CN218814336U - 一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体是一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，包括节点一和节点二；所述节点一包括：钢木组合方梁一和钢木组合方柱，所述钢木组合方梁一上设置有直榫，所述钢木组合方柱设置有卯一，所述直榫和卯一咬合连接。本实用新型通过发挥钢材和木材的良好力学及物理性能，使钢木组合结构能够很好的共同工作，组合节点具有优良的连接性能、减震耗能性能，基于图1(一个多层的钢木混合框架体系房屋建筑)，采用钢木混合的柱、梁，采用装配式施工方式，在节点处减震耗能的一种新的高效、环保的结构体系。

Description

一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点

技术领域

本实用新型涉及钢木组合技术领域，具体是一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点。

背景技术

随着我国对建筑物节能减排的日益重视和人们对环保型住宅的需求，钢木组合结构建筑作为一种新型结构体系，兼具钢材和木材的良好受力性能和可重复利用的环保性能，受到人们的青睐。在钢木结构连接节点处采用螺栓连接，在节点处施加软钢耗能器。在地震作用下，耗能器能缓解梁柱节点区域应力集中现象，避免发生脆性破坏和低周疲劳破坏。

金属耗能器是利用金属不同形式的弹塑性滞回变形来消耗能量。软钢耗能器是弹塑性耗能器应用最为普遍的一类耗能器，它是利用软钢产生的弹塑性滞回变形来消耗多余的地震能量。软钢的屈服点为235N/mm²，常说的软钢有BT-LYT235和SS400两种(日本采用的表示方法)，在美国相当于ASTMA36，在我国相当于HPB235的钢材。软钢有密度大、塑性好、线膨胀系数大、屈服强度低等特点，软钢在进入塑性范围后具有良好的滞回特性，在塑性变形中就可吸收大量的能量，本发明采用弧形钢板耗能器。

综上所述，采用弧形钢板耗能器的钢木组合结构的节点具有良好的连接性能和抗震性能，具有广泛的应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型的技术方案是：一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，包括节点一和节点二；所述节点一包括：钢木组合方梁一和钢木组合方柱，所述钢木组合方梁一上设置有直榫，所述钢木组合方柱设置有卯一，所述直榫和卯一咬合连接。

优选的，节点一处的外部钢管结构固定连接有高强螺栓。

优选的，所述钢木组合方梁一和钢木组合方柱之间通过高强螺栓固定连接有弧形软钢耗能器。

优选的，所述节点二包括钢木组合方梁二和燕尾榫，所述钢木组合方梁二设置有燕尾榫；所述钢木组合方柱上设置有卯二；所述燕尾榫和卯二咬合连接。

优选的，所述钢木组合方梁二和钢木组合方柱之间通过高强螺栓固定连接有弧形软钢耗能器。

优选的，所述钢木组合方梁二和钢木组合方柱的梁柱节点处通过高强螺栓固定连接有钢板。

本实用新型通过改进在此提供一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

(1)木材为轻质、高强、耐火材料属于刚性体，嵌入H型钢内，通过高强螺栓和刚性锚固构件连接，两者协同工作、形成整体结构，具有良好的承载力特性和耐久性；

(2)弧形软钢耗能器在进入塑性范围后具有良好的滞回特性，在进入塑性变形中可以吸收大量能量，使结构具有良好的抗震性能。

(3)本发明结构简单、实用性强、轻质高强，具有良好的受力性能和绿色环保；该结构可以实行绿色装配化施工，木材和钢材属于绿色环保建材，可重复利用；弧形软钢耗能构件属于标准件，可以实现震后损坏易于替换和降低修复成本的目标。

(4)本发明的重要原则为：尽可能提高装配率，降低施工的繁琐性和复杂性；榫卯结构避开钢木组合梁柱的分断处，以避免在分断处发生剪切破坏。

(5)将钢结构的螺栓连接和木结构的榫卯连接结合起来运用到一个节点当中，使节点具备其不同的特性，在强化节点减弱杆件的同时，榫卯和软钢耗能器还起到减震耗能，保护节点的作用。

(6)地震作用时，节点的破坏顺序为：软钢耗能器破坏，其次才是榫卯的耗能破坏，因此组合节点具有二次减震的功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步解释：

