CN216839926U - 一种多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种新型多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点，包括竹木结构体系、螺栓连接单元和植筋连接单元：其中竹木结构体系包括竹木梁柱结构及其他框架部件；其中螺栓连接单元包括相互正交的螺栓钢片及连接钢片组合；其中植筋连接单元包括与钢片垂直穿过的植筋杆及胶粘剂。本专利将节点进行组合充分利用了螺栓节点及植筋节点的力学性能，发挥螺栓节点连接方便、植筋节点强度和刚度高的特点，从而提高连接节点的强度及刚度；通过螺栓连接节点相互之间的三角连接，增加结构的稳定性；植筋连接不外露不易锈蚀且防火性能好，使得结构连接更加美观。

Description

一种多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点

技术领域

本专利属于土木工程竹木结构技术领域，具体涉及一种新型多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点。

背景技术

2021年中国已经占据全球能源消费的18％，居全球第二大能源消费国，其中建筑行业能耗占据全球能耗的主要部分，我国目前处于城市建设高峰期，城市建设的飞速发展促使建材业、建造业飞速发展，由此造成的能源消耗已占到我国总的商品能耗的20％～30％。基于此，中国在“十四五”规划中提出加快推动绿色低碳发展，在经济可持续高速增长的基础上实现经济可持续与环境友好协调发展，建筑行业土木工程领域也在积极转变发展模式，寻求绿色可循环再生的材料，研究新型结构体系已成为发展的又一热门方向。

木材和竹材是植物中能够用作结构材料的两种天然材料。作为可再生、可降解的天然生物质复合材料，木材和竹材是真正的低碳环保材料。随着人们环保意识的增强，高档舒适、低碳环保的竹木结构建筑日益受到市场青睐。利用我国丰富的速生木材和竹材资源制造高性能的工程竹木质材料一直是国内外学者关注的热点。竹木结构建筑施工期短、设计灵活、具有低传导性和良好的防火性能，相对于传统建筑优势明显，同时木结构又具有较强抵抗重力、风力和地震的能力。随着加工工艺的进步，木材制品相比于原木具有更好的防火防腐能力和更优的受力性能，为现代竹木结构的发展创造了可能。

竹木结构的整体稳定性及强度与连接节点的性质密切相关，连接节点对于现代木结构至关重要，不仅影响木结构的承载力、刚度、延性以及耗能性能，还对安装便捷性、结构经济性和建筑美观性具有重要影响。在现代竹木结构中主要运用齿板连接、钉连接及螺栓连接形式，其中齿板连接承压能力较弱且其薄板极易潮湿腐蚀，钉连接承载能力也低，螺栓连接需进行预钻孔，孔与螺栓之间存在间隙导致连接的刚度不高，相对来说，木结构植筋连接的强度及刚度较前三者较高，且不裸露于外连接较美观。本文提供了一种螺栓和植筋的组合连接方式，该方式大部分不裸露于外较美观，且其刚度较普通螺栓连接高，且安装组合方便，可在工厂进行预制，运输方便节省空间，对推广使用竹木结构建筑有一定的帮助。

发明内容

本专利提供了一种新型竹木结构连接节点，旨在通过结合螺栓节点及植筋节点两者的性能特点，提高结构的连接刚度，提供一种更利于多高层竹木结构节点的连接方式；且本新型木结构连接节点连接方便，运输所占空间少，稳定可靠。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点，节点可连接六根竹木梁柱，结构主要包括：四个螺栓连接节点、一根植筋杆、六根竹木梁柱；其中四根梁柱与螺栓节点相连接，四个螺栓钢片通过连接钢片进行正方体环连接成整体，正方体环中心连接着植筋杆，植筋杆用于连接另外两根竹木梁柱。其中螺栓连接钢片呈十字交叉，每个螺栓钢片上钻孔四个，竹木梁柱连接处削成45°楔形，并进行钻孔，将螺栓钢片插入到竹木梁柱，对准孔位，将钢钉横向插入，后拧紧螺丝即连接好螺栓节点部分，另外两根木梁柱钻孔后注胶与植筋杆对位插入。

本发明的优点：

1)将螺栓节点及植筋节点结合，相对一般螺栓节点，其刚性有所提高；

2)将四个螺栓钢片十字交叉且使用连接钢片进行正方体环向连接，使得节点的稳定性增强；

3)本连接件结构简单，且对称性较好，不会增加多余的约束力，采用竹木斜面与螺栓钢片连接，并进行注胶，增加了竹木梁柱与钢片的接触面积，形成区域更稳定，增加连接节点的整体稳定性。

