CN104790536B - 一种延性耗能木结构节点 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种延性耗能木结构节点，包括构件一、构件二、承弯连接件、抗剪连接件、耗能装配件、钢垫板和连接螺栓；所述构件一为木构件，所述承弯连接件和抗剪连接件采用植钢板方式固定于构件一端部，承弯连接件、抗剪连接件均为T形钢，其植入木构件部分表面硫化有橡胶层，所述承弯连接件通过连接螺栓与耗能装配件连接，耗能装配件通过钢垫板、锚固螺栓固定在构件二的侧面或者通过钢垫板、锚栓固定在混凝土基础上面。本发明节点既能保证小震下结构稳定，又能实现大震下结构出现大变形并控制结构损伤，实现高承载力、高耗能、高延性的理想效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑结构工程技术领域，具体涉及一种木结构节点，特别涉及一种能够快速装配的适用于大型木结构的延性耗能木结构节点。
背景技术
节能减排、发展绿色建筑是我国急需大力推进的社会工作之一。发展木结构适应建筑“节省能源、节省资源”的需要，极具环保意义、符合节能减排及建立节约型社会的基本国策。
类似于钢结构，现代大跨木结构节点是整个结构体系的关键环节,对整个结构的承载力、刚度及延性都具有重要作用。不同于传统的古建筑榫卯节点、齿连接等形式，现代大跨木结构主要采用螺栓连接、销连接和钉连接，通过销栓等紧固件与金属连接件相结合，实现构件的连接。
针对大量的试验研究和工程实例分析发现，木结构破坏大多发生于节点处，并且破坏的主要原因是由于节点的承载力、刚度或延性不足而引起的。以常用的销栓连接为例，通常销栓连接主要通过销栓等紧固件的承弯和木材销槽的承压来承担，若紧固件数量较少，节点的抗弯承载力和转动刚度均有限，只能用于简支或铰接情形；若紧固件数量较多，又容易造成节点区域过大，同时造成节点失效模式的脆性化、木构件也随连接紧固件的冗余而造成过大的削弱，再者就是冗余的节点将影响结构的美观和经济性。此外，对于空间和复杂节点，传统的木结构节点形式通常在设计和施工安装环节均难以胜任。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种延性耗能木结构节点，该节点具有较高的抗弯能力、节点刚度、耗能能力和延性性能，该节点既能保证小震下结构稳定，又能实现大震下结构出现大变形并控制结构损伤，实现高承载力、高耗能、高延性的理想效果；此节点能在现场快速安装、施工效率很高、安装成本低；同时，其结构构造方式使其更加适用于大型、空间和复杂节点，是大跨木结构的理想连接方式之一。
本发明采用的技术方案为：一种延性耗能木结构节点，包括构件一、构件二、承弯连接件、抗剪连接件、耗能装配件、钢垫板和连接螺栓；
所述构件一为木构件，所述承弯连接件和抗剪连接件采用植钢板方式固定于构件一端部，承弯连接件、抗剪连接件均为T形钢，其植入木构件部分表面硫化有橡胶层，构件一端部在植钢板部位预开槽，预开槽包括构件顶底预开槽和构件中心预开槽，分别对应承弯连接件和抗剪连接件；
所述抗剪连接件通过钢垫板、锚固螺栓固定在构件二的侧面或者通过钢垫板、锚栓固定在混凝土基础上面，所述构件一端部设有构件锚固螺栓预开槽一；
所述承弯连接件通过连接螺栓与耗能装配件连接，耗能装配件通过钢垫板、锚固螺栓固定在构件二的侧面或者通过钢垫板、锚栓固定在混凝土基础上面；所述耗能装配件分为角钢耗能装配件和T形钢耗能装配件两种方式；
所述耗能装配件为角钢耗能装配件，承弯连接件上焊接有T形钢端板，T形钢端板设置在承弯连接件与钢垫板之间；
所述耗能装配件为T形钢耗能装配件，构件一端部设有构件锚固螺栓预开槽二。
作为优选，所述橡胶层厚度为1-5mm，橡胶材料为丁苯橡胶、天然橡胶或混合橡胶。
作为优选，为进一步提高粘结性能，同时也为方便安装自攻木螺钉，所述承弯连接件间隔设置有承弯连接件腹板开孔。
作为优选，所述承弯连接件和抗剪连接件采用双腹板，从而进一步增大粘结面积，提供更大承载力。
作为优选，为了防止受力后植钢板胶层的正拉破坏，所述构件一端部采用穿过木构件和植钢板的自攻木螺钉进行增强。
作为优选，所述木构件采用沿植钢板中心面剖开的双拼或多拼构件组合而成，由此可进一步简化植钢板工艺，双拼或多拼构件可采用自攻木螺钉或螺栓等组装；植钢板部位可做开槽处理，其中槽深小于植钢板厚度的1/2。
本发明承弯连接件、抗剪连接件均采用植钢板方式固定于构件端部，然后再安装装配件，上述工作全部在工厂内完成，现场直接采用少量紧固件即可快速安装完成；为了降低植钢板粘结界面应力集中、减小粘结面积，钢板表面硫化一层橡胶。
有益效果：
采用本发明提供的一种延性耗能木结构节点，具有很好的承载能力、节点刚度、耗能能力和延性性能；本发明提供的植钢板表面由于采用了硫化橡胶层，显著降低了应力集中、提高了节点承载力、减小了节点区域；同时，该节点既能保证小震下结构稳定，又能实现大震下结构出现大变形并控制结构损伤，实现高承载力、高耗能、高延性的理想效果。
本发明提供的一种延性耗能木结构节点，可用于梁柱节点、柱脚节点以及其他具有抗弯或延性耗能需求的木构件之间连接节点或钢木构件连接节点。
