CN115772942B - 一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点及设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点及设计方法，将内嵌钢板中的矩形抗剪钢板与竖向钢板形成H形截面并将竖向钢板左右两端分别嵌设于重组竹柱和重组竹梁的卯口，有效提高了本框架节点的承载能力，并且半榫榫头贯穿设置有椭圆形螺栓通孔通过螺栓与重组竹柱相连，使半榫榫头可沿椭圆形螺栓通孔中心转动也可沿椭圆形螺栓通孔长轴方向活动，使半榫榫头与重组竹卯口之间通过摩擦耗能，在充分发挥半榫结构优异耗能能力的同时显著提升其抗拔榫能力。同时连接节点采用螺栓连接，装配率高，方便快捷，通过对螺栓抗剪承载力进行有效设计，明确该节点受力状态，简化设计过程。
Description
技术领域
本发明涉及结构工程领域，具体涉及一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点及设计方法。
背景技术
结构构件的连接是建造的关键，重组竹结构一般采用钢构件进行连接。由于竹材的抗拉强度高，抗剪强度低，在节点设计中如何使重组竹发挥其优良的抗拉性能，同时避免其受到较大的剪力成为了钢-竹组合节点设计的重点。与传统竹结构的连接方式相比，钢-重组竹组合节点更能适应现代竹结构中对节点复杂力学性能的要求。现阶段钢-重组竹节点的常见形式有：纯螺栓连接、榫卯和螺栓混合连接、栓焊组合连接等，其中借鉴了古建筑木结构中榫卯连接的榫卯和螺栓混合连接更是能将榫卯连接和螺栓连接二者的优势共同利用起来，为复杂工况下的现代竹结构节点设计、钢-重组竹组合结构节点设计提供了新思路。
目前公开专利CN215053976U公开了一种十字形榫卯连接结构，该连接结构将传统简易榫卯结构与现代螺栓结构相组合，有利于提高节点的承载能力和整体刚度，且构造简单、施工方便，可以在工厂标准化生产，现场预制安装。但其局限性在于对钢材的应用率较低，节点中螺栓连接通过L形板实现，承载能力较低，没有充分发挥钢材的力学性能；而公开专利CN214329280U公开了一种长螺杆加强型刚性抗弯胶合木节点，采用了嵌入式钢板的加强概念，并结合加劲厚角钢、自攻螺钉、长螺杆、固定端板等构造，使得节点有着十分优异的承载能力，能够应对较为复杂的受力模式，但其局限性在于没有借鉴木结构自古以来沿用的榫卯连接方式，从而该节点地震作用下的抗震性能并不突出；公开专利CN212358606U公开了一种竹木装配式梁柱及其连接件和竹木结构节点，该连接结构能够大大提高主体和横梁之间的连接稳固性和快速准确性，便于实际连接使用，但其节点的构造比较复杂，采用较多的螺栓，虽能在装配过程中实现很好的限位，但整体耗钢量偏大，没有考虑利用竹材、木材本身的传统连接方式所带来的优势，在节点设计环节竹材、木材的力学性能没有得到充分利用。另外公开专利CN209989958U公开了一种自攻螺丝加固的木销半榫节点，其在半榫节点的基础上利用自攻螺丝针对木材横纹方向局部受压性能的不足进行了加固，并在半榫榫头部位设置了预钻孔，插入木销，以防止拔榫破坏，使该连接结构能够保证节点具有足够的初始刚度、抗弯承载力和变形能力，并防止榫头断裂破坏和木材横纹劈裂破坏，提高了节点的受力性能。但其局限性在于全部采用自攻螺丝对榫头和梁柱构件进行加固，其对节点承载力的提升不如嵌入钢板等方式明显，且采用插入木销的方式进行限位和抗拔，可能会产生木销被剪断的脆性破坏模式。
