CN106337502A - 多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构及其施工方法 - Google Patents

多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构及其施工方法，属于木结构领域。本发明的综合连接结构，包括木梁、木墙板和组合柱，组合柱由十字形钢柱和四根木柱构成；钢柱中与木梁相连的一侧柱钢板上焊接有一字形梁连接钢板，该梁连接钢板内嵌于木梁内并通过螺栓固连；钢柱中与木墙板相连的一侧柱钢板上焊接有一字形墙连接钢板，该墙连接钢板内嵌于木墙板内并通过螺栓固连。本发明的综合连接结构能实现高承载力、高刚度和高耗能的目的。本发明的施工方法，将四根木柱包裹在十字形钢柱四周并用螺栓连接成组合柱后，通过梁连接钢板与木梁相连、通过墙连接钢板与木墙板相连。本发明的施工方法步骤简单，施工方便。

Description

多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种连接结构及其施工方法，更具体地说，涉及一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构及其施工方法。
背景技术
木材是一种自重相对较轻，又可持续发展的绿色材料，因此大量使用木材是建设绿色、环保、节能型社会的关键。尽管木结构是一种古老的结构形式，如今却受到越来越多人们的关注。一些多、高层木结构建筑也不断出现在人们的视野。由于木材本身固有的力学特性，其在连接(节点)处往往是最薄弱的地方，因此，连接(节点)的设计在木结构中显得尤为重要，在高层木结构建筑中，由于纯木材的弹性模量较小，在较大的竖向荷载作用下，其蠕变现象不可忽略，甚至会影响到构件的力学性能。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服上述的不足，提供了一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构及其施工方法，采用本发明的技术方案，步骤简单，施工方便，能够快速且准确地将柱、梁及墙连接好，连接好后的木结构具有较高的竖向承载力和水平承载力，同时又具有较高的侧向刚度和较好的耗能能力，能实现高承载力、高刚度和高耗能的目的。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，包括木梁和木墙板，还包括截面为矩形的组合柱，所述的组合柱由十字形钢柱和四根木柱构成，所述的四根木柱包裹在十字形钢柱四周并通过螺栓固连成一体；所述的十字形钢柱中与木梁相连的一侧柱钢板上焊接有一字形梁连接钢板，该一字形梁连接钢板内嵌于木梁内并通过螺栓固连；所述的十字形钢柱中与木墙板相连的一侧柱钢板上焊接有一字形墙连接钢板，该一字形墙连接钢板内嵌于木墙板内并通过螺栓固连。
更进一步地，所述的梁连接钢板的中间位置处开设有沿水平方向延伸的腰形耗能孔。
更进一步地，所述的木柱上间隔开设有若干组对穿孔，每组对穿孔包括一左右向对穿孔和一前后向对穿孔，且同组的左右向对穿孔和前后向对穿孔不在同一平面内；所述的钢柱的前后两块柱钢板上与上述左右向对穿孔相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔，钢柱的左右两块钢板上与上述前后向对穿孔相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔。
更进一步地，所述的木柱的顶端面和底端面上均开设有以便螺杆拧入的连接孔。
本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的施工方法，其步骤为：
1)制作十字形钢柱，并要求每段钢柱的长度大于木柱的长度；
2)在每根木柱上间隔开设有若干组对穿孔，每组对穿孔包括一左右向对穿孔和一前后向对穿孔，且同组的左右向对穿孔和前后向对穿孔不在同一平面内；在钢柱的前后两块柱钢板上与上述左右向对穿孔相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔，在钢柱的左右两块钢板上与上述前后向对穿孔相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔；将四根木柱包裹在十字形钢柱四周并通过螺栓固连成一体；
3)钢柱中与木梁相连的一侧柱钢板上焊接有一字形梁连接钢板，在木梁的端部侧边开设有竖向开槽，将一字形梁连接钢板内嵌于木梁的竖向开槽内，并使得一字形梁连接钢板上的螺栓孔与木梁上的螺栓孔对齐后通过螺栓固连；
4)钢柱中与木墙板相连的一侧柱钢板上焊接有一字形墙连接钢板，在木墙板的端部侧边开设有竖向开槽，将一字形墙连接钢板内嵌于木墙板的竖向开槽内，并使得一字形墙连接钢板上的螺栓孔与木梁上的螺栓孔对齐后通过螺栓固连。
