CN110306667A - 一种装配式木结构网壳销式连接机构 - Google Patents
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Abstract
本发明要解决的技术问题在于设计并装配一种销式连接机构，适用于大跨度木网壳结构中的多杆件交叉节点。本连接机构包括异型钢材连接件、连续的木杆件、非连续的木杆件、对穿螺栓以及销钉，其特征在于所述异型钢材连接件由一倒扣槽型件与四块钢板斜交焊接而成，为了便于现场准确定位装配，在该四块钢板的上排预留孔位置分别向上开设一豁口。除1根木杆件在节点连接处保持连续外，其他木杆件在节点连接不连续。本发明连接件规格易统一，可批量生产，便于施工，现场安装速度快，节点部位重量相对较轻，钢制连接件外露面较小，从下往上看结构外观呈现纯木结构感。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构领域，主要应用于大跨度木网壳结构中的多杆件交叉节点。
背景技术
木材具有绿色、环保、降低能耗等多种优点，我国正在大力发展绿色建筑，大力提倡木结构，对于降低能耗，保护环境具有重要意义，也是未来建筑发展的重要方向。
木结构是指主要受力构件为木制的工程结构，随着现代技术的进步和人们生活水平的提高，中国现代木结构也在蓬勃发展，木结构应用范围已从传统建筑扩展至现代建筑，在跨度、高度方面均在不断突破，大规模的木结构公共建筑在我国已经有增加趋势。
穹顶结构是大跨度木结构中较为经典的结构形式之一，应用较多的是单层网壳体系，节点是大跨度木结构中的重要部位，目前节点借助金属连接件进行连接的做法已成为主流，但是多数都利用钢毂、钢夹板或T型内嵌钢板与木构件连接，刚度较大，并且金属部分自重大，也不美观，传统连接方式中金属连接件部分通常裸露在空气中，不仅与木质氛围的协调性差，也影响到钢材的耐久性，因此大跨木结构的节点部位用材自重、施工速度、外观及耐久性需要改善。
发明内容
本发明目的是设计一种装配式连接机构用于大跨度木网壳结构中的多杆件交叉节点，实现木杆件与金属连接件之间的快速连接，使木杆件提供一定节点刚度，减轻节点部分自重，同时减少金属连接件的外露面。
为实现上述目的，本发明以最为常见的K6型网壳节点为例，采取的技术方案如下：
本发明的装配式木结构网壳销式连接机构，包括异型钢材连接件(3)、连续的木杆件(2)、非连续的木杆件(1)、对穿螺栓(42)、钢销钉(41、43及44)，连续的木杆件(2)与异型钢材连接件(3)之间采用对穿螺栓(42)和钢销钉(41)连接，非连续的木杆件(1)与异型钢材连接件(3)之间采用钢销钉(43和44)连接。
所述异型钢材连接件(3)包括倒扣槽型件的腹板(21)、倒扣槽型件的翼缘(22)、钢肢板(23)，倒扣槽型件的翼缘(22)与钢肢板(23)斜交，在各板件的相交处施加焊缝，在钢肢板(23)的上排预留孔位置均向上开设一豁口(35)。
所述倒扣槽型件的翼缘(22)与连续的木杆件(2)通过对穿螺栓(42)相连，在该翼缘板(22)和木杆件(2)上分别预设相应的螺栓孔(32)。
所述非连续的木杆件(1)与钢肢板(23)通过钢销钉(43和44)相连，在该非连续木杆件(1)和钢肢板(23)上预设与钢销钉(43和44))直径匹配的销孔(34)，并对该非连续木杆件(1)开设与钢肢板(23)厚度匹配的凹槽(14)。
优选的是，所述倒扣槽型件的腹板(21)与连续的木杆件(2)通过销钉(41)连接，以便使连续的木杆件(2)与异型钢材连接件(3)协同作用，在该倒扣槽型件腹板(21)上预设与销钉(41)直径匹配的销孔(31)，同时在连续的木杆件(2)的上侧预设与销钉(41)直径匹配的销孔(11)，销孔(11)深度没必要很大，开孔至上排对穿螺栓之上，不与对穿螺栓相撞。
优选的是，所述钢肢板(23)上的豁口(35)在对应销钉(43)处向上开设，宽度逐渐增大，豁口(35)底部圆弧半径与销钉(43)半径匹配，并将豁口(35)外边缘处理成弧状，既便于安装又可避免应力集中的影响。
优选的是，对于所述钢肢板(23)，在其与倒扣槽型件的翼缘板(22)斜交处开设半圆孔(33)，可以为螺帽(45)提供安装空间，使力通过焊缝传递至倒扣槽型件的翼缘(22)后，再分别传递至倒扣槽型件的腹板(21)、对穿螺栓(42)或连续的木杆件(2)。
优选的是，在与倒扣槽型件的翼缘板(22)接触面处的非连续木杆件(1)端部开设与螺帽(45)尺寸匹配的角槽(131和132)，以提供螺帽(45)所需空间，为安装提供便利条件，角槽(131和132)为“∟”形，在连续木杆件(2)侧面的两个非连续木杆件(1)相接，两个角槽(132)合成一“匚”形空间；角槽(131)位于凹槽(14)一侧，与凹槽(14)另一侧的切面构成“匚”形空间。