因此，如何提供一种将传统榫卯连接方式中的半榫结构与现代螺栓连接结构相结合的重组竹梁柱框架节点，在充分发挥半榫结构优异抗震能力的同时显著提升其抗拔榫能力以及有效提高节点的承载能力和抗震能力是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点及设计方法，该框架节点通过竖向钢板和矩形抗剪钢板形成H形截面有效提高了节点的承载能力，半榫榫头贯穿设置有椭圆形螺栓通孔利用螺栓与重组竹柱相连，使半榫榫头可沿椭圆形螺栓通孔中心转动也可沿椭圆形螺栓通孔的长轴方向活动，从而使半榫榫头与重组竹卯口之间产生摩擦耗能，在充分发挥半榫结构优异耗能能力的同时显著提升其抗拔榫能力。本连接节点均采用螺栓连接通过对其抗剪承载力进行有效设计，明确该重组竹梁柱框架节点受力状态，简化设计过程。
本发明通过下述技术方案实现：
一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，包括：
重组竹柱；
重组竹梁；
内嵌钢板，所述内嵌钢板包括竖向钢板和矩形抗剪钢板；
所述竖向钢板左右两端分别嵌设于所述重组竹柱和所述重组竹梁的卯口；所述矩形抗剪钢板焊接于所述竖向钢板上下两端形成H形截面；
半榫榫头，所述半榫榫头包括榫头部分钢板和转动部,所述榫头部分钢板焊接于所述竖向钢板左侧，所述转动部为贯穿半榫榫头的椭圆形螺栓通孔，所述半榫榫头与重组竹柱通过椭圆形螺栓通孔利用螺栓相连，所述半榫榫头沿椭圆形螺栓通孔中心可转动并沿所述椭圆形螺栓通孔长轴方向可活动；
重组竹板，所述重组竹板设置于所述半榫榫头两侧面。
进一步地，所述榫头部分钢板设置多个，所述榫头部分钢板等距焊接于所述竖向钢板左侧上部，所述重组竹板穿插于所述榫头部分钢板之间，并沿着重组竹梁轴线向重组竹梁延伸，重组竹板与榫头部分钢板组成嵌板，由于钢板的存在，提升了榫头及连接节点的整体刚度，使得榫头不易断裂损坏。
进一步地，所述重组竹板的长边方向为竹材顺纹方向，所述重组竹板与榫头部分钢板和竖向钢板之间直接贴合，重组竹板与各钢板之间采用直接贴合的方式，没有粘结力，在半榫榫头产生错动的过程中，重组竹板与各钢板之间通过摩擦也将进一步耗能，提高抗震性能。
进一步地，位于所述竖向钢板上端的矩形抗剪钢板的上表面以及位于所述竖向钢板下端的矩形抗剪钢板的下表面与所述重组竹梁上下表面齐平，所述矩形抗剪钢板的前后两端与重组竹板的边缘对齐，减少了对重组竹梁外形的破坏，并便于控制及检验装配精度。
进一步地，所述重组竹柱卯口两侧的位置沿横纹方向设置有自攻螺钉，所述自攻螺钉贯穿所述重组竹柱侧壁，防止因半榫榫头钢板处刚度过大而造成的重组竹梁柱节点上下侧局部压溃。
进一步地，所述重组竹梁的卯口所在端部嵌设于所述重组竹柱的卯口，避免半榫榫头处钢板与竖向钢板之间的焊缝处于悬空状态。
进一步地，所述转动部设置于所述半榫榫头的中心处，所述内嵌钢板位于所述重组竹梁中的部分均匀布设多个螺栓通孔，所述椭圆形螺栓通孔的中心与靠近所述椭圆形螺栓通孔的螺栓通孔中心水平对齐，使榫卯连接之间允许有一定幅度的水平错动，半榫榫头与重组竹卯口之间将会通过摩擦耗能，提高抗震性能。
进一步地，所述椭圆形螺栓通孔的短轴长度与螺栓通孔孔径等长且与重组竹梁的轴线垂直，所述椭圆形螺栓通孔的长轴长度为螺栓通孔孔径的3～4倍，进一步提高抗震性能。
进一步地，在以上技术方案的基础上，所述框架节点均通过抗剪螺栓进行连接，包括设置于所述半榫榫头中心处的抗剪螺栓用于保护榫头在复杂受力状态下功能正常发挥以及设置于所述重组竹梁上的多个抗剪螺栓组成的螺栓群用于保证节点整体的抗剪承载力，所述抗剪螺栓抗剪承载力设计通过如下步骤进行：
(1)对半榫榫头中心处的抗剪螺栓进行抗剪承载力校核验算；
(2)验算重组竹梁上的多个抗剪螺栓组成的螺栓群同时承受扭矩和剪力时受力最大螺栓的安全性；
(3)校核抗剪螺栓和重组竹梁及重组竹板之间的承压能力。
进一步地，所述步骤(1)的校核验算公式为：
其中，nv——受剪面数目(个)；
d——螺栓杆直径(mm)；
Σt——在同一受力方向的承压构件的较小总厚度(mm)；
fv b，fc b——螺栓的抗剪和抗压强度设计值(N/mm2)；
——单根抗剪普通螺栓的承载力设计值(N)；
所述步骤(2)的判断公式为：
