一種后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架,包括通過節(jié)點連接的竹木結(jié)構(gòu)橫梁和立柱，所述節(jié)點包括套在立柱上的鋼套筒和與鋼套筒固接的L型鋼，鋼套筒通過設(shè)置在其四角的螺栓與立柱固定，L型鋼另一邊通過螺栓與橫梁端部固定，所述立柱鋼套筒位置設(shè)置有斜向的銷釘，鋼套筒上對應(yīng)開有銷釘孔，銷釘孔內(nèi)穿有預(yù)應(yīng)力鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋在兩對角節(jié)點通過錨具拉緊固定。本發(fā)明預(yù)應(yīng)力鋼筋在結(jié)構(gòu)遭遇地震和在風(fēng)荷載作用時提供更大的側(cè)向剛度，也在結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的側(cè)向位移時提供一定的回復(fù)作用。本發(fā)明可以降低結(jié)構(gòu)的造價，顯著地提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，可以應(yīng)用于竹木框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，也可以廣泛地應(yīng)用于竹木結(jié)構(gòu)的加固。
【專利說明】一種后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式有梁柱結(jié)構(gòu)體系和輕型木結(jié)構(gòu)體系兩種。輕型木結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)本身的要求，雖然能夠提供較大的結(jié)構(gòu)剛度，但結(jié)構(gòu)的空間比較小，需較大開放空間的建筑不太適合采用輕型木結(jié)構(gòu)；梁柱式結(jié)構(gòu)體系本身要求結(jié)構(gòu)必須有足夠的抗彎剛度和抗側(cè)移剛度，因此在梁柱式結(jié)構(gòu)框架設(shè)計中，結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度和結(jié)構(gòu)位移仍是設(shè)計需要解決的主要問題。因此很多研究者也開始提出各種新型的梁柱式木結(jié)構(gòu)。
[0003]預(yù)應(yīng)力木結(jié)構(gòu)在木結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計和古木建筑加固上得到了很好的運用。這種形式的木結(jié)構(gòu)較好的運用鋼材的性質(zhì)，彌補了木結(jié)構(gòu)剛度和強度的不足。但現(xiàn)階段的預(yù)應(yīng)力木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用僅局限于木結(jié)構(gòu)的構(gòu)件性能的加強上，有提及鋼筋支撐形式的也是應(yīng)用于在輕型木結(jié)構(gòu)的剪力墻構(gòu)造形式中，在梁柱式結(jié)構(gòu)中沒有涉及。
[0004]中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的節(jié)點連接弱，地震時節(jié)點不僅承受水平力，還要承受拉和扭的作用；結(jié)構(gòu)抗側(cè)能力差，抵抗水平荷載能力變差，側(cè)移過大；節(jié)點延性小，強震作用下容易產(chǎn)生脆性破壞。構(gòu)造梁柱式木結(jié)構(gòu)的節(jié)點是關(guān)鍵構(gòu)件。目前一般采用重型金屬連接件進行梁柱的連接，包括螺栓、鋼板、裂環(huán)、剪盤、植筋與膠合木鉚釘?shù)?。這能提供很大的轉(zhuǎn)動剛度，螺栓及鉚釘處產(chǎn)生局部承壓破壞，甚至使柱縱向劈裂，植入鋼筋處產(chǎn)生滑移現(xiàn)象，且構(gòu)造上的孔洞也會削弱梁柱截面。新型耗能節(jié)點的提出和應(yīng)用也較為迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架，針對木結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度不足以及耗能能力較低等問題，提出了一種新型的框架結(jié)構(gòu)類型。即在框架縱向后張法預(yù)應(yīng)力提高木結(jié)構(gòu)框架的抗側(cè)移剛度，同時在預(yù)應(yīng)力鋼筋在設(shè)計正常使用狀態(tài)下有一定的恢復(fù)力，是結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)一定的位移后能夠提供回復(fù)作用?？梢越档徒Y(jié)構(gòu)的側(cè)向位移，且對已出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)位移有一定的控制作用。新型半剛性節(jié)點的使用可以為結(jié)構(gòu)能更好的滯回耗能，更大的提高了結(jié)構(gòu)的整體剛度。本框架形式能更好的提高穩(wěn)定性和安全性。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架，包括通過節(jié)點連接的竹木結(jié)構(gòu)橫梁和立柱，所述節(jié)點包括套在立柱上的鋼套筒和與鋼套筒固接的L型鋼，鋼套筒通過設(shè)置在其四角的螺栓與立柱固定，L型鋼另一邊通過螺栓與橫梁端部固定，所述立柱鋼套筒位置設(shè)置有斜向的銷釘，鋼套筒上對應(yīng)開有銷釘孔，銷釘孔內(nèi)穿有預(yù)應(yīng)力鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋在兩對角節(jié)點通過錨具拉緊固定。
[0008]進一步的，所述節(jié)點根據(jù)實際需要選取丁字形或十字形節(jié)點。
[0009]進一步的，所述鋼套筒與L型鋼通連接為焊接，焊接形式為四邊圍焊。[0010]進一步的，所述錨具包括開有對應(yīng)鋼筋孔的錨墊板，與錨墊板套接的喇叭形錨板，錨板內(nèi)對應(yīng)鋼筋孔設(shè)有用于夾緊鋼筋的夾具。
[0011]進一步的，所述錨具滿足《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ85-2002)要求。
