CN107386445B - 一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点 - Google Patents

一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点 Download PDF

Info

Publication number
CN107386445B
CN107386445B CN201710678712.2A CN201710678712A CN107386445B CN 107386445 B CN107386445 B CN 107386445B CN 201710678712 A CN201710678712 A CN 201710678712A CN 107386445 B CN107386445 B CN 107386445B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tenon
wooden frame
reinforcing bar
hole
pin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710678712.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107386445A (zh
Inventor
武国芳
钟永
龚迎春
任海青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Institute of Wood Industry of Chinese Academy of Forestry
Original Assignee
Research Institute of Wood Industry of Chinese Academy of Forestry
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute of Wood Industry of Chinese Academy of Forestry filed Critical Research Institute of Wood Industry of Chinese Academy of Forestry
Priority to CN201710678712.2A priority Critical patent/CN107386445B/zh
Publication of CN107386445A publication Critical patent/CN107386445A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107386445B publication Critical patent/CN107386445B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
    • E04B1/2604—Connections specially adapted therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
    • E04B1/2604—Connections specially adapted therefor
    • E04B2001/264—Glued connections
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
    • E04B1/2604—Connections specially adapted therefor
    • E04B2001/2652—Details of nailing, screwing, or bolting

Abstract

本发明提出的一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点，属于建筑结构工程技术领域，该木结构榫卯节点包括木柱、木梁和钢筋，木柱和木梁通过将木梁的榫头插入木柱卯口的方式形成榫卯连接；木梁榫头的上、下表面各钻有一排平行于木纹方向的孔洞，各孔洞中均放置有钢筋，通过在各孔洞中注入结构胶粘剂将钢筋与木梁榫头牢固粘结。本发明可增强榫头表层横纹抗压承载力与刚度，减小榫头表层受压变形；植入的钢筋可抵抗榫头的拉压应力，提高榫头的抗弯承载力和刚度，进而提升榫卯节点整体的承载力和刚度；且不影响建筑外观，施工简便。