其中，N1——螺栓群扭剪复合作用下的承载力(N)；
——扭矩作用下，角点螺栓1所受的水平剪力(N)；
——扭矩作用下，角点螺栓1所受的竖向剪力(N)；
——剪力作用下，角点螺栓1所受的竖向剪力(N)；
T——螺栓群所受到的扭矩(N·mm)；
F——螺栓群所受到的剪力(N)；
yi——i号螺栓距螺栓群水平形心轴的距离(mm)；
xi——i号螺栓距螺栓群竖直形心轴的距离(mm)。
所述步骤(3)的判断公式为：
Zd＝CmCnCtkgZ
Z＝kmintsdfes
kmin＝min[kΙ，kΙΙ，kΙΙΙ，kΙV]
当单剪连接的屈服模式为Ⅲm时：
当屈服模式为Ⅲs时：
其中，Zd——单个受剪面的受压承载力设计值(N)；
Cm——含水率调整系数；
Cn——设计使用年限调整系数；
Ct——温度调整系数；
kg——群栓组合系数；
Z——承载能力设计参考值(N)；
kmin——为单剪连接时较薄构件或双剪连接时边部构件的销槽承压最小有效长度系数；
ts——较薄构件或边部构件的厚度(mm)；
d——螺栓的直径(mm)；
fes——构件销槽承压强度标准值(N/mm2)；
kⅠ、kⅡ、kⅢ、kⅣ——屈服模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下销槽承压有效长度系数；
Re、Rt——分别为fem/fes、tm/ts，对于单剪连接时，应满足Re·Rt≤1.0；对于双剪连接时，应满足Re·Rt≤2.0，且销槽承压有效系数kⅠ按计算；
tm——较厚构件或中部构件的厚度(mm)；
fem——较厚构件或中部构件的销槽承压强度标准值(N/mm2)；
γⅠ、γⅡ、γⅢ、γⅣ——屈服模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的抗力分项系数；
fyk——销轴类紧固件屈服强度标准值(N/mm2)；
kep——弹塑性强化系数。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点及设计方法，将内嵌钢板中的矩形抗剪钢板与竖向钢板形成H形截面并将竖向钢板左右两端分别嵌设于重组竹柱和重组竹梁的卯口，有效提高了本框架节点的承载能力和装配精度。半榫榫头贯穿设置有椭圆形螺栓通孔利用螺栓与重组竹柱相连，使半榫榫头可沿椭圆形螺栓通孔中心转动也可沿椭圆形螺栓通孔长轴方向活动，从而使半榫榫头与重组竹卯口之间通过摩擦耗能，在充分发挥半榫结构优异耗能能力的同时显著提升其抗拔榫能力。重组竹板覆盖于半榫榫头两侧面以及榫头部分钢板之间，并沿着重组竹梁轴线向重组竹梁延伸，重组竹板与榫头部分钢板共同组成嵌板。钢板的存在提高了榫头及连接节点的整体刚度，使得榫头不易断裂损坏，同时连接节点采用螺栓连接，装配率高，方便快捷，通过对螺栓抗剪承载力进行有效设计，明确该重组竹框架梁柱节点受力状态，简化设计过程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为本发明提供的梁柱框架节点连接示意图；
图2为本发明提供的钢嵌板及榫头构造示意图；
图3为本发明提供的钢-重组竹组合嵌板及榫头构造示意图；
图4为本发明提供的梁柱框架节点侧面示意图；
图5为本发明提供的梁柱框架节点正面示意图；
图6为本发明提供的梁柱框架节点俯视图；
图7为本发明提供的梁柱框架节点钢板组合件及自攻螺钉透视图；
图8为本发明提供的设计使用年限调整系数表；
图9为本发明提供的含水率调整系数及温度调整系数表；
图10为本发明提供的群栓组合系数表；
