CN112627344B - 木结构梁柱连接节点安装方法及装配式建筑建造方法 - Google Patents

木结构梁柱连接节点安装方法及装配式建筑建造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种木结构梁柱连接节点安装方法及装配式建筑建造方法，属于木结构建筑领域。本发明的木结构梁柱连接节点安装方法，先在梁和柱上分别开设与连接装置的上连接件和下连接件配合的连接结构；然后将下连接件连接在柱上，并通过连接装置的轴承调整上连接件和下连接件之间的相对角度；之后，利用自攻螺钉将上连接件与柱固定连接；最后将梁与上连接件连接，以完成梁柱连接节点的安装，提高了梁柱连接节点的强度，从而提高梁与柱之间连接的稳定性。

Description

木结构梁柱连接节点安装方法及装配式建筑建造方法
技术领域
本发明涉及木结构建筑技术领域，更具体地说，涉及一种木结构梁柱连接节点安装方法及装配式建筑建造方法。
背景技术
目前木结构梁柱连接件大多采用木包钢式金属连接件，这些连接件在使用时需要在木柱木梁上预先开槽固定连接件，因而在面对梁柱对接方向偏差时连接件适应能力极差，不仅无法保证螺栓连接安全，同时也使施工中的人力物力资源浪费过多。另外，这些连接件无法实现木结构梁柱的任意方向连接，而面对各个梁柱不同方向搭接时，每个连接件都需要工厂单独加工，大大降低了木结构梁柱连接件的通用性。
中国专利申请号202020077740.6，公开日2020年10月13日的专利文件，公开了一种用于木结构梁柱连接的多向连接件，包括与梁底固定连接的上连接件、与柱顶固定连接的下连接件，以及连接梁、柱、上连接件和下连接件的螺栓；上连接件的下表面设有若干个锯齿，下连接件设有若干个分别与若干个锯齿位置一一对应的槽口，锯齿能够穿过槽口，插入柱内。该实用新型的优点在于采用该连接件后打破了惯例，使得木结构梁柱能够实现一定角度的多方向连接，一定程度上增强了木结构连接件的通用性。
然而，该方案用于木结构梁柱连接时面对大截面木梁柱通过大长度螺栓连接导致其连接强度必然性下降；且连接件上下两部分分开，不利于安装保存；同时其尚未能实现梁柱任意方向连接无法做到真正的一件多用，应用于木结构建筑领域存在一定弊端。
同时，具有多样化造型的木结构装配式建筑，才能够吸引人们的关注，进而推动木结构建筑的进一步发展。但目前的木结构建筑梁柱节点连接强度较差，导致无法实现梁、柱之间在平面内任意角度的变化，因而很难实现建筑结构的多样化。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中木结构建筑的梁柱节点强度低而使得梁、柱间无法按任意角度设置的不足，提供了一种木结构梁柱连接节点安装方法，旨在利用连接装置实现梁、柱的任意角度变化后的稳定连接，以提高节点强度。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种木结构梁柱连接节点安装方法，包括以下阶段，
准备阶段：在梁和柱上分别开设与连接装置的上连接件和下连接件配合的连接结构；
角度调整阶段：将所述下连接件连接在所述柱上，并通过所述连接装置的轴承调整所述上连接件和所述下连接件之间的相对角度；之后，利用自攻螺钉将所述下连接件与所述柱固定连接；
安装阶段：将所述梁与所述上连接件连接，以完成梁柱连接节点的安装。
进一步地，所述角度调整阶段包括以下步骤：
步骤2.1、将所述连接装置的支撑架容纳在所述柱的第一安装槽中，并将所述下连接件的第一连接板插设在所述第一安装槽下方的第一连接槽内，之后利用第一连接螺栓将所述第一连接板与所述柱固定连接；
步骤2.2、相对于所述下连接件转动所述上连接件，以将所述上连接件的第二连接板与所述下连接件的第一连接板之间的夹角调整至预设角度；
步骤2.3、利用自攻螺钉将所述上连接件的安装座与所述柱固定连接，以将所述第二连接板与所述第一连接板之间的夹角角度固定。
进一步地，所述步骤2.1之前，还包括将所述连接装置进行组装的过程，所述过程包括以下步骤：
