CN107654009A

CN107654009A - 一种木柱与clt木楼板连接结构

Info

Publication number: CN107654009A
Application number: CN201711102395.6A
Authority: CN
Inventors: 王立彬; 王玉群
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2018-02-02

Abstract

本发明是一种木柱与(CLT)木楼板的连接结构，它包括(1)底部钢结构连接器，由正方形钢板与钢管套筒组成。(2)上部钢结构连接器，底部钢结构连接器钢管套筒直径比上部的略小，使得底部钢管套筒能够插入上部的钢管套筒内，并用栓销进行固定。其主要作用连接上柱与下柱，传递竖向荷载，提供抗剪承载力等。(3)高强带螺纹钢棒，共四根。高强带螺纹钢棒的作用是将CLT板固定在柱上，同时承担抗剪、抗弯和抗扭承载力。连接的构件：(4)CLT楼板(5)上柱(6)下柱。优点：本发明连接方法合理，连接强度高，节点处的整体性能较好，对于装配式竹木结构具有较强的应用价值。连接构件均在工厂提前预制，在施工现场直接进行拼装，提高了施工效率。

Description

一种木柱与CLT木楼板连接结构

技术领域

本发明涉及竹木装配式无梁板柱结构，是在相邻楼层柱及楼板之间的连接结构，属于竹木建筑领域。

背景技术

近年来，在欧美发达国家，正交胶合木(cross laminated timber，简称CLT)为代表的新一代重型木结构建筑材料，正在部分取代钢筋混凝土，广泛应用于民用住宅和公共建筑。由于其优越的性能，CLT重木结构正在并突破传统木结构建筑的层高限制，在高层建筑中开始使用。

CLT及其重型木结构建筑体系与传统建筑体系相比，其优点在于：(1)尺寸稳定，CLT通过纵横正交铺装和控制单元的含水率可显著提高板材结构的尺寸稳定性；(2)承载性能强，CLT的力学性能在纵横两个方向上较均匀，同时通过在制造过程中去除层积单元的缺陷，可显著提高设计强度值。同时该板轻质高强，可充分发挥木材强重比高的特点；(3)防火性能好；(4)隔音、保温性能强；(5)施工快和噪音低；(6)应用范围广，可用于低、中层甚至高层的民用住宅和非民用建筑；(7)低碳、固碳、环保，计算结果表明，CLT的温室气体排放仅为钢材的1/20。显然上述这些优势将有力推动CLT建筑产业化快速的发展。

国内外在多高层木结构和木混合结构方面的研究正在开展。2007年，意大利进行了7层的CLT结构的振动台试验，证明CLT多层结构体系具有良好的适用性及优异的抗震性能。2012年，一幢名为Forte的10层CLT结构建筑由澳大利亚建成。2017年，世界上最高的18层木结构在哥伦比亚大学建成，该建筑为无梁楼板结构，即直接将CLT楼板支撑在木柱上，这种构造在柱与柱，柱与板的连接部位局部受力复杂，需要通过连接构件在柱板之间传递荷载。现有的做法是在上柱的底部以及下柱的顶部中心各安装一个过盈配合的圆形钢套筒，通过上柱钢套筒插于下柱钢套筒传递荷载。四块CLT楼板四个角部搭于下柱顶部并用螺钉锚于下柱，CLT上板面与上柱底部预留一定高度的缝隙，作为CLT锚固螺母的作业空间，随后在楼板上浇筑混凝土并铺设地砖来填充预留的缝隙。这种装配方式需要将下部套筒通过螺钉紧固于上柱，将上部套筒通过螺钉紧固与下柱，并且将四块CLT楼板通过四个螺钉紧固于下柱，可见，这种连接方法并没有能够将CLT板和上下柱连接成一个有机整体，上柱与下柱之间结点为半刚性结点，CLT板与柱之间属于铰接节点，结点形式有待改善，结点性能有待提高。同时仅靠钢套筒连接器传递载荷，结构荷载传递形式单一，套筒处应力集中，在荷载作用下装配式柱结点处的钢套筒连接器首先发生破坏，在结构构件如(柱)的承载能力还未得到充分的发挥时，装配式竹木结构或装配式木混结构便丧失承载能力，结构安全性得不到较好的保障。

