖1的A-A剖面圖。圖中標(biāo)號1為木梁，2為木柱，3為鋼填板，4為套管，5為螺栓，6為墊片，7為螺母。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。實施例1 如圖1 一圖2所示，本發(fā)明是在連接木梁1和木柱2的梁柱連接節(jié)點上的螺栓孔中嵌入套管4，套管4中穿入螺栓5后通過張拉螺栓5使墊片6壓緊套管4，從而使套管4頂緊鋼填板3產(chǎn)生較大壓力，利用壓力產(chǎn)生的摩擦力抗剪以及利用壓應(yīng)力的增減抗彎。實施時，先將鋼填板3插入木梁1和木柱2中，然后在木梁1和木柱2的螺栓孔中嵌入套管4，套管4中穿入螺栓5，最后張拉螺栓5并擰緊螺母7。
權(quán)利要求
1.一種木結(jié)構(gòu)梁柱鋼填板套管螺栓連接節(jié)點，由木梁(1)、木柱O)、鋼填板(3)、套管 (4)、螺栓(5)、墊片(6)和螺母(7)組成，其特征在于木梁(1)和木柱( 在梁柱連接節(jié)點位置處開有螺栓孔和凹槽，通過在該凹槽中插入鋼填板C3)形成了連接節(jié)點，其中鋼填板(3)上設(shè)有螺栓螺栓孔，螺栓孔與梁柱連接節(jié)點相應(yīng)位置上的螺孔中心對準(zhǔn)；套管(4)嵌于梁柱連接節(jié)點凹槽兩側(cè)的螺栓孔內(nèi)；螺栓( 依次穿過凹槽一側(cè)的套管G)、鋼填板(3) 上的螺栓孔以及凹槽另一側(cè)的套管，一端通過墊片(6)和螺栓( 上的螺栓頭錨固在梁柱連接節(jié)點一側(cè)，另一端通過墊片(6)和螺母(7)錨固在梁柱節(jié)點另一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木結(jié)構(gòu)梁柱鋼填板套管螺栓連接節(jié)點，其特征在于位于梁柱連接節(jié)點上的螺栓孔的孔徑等于套管的外徑加0. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木結(jié)構(gòu)梁柱鋼填板套管螺栓連接節(jié)點，其特征在于套管(4) 由外層塑膠管和內(nèi)層鋼管膠合而成；內(nèi)套管的內(nèi)徑為螺栓( 的直徑加4mm ；內(nèi)套管壁厚由螺栓預(yù)拉力對套管產(chǎn)生的壓力大小確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木結(jié)構(gòu)梁柱鋼填板套管螺栓連接節(jié)點，其特征在于鋼填板 (3)上螺栓孔的孔徑為螺栓(5)的直徑加1. 5mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種木結(jié)構(gòu)梁柱鋼填板套管螺栓連接節(jié)點。由木梁、木柱、鋼填板、套管、螺栓、墊片和螺母組成，是在木梁和木柱的凹槽中插入剛填板形成了梁柱連接節(jié)點，并在梁柱連接節(jié)點上的螺栓孔中嵌入套管，套管中穿入螺栓后通過張拉螺栓使墊片壓緊套管，從而使套管頂緊鋼填板產(chǎn)生較大壓力，利用壓力產(chǎn)生的摩擦力抗剪以及利用壓應(yīng)力的增減抗彎。本發(fā)明傳力明確，施工便利，且節(jié)點處各種間隙對結(jié)構(gòu)的受力性能和剛度幾乎無影響；此外，套管的引入還可防止墊片下木材的局部承壓破壞以及減小木梁(柱)螺栓孔處的接觸壓應(yīng)力，從而有利于發(fā)揮木材的強(qiáng)度。本發(fā)明連接的木框架梁柱節(jié)點較現(xiàn)有的連接方式抗彎剛度大且穩(wěn)定。
文檔編號E04B1/58GK102251588SQ20111012826
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者何敏娟, 馬人樂 申請人:何敏娟, 馬人樂