先将所述轴承的轴承外圈与所述安装座中心位置开设的安装孔连接，并将所述轴承的轴承内圈与所述第一连接板上的安装部连接；之后，利用至少两个紧固柱将所述支撑架连接在安装座上。
进一步地，
所述步骤2.1之前，将所述轴承的轴承外圈与所述安装座中心位置开设的安装孔连接，并将所述轴承的轴承内圈与所述第一连接板上的安装部连接；
所述步骤2.1中，先将支撑架容纳在所述柱的第一安装槽中，然后将所述下连接件的第一连接板穿过所述支撑架并插设在所述第一安装槽下方的第一连接槽内，最后利用至少两个紧固柱将所述支撑架连接在安装座上。
进一步地，利用至少两个紧固柱将所述支撑架连接在安装座时，先将紧固柱下端的卡爪卡设在所述支撑架下边沿上的紧固槽内，再将紧固柱上端的紧固螺栓穿过所述安装座上的固定孔，最后利用紧固螺母与紧固螺栓配合完成紧固柱与安装座的连接。
进一步地，所述准备阶段包括以下步骤：
在所述柱的上端开设第一安装槽，在第一安装槽槽底的下方开设第一连接槽，并在所述柱的侧壁上开设第一螺栓孔；
在所述梁的下侧面开设第二安装槽，在第二安装槽槽底以上的部分开设第二连接槽，并在所述梁的侧壁上开设第二螺栓孔。
进一步地，所述准备阶段包括以下步骤：
在所述柱的上端开设第二安装槽，在第二安装槽槽底的下方开设第一安装槽，在第一安装槽槽底的下方开设第一连接槽，并在所述柱的侧壁上开设第一螺栓孔；
在所述梁的下侧面开设第二连接槽，并在所述梁的侧壁上开设第二螺栓孔。
进一步地，所述安装阶段包括以下步骤：将所述梁悬吊至所述柱的上方，调整所述梁相对于所述柱的角度；之后将所述第二连接板插设在所述梁的第二连接槽内，并利用第二连接螺栓将所述第二连接板与所述梁固定连接。
本发明的一种装配式建筑建造方法，利用上述的木结构梁柱连接节点安装方法实现梁与柱的连接。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的木结构梁柱连接节点安装方法，先在梁和柱上分别开设与连接装置的上连接件和下连接件配合的连接结构；然后将下连接件连接在柱上，并通过连接装置的轴承调整上连接件和下连接件之间的相对角度；之后，利用自攻螺钉将上连接件与柱固定连接；最后将梁与上连接件连接，以完成梁柱连接节点的安装，提高了梁柱连接节点的强度，从而提高梁与柱之间连接的稳定性。
(2)本发明中，上连接件的第二连接板与梁连接，下连接件的第一连接板与柱连接，上连接件的固定板上设置有固定孔，利用自攻螺钉穿过固定孔并与柱连接，从而利用多维度的连接方式将柱与梁进行连接，进一步提高了梁柱节点的强度。
(3)本发明的装配式建筑建造方法，其梁和柱之间可以通过本发明 的连接装置进行连接，因而使得梁和柱之间的角度可以按任意角度进行调整，从而在实现建筑样式多样性的前提下，同时确保梁柱节点具有较高的连接强度。
附图说明
图1为本发明的连接装置结构示意图；
图2为本发明中支撑架与紧固柱的配合示意图；
图3为本发明中连接装置与柱的连接方式示意图；
图4为本发明中连接装置与梁的连接方式示意图；
图5为本发明的梁柱连接节点的结构示意图；
图6为本发明的建筑结构的结构示意图。
示意图中的标号说明：100、连接装置；110、上连接件；111、安装座；112、第二连接板；113、固定孔；114、第二连接孔；115、安装孔；116、紧固柱；117、紧固螺栓；118、第二连接螺栓；119、自攻螺钉；120、下连接件；121、第一连接板；122、第一连接孔；123、安装部；124、第一连接螺栓；130、轴承；131、轴承内圈；132、轴承外圈；140、支撑架； 141、紧固槽；200、梁；300、柱。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参照图1，本实施方式提供了一种连接装置100，该连接装置100包括上连接件110、下连接件120和轴承130。其中，上连接件110用于与梁200连接，下连接件120用于与柱300连接，上连接件110和下连接件120之间通过轴承130实现转动连接。因此，利用本实施方式的连接装置100实现梁200和柱300的连接时，可以利用轴承130实现下连接件120的第一连接板121和上连接件110的第二连接板112之间相对角度的变化，从而实现与第一连接板121连接的柱300和与第二连接板112连接的梁200之间角度的变化。