4)本连接节点可在工厂进行预制后在现场安装，其安装较方便，植筋连接节点及螺栓连接节点均隐藏于竹木结构中，不易锈蚀。

附图说明

附图1是螺栓及植筋组合节点的整体放大三维示意图；

附图2是螺栓节点与竹木结构体系连接后三维示意图；

附图3是植筋连接节点与竹木结构体系连接后的三维示意图；

附图4是植筋连接节点与竹木结构体系内部结构剖面三维示意图；

图中：1-连接钢钉；2-六角螺丝；3-竹木材；4-竹木材；5-螺栓钢片；6-植筋杆；7-胶粘剂；8-竹木材钻孔；9-连接钢片；11-竹木材；12-六角螺丝；13-连接钢钉；14-螺栓钢片；15-植筋杆；21-螺栓钢片；22-竹木材；23-连接钢片；24-钢片钻孔；31-螺栓钢片；32-竹木材；33-胶粘剂；34-植筋杆；35-钢片钻孔。

具体实施方式

下面结合附图对本专利做进一步的解释说明。

请参阅图1，一种多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点体系，包括连接钢钉1、六角螺丝2、竹木材梁柱3及4、螺栓钢片5、植筋杆6、及胶粘剂7、竹木材上钻孔8、连接钢片9。互相正交的四块螺栓钢片5及其连接钢片9在工厂直接通过模具制作，其中植筋杆6 则焊接在其中间，从而形成螺栓及植筋连接的整体。其中竹木材梁柱3的连接端均采用斜截面，倾斜角度为45°，竹木材梁柱4中心均钻圆形孔。

请参阅图2，竹木材11及螺栓钢片14均提前进行了开孔处理，通过连接钢钉13相连接，用六角螺丝12进行连接，其中螺栓钢片14的插入进深度可进行调节，当需要增强刚性时，可进行加长，为增加稳定性，螺栓钻孔可进行增加并且各个螺栓钢片应保证增加一致，如需要更稳固，在斜截面与连接钢片之间进行注胶处理，以增加稳定性。

请参阅图3，竹木材22预留孔深度与植筋杆的长度相同，其中植筋杆采用的材料为钢螺纹杆，可有效增大胶粘面积，同时提供良好的机械咬合力。

参阅图4，竹木材32与植筋杆34之间填充了环氧树脂胶粘剂33，具有较强的抗剪能力，且凝固时变形小抗锈蚀能力强。

请参阅图2至图4，螺栓钢片必须相同且对称分布，竹木材也对称分布，植筋杆也对称分布，长度相同。木结构开孔沿顺纹方向，尽量减少偏差带来的断裂。植筋连接中注胶后插入植筋杆，或可先进行螺栓节点连接，先后顺序可根据木头重量调整，要求孔位对齐并紧固，连接钢片及竹木材斜截面可同时进行注胶以增加抗剪能力。

Claims (4)

1.一种多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点，包括螺栓连接单元、植筋连接单元、竹木结构体系，螺栓连接单元由四块螺栓钢片呈相互垂直连接，同时互相之间通过连接钢片进行连接，植筋连接单元由植筋杆构成，植筋杆焊接入螺栓钢片的垂直中心，形成螺栓连接与植筋组合连接，最后通过注胶及钢钉与竹木结构体系相连。

2.根据权利要求1所述的一种多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点，其特征是所述的螺栓连接单元包括四块螺栓钢片互相垂直，四块螺栓钢片中部互相之间通过连接钢片连接，形成稳固的横截面呈对角相连的三角体系，每块螺栓钢片上设有钻孔，通过钢钉与木材连接，钻孔数量由承载力决定，四块螺栓钢片呈中心对称分布，四块连接钢片呈中心对称分布。

3.根据权利要求1所述的一种多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点，其特征是所述的植筋连接单元正交于螺栓连接节点的钢片平面，与木材之间通过胶粘剂连接，抗拔性能相应提高。

4.根据权利要求1所述的一种多高层竹木结构的螺栓及植筋组合连接节点，其特征是所述的竹木结构体系采用重型木材或者正交胶合竹木材，以适应高层木框架结构的要求，与螺栓连接单元相连的竹木结构体系切面呈45°，且留有钻孔，钻孔对称分布，竹木结构体系及螺栓连接单元的连接平面进行注胶处理。

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