更进一步地，所述的步骤2)中每根木柱的顶端面和底端面上均开设有以便螺杆拧入的连接孔，上下两根组合柱中上下木柱之间通过螺杆连接后并通过结构胶固定，上下钢柱之间焊接。
更进一步地，所述的步骤3)中梁连接钢板的中间位置处开设有沿水平方向延伸的腰形耗能孔。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，其组合柱由十字形钢柱和四根木柱构成，四根木柱包裹在十字形钢柱四周并通过螺栓固连成一体，形成钢-木组合柱，结构简单，连接方便，既解决了纯木柱在竖向荷载作用下的蠕变问题，又解决了纯钢柱的防火和侧向刚度小的问题，而且采用钢-木组合柱，由于其有效截面尺寸的增加，提高了侧向刚度，使得组合柱不会在竖向载荷和水平载荷的作用下产生过大的侧向位移，有利于组合柱安全，提高了组合柱的竖向承载力和水平承载力；
(2)本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，其十字形钢柱中与木梁相连的一侧柱钢板上焊接有一字形梁连接钢板，该一字形梁连接钢板内嵌于木梁内并通过螺栓固连，结构简单，连接方便，连接后整体性好；
(3)本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，其十字形钢柱中与木墙板相连的一侧柱钢板上焊接有一字形墙连接钢板，该一字形墙连接钢板内嵌于木墙板内并通过螺栓固连，结构简单，连接方便，连接后整体性好，且形成抗侧力构件，为木结构提供了较大的侧向刚度，减小了整体木结构的侧向变形；
(4)本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，其梁连接钢板的中间位置处开设有沿水平方向延伸的腰形耗能孔，通过腰形耗能孔的变形来消耗掉地震输入的能量，提高结构的耗能能力；
(5)本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，其木柱上间隔开设有若干组对穿孔，每组对穿孔包括一左右向对穿孔和一前后向对穿孔，且同组的左右向对穿孔和前后向对穿孔不在同一平面内，钢柱的前后两块柱钢板上与上述左右向对穿孔相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔，竖向腰形螺栓孔可以减少因木柱的竖向蠕变而在螺栓孔处木材的应力集中现象，钢柱的左右两块钢板上与上述前后向对穿孔相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔，在每根木柱上开设不对称双向对穿孔，四根木柱包裹在十字形钢柱四周并按照左右向对穿孔和前后向对穿孔的排布用螺栓固连成一体，结构简单，连接方便，组合柱整体结构连接稳固；
(6)本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，其木柱的顶端面和底端面上均开设有以便螺杆拧入的连接孔，以便木柱的延伸；
(7)本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的施工方法，其步骤简单，施工方便，能够快速且准确地将柱、梁及墙连接好；
(8)本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的施工方法，其上下两根组合柱中上下木柱之间通过螺杆连接后并通过结构胶固定，上下钢柱之间焊接，组合柱的延伸方便，延伸后的结构连接稳固。
附图说明
图1为本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的立体示意图；
图2为本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的主视图；
图3为本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构A-A向的剖视图；
图4为本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构B-B向的剖视图；
图5为本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构中木柱的结构示意图；
图6为本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构中钢柱的连接示意图；
图7为本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构中木梁的结构示意图；