此外，应当说明的是，在木结构建筑中，梁200通常与两根以上的柱300连接，即使梁 200仅是一端与柱300连接，其另一端也会固定在木结构建筑中的其他结构件上。因此，利用本实施方式的连接装置将梁200的一端与柱300连接并调整角度后，梁200的另一端与处于预设位置处的结构件/另一根柱300固定连接，能实现对梁200与柱300之间角度的固定。当然，在调整完梁200与柱300的角度后，将第一连接板121和第二连接板112固定连接，也能实现对梁200与柱300之间角度的固定，防止梁柱节点发生错位、移位等问题。
以下，
作为本实施方式的第一实施例，参照图1，本实施例的下连接件120具体可以包括第一连接板121和安装部123，安装部123可以设置在第一连接板121上朝向第二连接板112的一端，安装部123用于与轴承130连接。第一连接板121上可以开设若干个第一连接孔122，当第一连接板121插设在柱300的连接槽内后，可以利用第一连接螺栓124与第一连接孔122配合以将第一连接板121与柱300连接。
本实施例的上连接件110具体可以包括第二连接板112和安装座111。具体的，安装座 111可以垂直于第一连接板121设置，并垂直于第二连接板112设置。安装座111用于与轴承130连接，即轴承130可以设置在安装座111上。第二连接板112上可以开设若干个第二连接孔114，当第二连接板112插设在梁200的连接槽内后，可以利用第二连接螺栓118与第二连接孔114配合以将第二连接板112与梁200连接。
为了在调整完梁200与柱300的角度后，实现第一连接板121和第二连接板112之间角度的固定，从而实现梁200与柱300的角度固定，可以在安装座111上可以开设有若干个固定孔113，例如两个、三个及三个以上。若干个固定孔113可以等距设置在安装座111的周向上。因此，当梁200与柱300的角度调整完毕后，可以利用自攻螺钉119穿过固定孔113 并与柱300连接，此时上连接件110的安装座111与柱300连接，上连接件110的第二连接板112与梁200连接，下连接件120的第一连接板121与柱300连接，从而形成了梁200与柱300之间多维度的连接，能够有效提高梁200与柱300之间连接的稳定性，并提高梁柱节点强度。
本实施例的轴承130，可以是滚珠轴承，也可以是滚子轴承，具体类型没有限制。上连接件110的安装座111在中心位置处开设安装孔115，轴承130的轴承外圈132可以安装在安装孔115处，下连接件120的安装部123可以与轴承130的轴承内圈131连接，因而安装部123和安装座111之间能够通过轴承130转动连接，以实现上连接件110和下连接件120 的转动连接。
以下，
作为本实施方式的第二实施例，参照图2，为提高梁柱连接节点的强度，上连接件110 上还可以设置有支撑架140，轴承130被设置在支撑架140的内侧。该支撑架140用于将上连接件110的承重直接转移到柱300上，从而减少轴承130的受力，以提高梁200与柱300之间的连接的稳定性，防止轴承130受压变形或损坏。
为了方便于本实施例连接装置100、梁200和柱300之间的连接，可以利用与安装座111 可拆卸连接的紧固柱116完成安装座111与支撑架140的固定连接。具体的，紧固柱116可以设置为两个以上，且两个以上的紧固柱116等距设置在安装座111的周向上；紧固柱116设置在支撑架140的外侧，紧固柱116的上端与安装座111连接，紧固柱116的下端朝向支撑架140弯折并形成为卡勾。
利用两个以上的紧固柱116固定支撑架140时，先将紧固柱116的卡勾勾住支撑架140 的下边缘，然后再将紧固柱116的上端与安装座111连接。具体的，支撑架140可以在与紧固柱116上端对应的位置处开设紧固孔，紧固柱116的上端开设有外螺纹并形成为紧固螺栓117。紧固柱116的上端与安装座111连接时，将紧固柱116的上端穿过紧固孔，并用紧固螺母与紧固螺栓117配合以将紧固柱116固定连接在安装座111上，之后利用两个以上的紧固柱116的配合，将支撑架140紧固在安装座111上，提高支撑架140与安装座111间连接的稳定性。
