CN112627330A - 装配式钢—工程竹木复合梁柱端板连接节点及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种装配式钢—工程竹木复合梁柱端板连接节点，包括预制的钢—工程竹/木组合工字型梁(1)、预制的钢—工程竹/木组合箱型柱(2)、槽型悬臂梁(3)、角钢和端板(5)，钢—工程竹/木组合工字型梁(1)的上翼缘通过端板(5)和一个角钢连接到钢—工程竹/木组合箱型柱(2)，钢—工程竹/木组合工字型梁(1)的下翼缘通过端板(5)和另一个角钢连接到钢—工程竹/木组合箱型柱(2)，两个槽型悬臂梁(3)背靠背固定连接到钢—工程竹/木组合工字型梁(1)腹板两侧，两个槽型悬臂梁(3)靠近钢—工程竹/木组合箱型柱(2)的一侧固定连接到所述的端板(5)。本发明还同时提供了上述节点的施工方法。
Description
技术领域
本发明属于结构工程技术领域，特别涉及一种钢—工程竹/木组合梁与钢-工程竹/木组合柱的节点构造。
背景技术
节点是任何结构体系中将屋面、楼面荷载顺利传到基础的重要纽带，在地震、台风等外力引起的水平荷载作用下，节点是荷载能否朝水平方向均匀传递的关键。因此，节点设计决定着整个结构最终的受力分析模型，能否正确合理地解决节点问题将直接影响到整个结构设计的可靠性，并且对整个工程的进度、造价、以及整个工程的施工质量都有直接的影响。
目前，我国的大部分建筑体系中，钢结构的梁、柱节点构造已发展得十分成熟，主要分为刚性节点、半刚性节点和铰结节点。但钢结构梁、柱稳定性较差，易发生局部屈曲。而在钢结构中加入竹材或木材形成组合构件，能使其稳定性得到显著提高，两种材料协同受力，充分发挥两种材料的力学性能，从而提高承载力和抗震性能。在村镇中广泛分布着木材和竹材，均属于绿色环保材料，将这些生态化材料更好的应用于村镇住宅中符合生态化住宅的要求，比之村镇住宅传统的现场施工砖混结构，钢-工程竹/木组合结构更易实现装配化简易施工，提高村镇住宅的生态化、环保性和舒适性，因此，发展钢-工程竹/木组合结构体系具有重要的意义。
钢-工程竹/木组合结构体系的建立主要是基于构件和节点的研究，目前钢—工程竹/木组合构件受力性能的研究较为丰富，钢—工程竹/木组合梁柱节点的研究甚少，成为钢-工程竹/木组合结构体系发展的主要制约因素。目前钢—工程竹/木组合结构节点主要存在以下不足：
(1)节点的形式甚少，不能为钢-工程竹/木组合构件的连接提供大量可靠的节点形式选择；
(2)节点的装配式简易化程度低，难以满足发展村镇装配式住宅的要求，现场施工过程较复杂，对施工人员的技术要求较高。
发明内容
本发明目的是针对现有钢—工程竹/木组合结构节点的不足，在钢—工程竹/木组合工字型梁和钢—工程竹/木组合箱型柱的基础上，提出一种适用于村镇装配式住宅的，简易施工安装的装配式钢—工程竹木复合梁柱端板连接节点及简易施工方法。本发明的技术方案如下：
一种装配式钢—工程竹木复合梁柱端板连接节点，包括预制的钢—工程竹/木组合工字型梁1、预制的钢—工程竹/木组合箱型柱2、槽型悬臂梁3、角钢和端板5，钢—工程竹/木组合工字型梁1的上翼缘通过端板5和一个角钢连接到钢—工程竹/木组合箱型柱2，钢—工程竹/木组合工字型梁1的下翼缘通过端板5和另一个角钢连接到钢—工程竹/木组合箱型柱2，两个槽型悬臂梁3背靠背固定连接到钢—工程竹/木组合工字型梁1腹板两侧，两个槽型悬臂梁3靠近钢—工程竹/木组合箱型柱2的一侧固定连接到所述的端板5。