图1是本实用新型的节点一和节点二处的连接示意图；

图1-1是本实用新型的接节点一的连接结构示意图；

图1-2是本实用新型钢木组合方柱的节点处结构示意图；

图1-3是本实用新型直榫的连接结构示意图；

图1-4是本实用新型锚固形式的结构示意图；

图1-5是本实用新型高强螺栓的结构示意图；

图1-6是本实用新型弧形软钢耗能器的连接结构示意图；

图2是本实用新型钢木组合方柱的结构示意图；

图2-1是本实用新型弧形软钢耗能器的连接结构示意图；

图2-2是本实用新型燕尾榫的连接结构示意图；

图2-3是本实用新型钢木组合方柱的节点处结构示意图；

图2-4是本实用新型钢板的结构示意图。

附图标记说明：

1、节点一；2、节点二；3、弧形软钢耗能器；4、高强螺栓；5、钢木组合方梁一；6、钢木组合方柱；7、钢木组合方梁二；8、卯一；9、直榫；10、燕尾榫；11、钢板；12、卯二。

具体实施方式

下面对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过改进在此提供一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，本实用新型的技术方案是：

如图1至图2-4所示，一种采用弧形软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，包括节点一1和节点二2；节点一1包括：钢木组合方梁一5和钢木组合方柱6，钢木组合方梁一5上设置有直榫9，钢木组合方柱6设置有卯一8，直榫9和卯一8咬合连接，节点一1处的外部钢管结构固定连接有高强螺栓4，钢木组合方梁一5和钢木组合方柱6之间通过高强螺栓4固定连接有弧形弧形软钢耗能器3，节点二2包括钢木组合方梁二7和燕尾榫10，钢木组合方梁二7设置有燕尾榫10；钢木组合方柱6上设置有卯二12；燕尾榫10和卯二12咬合连接，钢木组合方梁二7和钢木组合方柱6之间通过高强螺栓4固定连接有弧形弧形软钢耗能器3，钢木组合方梁二7和钢木组合方柱6的梁柱节点处通过高强螺栓4固定连接有钢板11。

具体的，钢木组合方柱6和钢木组合方梁一5在节点一1处通过直榫9、卯一8以及高强螺栓4连接，再施加弧形软钢耗能器3，外钢内木结构，外部钢管采用高强螺栓4连接，内部木结构采用榫卯连接，使钢结构和木结构在共同工作的同时，高强螺栓4和榫卯节点起到加强节点和减震耗能的作用，钢木组合方柱6的节点处结构形式为四周没有钢材包裹的卯结构(如图1-2)，钢木组合方梁一5的节点处结构形式为内部木结构为直榫9，外部钢结构为与直榫9平行对应的凸出矩形钢板11(如图1-3)，施工时，先柱后梁，当梁柱连接时，钢木组合方梁一5的直榫9插入钢木组合方柱6，此时直榫9两边的矩形钢板11与钢木组合方柱6的前后部位贴合，用高强螺栓4加以锚固，其锚固形式如图1-4所示，图1-2节点左侧面部分用如图1-4所示的钢板11加以固定，使之成为一个整体。在梁柱节点处用钢板11和高强螺栓4加以固定，防止梁在地震作用下发生扭转破坏，再施加弧形软钢耗能器3，具体如图1-6所示，图2-1为节点二2的详图，钢木组合方柱6和钢木组合方梁二7在节点二2处通过榫卯和高强螺栓4连接，再施加弧形软钢耗能器3，(盖帽法)钢木组合方柱6的节点处结构形式为卯结构(如图2-3)，钢木组合方梁二7的节点处结构形式为内部木结构为燕尾榫10，外部钢结构为类似于帽子的钢罩，将燕尾榫10包括在里面(如图2-2)，施工时，先柱后梁，当梁柱连接时，钢木组合方梁二7的燕尾榫10自上而下锲入钢木组合方柱6，此时燕尾榫10两边的矩形钢板11框像帽子一样与钢木组合方柱6的木卯部位外缘贴合，用高强螺栓4加以锚固，其锚固形式如图2-4所示，在梁柱节点处用钢板11和高强螺栓4加以固定，防止梁在地震作用下发生扭转破坏，再施加弧形软钢耗能器3。