此外，为了方便于紧固柱116的卡勾勾住支撑架140的下边缘，支撑架140远离安装座 111的一端可以设置紧固槽141，即在支撑架140的下边缘设置紧固槽141，该紧固槽141用于与卡勾配合，使得卡勾能够卡设在紧固槽141内，从而不突出于支撑架140的下边缘设置。
以下，
参照图3～图5，本实施方式还提供了一种利用本实施方式的连接装置进行梁柱连接节点安装的方法，该安装方法具体包括以下阶段，
一、准备阶段：在柱300和梁200上分别开设与连接装置100的上连接件110和下连接件120配合的连接结构。
该准备阶段具体为，在柱300的上端开设第一安装槽，在第一安装槽槽底以下的部位开设第一连接槽，并在柱300的侧壁上开设的第一螺栓孔；在梁200的下侧面开设第二安装槽，在第二安装槽槽底以上的部分开设第二连接槽，并在梁200的侧壁上开设的第二螺栓孔。
其中，第一安装槽用于容纳轴承130的一部分和支撑架140，下连接件120的第一连接板121能够插设在第一连接槽内，第一螺栓孔与第一连接孔122的数量相同，且第一螺栓孔与第一连接孔122位置相互对应；第二安装槽用于容纳上连接件110的安装座111，上连接件110的第二连接板112能够插设在第二连接槽内，第二螺栓孔与第二连接孔114的数量相同，且第二螺栓孔与第二连接孔114位置相互对应。
此外，第二安装槽也可以开设在柱300的上端，第一安装槽与第二安装槽之间形成为台阶结构，第一安装槽用于容纳轴承130的一部分和支撑架140，第二安装槽用于容纳安装座 111；此时，第二连接槽之间开设在梁200的下侧面。
二、角度调整阶段：将连接装置100的下连接件连接在柱300上，并通过连接装置100 的轴承130调整上连接件110相对于下连接件120的角度；之后利用自攻螺钉119将上连接件110和柱300固定连接，以固定上连接件110相对于下连接件120的角度。
参照图3，角度调整阶段具体可以包括以下步骤：
步骤2.1、将下连接件120的第一连接板121插设在第一连接槽内，用第一连接螺栓124 与第一螺栓孔和第一连接孔122配合以将第一连接板121与柱300固定连接；同时使得支撑架140容纳在第一安装槽中。
步骤2.2、转动上连接件110，以调整上连接件110的第二连接板112与下连接件120的第一连接板121之间的夹角至预设角度。
步骤2.3、利用自攻螺钉119穿过安装座111上的固定孔113后与柱300的上端连接，从而将第一连接板121与第二连接板112的相对角度固定。
此外，连接装置100的装配过程可以有两种方式。其一，步骤2.1之前，先将轴承130的轴承外圈132与安装座111中心位置开设的安装孔115连接，并将轴承130的轴承内圈131与第一连接板121上的安装部123连接；之后，利用至少两个紧固柱116将支撑架140连接在安装座111上，从而完成连接装置100的装配。
其二，步骤2.1之前，将轴承130的轴承外圈132与安装座111中心位置开设的安装孔 115连接，并将轴承130的轴承内圈131与第一连接板121上的安装部123连接；步骤2.1中，先将支撑架140容纳在柱的第一安装槽中，然后将下连接件120的第一连接板121穿过支撑架140并插设在第一安装槽下方的第一连接槽内，最后利用至少两个紧固柱116将支撑架140 连接在安装座111上。
其中，利用至少两个紧固柱116将支撑架140连接在安装座111上时，可以先将紧固柱 116下端的卡爪卡设在支撑架140下边沿上的紧固槽内，再将紧固柱116上端的紧固螺栓穿过安装座上的固定孔113，最后利用紧固螺母与紧固螺栓配合完成紧固柱116与安装座111 的连接。
三、安装阶段：将梁200与连接装置100的上连接件110连接，以完成梁柱连接节点的连接。