Description

一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点
技术领域
本发明涉及建筑结构工程技术领域，具体为一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点。
背景技术
木结构是我国古代建筑的重要建筑形式，而采用榫卯连接作为木构件间的连接方式则是我国古代木结构的主要特征之一。榫卯连接是木构件之间采用凹凸结合形成的一种连接方式，突出的部分称为榫头，凹进去的部分称为卯口，构件之间通过榫头和卯口结合在一起形成榫卯连接节点。榫卯连接节点的种类繁多，简单的如柱上开矩形卯口，梁端设置的矩形榫头插入柱上卯口形成的直榫连接节点，复杂的如多个构件通过多种形式的榫头卯口交错搭接形成的斗栱节点。
木结构梁柱间的榫卯连接是传统木结构的一种基本连接形式，其力学性能对于结构的整体承载性能具有非常重要的作用。梁柱间的榫卯连接节点不仅将木梁上的竖向荷载传递到木柱上，在风或地震等侧向荷载作用下，梁柱间的角度将会变化，榫头的上下表面将与木柱的卯口互相挤压，形成一定的抵抗弯矩，以抵抗侧向荷载。由于木材的横纹弹性模量和承载力均较小，因此榫卯节点的抗弯刚度和承载力均有限。研究发现，在侧向荷载作用下，榫头和卯口互相挤压，往往在榫头压出较深的凹坑。此外，调查我国现存的古代木结构可以发现，一些榫卯节点在长期使用过程中由于榫卯节点部位的挤压变形，使得榫卯节点松动，榫卯之间出现空隙，甚至出现局部拔榫等现象，故梁柱间榫卯连接节点的性能是制约榫卯连接梁柱式木结构跨度、高度等的重要因素。
随着人们对居住空间品质的需求的逐渐提升，现代木结构建筑在我国的应用越来越广泛。现代木结构在对古代木结构传承的基础上，在材料和加工技术方面都取得了新的进展。越来越多的新型木产品正被研发出来，与传统方木、原木相比，胶合木、工程木产品等新型木产品不仅尺寸更大，而且性能更加稳定，已经成为木结构建筑的主要材料，随着建筑体量的增大，对榫卯连接节点力学性能的要求也在不断提升；另外CNC(ComputerNumberical Control，数控机床)加工技术的应用不仅提高了加工精度，也大大提高了加工效率，采用榫卯连接的木结构建筑可以实现工业化生产，具有良好的应用前景。针对榫卯节点抗弯性能较弱的特点，需提出合适的增强方法。
现有专利公开了一些木结构榫卯节点增强方法，如“一种耗能弧形钢板加固的木结构榫卯节点(专利号201120137388.1)”中所述的弧形钢板增强方法；“一种木结构榫卯节点的加固与耗能减震装置(专利号201320561955.5)”中所述的金属紧固件加固；“点阵式横纹增强型木结构榫卯节点(专利号201410831335.8)”中所述的木竹材点阵式加固；“插板式横纹增强型木结构榫卯节点(专利号201410830182.5)”中所述的榫头插入木竹板材式加固方式。
既有的木结构榫卯节点增强方式可以部分达到增强榫卯节点竖向承载力、耗能能力等的效果，但是也存在如下主要问题：
1)影响结构外观，如采用弧形钢板或金属连接件加固，往往需要使得加固材料外露，影响建筑的外观。
2)所述插板式和点阵式榫头增强方法对于榫卯节点的竖向承载力增强效果较好，但是由于垂直于榫头的钻孔以及开槽操作破坏了木材纤维的连续性，减少了榫头的抗弯承载力，导致受弯时榫卯节点容易在榫头处断裂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种榫头增强式榫卯节点，本发明的榫卯节点结构可以增强榫头表层横纹抗压承载力与刚度，减小榫头表层受压变形，植入的钢筋还可以抵抗榫头的拉压应力，提高榫头的抗弯承载力和刚度，进而提升榫卯节点整体的承载力和刚度，且该结构不影响建筑外观。
一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点，包括木柱、木梁和钢筋，所述木柱上开有卯口，所述木梁端部加工成与木柱卯口尺寸匹配的榫头，木柱和木梁通过将木梁的榫头插入木柱卯口的方式形成榫卯连接；其特征在于，木梁榫头的上、下表面各钻有一排平行于木纹方向的孔洞，且各孔洞向木梁中心延伸，各孔洞中均放置有钢筋，通过在各孔洞中注入结构胶粘剂将钢筋与木梁榫头牢固粘结。
木梁榫头上沿木纹方向设置的各孔洞的长度比榫头的长度至少大3倍孔洞直径；各孔洞直径比所述钢筋的直径ds大1-4mm；各孔洞中心距离木梁榫头上表面或下表面的距离a满足以下关系式：0.5ds＜a＜2ds。
本发明的特点及有益效果：
1)不影响外观，钢筋植入榫头末端，外部不可见，不影响建筑外观。
2)浅层植筋可以增强榫头表层横纹抗压承载力与刚度，减小榫头表层受压变形；榫头受弯时，植入的钢筋还可以抵抗榫头的拉压应力，提高榫头的抗弯承载力和刚度，进而提升榫卯节点整体的承载力和刚度。
3)施工简便，可在工厂完成，易于控制施工质量。
附图说明
图1为本发明提出的榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点的整体结构示意图；
图2为图1中木柱的结构示意图；
图3为图1中木梁的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进一步说明如下：
本发明提出的一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点的整体结构如图1所示，A-A剖面和B-B剖面分别如图2、图3所示，该节点包括木柱1、木梁2和钢筋3，所述木柱1上开有卯口11，所述木梁2端部加工成与木柱卯口尺寸匹配的榫头，木柱1和木梁2通过将木梁的榫头插入木柱卯口的方式形成榫卯连接；
钢筋3采用浅层植筋增强方式与木梁2的榫头固定：在木梁2榫头的上、下表面各钻有一排平行于木纹方向的孔洞21，且各孔洞向木梁中心延伸，各孔洞中均放置有钢筋3，通过在各孔洞中注入适量结构胶粘剂将钢筋3与木梁榫头牢固粘结。
木梁2榫头上沿木纹方向设置的各孔洞21的长度ld比榫头的长度至少大3倍孔洞直径，各孔洞直径比钢筋3的直径ds大1-4mm，各孔洞中心距离榫头上表面或下表面的距离a满足以下关系式：0.5ds＜a＜2ds。
所述钢筋3可以采用螺纹钢筋或光圆钢筋，钢筋长度ls满足以下关系式：ld－ds≤ls≤ld。
所述的结构胶粘剂为我国相关标准和规范认可的满足植筋工艺的结构胶粘剂，包括但不限于酚醛树脂及其改性树脂、异氰酸酯、三聚氰胺脲醛共缩聚树脂、环氧树脂等。注入孔洞21中的胶粘剂的量应保证放入钢筋后能填满钢筋和孔洞之间的缝隙，并略有挤出，待胶粘剂完全固化后，钢筋与榫头牢固粘结在一起。
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，对对上述实施方式进行的改进和润饰，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个组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点，包括木柱、木梁和钢筋，所述木柱上开有卯口，所述木梁端部加工成与木柱卯口尺寸匹配的榫头，木柱和木梁通过将木梁的榫头插入木柱卯口的方式形成榫卯连接；其特征在于，木梁榫头的上、下表面各钻有一排平行于木纹方向的孔洞，且各孔洞向木梁中心延伸，各孔洞中均放置有钢筋，通过在各孔洞中注入结构胶粘剂将钢筋与木梁榫头牢固粘结。
2.根据权利要求1所述的木结构榫卯节点，其特征在于，木梁榫头上沿木纹方向设置的各孔洞的长度ld比榫头的长度至少大3倍孔洞直径；各孔洞直径比所述钢筋的直径ds大1-4mm；各孔洞中心距离木梁榫头上表面或下表面的距离a满足以下关系式：0.5ds＜a＜2ds。
3.根据权利要求2所述的木结构榫卯节点，其特征在于，所述钢筋采用螺纹钢筋或光圆钢筋，钢筋长度ls满足以下关系式：ld－ds≤ls≤ld。
4.根据权利要求1所述的木结构榫卯节点，其特征在于，所述结构胶粘剂为酚醛树脂、酚醛树脂改性树脂、异氰酸酯、三聚氰胺脲醛共缩聚树脂、环氧树脂中的任意一种。
CN201710678712.2A 2017-08-10 2017-08-10 一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点 Active CN107386445B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710678712.2A CN107386445B (zh) 2017-08-10 2017-08-10 一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710678712.2A CN107386445B (zh) 2017-08-10 2017-08-10 一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107386445A CN107386445A (zh) 2017-11-24
CN107386445B true CN107386445B (zh) 2019-03-01

