CN214195228U - 一种内置抗震连接件的木-混凝土梁 - Google Patents

Abstract

一种内置抗震连接件的木‑混凝土梁，属建筑技术领域，包括上层混凝土梁、下层木梁、抗震连接件、抗剪销钉等，所述上层混凝土梁和下层木梁经抗震连接件、抗剪销钉将贴合面相连，于上层混凝土梁底部及下层木梁顶部对应位置处分别开设有上定位槽、下定位槽，所述上定位槽、下定位槽共同形成容纳空间，该容纳空间内设有抗震连接件。通过抗震连接件和抗剪销钉有效提高了梁的承载能力，抗震连接件缓解了支座处的抗剪销钉的剪力，限制木‑混凝土梁两者间的相对滑移及抵抗掀起，提高整个构件的延性，使构件整体的抗震性能得到优化。

Description

一种内置抗震连接件的木-混凝土梁

技术领域

本实用新型属建筑技术领域，具体涉及一种内置抗震连接件的木-混凝土梁。

背景技术

目前，生态环境恶化、资源短缺等问题日益凸显，节能环保已成为目前工程领域重点研究对象。绿色环保建筑材料的普及应用和发展势在必行，因此，在木结构和混凝土结构基础上，发展形成了一种新型环保型结构木-混凝土组合结构。这种新型结构充分利用了木材的顺纹受拉性能和混凝土的受压性能。20世纪，在一些西方国家木—混凝土组合结构已被应用到大量的实际工程当中。随着木-混凝土组合结构在实际工程中的应用，国内外学者对木-混组合结构开展了一系列研究。研究表明，木-混凝土组合结构较钢筋混凝土结构更加绿色环保，符合当下发展的主流趋势，且较传统的木结构其强度和刚度均有所提高，稳定性能和防火性能也得到了改善。木-混凝土组合梁是采用剪力连接件将混凝土板和木梁连接而成的一个整体，其中上侧的混凝土板主要受压，而下侧木梁则主要受拉，能够充分发挥两种材料各自的材料特性。而剪力连接件主要用来承受木梁腹板和混凝土翼板间的交界面处的纵向剪切力，限制两者间的相对滑移及抵抗掀起。随着这类组合结构的发展，目前剪力连接件的类型有很多，常见的主要有销钉类连接件、槽类连接件、胶合金属板连接件和管状型连接件。比较常用的是销钉类连接件，具有构造简单，传力明确的优点。但是在木-混凝土组合梁的设计中往往需要采用较密集的螺钉间距才能取得理想的组合性能。由大多实验可得出，木-混凝土组合梁在承受疲劳荷载时，支座处的销钉剪力连接件最先失效，木梁与混凝土板发生分离导致跨中木梁缺陷处应力集中发生受拉破坏，由此说明木-混组合梁支座处的剪力连接件力学性能对组合梁整体性能起关键作用。木块与混凝土的交界面上，螺栓会因应力集中而发生变形，木块会产生局部挤压变形，整个构件会发生局部破坏但不会发生结构破坏。如何缓解支座处的销钉连接件的剪力，限制木-混凝土梁两者间的相对滑移及抵抗掀起，提高整构件的延性便成为了一个主要问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种内置抗震连接件的木-混凝土梁，通过内置的抗震连接件，以抵抗木-混凝土梁在发生受弯或者震动所引起的构件局部变形，缓解支座处的销钉连接件的剪力，限制木-混凝土梁两者间的相对滑移及抵抗掀起，提高整构件的延性。本实用新型采用的技术方案如下：一种内置抗震连接件的木-混凝土梁，包括上层混凝土梁、下层木梁、抗震连接件、抗剪销钉、上定位槽、下定位槽、钢板、支撑杆、套筒、强力弹簧，所述上层混凝土梁和下层木梁经抗震连接件、抗剪销钉将贴合面相连，于上层混凝土梁底部及下层木梁顶部对应位置处分别开设有上定位槽、下定位槽，所述上定位槽、下定位槽共同形成容纳空间，该容纳空间内设有抗震连接件，所述抗震连接件包括钢板、支撑杆、套筒、强力弹簧，支撑杆一端与钢板经销轴相连，支撑杆另一端置于套筒内端部经挡头封端，所述支撑杆外部设有强力弹簧，支撑杆端部在套筒内活动相连。

进一步地，所述支撑杆由支撑杆主体、销栓连接孔、扁平端、挡头四部分组成，支撑杆主体一端为扁平端，其上设有销栓连接孔，另一端设置有挡头，所述套筒由套筒主体、套筒螺旋底盖两部分组成，所述套筒主体两端内侧制有螺纹，所述套筒螺旋底盖外侧制有螺纹，套筒螺旋底盖置于套筒主体两端，所述挡头直径大于支撑杆主体，小于套筒主体内径，所述钢板上设有带孔连接片，支撑杆的扁平端置于连接片之间，销栓连接孔与连接片上的孔对齐后经螺栓杆、螺母相连。

进一步地，所述抗震连接件两端分别设置一个钢板，于两侧钢板之间设置两组互相平行的支撑杆、套筒组件。

进一步地，所述上定位槽、下定位槽共同形成容纳空间与抗震连接件相匹配，并固定抗震连接件。

进一步地，所述上层混凝土梁上预设若干比抗剪销钉直径大的倾斜孔洞，抗剪销钉通过倾斜孔洞置于下层木梁内固定。

本实用新型的效果和优点是：本实用新型通过在梁内部设置抗震连接件和斜抗剪销钉，实现了对上层混凝土梁和下层木梁的良好拼接，使得木-混凝土梁在受弯时可协同工作，有效的提高了木-混凝土梁的承载能力；通过抗震连接件来缓解木-混凝土梁支座处抗剪销钉的剪力，防止抗剪销钉因应力集中而发生变形造成的局部破坏；若销钉因剪力过大发生木材销槽承压破坏或销钉弯曲，利用抗震连接件的形状记忆效应和高阻尼性，可实现梁的自动复位，减少了修复工作，延长使用寿命。在发生震动时，抗震连接件可消耗大量的能量，提高了构件的延性，使木-混凝土梁的抗震性能得到优化。

附图说明

图1为本实用新型内置抗震连接件的木-混凝土梁立体图； 图2为本实用新型内置抗震连接件的木-混凝土梁正视图； 图3为本实用新型未放置抗震连接件的木-混凝土梁立体图； 图4为本实用新型抗震连接件的立体图； 图5为本实用新型抗震连接件的正视图；图6为本实用新型抗震连接件中支撑杆的正视图； 图7为本实用新型抗震连接件中套筒的立体图； 图8为本实用新型抗震连接件中套筒螺旋底盖和支撑杆连接的立体图； 图9为本实用新型抗震连接件中钢板和连接片连接的立体图； 图10为本实用新型抗震连接件中杆板连接件的立体图。 图中：1为上层混凝土梁、2为下层木梁、3为抗震连接件、4为抗剪销钉、5为上定位槽、6为下定位槽、7为钢板、8为支撑杆、9为套筒、10为强力弹簧、11为杆板连接件、8-1为支撑杆主体、8-2为销栓连接孔、8-3为扁平端、8-4为挡头、9-1为套筒主体、9-2为套筒螺旋底盖、11-1为连接片、11-2为螺栓杆、11-3为螺母。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步解释。

一种内置抗震连接件的木-混凝土梁，包括上层混凝土梁1、下层木梁2、抗震连接件3、抗剪销钉4、上定位槽5、下定位槽6，上层混凝土梁1和下层木梁2通过抗震连接件3和抗剪销钉4进行贴合面连接，在上层混凝土梁1下部设置上定位槽5，在下层木梁2的上部设置下定位槽6，将抗震连接件3置于所形成的定位槽内，在所形成的木-混凝土梁自上而下横向设置抗震销钉4，沿纵向设置若干个，对木-混凝土梁进行加固，便可完成上层混凝土梁1和下层木梁2的有效拼接。其中抗震连接件3由钢板7、支撑杆8、套筒9、强力弹簧10、杆板连接件11组成，抗震连接件3是一个关于套筒对称的构件，由两块钢板7、四根支撑杆8、两个套筒9、四根强力弹簧10、四个杆板连接件11构成。其中上层混凝土梁1受压，下层木梁2受拉。

抗震连接件3中的支撑杆8由支撑杆主体8-1、销栓连接孔8-2、扁平端8-3、挡头8-4四部分组成，一端做成扁平端8-3，且设置有销栓连接孔8-2，另一端设置有挡头8-4。

抗震连接件3中的套筒9由套筒主体9-1、套筒螺旋底盖9-2两部分组成，在套筒主体9-1两端内侧设置有螺纹，在套筒螺旋底盖9-2外侧设置有螺纹，中间设有比支撑杆8直径略大的孔洞。

在抗震连接件中的钢板7一侧设置有俩组连接片11-1，每组由两个连接片组成，两个连接片的间距为支撑杆8扁平端8-3的厚度，将连接片11-1焊接到钢板7上，便于和支撑杆8进行连接。

抗震连接件中的杆板连接件由连接片11-1、螺栓杆11-2和螺母11-3组成。保证螺栓杆11-2刚好穿过销栓连接孔8-2和连接片11-1，且和螺母11-3配对。

在对上层混凝土梁1和下层木梁2进行拼接前，要对拼合面进行打磨、整平等处理，保证上层混凝土梁1和下层木梁2的拼合面大小完全一致，且拼合时完全对齐，没有缝隙。

上层混凝土梁1的上定位槽5和下层木梁2的下定位槽6大小完全一致，上下对齐，共同形成一个定位槽，而抗震连接件3的宽高和定位槽的宽高一致，强力弹簧10在微压缩或原长状态时，抗震连接件3的长度和定位槽的长度一致，以保证抗震连接件3可刚好放入定位槽。

在上层混凝土梁上预设若干比销钉直径略大的倾斜孔洞，将抗剪销钉4通过倾斜孔洞打入下层木梁2，在钉入抗剪销钉4时，为了防止销钉直径过大导致木材开裂，采用小直径木麻花钻对木材进行预钻孔，销钉安装完成后，用无收缩快硬水泥对倾斜孔洞进行修补。如图1-3所示，为实用新型所提供的内置抗震连接件的木-混凝土梁，主要包括上层混凝土梁、下层木梁、抗震连接件、抗剪销钉、上定位槽、下定位槽，上层混凝土梁和下层木梁通过抗震连接件和抗剪销钉进行贴合面连接，在上层混凝土梁下部设置上定位槽，在下层木梁的上部设置下定位槽，将抗震连接件置于所形成的定位槽内，在所形成的木-混凝土梁自上而下（横向）设置抗震销钉，沿纵向设置若干个，对木-混凝土梁进行加固，便可完成上层混凝土梁和下层木梁的有效拼接。在上层混凝土和下层木梁的纵向正中间设置定位槽，上层混凝土梁的上定位槽和下层木梁的下定位槽大小完全一致，上下对齐，共同形成一个定位槽，而抗震连接件的宽高和定位槽的宽高一致，强力弹簧在微压缩或原长状态时，抗震连接件的长度和定位槽的长度一致，以保证抗震连接件可刚好放入定位槽。如图4-5所示，为本实用新型所提供的内置抗震连接件，抗震连接件由钢板、支撑杆、套筒、强力弹簧、杆板连接件组成，抗震连接件是一个关于套筒对称的构件，由两块钢板、四根支撑杆、两个套筒、四根强力弹簧、四个杆板连接件构成。如图6所示，为本实用新型所提供的内置抗震连接件的支撑杆，支撑杆由支撑杆主体、销栓连接孔、扁平端、挡头四部分组成，一端做成扁平，且设置有销栓连接孔，另一端设置有挡头。如图7所示，为本实用新型所提供的内置抗震连接件的套筒，套筒由套筒主体、两个套筒螺旋底盖组成，在套筒主体两端内侧设置有螺纹，在套筒螺旋底盖外侧设置有螺纹，中间设有比支撑杆直径略大的孔洞，而套筒的长度能保证支撑杆在套筒内部自由活动即可。如图8所示，为本实用新型所提供的内置抗震连接件的支撑杆和套筒螺旋底盖的连接，套筒螺旋底盖为空心的，外径与套筒主体匹配，内径比支撑杆直径略大，保证支撑杆带有销栓连接孔的扁平端刚好穿过套筒螺旋底盖即可。如图9所示，为本实用新型抗震连接件中钢板和连接片的连接，在钢板的一侧设置有两组连接片，每组由两个连接片组成，两个连接片的间距为支撑杆扁平一端的厚度，将连接片焊接到钢板上，便于和支撑杆进行连接。如图10所示，为本实用新型抗震连接件中的杆板连接件，杆板连接件由螺栓杆和螺母组成。保证螺栓杆刚好穿过销栓连接孔和连接片，且和螺母配对。在对上层混凝土梁和下层木梁进行拼接前，要对拼合面进行打磨、整平等处理，保证上层混凝土梁和下层木梁的拼合面大小完全一致，且拼合时完全对齐，没有缝隙。抗震连接件的组装步骤如下：先将支撑杆带有销栓连接孔的扁平端穿过套筒螺旋底盖，将带有挡头的一端置于套筒主体内，把套筒螺旋底盖拧到套筒主体上，再把强力弹簧缠绕到支撑杆上，将支撑杆带有销栓连接孔的一端通过杆板连接件和钢板上的连接片进行对接，便可将抗震连接件组装。

在上层混凝土梁上沿纵向预设若干个比销钉直径略大的倾斜孔洞，将销钉通过倾斜孔洞打入下层木梁，留出一部分置于混凝土中，在钉入销钉时，为了防止销钉直径过大导致木材开裂，采用小直径木麻花钻对木材进行预钻孔，销钉安装完成后，用无收缩快硬水泥对倾斜空洞进行修补。

通过抗震连接件和抗剪销钉可将上层混凝土梁和下层木梁连接成一个整体，当梁发生受弯或震动时，上层梁和下层梁会发生水平相对滑移，此时，抗震连接件会发生挤压，利用形状记忆效应，减弱上下两层梁的相对滑移。

Claims (5)

1.一种内置抗震连接件的木-混凝土梁，其特征在于：包括上层混凝土梁（1）、下层木梁（2）、抗震连接件（3）、抗剪销钉（4）、上定位槽（5）、下定位槽（6）、钢板（7）、支撑杆（8）、套筒（9）、强力弹簧（10），所述上层混凝土梁（1）和下层木梁（2）经抗震连接件（3）、抗剪销钉（4）将贴合面相连，于上层混凝土梁（1）底部及下层木梁（2）顶部对应位置处分别开设有上定位槽（5）、下定位槽（6），所述上定位槽（5）、下定位槽（6）共同形成容纳空间，该容纳空间内设有抗震连接件（3），所述抗震连接件（3）包括钢板（7）、支撑杆（8）、套筒（9）、强力弹簧（10），支撑杆（8）一端与钢板（7）经销轴相连，支撑杆（8）另一端置于套筒（9）内端部经挡头（8-4）封端，所述支撑杆（8）外部设有强力弹簧（10），支撑杆（8）端部在套筒（9）内活动相连。

2.根据权利要求1所述的一种内置抗震连接件的木-混凝土梁，其特征在于：所述支撑杆（8）由支撑杆主体（8-1）、销栓连接孔（8-2）、扁平端（8-3）、挡头（8-4）四部分组成，支撑杆主体（8-1）一端为扁平端（8-3），其上设有销栓连接孔（8-2），另一端设置有挡头（8-4），所述套筒（9）由套筒主体（9-1）、套筒螺旋底盖（9-2）两部分组成，所述套筒主体（9-1）两端内侧制有螺纹，所述套筒螺旋底盖（9-2）外侧制有螺纹，套筒螺旋底盖（9-2）置于套筒主体（9-1）两端，所述挡头（8-4）直径大于支撑杆主体（8-1），小于套筒主体（9-1）内径，所述钢板（7）上设有带孔连接片（11-1），支撑杆（8）的扁平端（8-3）置于连接片（11-1）之间，销栓连接孔（8-2）与连接片（11-1）上的孔对齐后经螺栓杆（11-2）、螺母（11-3）相连。

3.根据权利要求1所述的一种内置抗震连接件的木-混凝土梁，其特征在于：所述抗震连接件（3）两端分别设置一个钢板（7），于两侧钢板（7）之间设置两组互相平行的支撑杆（8）、套筒（9）组件。

4.根据权利要求1所述的一种内置抗震连接件的木-混凝土梁，其特征在于：所述上定位槽（5）、下定位槽（6）共同形成容纳空间与抗震连接件（3）相匹配，并固定抗震连接件（3）。

5.根据权利要求1所述的一种内置抗震连接件的木-混凝土梁，其特征在于：所述上层混凝土梁（1）上预设若干比抗剪销钉（4）直径大的倾斜孔洞，抗剪销钉（4）通过倾斜孔洞置于下层木梁（2）内固定。

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