发明的内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的问题是：改进柱板的连接方式、提高结点处的承载力、保证安全、施工方便快捷，同时降低造价。具体如下所述：其一是将底部套筒顶板与上柱连接的4个螺杆、上部套筒底板与下柱连接的4个螺杆，以及4块CLT板与下柱顶面的4个螺钉合并为4个上下贯通于下柱、CLT楼板以及上柱的通长高强带螺纹钢棒，节点连接更加方便。其二是将CLT顶面与上柱套筒顶板紧密贴接，不在预留楼板混凝土层及地砖的高度，下柱顶面、CLT楼板及上柱底面紧密贴合，部分上柱压力直接作用在CLT板端部，承压传递荷载，对CLT楼板起到了较好的约束作用，限制了CLT端部翘起的可能性，楼柱与楼板之间结合更加牢固。其三是，四根外围螺杆和中部的套筒协同工作，一起形成了荷载传递了两条途径，通过通过套筒与螺杆钢筋合理的抗压刚度分配，合理的分配荷载传递比例，有效的减少了套筒的荷载集中问题，形成了安全的两层保障体系。本发明，通过4根高强带螺纹钢棒将柱与钢套筒连接器进行连接，且固定了柱上的4块CLT楼板，将上柱、下柱以及CLT楼板连接成一个整体，形式简洁、传力路径明确，施工便捷进而降低造价。同时4根高强带螺纹钢棒可以抵抗部分剪力、弯矩及扭矩，与钢套筒连接器协同工作，并且高强带螺纹钢棒为局部失稳破坏提供了安全保障。

本发明的技术方案是：一种木柱与CLT木楼板连接结构，它包括底部(上柱底部)钢结构连接器1(由正方形钢板与钢管套筒组成)，上部(下柱的顶部)钢结构连接器2(由正方形钢板与钢管套筒组成)和四根高强带螺纹钢棒3组成。所述上部钢结构连接器先和下柱进行粘接，再将四块CLT板放在上部钢结构连接器的钢板上，再将四根高强带螺纹钢棒穿过预留孔洞的钢板并插入下部柱的预留孔洞中并紧固。所述的CLT楼板上预制的孔洞将其扣入高强带螺纹钢棒并搭放在下部钢结构连接器上，在将底部钢结构连接器及上柱以同样的方式进行连接，依靠重力作用紧固连接。

附图说明

图1是底部钢结构连接器(图上半部分)和上部钢结构连接器(图下半部分)图

图2是上部钢结构连接器和下柱连接图

图3是底部钢结构连接器和上柱连接图

图4是CLT楼板及四根高强带螺纹钢棒图

图5是上部钢结构连接器、CLT楼板及高强带螺纹钢棒连接俯视图

图6板柱节点处的示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进一步解释说明。

实施例：

如图1-6所示。

一种楼柱与CLT楼板的连接结构，它包括底部钢结构连接器1(由正方形钢板与钢管套筒组成)，所述的方形钢板上有五个开洞及钢套管上预留了孔洞，如图1所示。上部钢结构连接器2(由正方形钢板与钢管套筒组成)，所述的方形钢板上有开洞及钢套管上预留了孔洞，钢结构连接器如图1所示。四块CLT板的角有1/4圆形切口并预留孔洞，其搭放在上部连接器上时正好能够包裹住钢套筒；四根高强带螺纹钢棒上端下端带有螺纹，其插入柱内时能和柱产生较大的摩擦力，如图4所示。所述上部钢结构连接器先和下柱进行搭接，再将四块CLT板放在上部钢结构连接器的钢板上，接着将四根高强带螺纹钢棒依次穿过预留孔洞的CLT板、钢板并插入下部柱的预留孔洞中，其俯视图如图5所示。接着将下部钢结构连接器安放在图5的构件上，上下两个套筒洞口重合后通过插入栓销进行固定。最后将上柱底端的孔洞迎合四根高强带螺纹钢棒安装在下部钢结构连接器上。这时上柱底部的钢板刚好压在4块CLT板上，形成无梁楼盖的板柱节点如图6所示。

Claims

1.一种木柱与CLT木楼板连接结构，其主要特征包括底部钢结构连接器、上部钢结构连接器板与钢管套筒以及高强带螺纹钢棒。安装方法：四块CLT板的角有1/4圆形切口并预留孔洞，其搭放在上部连接器上时正好能够包裹住钢套筒；四根高强带螺纹钢棒上端下端带有螺纹，其插入柱内时能和柱产生较大的摩擦力。上部钢结构连接器先和下柱进行搭接，再将四块CLT板放在上部钢结构连接器的钢板上，接着将四根高强带螺纹钢棒依次穿过预留孔洞的CLT板、钢板并插入下部柱的预留孔洞中。安放下部钢结构连接器，上下两个套筒洞口重合后通过插入栓销进行固定。最后将上柱底端的孔洞迎合四根高强带螺纹钢棒安装在下部钢结构连接器上。这时上柱底部的钢板刚好压在4块CLT板上，形成无梁楼盖的板柱节点。

2.根据权利1所述的一种木柱与CLT木楼板连接结构，其特征是：钢结构连接器由正方形钢板与钢管套筒组成。

3.根据权利1所述的一种木柱与CLT木楼板连接结构，其特征是：底部钢结构连接器数量、上部钢结构连接器数量各1个，高强带螺纹钢棒的数量4根。