一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種重型木框架梁柱節(jié)點(diǎn)，主要(但不排他地)用于新建木框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]重型木框架體系是一種在世界各國廣泛使用的結(jié)構(gòu)形式，采用間距較大且橫截面也較大的木構(gòu)件組成，是建造木結(jié)構(gòu)房屋時將建筑功能和木材美感結(jié)合的基本方法。適用于建造住宅、圖書館、體育館、火車站、購物中心、展覽館、博物館、音樂廳等商業(yè)和公共建筑。重型木框架體系具有如下一些結(jié)構(gòu)優(yōu)勢:設(shè)計靈活、建造簡便快捷、抗風(fēng)性能好、耐久性好、節(jié)能環(huán)保、舒適美觀。重型木框架的諸多優(yōu)點(diǎn)表明其在我國具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]重型木框架的梁和柱主要采用螺栓-鋼填板連接或自攻螺釘連接方式，具有較好的抗震性能，但是在使用過程中也發(fā)現(xiàn)如下一些問題:
1)在地震作用下，重型木框架梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞模式往往具有不可預(yù)測性，當(dāng)木材進(jìn)入塑性后難以修復(fù)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大殘余變形，雖然能在一定程度上保證使用者的安全，但是地震之后結(jié)構(gòu)往往無法再次使用，造成了很大經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]2)常用重型木框架梁柱節(jié)點(diǎn)形式剛度較小，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中按鉸接節(jié)點(diǎn)設(shè)計，節(jié)點(diǎn)剛度的不足是重型木框架結(jié)構(gòu)的一個制約因素，尤其是對多層重型木框架結(jié)構(gòu)需要設(shè)置大量支撐，從一定程度上影響了結(jié)構(gòu)的美觀，也使得其建筑使用性能大打折扣。
[0005]3)常用的預(yù)應(yīng)力木構(gòu)件很少考慮木材徐變的影響，木材徐變造成的預(yù)應(yīng)力損失是在預(yù)應(yīng)力重型木框架結(jié)構(gòu)使用中不容忽視的問題。
[0006]可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)是一種新型的減震控制結(jié)構(gòu)，自復(fù)位結(jié)構(gòu)是可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)體系的重要內(nèi)容。放松梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)構(gòu)件間約束，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件接觸面處僅有受壓能力而無受拉能力。在小震作用下，因預(yù)應(yīng)力作用，梁柱節(jié)點(diǎn)等同于固接節(jié)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)在中震、大震作用下發(fā)生搖擺，通過預(yù)應(yīng)力使結(jié)構(gòu)復(fù)位。這種新型結(jié)構(gòu)體系能有效減小結(jié)構(gòu)的震后殘余變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提出一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，以解決目前重型木框架梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能和剛度的不足，采用自復(fù)位梁柱節(jié)點(diǎn)的重型木框架具有較好的抗震性能和震后功能可恢復(fù)性能，在小震下，梁柱節(jié)點(diǎn)與固接節(jié)點(diǎn)相同，中震或大震下，梁端一側(cè)壓應(yīng)力消失，梁端發(fā)生張開，梁端耗能型鋼傳遞剪力并提供轉(zhuǎn)動剛度，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，預(yù)應(yīng)力筋始終處于彈性狀態(tài)，地震作用過后，木梁和木柱沒有破壞和殘余變形，在預(yù)應(yīng)力筋的作用下，梁端回到初始狀態(tài)，結(jié)構(gòu)損傷位置控制在梁端耗能型鋼中，經(jīng)過更換梁端耗能型鋼，結(jié)構(gòu)能夠快速恢復(fù)使用。