图8为本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构中木墙板的结构示意图。
示意图中的标号说明：1、木柱；11、左右向对穿孔；12、前后向对穿孔；13、连接孔；2、木梁；21、竖向开槽一；3、木墙板；31、竖向开槽二；4、钢柱；41、竖向腰形螺栓孔一；42、竖向腰形螺栓孔二；5、梁连接钢板；51、腰形耗能孔；6、墙连接钢板；7、螺杆。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
结合图1、图2、图3、图4、图6、图7和图8，本实施例的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，包括木梁2、木墙板3和截面为矩形的组合柱，组合柱由十字形钢柱4和四根木柱1构成，本实施例中(参见图7所示)木柱1上间隔开设有若干组对穿孔，每组对穿孔包括一左右向对穿孔11和一前后向对穿孔12，且同组的左右向对穿孔11和前后向对穿孔12不在同一平面内；为了便于木柱1的延伸，木柱1的顶端面和底端面上均开设有以便螺杆7拧入的连接孔13；(参见图6所示)钢柱4的前后两块柱钢板上与上述左右向对穿孔11相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔一41，钢柱4的左右两块钢板上与上述前后向对穿孔12相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔二42，在每根木柱1上开设不对称双向对穿孔，四根木柱1包裹在十字形钢柱4四周并按照左右向对穿孔11和前后向对穿孔12的排布用螺栓固连成一体，结构简单，连接方便，组合柱整体结构连接稳固；四根木柱1包裹在十字形钢柱4四周并通过螺栓固连成一体，形成钢-木组合柱，结构简单，连接方便，解决了纯木柱在竖向荷载作用下的蠕变问题，又解决了纯钢柱的防火和侧向刚度小的问题，而且采用钢-木组合柱，由于其有效截面尺寸的增加，提高了侧向刚度，使得组合柱不会在较大竖向载荷和水平载荷的作用下产生过大的侧向位移，有利于组合柱安全，提高了组合柱的竖向承载力和水平承载力；十字形钢柱4中与木梁2相连的一侧柱钢板上焊接有一字形梁连接钢板5，该一字形梁连接钢板5内嵌于木梁2内并通过螺栓固连，结构简单，连接方便，连接后整体性好，为了提高结构的耗能能力，梁连接钢板5的中间位置处开设有沿水平方向延伸的腰形耗能孔51，通过腰形耗能孔51的变形来消耗掉地震输入的能量；十字形钢柱4中与木墙板3相连的一侧柱钢板上焊接有一字形墙连接钢板6，该一字形墙连接钢板6内嵌于木墙板3内并通过螺栓固连，结构简单，连接方便，连接后整体性好，且形成抗侧力构件，为整个结构提供了较大的侧向刚度，减小了整体结构的侧向变形。
本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，具有较高的竖向承载力和水平承载力，同时又具有较高的侧向刚度和较好的耗能能力，能实现高承载力、高刚度和高耗能的目的。
本实施例的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的施工方法，其步骤为：
1)制作十字形钢柱4，并要求每段钢柱4的长度大于木柱1的长度；
2)在每根木柱1上间隔开设有若干组对穿孔，每组对穿孔包括一左右向对穿孔11和一前后向对穿孔12，且同组的左右向对穿孔11和前后向对穿孔12不在同一平面内，在钢柱4的前后两块柱钢板上与上述左右向对穿孔11相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔一41，在钢柱4的左右两块钢板上与上述前后向对穿孔12相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔二42，将四根木柱1包裹在十字形钢柱4四周并按照左右向对穿孔11和前后向对穿孔12的排布通过螺栓固连成一体，结构简单，连接方便，组合柱整体结构连接稳固，既解决了纯木柱在竖向荷载作用下的蠕变问题，又解决了纯钢柱的防火和侧向刚度过小的问题，而且还提高了组合柱的竖向承载力和水平承载力；另外每根木柱1的顶端面和底端面上均开设有以便螺杆7拧入的连接孔，上下两根组合柱中上下木柱1之间通过螺杆7连接后并通过结构胶固定，上下钢柱4之间焊接，组合柱的延伸方便，延伸后的结构连接稳固；
3)钢柱4中与木梁2相连的一侧柱钢板上焊接有一字形梁连接钢板5，在木梁2的端部侧边开设有竖向开槽21，将一字形梁连接钢板5内嵌于木梁2的竖向开槽一21内，并使得一字形梁连接钢板5上的螺栓孔与木梁2上的螺栓孔对齐后通过螺栓固连，连接方便，连接后整体性好；另外梁连接钢板5的中间位置处开设有沿水平方向延伸的腰形耗能孔51，通过腰形耗能孔51的变形来消耗掉地震输入的能量，确保抗震能力；