其中，
钢—工程竹/木组合工字型梁1包括薄壁H型钢8和两片与薄壁H型钢8等长的工程竹/木板7，所述的工程竹/木板7材质为竹板或木板，在薄壁H型钢8一端的上下翼缘和腹板处根据高强螺栓10的布置预钻有螺栓孔，在两片工程竹/木板7的一端根据高强螺栓10的布置进行预钻有螺栓孔，两片工程竹/木板7的螺栓孔与薄壁H型钢8上下翼缘处的螺栓孔对准后固定连接在薄壁H型钢8上下翼缘的外表面；
钢—工程竹/木组合箱型柱2包括薄壁方钢管9和四片与薄壁方钢管9等长的工程竹/木板7，在薄壁方钢管9的两个相对钢管壁上，根据高强对拉螺栓11的布置预钻有螺栓孔，在两片工程竹/木板7根据高强对拉螺栓11的布置预钻有螺栓孔，另外两片工程竹/木板7无需预钻孔，两片预钻孔的工程竹/木板7的螺栓孔与薄壁方钢管9的两个相对的已预钻孔钢管壁上的螺栓孔对准后固定连接到薄壁方钢管9已预钻孔的两个相对钢管壁的外表面，另外两片未预钻孔的工程竹/木板7分别固定连接在薄壁方钢管9的另外两个相对钢管壁的外表面。
优选地，每个槽型悬臂梁3的腹板高与薄壁H型钢8上下翼缘内表面之间的距离相匹配，两个槽型悬臂梁3以腹板靠近槽口向外的方式固定连接在端板5，并且确保两个槽型悬臂梁3腹板之间的间距与薄壁H型钢8的腹板厚度相配合，在两个槽型悬臂梁3的腹板和薄壁H型钢8上下翼缘处根据高强螺栓10的布置预钻有螺栓孔每个角钢与钢—工程竹/木组合工字型梁1相连的一肢根据高强螺栓10的布置设置有螺栓孔，另外的与钢—工程竹/木组合箱型柱2相连的一肢根据高强对拉螺栓11的布置设置有螺栓孔，在端板5上根据高强对拉螺栓的布置设置有螺栓孔。
本发明同时提供上述节点的施工方法，如下：
(1)预制钢—工程竹/木组合工字型梁1，在薄壁H型钢8一端的上下翼缘和腹板处根据高强螺栓10的布置进行预钻孔，准备两片与薄壁H型钢8等长的工程竹/木板7，所述的工程竹/木板7材质为竹板或木板，在两片工程竹/木板7的一端根据高强螺栓10的布置进行预钻孔，将薄壁H型钢8上下翼缘的外表面进行预处理后涂抹结构胶，将两片工程竹/木板7的螺栓孔与薄壁H型钢8上下翼缘处的螺栓孔对准，分别粘贴在已处理的薄壁H型钢8上下翼缘的外表面，待结构胶达到强度，形成钢—工程竹/木组合工字型梁1；
(2)预制钢—工程竹/木组合箱型柱2，在薄壁方钢管9的两个相对钢管壁上，根据高强对拉螺栓11的布置进行预钻孔，准备四片与薄壁方钢管9等长的工程竹/木板7，在两片工程竹/木板7根据高强对拉螺栓11的布置进行预钻孔，另外两片工程竹/木板7无需预钻孔，将薄壁方钢管9的四周钢管壁的外表面进行预处理后涂抹结构胶，将两片预钻孔的工程竹/木板7的螺栓孔与薄壁方钢管9的两个相对的已预钻孔钢管壁上的螺栓孔对准，分别粘贴在薄壁方钢管9已预钻孔的两个相对钢管壁的外表面，将另外两片未预钻孔的工程竹/木板7分别粘贴在薄壁方钢管9的另外两个相对钢管壁的外表面，待结构胶达到强度，形成钢—工程竹/木组合箱型柱2。
(3)在两个角钢的一肢根据高强螺栓10的布置进行预钻孔，另外一肢上根据高强对拉螺栓11的布置进行预钻孔，并在两个角钢的中线位置处分别焊接加劲肋6。两个槽型悬臂梁3的腹板高，恰好等于薄壁H型钢8上下翼缘内表面之间的距离，将两个槽型悬臂梁3以腹板靠近槽口向外的方式焊接在端板5上，并且确保两个槽型悬臂梁3腹板之间的间距与薄壁H型钢8的腹板厚度相配合，两个槽型悬臂梁3上下翼缘处于同一水平线上，以确保钢—工程竹/木组合工字型梁1的安装，在两个槽型悬臂梁3的腹板和上下翼缘处根据高强螺栓10的布置进行预钻孔，在端板5上根据高强对拉螺栓的布置进行预钻孔；
(4)现场安装：
步骤1：将钢—工程竹/木组合工字型梁1插入固定在端板5上的两个槽型悬臂梁3的腹板之间，并将钢—工程竹/木组合工字型梁1和两个槽型悬臂梁3的腹板和上下翼缘处的螺栓孔进行对中；
步骤2：将两个角钢开设有高强螺栓10预钻孔的一肢放置在钢—工程竹/木组合工字型梁1的上下翼缘处，开设有高强对拉螺栓11预钻孔的另一肢与端板5紧贴放置，并将角钢上高强螺栓10的螺栓孔与钢—工程竹/木组合工字型梁1和两个槽型悬臂梁3的上下翼缘处的螺栓孔进行对中，高强对拉螺栓11的螺栓孔与端板5的螺栓孔进行对中；
步骤3：通过高强螺栓10将角钢、钢—工程竹/木组合工字型梁1和两个槽型悬臂梁3的上下翼缘进行紧固连接；
步骤4：通过高强螺栓10将钢—工程竹/木组合工字型梁1和两个槽型悬臂梁3的腹板进行紧固连接；
步骤5：将完成连接的端板5和钢—工程竹/木组合箱型柱2上的螺栓孔进行对中放置，并进行临时固定，通过高强对拉螺栓11进行紧固连接；
步骤6：拆除临时固定，形成装配式钢—工程竹木复合梁柱端板连接节点。
本发明可用于钢-工程竹/木组合工字型梁和钢—工程竹/木组合箱型柱的节点连接，进而有利于钢-工程竹/木组合结构体系的发展，具有以下优点：
(1)是一种新型的钢-工程竹/木组合结构节点，构造简单，施工方便；
(2)本节点力学性能可靠，自重及耗能低，可满足村镇住宅承载力和生态节能的要求；
(3)本节点可实现现场装配式施工，施工过程简单易操作，无需进行现场施焊，对施工人员的技术要求低，且施工速度快，降低成本；
(4)可实现工厂化生产，现场装配式简易化施工，工业化程度高。
附图说明
图1节点三维构造详图；
图2钢-工程竹/木组合工字型梁构件详图,(a)是粘结示意图，(b)是分解图；
图3钢—工程竹/木组合箱型柱构件详图，(a)是粘结示意图，(b)是分解图；
图4角钢构造详图；
图5端板和槽型悬臂梁构造详图；
图6节点三视图；
图中标号说明：1—钢—工程竹/木组合工字型梁；2—钢—工程竹/木组合箱型柱；3—槽型悬臂梁；4—角钢；5—端板；6—加劲肋；7—工程竹/木板；8—薄壁H型钢；9—薄壁方钢管；10—高强螺栓；11—高强对拉螺栓。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述：
参见图1，本发明的装配式钢—工程竹木复合梁柱端板连接节点，包括钢—工程竹/木组合工字型梁1、钢—工程竹/木组合箱型柱2、槽型悬臂梁3、角钢4、端板5、加劲肋6，在工厂采用结构胶粘结分别形成钢—工程竹/木组合工字型梁1和钢—工程竹/木组合箱型柱2，槽型悬臂梁3与端板5，角钢4与加劲肋6，在工厂进行焊接，钢—工程竹/木组合工字型梁1与槽型悬臂梁3和角钢4通过高强螺栓10进行连接，钢—工程竹/木组合箱型柱2与角钢4和端板5通过高强对拉螺栓11进行连接。
参见图2，在薄壁H型钢8一端的上下翼缘和腹板处根据高强螺栓10的布置进行预钻孔，两片与薄壁H型钢8等长的工程竹/木板7，在两片工程竹/木板7的一端根据高强螺栓10的布置进行预钻孔，将薄壁H型钢8上下翼缘的外表面进行打磨除锈清理等处理，涂抹结构胶，将两片工程竹/木板7的螺栓孔与薄壁H型钢8上下翼缘处的螺栓孔对准，分别粘贴在已处理的薄壁H型钢8上下翼缘的外表面，待结构胶达到强度，形成钢—工程竹/木组合工字型梁1(钢—工程竹/木组合工字型梁1不局限于这一种梁构件，工字型截面梁均可采用本发明节点)。
参见图3，在薄壁方钢管9的两个相对钢管壁上，根据高强对拉螺栓11的布置进行预钻孔，四片与薄壁方钢管9等长的工程竹/木板7，在两片工程竹/木板7根据高强对拉螺栓11的布置进行预钻孔，另外两片工程竹/木板7无需预钻孔，将薄壁方钢管9的四周钢管壁的外表面进行打磨除锈清理等处理，涂抹结构胶，将两片预钻孔的工程竹/木板7的螺栓孔与薄壁方钢管9的两个相对的已预钻孔钢管壁上的螺栓孔对准，分别粘贴在薄壁方钢管9已预钻孔的两个相对钢管壁的外表面，将另外两片未预钻孔的工程竹/木板7分别粘贴在薄壁方钢管9的另外两个相对钢管壁的外表面，待结构胶达到强度，形成钢—工程竹/木组合箱型柱2(钢—工程竹/木组合箱型柱2不局限于这一种柱构件，箱型截面柱均可采用本发明节点)。
参见图4和图5，在两个角钢4的一肢上根据高强螺栓10的布置进行预钻孔，另外一肢上根据高强对拉螺栓11的布置进行预钻孔，并在两个角钢4的中线位置处分别焊接加劲肋6。两个槽型悬臂梁3的腹板高，恰好等于薄壁H型钢8上下翼缘内表面之间的距离，将两个槽型悬臂梁3以腹板靠近槽口向外的方式焊接在端板5上，并且确保两个槽型悬臂梁3腹板之间的间距与薄壁H型钢8的腹板厚度保持一致(或略大于薄壁H型钢8的腹板厚度1-2mm)，两个槽型悬臂梁3上下翼缘处于同一水平线上，以确保钢—工程竹/木组合工字型梁1的安装，在两个槽型悬臂梁3的腹板和上下翼缘处根据高强螺栓10的布置进行预钻孔，在端板5上根据高强对拉螺栓的布置进行预钻孔。
现场安装方法：
步骤1：将钢—工程竹/木组合工字型梁1插入焊接在端板5上的两个槽型悬臂梁3的腹板之间，并将钢—工程竹/木组合工字型梁1和两个槽型悬臂梁3的腹板和上下翼缘处的螺栓孔进行对中；
步骤2：将两个角钢4根据高强螺栓10预钻孔的一肢放置在钢—工程竹/木组合工字型梁1的上下翼缘处，根据高强对拉螺栓11预钻孔的另一肢与端板5紧贴放置，并将角钢4上高强螺栓10的螺栓孔与钢—工程竹/木组合工字型梁1和两个槽型悬臂梁3的上下翼缘处的螺栓孔进行对中，高强对拉螺栓11的螺栓孔与端板5的螺栓孔进行对中；
步骤3：通过高强螺栓10将角钢4、钢—工程竹/木组合工字型梁1和两个槽型悬臂梁3的上下翼缘进行紧固连接；
步骤4：通过高强螺栓10将钢—工程竹/木组合工字型梁1和两个槽型悬臂梁3的腹板进行紧固连接；
步骤5：将步骤4中完成连接的端板5和钢—工程竹/木组合箱型柱2上的螺栓孔进行对中放置，并进行临时固定，通过高强对拉螺栓11进行紧固连接；