图11为本发明提供的抗力分项系数表。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-重组竹柱；2-重组竹梁；3-重组竹板；4-榫头部分钢板；5-半榫榫头；6-内嵌钢板；7-矩形抗剪钢板；8-竖向钢板；9-抗剪螺栓；10-椭圆形螺栓通孔；11-自攻螺钉。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明实施例公开了一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，将内嵌钢板6中的矩形抗剪钢板7与竖向钢板8形成H形截面并将竖向钢板8左右两端分别嵌设于重组竹柱1和重组竹梁2的卯口，有效提高了本框架节点的承载能力和装配精度，并且半榫榫头5设置有转动部，该转动部为贯穿半榫榫头5的椭圆形螺栓通孔10，半榫榫头5与重组竹柱1通过椭圆形螺栓通孔10利用抗剪螺栓9相连，而半榫榫头5沿椭圆形螺栓通孔10中心可转动并沿椭圆形螺栓通孔10长轴方向可活动，从而半榫榫头5与重组竹柱1卯口之间通过摩擦耗能，充分发挥半榫结构优异耗能能力的同时显著提升其抗拔榫能力。
参见附图1-7，具体包括：重组竹柱1、重组竹梁2、内嵌钢板6及半榫榫头5，内嵌钢板6包括竖向钢板8和矩形抗剪钢板7，竖向钢板8左右两端分别嵌设于重组竹柱1和重组竹梁2的卯口，矩形抗剪钢板7焊接于竖向钢板8上下两端形成H形截面，用于抵抗剪力，而半榫榫头5包括榫头部分钢板4和转动部,榫头部分钢板4焊接于竖向钢板8左上端，在本实施例中，矩形抗剪钢板7与竖向钢板8、竖向钢板8与榫头部分钢板4之间均采用点焊，选用Q355钢材，钢板厚度均可采用10mm，并且转动部将半榫榫头5与重组竹柱1通过抗剪螺栓9相连使半榫榫头5沿转动部中心转动及沿水平方向运动，以提升框架节点整体的抗震能力。具体地，该转动部为贯穿半榫榫头5的椭圆形螺栓通孔10，也可以是矩形通孔，不作限制，椭圆形螺栓通孔10位于半榫榫头5的中心处，而内嵌钢板6位于重组竹梁2中的部分均匀布设多个螺栓通孔，通过抗剪螺栓9连接内嵌钢板6与重组竹梁2，使抗剪螺栓9与内嵌钢板6共同承受剪力和弯矩，且椭圆形螺栓通孔10的中心与靠近椭圆形螺栓通孔10的螺栓通孔中心水平对齐，其中椭圆形螺栓通孔10的短轴长度与螺栓通孔孔径等长且与重组竹梁2的轴线垂直，椭圆形螺栓通孔10的长轴长度为螺栓通孔孔径的3～4倍，使榫卯连接之间允许有一定幅度的水平运动，抗剪螺栓9通过椭圆形螺栓通孔10将半榫榫头5和重组竹柱1连接固定，也能对半榫榫头5起到良好的限位作用，避免连接结构产生拔榫破坏，从而保证半榫榫头5在复杂受力状态下功能的正常发挥。
在本实施例中，榫头部分钢板4设置多个并等距焊接于竖向钢板8左上端，重组竹板3设置于所述半榫榫头5两侧面以及穿插于榫头部分钢板4之间，且重组竹板3沿着重组竹梁2轴线向重组竹梁2延伸，重组竹板3与榫头部分钢板4组成嵌板，由于钢板的存在，提升了榫头及连接节点的整体刚度，使得榫头不易断裂损坏。
在本实施例中，上述重组竹板3的长边方向为竹材顺纹方向，并且重组竹板3与榫头部分钢板4和竖向钢板8之间直接贴合，没有粘结力，使半榫榫头5沿水平方向运动的过程中，重组竹板3与各钢板之间通过摩擦也将进一步耗能，提高本框架节点的抗震性能，减少对重组竹梁2外形的破坏，也便于控制及检验装配精度，位于竖向钢板8上端的矩形抗剪钢板7的上表面以及位于竖向钢板8下端的矩形抗剪钢板7的下表面与重组竹梁2上下表面齐平，矩形抗剪钢板7与重组竹板3同向的两端对齐，并且矩形抗剪钢板7周边与重组竹梁2的接触部分采用结构胶粘接的方式进行接缝处理，内嵌钢板6及重组竹板3构成的整体与重组竹梁2的接触面也采用结构胶粘接的方式进行接缝处理使重组竹梁2外形更美观。
在本实施例中，重组竹柱1卯口两侧的位置沿横纹方向设置有自攻螺钉11，自攻螺钉11贯穿重组竹柱1，对局部受压区域的加固，防止因半榫榫头5钢板处刚度过大而造成的重组竹梁柱节点上下侧局部压溃，另外自攻螺钉11的布设可根据框架结构实际的受力状态、结构层数、结构跨度等自行选择加固的横向及纵向排数或不加固。