4)钢柱4中与木墙板3相连的一侧柱钢板上焊接有一字形墙连接钢板6，在木墙板3的端部侧边开设有竖向开槽二31，将一字形墙连接钢板6内嵌于木墙板3的竖向开槽二31内，并使得一字形墙连接钢板6上的螺栓孔与木梁2上的螺栓孔对齐后通过螺栓固连，连接方便，连接后整体性好，形成抗侧力构件，为木结构提供了较大的侧向刚度，减小了整体木结构的侧向变形。
本发明的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的施工方法，步骤简单，施工方便，能够快速且准确地将柱、梁及墙连接好。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，包括木梁(2)和木墙板(3)，其特征在于：还包括截面为矩形的组合柱，所述的组合柱由十字形钢柱(4)和四根木柱(1)构成，所述的四根木柱(1)包裹在十字形钢柱(4)四周并通过螺栓固连成一体；所述的十字形钢柱(4)中与木梁(2)相连的一侧柱钢板上焊接有一字形梁连接钢板(5)，该一字形梁连接钢板(5)内嵌于木梁(2)内并通过螺栓固连；所述的十字形钢柱(4)中与木墙板(3)相连的一侧柱钢板上焊接有一字形墙连接钢板(6)，该一字形墙连接钢板(6)内嵌于木墙板(3)内并通过螺栓固连。
2.根据权利要求1所述的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，其特征在于：所述的梁连接钢板(5)的中间位置处开设有沿水平方向延伸的腰形耗能孔(51)。
3.根据权利要求2所述的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，其特征在于：所述的木柱(1)上间隔开设有若干组对穿孔，每组对穿孔包括一左右向对穿孔(11)和一前后向对穿孔(12)，且同组的左右向对穿孔(11)和前后向对穿孔(12)不在同一平面内；所述的钢柱(4)的前后两块柱钢板上与上述左右向对穿孔(11)相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔一(41)，钢柱(4)的左右两块钢板上与上述前后向对穿孔(12)相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔二(42)。
4.根据权利要求3所述的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构，其特征在于：所述的木柱(1)的顶端面和底端面上均开设有以便螺杆(7)拧入的连接孔(13)。
5.一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的施工方法，其步骤为：
1)制作十字形钢柱(4)，并要求每段钢柱(4)的长度大于木柱(1)的长度；
2)在每根木柱(1)上间隔开设有若干组对穿孔，每组对穿孔包括一左右向对穿孔(11)和一前后向对穿孔(12)，且同组的左右向对穿孔(11)和前后向对穿孔(12)不在同一平面内；在钢柱(4)的前后两块柱钢板上与上述左右向对穿孔(11)相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔一(41)，在钢柱(4)的左右两块钢板上与上述前后向对穿孔(12)相对应的位置处均开设有竖向腰形螺栓孔二(42)；将四根木柱(1)包裹在十字形钢柱(4)四周并通过螺栓固连成一体；
3)钢柱(4)中与木梁(2)相连的一侧柱钢板上焊接有一字形梁连接钢板(5)，在木梁(2)的端部侧边开设有竖向开槽(21)，将一字形梁连接钢板(5)内嵌于木梁(2)的竖向开槽一(21)内，并使得一字形梁连接钢板(5)上的螺栓孔与木梁(2)上的螺栓孔对齐后通过螺栓固连；
4)钢柱(4)中与木墙板(3)相连的一侧柱钢板上焊接有一字形墙连接钢板(6)，在木墙板(3)的端部侧边开设有竖向开槽二(31)，将一字形墙连接钢板(6)内嵌于木墙板(3)的竖向开槽二(31)内，并使得一字形墙连接钢板(6)上的螺栓孔与木梁(2)上的螺栓孔对齐后通过螺栓固连。
6.根据权利要求5所述的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的施工方法，其特征在于：所述的步骤2)中每根木柱(1)的顶端面和底端面上均开设有以便螺杆(7)拧入的连接孔，上下两根组合柱中上下木柱(1)之间通过螺杆(7)连接后并通过结构胶固定，上下钢柱(4)之间焊接。
7.根据权利要求6所述的一种多、高层木结构柱、梁及墙的综合连接结构的施工方法，其特征在于：所述的步骤3)中梁连接钢板(5)的中间位置处开设有沿水平方向延伸的腰形耗能孔(51)。
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