步骤6：按照上述步骤安装好之后，拆除临时固定，形成装配式钢—工程竹木复合梁柱端板连接节点。如图6。
Claims (5)
1.一种装配式钢—工程竹木复合梁柱端板连接节点，包括预制的钢—工程竹/木组合工字型梁(1)、预制的钢—工程竹/木组合箱型柱(2)、槽型悬臂梁(3)、角钢和端板(5)，钢—工程竹/木组合工字型梁(1)的上翼缘通过端板(5)和一个角钢连接到钢—工程竹/木组合箱型柱(2)，钢—工程竹/木组合工字型梁(1)的下翼缘通过端板(5)和另一个角钢连接到钢—工程竹/木组合箱型柱(2)，两个槽型悬臂梁(3)背靠背固定连接到钢—工程竹/木组合工字型梁(1)腹板两侧，两个槽型悬臂梁(3)靠近钢—工程竹/木组合箱型柱(2)的一侧固定连接到所述的端板(5)。其中，
钢—工程竹/木组合工字型梁(1)包括薄壁H型钢(8)和两片与薄壁H型钢(8)等长的工程竹/木板(7)，所述的工程竹/木板(7)材质为竹板或木板，在薄壁H型钢(8)一端的上下翼缘和腹板处根据高强螺栓(10)的布置预钻有螺栓孔，在两片工程竹/木板(7)的一端根据高强螺栓(10)的布置进行预钻有螺栓孔，两片工程竹/木板(7)的螺栓孔与薄壁H型钢(8)上下翼缘处的螺栓孔对准后固定连接在薄壁H型钢(8)上下翼缘的外表面；
钢—工程竹/木组合箱型柱(2)包括薄壁方钢管(9)和四片与薄壁方钢管(9)等长的工程竹/木板(7)，在薄壁方钢管(9)的两个相对钢管壁上，根据高强对拉螺栓(11)的布置预钻有螺栓孔，在两片工程竹/木板(7)根据高强对拉螺栓(11)的布置预钻有螺栓孔，另外两片工程竹/木板(7)无需预钻孔，两片预钻孔的工程竹/木板(7)的螺栓孔与薄壁方钢管(9)的两个相对的已预钻孔钢管壁上的螺栓孔对准后固定连接到薄壁方钢管(9)已预钻孔的两个相对钢管壁的外表面，另外两片未预钻孔的工程竹/木板(7)分别固定连接在薄壁方钢管(9)的另外两个相对钢管壁的外表面。
2.权利要求1所述的连接节点，其特征在于，每个槽型悬臂梁(3)的腹板高与薄壁H型钢(8)上下翼缘内表面之间的距离相匹配，两个槽型悬臂梁(3)以腹板靠近槽口向外的方式固定连接在端板(5)，并且确保两个槽型悬臂梁(3)腹板之间的间距与薄壁H型钢(8)的腹板厚度相配合，在两个槽型悬臂梁(3)的腹板和薄壁H型钢(8)上下翼缘处根据高强螺栓(10)的布置预钻有螺栓孔每个角钢与钢—工程竹/木组合工字型梁(1)相连的一肢根据高强螺栓(10)的布置设置有螺栓孔，另外的与钢—工程竹/木组合箱型柱(2)相连的一肢根据高强对拉螺栓(11)的布置设置有螺栓孔，在端板(5)上根据高强对拉螺栓的布置设置有螺栓孔。
3.权利要求1所述的连接节点，其特征在于，在两个角钢的中线位置处分别固定有加劲肋(6)。
4.权利要求1所述的连接节点的施工方法，包括下列步骤：
(1)预制钢—工程竹/木组合工字型梁(1)，在薄壁H型钢(8)一端的上下翼缘和腹板处根据高强螺栓(10)的布置进行预钻孔，准备两片与薄壁H型钢(8)等长的工程竹/木板(7)，所述的工程竹/木板(7)材质为竹板或木板，在两片工程竹/木板(7)的一端根据高强螺栓(10)的布置进行预钻孔，将薄壁H型钢(8)上下翼缘的外表面进行预处理后涂抹结构胶，将两片工程竹/木板(7)的螺栓孔与薄壁H型钢(8)上下翼缘处的螺栓孔对准，分别粘贴在已处理的薄壁H型钢(8)上下翼缘的外表面，待结构胶达到强度，形成钢—工程竹/木组合工字型梁(1)；