在本实施例中，重组竹梁2的卯口所在端部嵌设于重组竹柱1的卯口，避免半榫榫头5处钢板与竖向钢板8之间的焊缝处于悬空状态，在上述实施过程中连接节点中各钢板间采用焊接进行连接，但所有焊缝均不处于Mmax、Vmax位置(即弯矩、剪力最大值所在位置)，从而可较好地避免因焊缝断裂而产生的脆性破坏。
另外，上述抗剪螺栓9的螺帽均嵌入重组竹梁2或重组竹柱1，螺帽最外端不超过重组竹梁2或重组竹柱1的表面，便于装配，并且上述框架节点均通过抗剪螺栓9进行连接，使所有构件均可在工厂预制，现场装配，工业化程度高，施工便利。具体地先在工厂按照规定尺寸进行重组竹梁2、重组竹柱1的加工，并按图4所示在重组竹梁2及重组竹柱上预留卯口，用于安装内嵌钢板6及半榫榫头5，同时按图2和图3所示完成钢-重组竹组合嵌板及榫头的制作，在螺栓连接位置预留螺栓孔及椭圆形螺栓通孔10，并由抗剪螺栓9进行辅助固定即可。
本发明中公开一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点的设计方法，上述框架节点均通过抗剪螺栓9进行连接，包括设置于所述半榫榫头5中心处的抗剪螺栓9用于保护榫头在复杂受力状态下功能正常发挥以及设置于所述重组竹梁2上的多个抗剪螺栓9组成的螺栓群用于保证节点整体的抗剪承载力，本连接节点均采用普通螺栓，主要针对重组竹梁2端部的抗剪螺栓9进行设计，其受力模式主要为扭剪复合作用，由于重组竹柱1处的抗剪螺栓9主要起到限位、防止榫头拔出和摩擦耗能作用，为简化节点设计过程，设计为该螺栓与重组竹梁2端部的螺栓型号相同，故多个抗剪螺栓9组成螺栓群的抗剪承载力设计通过如下步骤进行：
(1)先对半榫榫头5中心处的抗剪螺栓9进行抗剪承载力校核验算，校核验算公式如下：
其中，nv——受剪面数目(个)；
d——螺栓杆直径(mm)；
Σt——在同一受力方向的承压构件的较小总厚度(mm)；
fv b，fc b——螺栓的抗剪和抗压强度设计值(N/mm2)；
——单根抗剪普通螺栓的承载力设计值(N)。
(2)重组竹梁2上的螺栓群同时承受扭矩和剪力时，需验算受力最大螺栓的安全性，判断公式如下：
其中，N1——螺栓群扭剪复合作用下的承载力(N)；
——扭矩作用下，角点螺栓1所受的水平剪力(N)；
——扭矩作用下，角点螺栓1所受的竖向剪力(N)；
——剪力作用下，角点螺栓1所受的竖向剪力(N)；
T——螺栓群所受到的扭矩(N·mm)；
F——螺栓群所受到的剪力(N)；
yi——i号螺栓距螺栓群水平形心轴的距离(mm)；
xi——i号螺栓距螺栓群竖直形心轴的距离(mm)。
(3)考虑到实际受力过程中当钢板屈服后，螺栓与重组竹梁2之间的挤压，还需校核抗剪螺栓9和重组竹梁2及重组竹板3之间的承压能力，公式如下：
Zd＝CmCnCtkgZ
Z＝kmintsdfes
kmin＝min[kΙ，kΙΙ，kΙΙΙ，kΙV]
当单剪连接的屈服模式为Ⅲm时：
当屈服模式为Ⅲs时：
其中，Zd——单个受剪面的受压承载力设计值(N)；
Cm——含水率调整系数，按图9进行取值；
Cn——设计使用年限调整系数，按图8进行取值；
Ct——温度调整系数，按图9进行取值；
kg——群栓组合系数，按图10进行取值；
Z——承载能力设计参考值(N)；
kmin——为单剪连接时较薄构件或双剪连接时边部构件的销槽承压最小有效长度系数；
ts——较薄构件或边部构件的厚度(mm)；
d——螺栓的直径(mm)；
fes——构件销槽承压强度标准值(N/mm2)，按《木结构设计标准》(GB 50005-2017)第6.2.8条的规定确定；
kⅠ、kⅡ、kⅢ、kⅣ——屈服模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下销槽承压有效长度系数；
Re、Rt——分别为fem/fes、tm/ts，对于单剪连接时，应满足Re·Rt≤1.0；对于双剪连接时，应满足Re·Rt≤2.0，且销槽承压有效系数kⅠ按计算；