Family

ID=60355037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710678712.2A Active CN107386445B (zh) 2017-08-10 2017-08-10 一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107386445B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109811904A (zh) * 2019-03-07 2019-05-28 河北建筑工程学院 一种木梁与混凝土柱的榫卯节点结构及其施工方法
CN109972746A (zh) * 2019-05-09 2019-07-05 上海市建筑科学研究院 一种自攻螺丝加固的木销半榫节点及其制作方法
CN110185156A (zh) * 2019-06-03 2019-08-30 中国林业科学研究院林业新技术研究所 一种榫卯节点增强装置及其使用方法
CN110453932A (zh) * 2019-09-17 2019-11-15 上海市建筑科学研究院 一种受损木结构榫卯节点的加固结构及加固方法
CN113944239A (zh) * 2021-10-28 2022-01-18 扬州工业职业技术学院 复合榫、木质构件的连接方法及木质组合件
CN114703966A (zh) * 2022-03-23 2022-07-05 天津大学 盖板-预应力高强钢带连接胶合木榫卯式节点

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203441123U (zh) * 2013-08-09 2014-02-19 南京工业大学 一种自复位榫卯节点
CN103669897A (zh) * 2013-10-24 2014-03-26 北京工业大学 一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点及制备方法
CN104532960B (zh) * 2014-12-26 2016-08-31 南京工业大学 点阵式横纹增强型木结构榫卯节点
CN104499579B (zh) * 2014-12-26 2017-03-08 南京工业大学 插板式横纹增强型木结构榫卯节点
CN206267321U (zh) * 2016-11-25 2017-06-20 沈阳建筑大学 一种装配式混凝土梁板榫槽式连接节点

Also Published As

Publication number Publication date
CN107386445A (zh) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107386445B (zh) 一种榫头浅层植筋增强型木结构榫卯节点
CN110185156A (zh) 一种榫卯节点增强装置及其使用方法
CN207959515U (zh) 一种木结构榫卯节点的修复与耗能减震装置
CN104499579B (zh) 插板式横纹增强型木结构榫卯节点
CN103556711A (zh) 一种装配式木结构植筋节点及其施工方法
CN103556838A (zh) 一种木结构传统建筑中间跨节点的隐蔽式加固结构和制备方法
CN201261922Y (zh) 钢竹或钢木组合楼板
CN206360214U (zh) 轻质高强装配式竹质组合柱
CN201381555Y (zh) 复合材料或复合木材中间层梁柱连接结构
CN109898741A (zh) 新型装配式三角形木桁架结构
CN203066257U (zh) 一种重组竹框架结构的梁柱刚性节点连接
CN201071549Y (zh) 一种扁钢加固的古建筑木结构大木构架的榫卯节点
CN104532960B (zh) 点阵式横纹增强型木结构榫卯节点
CN109025056A (zh) 一种原竹约束混凝土组合结构
CN113404215A (zh) 一种装配式钢木组合梁
CN208594630U (zh) 一种木-混凝土组合梁抗剪连接件推出试验试件
CN203569696U (zh) 一种装配式木结构植筋节点
CN204023887U (zh) 一种新型纤维锚具
CN209457432U (zh) 一种木结构榫卯节点加固装置
CN107476445A (zh) 一种正交胶合木墙体燕尾榫连接技术及制作方法
CN209686584U (zh) 一种可恢复的耗能木结构梁-柱节点
CN205329843U (zh) 一种木-混凝土组合结构的连接体系
CN204356913U (zh) 点阵式横纹增强型木结构榫卯节点
CN203307934U (zh) 螺孔增强型大跨度胶合木柱梁连接结构
CN203247753U (zh) 木材-混凝土复合结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant