CN202117176U - 一种竹结构连接节点 - Google Patents

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武志玮
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Abstract

本实用新型公开了一种竹结构连接节点。其包括多根竹竿、多个竹竿连接件、多个竹竿连接节点、多个螺栓和多个螺母;其中竹竿的两端分别安装有一个竹竿连接件;带有竹竿连接件的多根竹竿之间通过竹竿连接节点、螺栓和螺母相互连接在一起;所述的竹竿连接件包括钢套箍、箍筋、竹竿连接端、混凝土灌芯、多根预埋钢筋、端板和十字加强筋。本实用新型提供的竹结构连接节点是用混凝土和钢材对竹竿端部结构加强,充分发挥了竹材、混凝土和钢材的材料性能,并且施工方便、连接可靠、安全性高。

Description

一种竹结构连接节点
技术领域
[0001] 本实用新型属于建筑工程技术领域,特别是涉及一种竹结构连接节点。 背景技术
[0002] 在我国,竹材是一种资源丰富的可再生材料,具有成长周期短,较好的抗拉、压强度等优点,是一种天然环保的绿色建材,并且早在我国少数民族地区得到了广泛应用。竹结构常见的节点连接方式为绑扎、榫卯、螺栓、套筒、槽口,并较多用于临时建筑。由于竹竿在自然生长过程中会形成生理弯曲,因此在一定程度上影响了其力学性能,从而限制了其使用范围。随着低碳环保的绿色建筑理念深入人心,竹结构已得到了广泛关注和充分研究并取得了阶段性成果。
[0003] 授权公告号为20012211MY,名称为“弯曲型竹结构建筑模块”和授权公告号为 2001221152Y,名称为“竹结构建筑模块”的中国专利文献中公开的技术方案是利用多种竹片基本构件组合成的模块再搭建成构筑物,可发挥竹结构成本低、强度高且方便拼装的特点。授权公告号为2761727Y,名称为“用于傣家竹楼的原竹结构节点”的中国专利文献中介绍了用于傣家竹楼的原竹节点,其中一字型、T型、X型、L型节点等均由一根或多根原竹完整贯穿节点,原竹与柱脚连接中用锚栓与金属杯口焊接后于金属杯口内灌注水泥砂浆,给出了竹节点加强的一种方案。《结构工程师》2009,25(1) :51-¾中“德中同行”竹结构展馆的材料试验与结构分析”一文介绍了某项目中竹材的抗拉、抗压、抗弯性能。《自然灾害学报》2009,18(3) :14-18中“现代竹结构在汶川地震灾后重建中的应用”、《建筑结构》2010, 40(1) :92-96中“现代竹结构人行天桥的研发和建造”和《第18届全国结构工程学术会议论文集》2009,111516-522中“现代竹结构车行桥梁的建造与研究”分别介绍了胶合竹板技术在临时用房、4. 8m跨人行天桥及IOm跨车行桥梁结构设计中的应用。《世界建筑》2010 (2): 64-69中“INTEGER现代复合竹结构建筑” 一文介绍了 240mmX450mm的1¾!跨弧形竹集成材主梁在某公共建筑中的应用。《南京林业大学学报》(自然科学版)2008,32 (3) :67-70中 “竹结构材连接件的承载力”一文公开了利用静载试验来研究竹结构材螺栓连接件的承载力和破坏形态,并且验证了采用竹结构材连接件的结构具有较高的强度、刚度及延性。在大跨度竹结构方面,1963年,《河北农业大学学报》1963,2 (1) :52-57中“大跨度竹结构的研究”一文介绍了 20m跨度竹三铰桁架的设计。
[0004] 因此,目前竹结构较多应用在重要性低的临时建筑或经过粉碎加工后与木材等混合制成新型建筑板材,而直接使用竹材作为建筑受力构件的案例并不多见。如何既能加强竹结构连接节点、提高节点连接的可靠性,又能充分发挥竹材的力学性能特点、便于进行科学分析计算,以推动这种绿色建材的进一步应用,就成为摆在研究人员面前的现实课题。
发明内容
[0005] 为了解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种连接可靠、安全性高的竹结构连接节点。[0006] 为了达到上述目的,本实用新型提供的竹结构连接节点包括多根竹竿、多个竹竿连接件、多个竹竿连接节点、多个螺栓和多个螺母;其中竹竿的两端分别安装有一个竹竿连接件;带有竹竿连接件的多根竹竿之间通过竹竿连接节点、螺栓和螺母相互连接在一起; 所述的竹竿连接件包括钢套箍、箍筋、竹竿连接端、混凝土灌芯、多根预埋钢筋、端板和十字加强筋;其中十字加强筋插入在竹竿端部预留的十字孔内;混凝土灌芯由灌注在竹竿端部自然形成的空腔内的混凝土凝固后而形成;多根预埋钢筋沿轴向插入在混凝土灌芯的内部;钢套箍套装在竹竿的端部外圆周面上;端板安装在钢套箍的外端面上;竹竿连接端呈板状,安装在端板的外表面中心,并且其上形成有一个连接孔;箍筋缠绕在钢套箍的外圆周面上,用于将钢套箍和竹竿箍紧;竹竿连接节点是由多个一端连接在一起的外伸端构成,并且每个外伸端的外端部上形成一个连接孔;每个竹竿连接端和与之相连的外伸端上的连接孔内均插入有一个螺栓,并且螺栓的外端用螺母固定。
[0007] 所述的竹竿两端外圆周面上沿其圆周方向相隔距离形成有多道凹槽,而钢套箍的内圆周面上沿其圆周方向突出形成有多圈能够分别嵌入在上述多道凹槽内的凸缘。
[0008] 所述的竹竿连接节点上外伸端的外端部中心部位凹陷形成有一个用于插入竹竿连接端的凹槽。
[0009] 所述的竹竿连接节点上外伸端的数量为2〜7个。
[0010] 本实用新型提供的竹结构连接节点具有如下优点:1)计算准确:该结构能释放竹结构连接节点的弯矩和剪力,实现铰接。另外,竹构件工作时仅受沿竹竿轴线方向上的拉、 压力,传力路径清晰,计算模型可以通过常规有限元计算软件准确建立并进行分析。幻材料利用率高:竹竿作为主受力构件,利用混凝土和钢材加强竹竿端部,充分发挥三种不同材料的力学性能特点,避免了因端部破坏造成的竹构件提前失效,提高了材料的利用率。3)施工方便、应用范围广:多根竹构件通过竹竿连接节点连接,并且使用螺栓连接,因此施工方便; 可以替代大跨度空间结构中的纯拉压杆,应用于网架结构、网壳结构、弦支穹顶结构及张弦梁结构等。4)安全性高:竹构件端内部灌注混凝土、外部设套箍及箍筋有效地加强了构件端部的可靠性,是竹建筑进一步推广应用的安全保证。幻绿色环保、经济性高:由于我国竹资源丰富,选材便利、绿色环保,竹材价格低且属于可再生资源,因此选用竹材经济优势和环保优势都较为明显。
附图说明
[0011] 图1为本实用新型提供的竹结构连接节点中竹竿及竹竿连接件连接部位结构正向剖视图。
[0012] 图2为本实用新型提供的竹结构连接节点中竹竿及竹竿连接件连接部位结构侧向剖视图。
[0013] 图3为本实用新型提供的竹结构连接节点中竹竿端部横向截面示意图。
[0014] 图4为本实用新型提供的竹结构连接节点中三根竹竿与竹竿连接件连接部位结构示意图。
[0015] 图5为本实用新型提供的竹结构连接节点中四根竹竿与竹竿连接件连接部位结构示意图。
[0016] 图6为采用本实用新型提供的竹结构连接节点的竹结构桁架立面图。[0017] 其中:竹竿1、竹竿连接件2、螺母3、竹竿连接节点4、螺栓5、钢套箍6、箍筋7、竹竿连接端8、混凝土灌芯9、预埋钢筋10、端板11、十字加强筋12、外伸端13、凹槽14、竹结构桁架15、上部桁架16、滑动铰支座17、固定铰支座18
具体实施方式
[0018] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的竹结构连接节点进行详细说明。
[0019] 实施例1
[0020] 如图1〜图5所示,本实用新型提供的竹结构连接节点包括多根竹竿1、多个竹竿连接件2、多个竹竿连接节点4、多个螺栓5和多个螺母3 ;其中竹竿1的两端分别安装有一个竹竿连接件2 ;带有竹竿连接件2的多根竹竿1之间通过竹竿连接节点4、螺栓5和螺母 3相互连接在一起;所述的竹竿连接件2包括钢套箍6、箍筋7、竹竿连接端8、混凝土灌芯 9、多根预埋钢筋10、端板11和十字加强筋12 ;其中十字加强筋12插入在竹竿1端部预留的十字孔内;混凝土灌芯9由灌注在竹竿1端部自然形成的空腔内的混凝土凝固后而形成; 多根预埋钢筋10沿轴向插入在混凝土灌芯9的内部;钢套箍6套装在竹竿1的端部外圆周面上;端板11安装在钢套箍6的外端面上;竹竿连接端8呈板状,安装在端板11的外表面中心,并且其上形成有一个连接孔;箍筋7缠绕在钢套箍6的外圆周面上,用于将钢套箍6 和竹竿1箍紧;竹竿连接节点4是由多个一端连接在一起的外伸端13构成,并且每个外伸端13的外端部上形成一个连接孔;每个竹竿连接端8和与之相连的外伸端13上的连接孔内均插入有一个螺栓5,并且螺栓5的外端用螺母3固定。
[0021] 所述的竹竿1两端外圆周面上沿其圆周方向相隔距离形成有多道凹槽,而钢套箍 6的内圆周面上沿其圆周方向突出形成有多圈能够分别嵌入在上述多道凹槽内的凸缘。
[0022] 所述的竹竿连接节点4上外伸端13的外端部中心部位凹陷形成有一个用于插入竹竿连接端8的凹槽14。
[0023] 所述的竹竿连接节点4上外伸端13的数量为2〜7个。多根竹竿1拼接时只需改变竹竿连接节点4上外伸端13的数量即可。
[0024] 图6为采用本实用新型提供的竹结构连接节点的竹结构桁架立面图。如图6所示, 所述的竹结构桁架15的跨度为10m,高lm,一端安装有滑动铰支座17,另一端安装有固定铰支座18,支座标高+8. OOm0其组装过程如下:在竹竿1的两端分别安装竹竿连接件2的方法是首先将十字加强筋12插入在竹竿1端部预留的十字孔内,然后将多根预埋钢筋10沿轴向插入在竹竿1端部自然形成的空腔内并在空腔内灌注混凝土,混凝土凝固后形成混凝土灌芯9,接下来将钢套箍6套装在竹竿1的端部外圆周面上,并将端板11的外部圆周焊接在钢套箍7的外端边缘上,之后将竹竿连接端8的后端固定在端板11的外表面中心,最后将箍筋 7缠绕在钢套箍6的外圆周面上而将钢套箍6和竹竿1箍紧。将多根不同的竹竿1相互连接的方法是首先将竹竿连接端8和竹竿连接节点4上的相应连接孔对齐,然后将螺栓5穿过上述两连接孔中,并在螺栓5的外端用螺母3拧紧,从而将竹竿连接端8和竹竿连接节点4之间可靠地连接一起,待所需的竹结构连接节点全部连接完毕后就可形成上部桁架16。最后将固定铰支座18的上端连接在上部桁架16 —端的下部竹竿连接节点4上,下端固定在一侧下部主体结构上;同时将滑动铰支座17的上端连接在上部桁架16另一端的下部竹竿连接节点4 上,下端以滑动的方式固定在另一侧下部主体结构上,由此形成竹结构桁架15。

Claims (4)

1. 一种竹结构连接节点,其特征在于:所述的竹结构连接节点包括多根竹竿(1)、多个竹竿连接件O)、多个竹竿连接节点G)、多个螺栓(¾和多个螺母(3);其中竹竿(1)的两端分别安装有一个竹竿连接件O);带有竹竿连接件O)的多根竹竿(1)之间通过竹竿连接节点⑷、螺栓(5)和螺母(3)相互连接在一起;所述的竹竿连接件(2)包括钢套箍(6)、 箍筋(7)、竹竿连接端(8)、混凝土灌芯(9)、多根预埋钢筋(10)、端板(11)和十字加强筋 (12);其中十字加强筋(1¾插入在竹竿(1)端部预留的十字孔内;混凝土灌芯(9)由灌注在竹竿(1)端部自然形成的空腔内的混凝土凝固后而形成;多根预埋钢筋(10)沿轴向插入在混凝土灌芯(9)的内部;钢套箍(6)套装在竹竿(1)的端部外圆周面上;端板(11)安装在钢套箍(6)的外端面上;竹竿连接端(8)呈板状,安装在端板(11)的外表面中心,并且其上形成有一个连接孔;箍筋(7)缠绕在钢套箍(6)的外圆周面上,用于将钢套箍(6)和竹竿 ⑴箍紧;竹竿连接节点⑷是由多个一端连接在一起的外伸端(13)构成,并且每个外伸端(13)的外端部上形成一个连接孔;每个竹竿连接端(8)和与之相连的外伸端(13)上的连接孔内均插入有一个螺栓(5),并且螺栓(5)的外端用螺母(3)固定。
2.根据权利要求1所述的竹结构连接节点,其特征在于:所述的竹竿(1)两端外圆周面上沿其圆周方向相隔距离形成有多道凹槽,而钢套箍(6)的内圆周面上沿其圆周方向突出形成有多圈能够分别嵌入在上述多道凹槽内的凸缘。
3.根据权利要求1所述的竹结构连接节点,其特征在于:所述的竹竿连接节点(4)上外伸端(1¾的外端部中心部位凹陷形成有一个用于插入竹竿连接端(8)的凹槽(14)。
4.根据权利要求1所述的竹结构连接节点,其特征在于:所述的竹竿连接节点(4)上外伸端(13)的数量为2〜7个。
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