tm——较厚构件或中部构件的厚度(mm)；
fem——较厚构件或中部构件的销槽承压强度标准值(N/mm2)，按《木结构设计标准》(GB 50005-2017)第6.2.8条的规定确定；
γⅠ、γⅡ、γⅢ、γⅣ——屈服模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的抗力分项系数，按图11进行取值；
ksⅡ、kmⅢ、ksⅢ、ksⅣ——屈服模式为Ⅱs、Ⅲm、Ⅲs、Ⅳs时的销槽承压有效系数；
fyk——销轴类紧固件屈服强度标准值(N/mm2)；
kep——弹塑性强化系数。
通过上述方法对半榫榫头5中心处的抗剪螺栓9进行抗剪承载力校核验算，再对重组竹梁2上的螺栓群验算受力最大螺栓的安全性以及校核抗剪螺栓9和重组竹梁2及重组竹板3之间的承压能力，保证了整个重组竹梁柱框架节点安全性，明确重组竹框架梁柱节点受力状态，简化设计过程。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，其特征在于，包括：
重组竹柱(1)；
重组竹梁(2)；
内嵌钢板(6)，所述内嵌钢板(6)包括竖向钢板(8)和矩形抗剪钢板(7)；
所述竖向钢板(8)左右两端分别嵌设于所述重组竹柱(1)和所述重组竹梁(2)的卯口；
所述矩形抗剪钢板(7)焊接于所述竖向钢板(8)上下两端形成H形截面；
半榫榫头(5)，所述半榫榫头(5)包括榫头部分钢板(4)和转动部,所述榫头部分钢板(4)焊接于所述竖向钢板(8)左侧，所述转动部为贯穿半榫榫头(5)的椭圆形螺栓通孔(10)，所述半榫榫头(5)与重组竹柱(1)通过椭圆形螺栓通孔(10)相连，使所述半榫榫头(5)沿椭圆形螺栓通孔(10)中心可转动并沿所述椭圆形螺栓通孔(10)长轴方向可活动；
重组竹板(3)，所述重组竹板(3)设置于所述半榫榫头(5)两侧面。
2.根据权利要求1所述的一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，其特征在于，所述榫头部分钢板(4)设置多个，所述榫头部分钢板(4)等距焊接于所述竖向钢板(8)左侧上部，所述重组竹板(3)穿插于所述榫头部分钢板(4)之间，并沿着重组竹梁(2)轴线向重组竹梁(2)延伸。
3.根据权利要求2所述的一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，其特征在于，所述重组竹板(3)的长边方向为竹材顺纹方向，所述重组竹板(3)与榫头部分钢板(4)和竖向钢板(8)之间直接贴合。
4.根据权利要求3所述的一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，其特征在于，位于所述竖向钢板(8)上端的矩形抗剪钢板(7)的上表面以及位于所述竖向钢板(8)下端的矩形抗剪钢板(7)的下表面与所述重组竹梁(2)上下表面齐平，所述矩形抗剪钢板(7)的前后两端与重组竹板(3)的边缘对齐。
5.根据权利要求1所述的一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，其特征在于，所述重组竹柱(1)卯口两侧的位置沿横纹方向设置有自攻螺钉(11)，所述自攻螺钉(11)贯穿所述重组竹柱(1)的侧壁。
6.根据权利要求1所述的一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，其特征在于，所述重组竹梁(2)的卯口所在端部嵌设于所述重组竹柱(1)的卯口。
7.根据权利要求1所述的一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，其特征在于，所述转动部设置于所述半榫榫头(5)的中心处，所述内嵌钢板(6)位于所述重组竹梁(2)中的部分均匀布设多个螺栓通孔，所述椭圆形螺栓通孔(10)的中心与靠近所述椭圆形螺栓通孔(10)的螺栓通孔中心水平对齐。