此外，通过合理设计，可保证耗能装配件最先发生屈服破坏，类似于结构保险丝，这一方面极大提高节点的结构性能、延性性能和耗能性能，另一方面也使得节点的安全性、可靠性得到显著提高。
本发明中耗能装配件、钢垫板和紧固件等均可替换、容易检修、施工维修方便，不仅从技术上体现了先进性，还大大降低了木结构的维护和修复成本，具有很高的实用价值和经济价值。
附图说明
图1为采用角钢耗能装配件的延性耗能木结构节点示意图；
图2为构件一示意图；
图3为双拼构件分离体示意图；
图4为带端板的T形承弯连接件示意图；
图5为抗剪连接件示意图；
图6为角钢耗能装配件示意图；
图7为采用T形钢耗能装配件的延性耗能木结构节点示意图；
图8为T形钢耗能装配件示意图；
图9为本发明用于构件与基础连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1-9所示：一种延性耗能木结构节点，包括构件一1、构件二2、承弯连接件3、抗剪连接件4、耗能装配件、钢垫板6和连接螺栓7；
所述构件一1为木构件，所述承弯连接件3和抗剪连接件4采用植钢板方式固定于构件一1端部，承弯连接件3、抗剪连接件4均为T形钢3-1，其植入木构件部分表面硫化有橡胶层，构件一1端部在植钢板部位预开槽，预开槽包括构件顶底预开槽1-1和构件中心预开槽1-2，分别对应承弯连接件3和抗剪连接件4；
所述抗剪连接件4通过钢垫板6、锚固螺栓8固定在构件二2的侧面或者通过钢垫板6、锚栓11固定在混凝土基础12上面，所述构件一1端部设有构件锚固螺栓预开槽一1-3，抗剪连接件4上设有抗剪连接件翼缘螺栓孔4-1；
所述承弯连接件3通过连接螺栓7与耗能装配件连接，承弯连接件3上设有承弯连接件翼缘螺栓孔3-3，耗能装配件通过钢垫板6、锚固螺栓8固定在构件二2的侧面或者通过钢垫板6、锚栓11固定在混凝土基础12上面；所述耗能装配件分为角钢耗能装配件5和T形钢耗能装配件10两种方式；
所述耗能装配件为角钢耗能装配件5，角钢耗能装配件5上设有角钢耗能装配件螺栓孔5-1，承弯连接件3上焊接有T形钢端板3-4，T形钢端板3-4设置在承弯连接件3与钢垫板6之间，中间有焊缝3-5；
所述耗能装配件为T形钢耗能装配件10，T形钢耗能装配件10设有T形钢耗能装配件螺栓孔10-1，构件一1端部设有构件锚固螺栓预开槽二。
所述橡胶层厚度为1-5mm，橡胶材料为丁苯橡胶、天然橡胶或混合橡胶。为进一步提高粘结性能，同时也为方便安装自攻木螺钉，所述承弯连接件间隔设置有承弯连接件腹板开孔3-2。所述承弯连接件3和抗剪连接件4采用双腹板，从而进一步增大粘结面积，提供更大承载力。为了防止受力后植钢板胶层的正拉破坏，所述构件一1端部采用穿过木构件和植钢板的自攻木螺钉进行增强。所述木构件采用沿植钢板中心面剖开的双拼或多拼构件组合而成，由此可进一步简化植钢板工艺，双拼或多拼构件可采用自攻木螺钉或螺栓等组装；植钢板部位可做开槽处理，其中槽深小于植钢板厚度的1/2。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种延性耗能木结构节点，其特征在于：包括构件一、构件二、承弯连接件、抗剪连接件、耗能装配件、钢垫板和连接螺栓；
所述构件一为木构件，所述承弯连接件和抗剪连接件采用植钢板方式固定于构件一端部，承弯连接件、抗剪连接件均为T形钢，其植入木构件部分表面硫化有橡胶层，构件一端部在植钢板部位预开槽，预开槽包括构件顶底预开槽和构件中心预开槽，分别对应承弯连接件和抗剪连接件；
所述抗剪连接件通过钢垫板、锚固螺栓固定在构件二的侧面或者通过钢垫板、锚栓固定在混凝土基础上面，所述构件一端部设有构件锚固螺栓预开槽一；
所述承弯连接件通过连接螺栓与耗能装配件连接，耗能装配件通过钢垫板、锚固螺栓固定在构件二的侧面或者通过钢垫板、锚栓固定在混凝土基础上面；所述耗能装配件分为角钢耗能装配件和T形钢耗能装配件两种方式；
当所述耗能装配件为角钢耗能装配件时，承弯连接件上焊接有T形钢端板，T形钢端板设置在承弯连接件与钢垫板之间；
当所述耗能装配件为T形钢耗能装配件时，构件一端部设有构件锚固螺栓预开槽二。
2.根据权利要求1所述的一种延性耗能木结构节点，其特征在于：所述橡胶层厚度为1-5mm，橡胶材料为丁苯橡胶、天然橡胶或混合橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种延性耗能木结构节点，其特征在于：所述承弯连接件间隔设置有承弯连接件腹板开孔。
4.根据权利要求1所述的一种延性耗能木结构节点，其特征在于：所述承弯连接件和抗剪连接件采用双腹板。
5.根据权利要求1所述的一种延性耗能木结构节点，其特征在于：所述构件一端部采用穿过木构件和植钢板的自攻木螺钉进行增强。
6.根据权利要求1所述的一种延性耗能木结构节点，其特征在于：所述木构件采用沿植钢板中心面剖开的双拼或多拼构件组合而成。
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