优选的是，所述非连续木杆件(1)上开设的销孔(15和16)不必穿透，使非连续木杆件(1)的一侧面看不到销钉，既美观又可使木杆件(1)的部分木材保持连续性。
本发明的有益效果如下：节点部位用钢量较少、质量轻、较为经济；节点连接方式包括螺栓连接和销钉连接两种，钢肢板(23)的边缘豁口(35)方便安装定位，适于装配式施工；钢材外露面小，自下往上看呈现全木质氛围，外观整齐美观，还可降低钢材防腐防火涂料的用量，经济且环保；将异型钢材连接件(3)预先在工厂加工为一体，可保证连接件质量，并便于现场装配；本发明有效地使木杆件(1、2)和异型钢材连接件(3)组装在一起协同作用，节点抗弯和抗剪效果均较好；钢肢板(3)与非连续木杆件(1)、倒扣槽型件的腹板(21)与连续木杆件(2)连接均采用销钉连接，木材与销钉连接紧密，可有效发挥木材与钢材的组合作用。
附图说明
图1为木网壳销式连接机构结构示意图1
图2为木网壳销式连接机构结构示意图2
图3为异型钢材连接件结构示意图
图4为异型钢材连接件结构分解零件示意图，其中(a)为倒扣槽型件的腹板、(b)为倒扣槽型件的翼缘、(c)为钢肢板
图5为连续木杆件结构示意图
图6为非连续木杆件结构示意图
图7为非连续木杆件端部示意图
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题和有益效果更加清晰，以下结合附图和对实施方式的文字叙述，对本发明进行说明。
如图1所示，该装配式木网壳销式连接机构包括连续的木杆件(2)、非连续的木杆件(1)、异型钢材连接件(3)，如图2和图3所示，异型钢材连接件(3)包括倒扣槽型件的腹板(21)、倒扣槽型件的翼缘(22)以及钢肢板(23)，板件连接采用焊接。
安装时，先将异型钢材连接件(3)与连续木杆件(2)连接起来，再组装非连续木杆件(1)。
异型钢材连接件(3)直接扣在连续木杆件(2)上，将销钉(41)插入倒扣槽型件的腹板(21)和木杆件(2)预留的销孔(21)和(11)中，以连接连续的木杆件(2)和倒扣槽型件的腹板(21)，杆件与金属连接件的协同作用效果较好。
倒扣槽型件的两侧翼缘板(22)与连续的木杆件(2)通过对穿螺栓(42)进行连接，倒扣槽型件的翼缘板(22)与连续的木杆件(2)需要预留相应的栓孔(32和12)。
钢肢板(23)上的半圆孔(33)以及非连续木杆件2上的角槽(131和132)，给螺帽(45)的安装提供足够的空间。
为了方便安装定位，在钢肢板(23)上端开设豁口(35)，先将销钉(43)插入非连续木杆件(1)上对应豁口(35)的销孔(15)，为了让该销钉(43)可以卡在豁口(35)底部，将非连续木杆件(1)从钢肢板(23)上端向下安装，使钢肢板(23)嵌入木杆件(1)中。
其余的销钉(44)插入钢肢板(23)和非连续木杆件(1)上的预留销孔(34和16)，销钉与木杆件连接紧密，共同受力，充分利用木材顺纹抗压强度高的特点。
本发明以最为常见的K6型网壳节点作为实施例，符合本发明实质精神范围内的变化或变型也在本发明权利要求范围内。
Claims (3)
1.一种装配式木结构网壳销式连接机构，其特征在于包括异型钢材连接件（3）、连续的木杆件（2）、非连续的木杆件（1）、对穿螺栓（42）、钢销钉（41、43及44），
所述异型钢材连接件（3）包括倒扣槽型件的腹板（21）、倒扣槽型件的翼缘（22）、钢肢板（23），倒扣槽型件的翼缘（22）与钢肢板（23）斜交，在各板件的相交处施加焊缝，在钢肢板（23）的上排预留孔位置均向上开设一豁口（35），
所述对穿螺栓（42）和钢销钉（41）将异型钢材连接件（3）固定在连续的木杆件（2）上后，所述钢销钉（43和44）将带豁口钢肢板（23）与非连续木杆件（1）连接在一起，
所述异型钢材连接件（3）中的钢肢板（23）上均预制与销钉直径匹配的销孔（34），倒扣槽型件腹板上均预设与销钉直径匹配的销孔（31），倒扣槽型件的翼缘（22）上预设螺栓孔（32），
所述预设螺栓孔（32）位于钢肢板（23）与倒扣槽型件的翼缘（22）斜交处，钢肢板（23）则在该斜交处开设半圆孔（33），以提供螺帽（45）所占空间。
2.根据权利要求1所述的一种装配式木结构网壳销式连接机构，其特征在于所述异型钢材连接件（3）通过对穿螺栓（42）连接在连续的木杆件（2）上。
3.根据权利要求1所述的一种装配式木结构网壳销式连接机构，其特征在于异型钢材连接件（3）中的各钢肢板（23）分别与对应的非连续的木杆件（1）通过销钉（43和44）连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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