8.根据权利要求7所述的一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点，其特征在于，所述椭圆形螺栓通孔(10)的短轴长度与螺栓通孔孔径等长且与重组竹梁(2)的轴线垂直，所述椭圆形螺栓通孔(10)的长轴长度为螺栓通孔孔径的3～4倍。
9.一种采用组合件连接的重组竹梁柱框架节点的设计方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的重组竹梁柱框架节点均通过抗剪螺栓(9)进行连接，包括设置于所述半榫榫头(5)中心处的抗剪螺栓(9)用于保护榫头在复杂受力状态下功能正常发挥以及设置于所述重组竹梁(2)上的多个抗剪螺栓(9)组成的螺栓群用于保证节点整体的抗剪承载力，所述抗剪螺栓(9)抗剪承载力设计通过如下步骤进行：
(1)对半榫榫头(5)中心处的抗剪螺栓(9)进行抗剪承载力校核验算；
(2)验算重组竹梁(2)上的多个抗剪螺栓(9)组成的螺栓群同时承受扭矩和剪力时受力最大螺栓的安全性；
(3)校核抗剪螺栓(9)和重组竹梁(2)及重组竹板(3)之间的承压能力。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202745208U (zh) * | 2012-02-24 | 2013-02-20 | 扬州工业职业技术学院 | 重组竹框架结构节点连接 |
| CN203066257U (zh) * | 2013-01-22 | 2013-07-17 | 扬州工业职业技术学院 | 一种重组竹框架结构的梁柱刚性节点连接 |
| CN103615051A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-03-05 | 扬州工业职业技术学院 | 一种重组竹框架的主次梁u形箍节点连接 |
| CN108222289A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-06-29 | 南京工业大学 | 一种装配式竹木梁柱节点连接构造 |
| CN108385838A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-10 | 上海市建筑科学研究院 | 一种粘贴重组竹板的耗能木结构节点 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202745208U (zh) * | 2012-02-24 | 2013-02-20 | 扬州工业职业技术学院 | 重组竹框架结构节点连接 |
| CN203066257U (zh) * | 2013-01-22 | 2013-07-17 | 扬州工业职业技术学院 | 一种重组竹框架结构的梁柱刚性节点连接 |
| CN103615051A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-03-05 | 扬州工业职业技术学院 | 一种重组竹框架的主次梁u形箍节点连接 |
| CN108385838A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-10 | 上海市建筑科学研究院 | 一种粘贴重组竹板的耗能木结构节点 |
| CN108222289A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-06-29 | 南京工业大学 | 一种装配式竹木梁柱节点连接构造 |
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