CN110295670A - 方形frp钢木组合节点及其安装方法 - Google Patents

方形frp钢木组合节点及其安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种方形FRP钢木组合节点，涉及建筑领域，连接组件与FRP木柱Ⅰ连接；连接组件的侧面固定设置托板和盖板，FRP木柱Ⅱ与连接组件连接；填充构件分别设置在连接组件与FRP木柱Ⅰ之间以及设置在FRP木柱Ⅱ与连接组件之间；连接件安装在连接组件上，连接件位于盖板和托板之间；X型组合梁包括腹板和翼缘板，翼缘板设置在腹板的两侧，腹板安装在盖板和连接件之间，翼缘板的上下两面分别与盖板和托板安装。本发明的有益效果是，FRP木柱Ⅰ和FRP木柱Ⅱ在木质纹理方向无开口削弱，仅有螺栓开孔，结构整体强度高，完美保证了木质构件抗震性能，强度高性能好，在木结构建筑领域有巨大的发展潜力。

Description

方形FRP钢木组合节点及其安装方法
技术领域
本发明涉及建筑领域，特别是一种方形FRP钢木组合节点及其安装方法。
背景技术
在装配式建筑推广的现在，木结构建筑是一种良好的非浇筑类的绿色环保装配式建筑，具有巨大的发展前景。木结构建筑具有节能环保、隔音削震、施工周期短、抗震耗能强、布置灵活的优点，非常适合于我国这种就有木结构历史和原料基础的国家推广发展。然而传统的木结构建筑中，木材易在使用过程中破坏，木质节点处整体性不好，榫卯连接易产生应力集中，截面性能削弱，受力性能不好，抗震性能相对其他位置较弱。
纤维增强复合材料(简称FRP)是由纤维材料与基体材料(树脂)按一定的比例混合后形成的高性能型材料。质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀，FRP材料已用于新建结构的框架以提高其结构性能，还被大量应用于旧有民用建筑的维修加固。
发明内容
本发明的目的是为了增强结构节点的性能，提高节点强度，设计了一种方形FRP钢木组合节点及其安装方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种方形FRP钢木组合节点，包括：FRP木柱Ⅰ；连接组件，所述连接组件包括短木柱和方钢管，所述短木柱设置在所述方钢管内，所述短木柱与所述FRP木柱Ⅰ连接；所述方钢管的侧面固定设置托板和盖板；FRP木柱Ⅱ，所述FRP木柱Ⅱ与所述连接组件连接；两个填充构件，所述填充构件分别设置在所述连接组件与所述FRP木柱Ⅰ之间以及设置在所述FRP木柱Ⅱ与所述连接组件之间；至少一个连接件，所述连接件安装在所述连接组件上，所述连接件位于盖板和托板之间；以及X型组合梁，所述X型组合梁包括木质的腹板和钢质的翼缘板，所述X型组合梁包括腹板和翼缘板，所述翼缘板设置在所述腹板的两侧，所述腹板安装在盖板和连接件之间，所述翼缘板的上下两面分别与所述盖板和托板安装。
进一步的，所述连接件包括两块弧形钢板和一块平钢板，所述平钢板安装在所述连接组件上，两所述弧形钢板背对设置在所述平钢板上，所述弧形钢板上设有自上向下的安装孔和水平方向的安装孔。
进一步的，所述FRP木柱Ⅰ与连接组件的连接面设有钢筋，所述钢筋通过套管对接。
进一步的，所述连接组件与FRP木柱Ⅱ的连接面设有钢筋，所述钢筋通过套管对接。
进一步的，所述FRP木柱Ⅰ、连接组件和FRP木柱Ⅱ为四棱柱状。
进一步的，所述填充构件包括一组对接的钢构件，所述填充构件的上下两端设有分别与FRP木柱Ⅰ和FRP木柱Ⅱ对应的凹槽，所述填充构件的内部设有安装孔。
进一步的，所述填充构件的外侧缠绕FRP纤维布。
进一步的，所述FRP木柱Ⅰ、连接组件和FRP木柱Ⅱ的外侧缠绕FRP纤维布。
一种方形FRP钢木组合节点的安装方法，包括以下步骤：
A、所述FRP木柱Ⅰ和连接组件连接，将所述填充构件安装到FRP木柱Ⅰ和连接组件之间；
B、所述连接组件与FRP木柱Ⅱ连接，将所述填充构件安装到连接组件和FRP木柱Ⅱ之间；
C、将所述连接件安装在盖板和托板之间；
D、将所述翼缘板的上下两面分别与盖板和托板安装。