通过发挥钢材和木材的良好力学及物理性能，使钢木组合结构能够很好的共同工作，组合节点具有优良的连接性能、减震耗能性能；本发明是基于图1(一个多层的钢木混合框架体系房屋建筑)，采用钢木混合的柱、梁，采用装配式施工方式，在节点处减震耗能的一种新的高效、环保的结构体系。其中，钢木混合柱、梁的形式如图2所示。最外层为方钢管，内部为方形木，两者之前采用胶合剂固结。

工作原理：钢木组合方柱6和钢木组合方梁一5在节点一1处通过直榫9、卯一8以及高强螺栓4连接，再施加软钢耗能器1，外钢内木结构，外部钢管采用高强螺栓4连接，内部木结构采用榫卯连接，使钢结构和木结构在共同工作的同时，高强螺栓和榫卯节点起到加强节点和减震耗能的作用，钢木组合方柱6的节点处结构形式为四周没有钢材包裹的卯结构(如图1-2)，钢木组合方梁一5的节点处结构形式为内部木结构为直榫9，外部钢结构为与直榫9平行对应的凸出矩形钢板11(如图1-3)，施工时，先柱后梁，当梁柱连接时，组合梁3的直榫9插入组合柱4，此时直榫9两边的矩形钢板11与钢木组合方柱6的前后部位贴合，用高强螺栓4加以锚固，其锚固形式如图1-4所示，图1-2节点左侧面部分用如图1-4所示的钢板11加以固定，使之成为一个整体。在梁柱节点处用钢板11和高强螺栓加以固定，防止梁在地震作用下发生扭转破坏，再施加软钢耗能器1，具体如图1-6所示，图2-1为节点二2的详图，钢木组合方柱6和钢木组合方梁二7在节点二2处通过榫卯和高强螺栓4连接，再施加软钢耗能器3，(盖帽法)钢木组合方柱6的节点处结构形式为卯结构(如图2-3)，钢木组合方梁二7的节点处结构形式为内部木结构为燕尾榫10，外部钢结构为类似于帽子的钢罩，将燕尾榫10包括在里面(如图2-2)，施工时，先柱后梁，当梁柱连接时，钢木组合方梁二7的燕尾榫10自上而下锲入钢木组合方柱6，此时燕尾榫10两边的矩形钢板11框像帽子一样与钢木组合方柱6的木卯部位外缘贴合，用高强螺栓4加以锚固，其锚固形式如图2-4所示，在梁柱节点处用钢板11和高强螺,4加以固定再施加软钢耗能器3。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，其特征在于：包括节点一(1)和节点二(2)；

所述节点一(1)包括：钢木组合方梁一(5)和钢木组合方柱(6)，所述钢木组合方梁一(5)上设置有直榫(9)，所述钢木组合方柱(6)设置有卯一(8)，所述直榫(9)和卯一(8)咬合连接。

2.根据权利要求1所述的一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，其特征在于：所述节点一(1)处的外部钢管结构固定连接有高强螺栓(4)。

3.根据权利要求2所述的一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，其特征在于：所述钢木组合方梁一(5)和钢木组合方柱(6)之间通过高强螺栓(4)固定连接有弧形软钢耗能器(3)。

4.根据权利要求3所述的一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，其特征在于：所述节点二(2)包括钢木组合方梁二(7)和燕尾榫(10)，所述钢木组合方梁二(7)设置有燕尾榫(10)；所述钢木组合方柱(6)上设置有卯二(12)；所述燕尾榫(10)和卯二(12)咬合连接。

5.根据权利要求4所述的一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，其特征在于：所述钢木组合方梁二(7)和钢木组合方柱(6)之间通过高强螺栓(4)固定连接有弧形软钢耗能器(3)。

6.根据权利要求5所述的一种采用软钢耗能器的钢木组合结构新型节点，其特征在于：所述钢木组合方梁二(7)和钢木组合方柱(6)的梁柱节点处通过高强螺栓(4)固定连接有钢板(11)。

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