CN109989481A - 形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点，木构件呈矩形体状，其长度方向为木纹纹理方向；木构件一的加固部位位于端部，木构件二的加固部位位于腹部；加固部位为：木构件在厚度方向中间开设至少一平行于长度方向的钢填板槽，木构件和钢填板的对应位置在厚度方向预钻若干螺栓孔，钢填板插入钢填板槽中，各螺栓插入各自对应的螺栓孔中；木构件在截面高度方向预钻若干棒材孔，棒材孔的位置与螺栓孔不发生干涉，各记忆合金棒材插入各自对应的棒材孔中；木构件一与木构件二通过各自加固部位垂直连接。本发明有效防止螺栓节点区域木材横纹劈裂破坏，同时能够显著降低节点区域木材横纹方向的不可恢复变形的发展，提升节点的自复位性能。
Description
技术领域
本发明涉及现代木结构加固改造中，木结构梁柱螺栓节点，尤其涉及一种形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点。
背景技术
随着我国对绿色建筑和装配式建筑的大力推进，现代木结构迎来了新的发展机遇。此类结构形式具有舒适宜居、抗震性能优良以及装配化程度高等诸多优点，因而备受关注。螺栓钢填板节点是现代木结构中常用的构件连接形式之一，具有外形美观、制造简单和安装方便等诸多优点。
在弯矩和剪力共同作用下，螺栓钢填板节点容易出现木材横纹劈裂破坏，且节点区域木材横纹方向会发生明显的不可恢复变形。这使得此类节点的抗弯承载力和变形能力得不到充分利用，同时也会削弱构件在正常使用状态下的性能。常用的加固效果(如自攻螺丝加固法和黏贴碳纤维布加固法)并不能降低木材横纹方向不可恢复变形的影响，无法起到自复位效果。
采取何种措施限制木材的横纹劈裂破坏，降低节点区域木材横纹方向的不可恢复变形，提升节点的自复位性能，兼顾木结构梁柱螺栓节点的强度以及抗变形能力，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点，有效防止螺栓节点区域木材横纹劈裂破坏，同时能够显著降低节点区域木材横纹方向的不可恢复变形的发展，提升节点的自复位性能。
本发明采取以下技术方案：
一种形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点，包括木构件一1和木构件二2两个木构件，所述木构件呈矩形体状，其长度方向为木纹纹理方向；所述木构件一1的加固部位位于端部，木构件二2的加固部位位于腹部；所述加固部位为：木构件在厚度方向中间开设至少一平行于长度方向的钢填板槽，木构件和所述钢填板3的对应位置在厚度方向预钻若干螺栓孔，钢填板3插入所述钢填板槽中，各螺栓4插入各自对应的螺栓孔中；木构件在截面高度方向预钻若干棒材孔，棒材孔的位置与螺栓孔不发生干涉，各记忆合金棒材5插入各自对应的棒材孔中；木构件一1与木构件二2通过各自加固部位垂直连接。
进一步的，所述木构件一1上的记忆合金棒材5与木构件二2上的记忆合金棒材5相互垂直。
进一步的，所述记忆合金棒材5和螺栓4均匀分布。
一种形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点的制作方法，包括以下步骤：木构件一1和木构件二2在厚度中间开槽，以便嵌入钢填板3；木构件一1、木构件二2和内嵌钢填板3在厚度方向预钻孔，以便穿入螺栓4；木构件一1和木构件二2在截面高度方向上预钻孔，穿入形状记忆合金棒材5，并采用结构胶进行固定；将内嵌钢填板3嵌入各自木构件的槽内，对穿并固定螺栓4。
本发明的有益效果在于：
1)可以有效防止螺栓节点区域木材横纹劈裂破坏，同时能够显著降低节点区域木材横纹方向的不可恢复变形的发展，提升节点的自复位性能。
2)本加固节点构造简单，施工方便，便于工程推广。
3)兼顾了木结构梁柱螺栓节点的强度以及抗变形能力。
4)提供了一种提升现代木结构抗弯承载力、变形能力、耗能能力和自复位性能的梁柱螺栓节点：形状记忆合金的抗拉强度较高，可有效抑制节点在弯矩和剪力共同作用下木材的横纹劈裂破坏。同时形状记忆合金具有良好的自复位功能，可显著降低木材在横纹方向上的不可恢复变形，提升节点的自复位性能。采用形状记忆合金棒材加固后，梁柱螺栓节点的抗弯承载力和耗能能力均可显著提高。
附图说明
图1是本发明形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点的主视图。
图2是木构件一的俯视图。
图3是木构件一的侧视图。