本发明的有益效果是：FRP木柱Ⅰ和FRP木柱Ⅱ在木质纹理方向无开口削弱，仅有螺栓开孔，结构整体强度高，完美保证了木质构件抗震性能，强度高性能好，在木结构建筑领域有巨大的发展潜力；可根据实际情况进行设计X型组合梁的安装数量，X型组合梁，连接组件采用高强度材料，加强对X型组合梁的连接，增强木结构节点的性能，提高节点强度；所有构件都可在工厂加工批量生产，施工现场仅使用螺栓连接和套筒径向挤压的钢筋机械连接，施工速度快，连接可靠、质量保证高，可实现完全装配式施工。
附图说明
图1是本申请方形FRP钢木组合节点的使用状态示意图；
图2是本申请FRP木柱Ⅰ的结构示意图；
图3是本申请连接组件的结构示意图；
图4是本申请FRP木柱Ⅱ的结构示意图；
图5是图1的内部剖视图；
图6是本申请填充构件的结构示意图；
图7是本申请连接件的结构示意图；
图8是本申请X型组合梁的结构示意图；
图9是图1的正视图；
图10是本申请节点的安装方法施工图a；
图11是本申请节点的安装方法施工图b；
图12是本申请节点的安装方法施工图c；
图13是本申请节点的安装方法施工图d；
图14是本申请节点的安装方法施工图e。
图15是本申请节点的安装方法施工图f；
图16是本申请节点的安装方法的流程图。
以上各图中，
1、FRP木柱Ⅰ；
2、连接组件；21、短木柱；22、方钢管；23、托板；24、盖板；
3、FRP木柱Ⅱ；
4、填充构件；
5、连接件；51、弧形钢板；52、平钢板；
6、X型组合梁；61、腹板；62、翼缘板；
71、钢筋；72、套管。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
一种方形FRP钢木组合节点，如图1至图16所示，包括FRP木柱Ⅰ1，连接组件2，FRP木柱Ⅱ3，两个填充构件4，至少一个连接件5和X型组合梁6。
参考图1至图5，连接组件2包括短木柱21和方钢管22，短木柱21设置在方钢管22内，短木柱21与FRP木柱Ⅰ连接；方钢管22的侧面固定设置托板23和盖板24。优选的，FRP木柱Ⅰ1与连接组件2的连接面设有钢筋71，钢筋71通过套管72对接；连接组件2与FRP木柱Ⅱ3的连接面设有钢筋71，钢筋71通过套管72对接。FRP木柱Ⅰ1和FRP木柱Ⅱ3采用FRP复合木柱，复合木柱材料性能好，抗顺纹方向劈裂能力强，是一种优质的木质建筑材料。连接组件2选用钢构件且外部套有一个方钢管22，提高强度。
参考图3和图5，连接组件2的侧面固定设置托板23和盖板24。填充构件4有两个，其中一个设置在连接组件2与FRP木柱Ⅰ1之间，另外一个设置在FRP木柱Ⅱ3与连接组件2之间。填充构件4有填充钢筋连接所需操作空间的功能，有固定柱端的功能，有传递荷载功能。关于填充构件4，本申请提供了一种结构，如图6所示，填充构件4包括一组对接的钢构件，填充构件4的上下两端设有分别与FRP木柱Ⅰ1和FRP木柱Ⅱ3对应的凹槽，即该凹槽与FRP木柱Ⅰ1和FRP木柱Ⅱ3的外轮廓同大。填充构件4的内部设有安装孔，填充构件4的外侧形状根据实际需要进行设计即可，其内部需要留出钢筋71和套管72的安装空间。图中，FRP木柱Ⅰ1、连接组件2和FRP木柱Ⅱ3为四棱柱状，此时，凹槽对应的设计为方形。另外，该FRP木柱Ⅰ1、连接组件2和FRP木柱Ⅱ3也可以设计成三棱柱或者五棱柱，甚至是其他的结构形式。
如图5、图7和图8所示，连接件5可用螺栓安装在连接组件2上，连接件5位于盖板24和托板23之间。X型组合梁6包括腹板61和翼缘板62，翼缘板62的材料是钢，腹板61的材料是木质的，腹板61和翼缘板62通过燕尾槽和螺栓连接形成整体。腹板61设置在翼缘板62的一端，腹板61可用螺栓安装在盖板24和连接件5之间，盖板24和托板23之间净间距要等于翼缘板62的高度，翼缘板62的上下两面分别与盖板24和托板23通过螺栓安装。关于连接件5的形状，本申请提供了一种方式，如图7所示，连接件5包括两块弧形钢板51和一块带螺栓孔平钢板52，平钢板52安装在连接组件2上，两弧形钢板51背对设置在平钢板52上，弧形钢板51上设有自上向下的安装孔和水平方向的安装孔。弧形钢板51与腹板61连接，弧形钢板51成弧状，平钢板52的高度与翼缘板62等高，并通过螺栓形成整体，在降低整体重力的基础上，提高了支撑力和抗震性能。
另外，FRP木柱Ⅰ1、连接组件2和FRP木柱Ⅱ3的外侧缠绕FRP纤维布，在填充构件4的外侧缠绕FRP纤维布，缠绕加强，提高各个部件的性能。