(2)预制钢—工程竹/木组合箱型柱(2)，在薄壁方钢管(9)的两个相对钢管壁上，根据高强对拉螺栓(11)的布置进行预钻孔，准备四片与薄壁方钢管(9)等长的工程竹/木板(7)，在两片工程竹/木板(7)根据高强对拉螺栓(11)的布置进行预钻孔，另外两片工程竹/木板(7)无需预钻孔，将薄壁方钢管(9)的四周钢管壁的外表面进行预处理后涂抹结构胶，将两片预钻孔的工程竹/木板(7)的螺栓孔与薄壁方钢管(9)的两个相对的已预钻孔钢管壁上的螺栓孔对准，分别粘贴在薄壁方钢管(9)已预钻孔的两个相对钢管壁的外表面，将另外两片未预钻孔的工程竹/木板(7)分别粘贴在薄壁方钢管(9)的另外两个相对钢管壁的外表面，待结构胶达到强度，形成钢—工程竹/木组合箱型柱(2)；
(3)在两个角钢的一肢根据高强螺栓(10)的布置进行预钻孔，另外一肢上根据高强对拉螺栓(11)的布置进行预钻孔，两个槽型悬臂梁(3)的腹板高与薄壁H型钢(8)上下翼缘内表面之间的距离相匹配，将两个槽型悬臂梁(3)以腹板靠近槽口向外的方式焊接在端板(5)上，并且确保两个槽型悬臂梁(3)腹板之间的间距与薄壁H型钢(8)的腹板厚度相配合，两个槽型悬臂梁(3)上下翼缘处于同一水平线上，以确保钢—工程竹/木组合工字型梁(1)的安装，在两个槽型悬臂梁(3)的腹板和上下翼缘处根据高强螺栓(10)的布置进行预钻孔，在端板(5)上根据高强对拉螺栓的布置进行预钻孔；
(4)现场安装：
步骤1：将钢—工程竹/木组合工字型梁(1)插入固定在端板(5)上的两个槽型悬臂梁(3)的腹板之间，并将钢—工程竹/木组合工字型梁(1)和两个槽型悬臂梁(3)的腹板和上下翼缘处的螺栓孔进行对中；
步骤2：将两个角钢开设有高强螺栓(10)预钻孔的一肢放置在钢—工程竹/木组合工字型梁(1)的上下翼缘处，开设有高强对拉螺栓(11)预钻孔的另一肢与端板(5)紧贴放置，并将角钢上高强螺栓(10)的螺栓孔与钢—工程竹/木组合工字型梁(1)和两个槽型悬臂梁(3)的上下翼缘处的螺栓孔进行对中，高强对拉螺栓(11)的螺栓孔与端板(5)的螺栓孔进行对中；
步骤3：通过高强螺栓(10)将角钢、钢—工程竹/木组合工字型梁(1)和两个槽型悬臂梁(3)的上下翼缘进行紧固连接；
步骤4：通过高强螺栓(10)将钢—工程竹/木组合工字型梁(1)和两个槽型悬臂梁(3)的腹板进行紧固连接；
步骤5：将完成连接的端板(5)和钢—工程竹/木组合箱型柱(2)上的螺栓孔进行对中放置，并进行临时固定，通过高强对拉螺栓(11)进行紧固连接；
步骤6：拆除临时固定，形成装配式钢—工程竹木复合梁柱端板连接节点。
5.权利要求4所述的连接节点，其特征在于，在两个角钢的中线位置处分别固定连接有加劲肋(6)。
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- 2020-12-03 CN CN202011410321.0A patent/CN112627330A/zh active Pending
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