图4是木构件二的俯视图。
图5是木构件二的侧视图。
图中，1.木构件一，2.木构件二，3.钢填板，4.螺栓，5.形状记忆合金棒材。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-图3，一种形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点，包括木构件一1和木构件二2两个木构件，所述木构件呈矩形体状，其长度方向为木纹纹理方向；所述木构件一1的加固部位位于端部，木构件二2的加固部位位于腹部；所述加固部位为：木构件在厚度方向中间开设至少一平行于长度方向的钢填板槽，木构件和所述钢填板3的对应位置在厚度方向预钻若干螺栓孔，钢填板3插入所述钢填板槽中，各螺栓4插入各自对应的螺栓孔中；木构件在截面高度方向预钻若干棒材孔，棒材孔的位置与螺栓孔不发生干涉，各记忆合金棒材5插入各自对应的棒材孔中；木构件一1与木构件二2通过各自加固部位垂直连接。
在此实施例中，参见图1，所述木构件一1上的记忆合金棒材5与木构件二2上的记忆合金棒材5相互垂直。
在此实施例中，参见图1-5，所述记忆合金棒材5和螺栓4均匀分布。
一种形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点的制作方法，包括以下步骤：木构件一1和木构件二2在厚度中间开槽，以便嵌入钢填板3，开槽的宽度应比内嵌钢填板的厚度大1mm，以保证节点的顺利组装；木构件一1、木构件二2和内嵌钢填板3在厚度方向预钻孔，以便穿入螺栓4，预钻孔的直径要比螺栓直径大1mm，以保证节点顺利安装；木构件一1和木构件二2在截面高度方向上预钻孔，预钻孔直径要比形状记忆合金棒材直径大1mm，穿入形状记忆合金棒材5，并采用结构胶进行固定；将内嵌钢填板3嵌入各自木构件的槽内，对穿并固定螺栓4，实现连接。
形状记忆合金棒材的间距和直径可根据木构件一1和木构件二2的截面尺寸以及节点的受力情况具体确定。棒材数量主要根据节点所受荷载大小以及构件截面尺寸进行确定。
形状记忆合金的抗拉强度较高，可有效抑制节点在弯矩和剪力共同作用下木材的横纹劈裂破坏。同时形状记忆合金具有良好的自复位功能，可显著降低木材在横纹方向上的不可恢复变形，提升节点的自复位性能。采用形状记忆合金棒材加固后，梁柱螺栓节点的抗弯承载力和耗能能力均可显著提高。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。
Claims (4)
1.一种形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点，其特征在于：
包括木构件一(1)和木构件二(2)两个木构件，所述木构件呈矩形体状，其长度方向为木纹纹理方向；
所述木构件一(1)的加固部位位于端部，木构件二(2)的加固部位位于腹部；
所述加固部位为：木构件在厚度方向中间开设至少一平行于长度方向的钢填板槽，木构件和所述钢填板(3)的对应位置在厚度方向预钻若干螺栓孔，钢填板(3)插入所述钢填板槽中，各螺栓(4)插入各自对应的螺栓孔中；木构件在截面高度方向预钻若干棒材孔，棒材孔的位置与螺栓孔不发生干涉，各记忆合金棒材(5)插入各自对应的棒材孔中；
木构件一(1)与木构件二(2)通过各自加固部位垂直连接。
2.如权利要求1所述的形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点，其特征在于：所述木构件一(1)上的记忆合金棒材(5)与木构件二(2)上的记忆合金棒材(5)相互垂直。
3.如权利要求1所述的形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点，其特征在于：所述记忆合金棒材(5)和螺栓(4)均匀分布。
4.一种权利要求1所述的形状记忆合金加固的木结构梁柱螺栓节点的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
木构件一(1)和木构件二(2)在厚度中间开槽，以便嵌入钢填板(3)；
木构件一(1)、木构件二(2)和内嵌钢填板(3)在厚度方向预钻孔，以便穿入螺栓(4)；
木构件一(1)和木构件二(2)在截面高度方向上预钻孔，穿入形状记忆合金棒材(5)，并采用结构胶进行固定；
将内嵌钢填板(3)嵌入各自木构件的槽内，对穿并固定螺栓(4)。
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