一种方形FRP钢木组合节点的安装方法，参考图10至图16，包括以下步骤：
A、FRP木柱Ⅰ1与连接组件2的连接面设有钢筋71，钢筋71通过套管72对接；
B、连接组件2与FRP木柱Ⅱ3的连接面设有钢筋71，钢筋71通过套管72对接将填充构件4径向安装到连接组件2和FRP木柱Ⅱ3之间；
C、将连接件5用高强螺栓安装在盖板24和托板23之间；
D、用高强螺栓将翼缘板62的上下两面分别与盖板24和托板23安装。
以上参考了优选实施例对本发明进行了描述，但本发明的保护范围并不限制于此，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，且不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。因此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种方形FRP钢木组合节点，其特征在于，包括：
FRP木柱Ⅰ(1)；
连接组件(2)，所述连接组件(2)包括短木柱(21)和方钢管(22)，所述短木柱(21)设置在所述方钢管(22)内，所述短木柱(21)与所述FRP木柱Ⅰ连接；所述方钢管(22)的侧面固定设置托板(23)和盖板(24)；
FRP木柱Ⅱ(3)，所述FRP木柱Ⅱ(3)与所述连接组件(2)连接；
两个填充构件(4)，所述填充构件(4)分别设置在所述连接组件(2)与所述FRP木柱Ⅰ(1)之间以及设置在所述FRP木柱Ⅱ(3)与所述连接组件(2)之间；
至少一个连接件(5)，所述连接件(5)安装在所述连接组件(2)上，所述连接件(5)位于盖板(24)和托板(23)之间；
X型组合梁(6)，所述X型组合梁(6)包括木质的腹板(61)和钢质的翼缘板(62)，所述翼缘板(62)设置在所述腹板(61)的两侧，所述腹板(61)安装在盖板(24)和连接件(5)之间，所述翼缘板(62)的上下两面分别与所述盖板(24)和托板(23)安装。
2.根据权利1要求所述的方形FRP钢木组合节点，其特征在于，所述连接件(5)包括两块弧形钢板(51)和一块平钢板(52)，所述平钢板(52)安装在连接组件(2)上，两所述弧形钢板(51)背对设置在平钢板(52)上，所述弧形钢板(51)上设有自上向下的安装孔和水平方向的安装孔。
3.根据权利1要求所述的方形FRP钢木组合节点，其特征在于，所述FRP木柱Ⅰ(1)与连接组件(2)的连接面设有钢筋(71)，所述钢筋(71)通过套管(72)对接。
4.根据权利1要求所述的方形FRP钢木组合节点，其特征在于，所述连接组件(2)与FRP木柱Ⅱ(3)的连接面设有钢筋(71)，所述钢筋(71)通过套管(72)对接。
5.根据权利1要求所述的方形FRP钢木组合节点，其特征在于，所述FRP木柱Ⅰ(1)、连接组件(2)和FRP木柱Ⅱ(3)为四棱柱状。
6.根据权利1要求所述的方形FRP钢木组合节点，其特征在于，所述填充构件(4)包括一组对接的钢构件，所述填充构件(4)的上下两端设有分别与FRP木柱Ⅰ(1)和FRP木柱Ⅱ(3)对应的凹槽，所述填充构件(4)的内部设有安装孔。
7.根据权利1要求所述的方形FRP钢木组合节点，其特征在于，所述填充构件(4)的外侧缠绕FRP纤维布。
8.根据权利1要求所述的方形FRP钢木组合节点，其特征在于，所述FRP木柱Ⅰ(1)、连接组件(2)和FRP木柱Ⅱ(3)的外侧缠绕FRP纤维布。
9.一种权利要求1所述方形FRP钢木组合节点的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、所述FRP木柱Ⅰ(1)和连接组件(2)连接，将所述填充构件(4)安装到FRP木柱Ⅰ(1)和连接组件(2)之间；
B、所述连接组件(2)与FRP木柱Ⅱ(3)连接，将所述填充构件(4)安装到连接组件(2)和FRP木柱Ⅱ(3)之间；
C、将所述连接件(5)安装在盖板(24)和托板(23)之间；
D、将所述翼缘板(62)的上下两面分别与盖板(24)和托板(23)安装。
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