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，由木梁、木柱、梁端耗能型鋼、木柱加強(qiáng)鋼板、預(yù)應(yīng)力筋、錨具、錨墊板和碟形彈簧組成，其中:所述木柱一側(cè)與木梁一端通過梁端耗能型鋼和螺栓連接，木梁與木柱連接處設(shè)有木柱加強(qiáng)鋼板，木梁縱向開有直線孔道，所述直線孔道貫穿于木柱加強(qiáng)鋼板和木柱，預(yù)應(yīng)力筋一端穿過該直線孔道，另一端伸出于木柱另一側(cè)外，預(yù)應(yīng)力筋伸出木柱端通過錨具和錨墊板固定于木柱另一側(cè)；在中震或大震下，木梁梁端一側(cè)壓應(yīng)力消失，梁端發(fā)生張開，梁端耗能型鋼傳遞剪力并提供轉(zhuǎn)動剛度，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，預(yù)應(yīng)力筋始終處于彈性狀態(tài)，地震作用過后，木梁和木柱沒有破壞和殘余變形，在預(yù)應(yīng)力筋的作用下，木梁梁端回到初始狀態(tài)，結(jié)構(gòu)損傷位置控制在梁端耗能型鋼中，更換梁端耗能型鋼，結(jié)構(gòu)能夠快速恢復(fù)使用。
[0009]本發(fā)明中，所用木梁和木柱橫截面為方形或矩形。
[0010]本發(fā)明中，所述木梁和木柱材質(zhì)為原木、鋸材、膠合木、單板層積材、平行木片膠合木或?qū)盈B木片膠合木中的一種。
[0011]本發(fā)明中，所述梁端耗能型鋼為采用T型鋼、角鋼、其他國標(biāo)型鋼的一種和螺栓連接。
[0012]本發(fā)明中，所述木柱加強(qiáng)鋼板為普通鋼板。
[0013]本發(fā)明中，所述預(yù)應(yīng)力筋為預(yù)應(yīng)力鋼絞線、預(yù)應(yīng)力鋼絲束、精乳螺紋鋼或FRP、GFRP筋中的一種。
[0014]本發(fā)明中，所述預(yù)應(yīng)力筋在錨固端加裝碟形彈簧。
[0015]本發(fā)明中，所用錨墊板采用鋼板，直接接觸固定于木柱表面。
[0016]本發(fā)明中，所述的錨具選用夾片式錨具、粘結(jié)式錨具、支承式錨具、錐塞式錨具或螺母錨具中任一種。
[0017]本發(fā)明的有益效果:采用本發(fā)明提供的重型木框架梁柱自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，正常使用狀態(tài)下，梁柱節(jié)點(diǎn)可按照剛接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計使用；在小震下，梁柱節(jié)點(diǎn)與固接節(jié)點(diǎn)相同，中震或大震下，梁端一側(cè)壓應(yīng)力消失，梁端發(fā)生張開，梁端耗能型鋼傳遞剪力并提供轉(zhuǎn)動剛度，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，預(yù)應(yīng)力筋始終處于彈性狀態(tài)，地震作用過后，木梁和木柱沒有破壞和殘余變形，在預(yù)應(yīng)力筋的作用下，梁端回到初始狀態(tài)，結(jié)構(gòu)損傷位置控制在梁端耗能型鋼中，木梁和木柱及其他非耗能構(gòu)件不出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)使用的明顯破壞，經(jīng)過更換梁端耗能型鋼，結(jié)構(gòu)能夠快速恢復(fù)使用。
[0018]本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力筋由于在錨固端使用了碟形彈簧，木材發(fā)生徐變之后，預(yù)應(yīng)力筋中的預(yù)應(yīng)力不會產(chǎn)生較大的損失。因為端部加裝碟形彈簧，在預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，碟形彈簧受到壓縮，當(dāng)木材發(fā)生徐變后，蝶形彈簧恢復(fù)部分壓縮變形而其內(nèi)力基本保持不變，預(yù)應(yīng)力筋松弛較小，故可在木材發(fā)生徐變時避免預(yù)應(yīng)力筋中的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生較大損失。
[0019]本發(fā)明中的梁端耗能型鋼可以替換，檢修方便，避免了震后節(jié)點(diǎn)區(qū)不可逆破壞造成結(jié)構(gòu)大修，甚至更換主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的問題，從技術(shù)上解決了重型木框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)震后難于修復(fù)的問題，大大降低了重型木框架結(jié)構(gòu)震后維修的成本，提高了重型木框架結(jié)構(gòu)的推廣價值，提高了其在高烈度抗震設(shè)防區(qū)的實用性和經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的側(cè)視圖；