参照图4，该安装阶段具体为，将梁200悬吊至柱300的上方，调整梁200相对于柱300 的方向，具体是在垂直于柱300轴线的平面内的方向；之后将第二连接板112插设在第二连接槽内，并利用第二连接螺栓118与第二螺栓孔和第二连接孔114配合以将第二连接板112 与梁200固定连接。
以下，
本实施方式还提供了一种装配式建筑建造方法，该建造方式具体是利用本实施方式的木结构梁柱连接节点安装方法实现梁与柱的连接。例如，参照图6，在一种廊道建筑结构中，利用本实施方式的木结构梁柱连接节点安装方法实现梁与柱的连接时，可以实现廊道建筑结构的弯曲设置，且在该廊道建筑结构的建造过程中，可以按照相同的安装角度将柱连接在地基上，并通过本实施方式的连接装置完成柱与梁的连接，大大降低了施工难度，提高了建造效率。
同时，由于第一连接板和第二连接板之间的相对角度是可以变化的，因而无论梁和柱之间的角度发生何种变化时，第一连接板始终能够与柱的侧壁平行设置，第二连接板始终能够与梁的侧壁平行设置，因而大大提高了柱和梁之间的连接强度。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种木结构梁柱连接节点安装方法，其特征在于：包括以下阶段，
准备阶段：在梁和柱上分别开设与连接装置的上连接件和下连接件配合的连接结构；
角度调整阶段：将所述下连接件连接在所述柱上，并通过所述连接装置的轴承调整所述上连接件和所述下连接件之间的相对角度；之后，利用自攻螺钉将所述下连接件与所述柱固定连接；
安装阶段：将所述梁与所述上连接件连接，以完成梁柱连接节点的安装；
所述角度调整阶段包括以下步骤：
步骤2.1、将所述连接装置的支撑架容纳在所述柱的第一安装槽中，并将所述下连接件的第一连接板插设在所述第一安装槽下方的第一连接槽内，之后利用第一连接螺栓将所述第一连接板与所述柱固定连接；
步骤2.2、相对于所述下连接件转动所述上连接件，以将所述上连接件的第二连接板与所述下连接件的第一连接板之间的夹角调整至预设角度；
步骤2.3、利用自攻螺钉将所述上连接件的安装座与所述柱固定连接，以将所述第二连接板与所述第一连接板之间的夹角角度固定；
所述步骤2.1之前，还包括将所述连接装置进行组装的过程，所述过程包括以下步骤：
先将所述轴承的轴承外圈与所述安装座中心位置开设的安装孔连接，并将所述轴承的轴承内圈与所述第一连接板上的安装部连接；之后，利用至少两个紧固柱将所述支撑架连接在安装座上；
利用至少两个紧固柱将所述支撑架连接在安装座时，先将紧固柱下端的卡爪卡设在所述支撑架下边沿上的紧固槽内，再将紧固柱上端的紧固螺栓穿过所述安装座上的固定孔，最后利用紧固螺母与紧固螺栓配合完成紧固柱与安装座的连接。
2.根据权利要求1所述的一种木结构梁柱连接节点安装方法，其特征在于：所述准备阶段包括以下步骤：
在所述柱的上端开设第一安装槽，在第一安装槽槽底的下方开设第一连接槽，并在所述柱的侧壁上开设第一螺栓孔；
在所述梁的下侧面开设第二安装槽，在第二安装槽槽底以上的部分开设第二连接槽，并在所述梁的侧壁上开设第二螺栓孔。
3.根据权利要求2所述的一种木结构梁柱连接节点安装方法，其特征在于：所述准备阶段包括以下步骤：
在所述柱的上端开设第二安装槽，在第二安装槽槽底的下方开设第一安装槽，在第一安装槽槽底的下方开设第一连接槽，并在所述柱的侧壁上开设第一螺栓孔；
在所述梁的下侧面开设第二连接槽，并在所述梁的侧壁上开设第二螺栓孔。
4.根据权利要求3所述的一种木结构梁柱连接节点安装方法，其特征在于：所述安装阶段包括以下步骤：将所述梁悬吊至所述柱的上方，调整所述梁相对于所述柱的角度；之后将所述第二连接板插设在所述梁的第二连接槽内，并利用第二连接螺栓将所述第二连接板与所述梁固定连接。
5.一种装配式建筑建造方法，其特征在于：利用权利要求1~4中任一项所述的木结构梁柱连接节点安装方法实现梁与柱的连接。
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Assignor: NANJING FORESTRY University

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