[0012]進一步的，所述預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉范圍不超過預(yù)應(yīng)力鋼筋最大彈性位移的30%。
[0013]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明將預(yù)應(yīng)力鋼筋作為交叉支撐附加到梁柱式木結(jié)構(gòu)框架當(dāng)中，通過銷釘、錨具和連接器將預(yù)應(yīng)力鋼筋與左右兩側(cè)柱連接，每一跨框架使用兩根預(yù)應(yīng)力鋼筋，交叉使用。當(dāng)框架結(jié)構(gòu)在產(chǎn)生側(cè)向位移時，預(yù)應(yīng)力鋼筋相應(yīng)的也會產(chǎn)生拉伸，位移越大，預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)產(chǎn)生的拉力就越大，所提供的剛度也就隨之越大，且鋼筋的恢復(fù)力可以使結(jié)構(gòu)位移迅速恢復(fù)，從而增加了這種框架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。與現(xiàn)有的木框架體系來說，本發(fā)明造價低，施工方便，解決了梁柱式框架抗側(cè)剛度較小的問題，且提高了結(jié)構(gòu)在地震和風(fēng)荷載作用下的耗能效率，提高了結(jié)構(gòu)的安全性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為丁字型節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為十字型節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為節(jié)點預(yù)應(yīng)力鋼筋穿孔處構(gòu)造結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5本發(fā)明夾具示意圖。
[0019]圖6為錨墊板俯視圖。
[0020]其中，1-節(jié)點，11-鋼套筒，12-L型鋼，13-螺栓，2_橫梁，3_立柱，4_銷釘，5_預(yù)應(yīng)力鋼筋，6-錨具，61-錨墊板，62-喇叭形錨板，63-夾具。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明方案做進一步詳細說明:下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的做詳細的說明:
[0022]如圖1所示，一種后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架，包括通過節(jié)點I連接的竹木結(jié)構(gòu)橫梁2和立柱3，所述節(jié)點I包括套在立柱3上的鋼套筒11和與鋼套筒11固接的L型鋼12，鋼套筒11通過設(shè)置在其四角的螺栓13與立柱3固定，L型鋼12另一邊通過螺栓13與橫梁2端部固定，如圖4所示，所述立柱鋼套筒11位置設(shè)置有斜向的銷釘4，鋼套筒11上對應(yīng)開有銷釘孔，銷釘孔內(nèi)穿有預(yù)應(yīng)力鋼筋5，預(yù)應(yīng)力鋼筋5在兩對角節(jié)點I通過錨具6拉緊固定。
[0023]進一步的，所述節(jié)點I根據(jù)實際需要選取如圖2所示的丁字形或如圖3所示的十字形節(jié)點。
[0024]進一步的，所述鋼套筒11與L型鋼12連接為焊接，焊接形式為四邊圍焊。
[0025]進一步的,如圖5所示,所述錨具6包括如圖6所示,開有對應(yīng)鋼筋孔的錨墊板61,與錨墊板61套接的喇叭形錨板62，錨板62內(nèi)對應(yīng)鋼筋孔設(shè)有用于夾緊鋼筋的夾具63。
[0026]進一步的，所述錨具滿足《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ85-2002)要求。[0027]進一步的，所述預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉范圍不超過預(yù)應(yīng)力鋼筋最大彈性位移的30%。
[0028]本發(fā)明的工作原理為:
[0029]本發(fā)明通過對梁柱式木框架結(jié)構(gòu)進行改造，通過在框架中附加預(yù)應(yīng)力鋼筋，增加框架整體的剛度，增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，解決了梁柱式木結(jié)構(gòu)框架抗側(cè)移剛度較小的缺點。框架構(gòu)造形式如圖1，框架節(jié)點形式如圖2。柱和節(jié)點鋼套筒預(yù)留穿預(yù)應(yīng)力鋼筋和銷釘?shù)目锥?具體形式和角度按照框架尺寸確定)。
[0030]在實際結(jié)構(gòu)中，首先將結(jié)構(gòu)進行組裝，設(shè)計半剛性節(jié)點；將安裝好的結(jié)構(gòu)的上下層框架節(jié)點中心交叉設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋，如圖1中標(biāo)識的形式。應(yīng)提前在柱中預(yù)留穿預(yù)應(yīng)力鋼筋和銷釘?shù)目锥?，要求預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)穿過節(jié)點的中心；運用后張法技術(shù)對預(yù)應(yīng)力鋼筋進行張拉；張拉到目標(biāo)長度后用錨具和夾具進行固定最后完成安裝。
[0031]結(jié)構(gòu)在地震荷載和風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生的側(cè)向位移，木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要求大震下塑形階段為層間位移角為1/30。假設(shè)框架的高度為H，跨度為L，則框架產(chǎn)生的側(cè)移為H/30。
計算得到預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大設(shè)計拉伸長度力
【權(quán)利要求】
1.一種后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架，包括通過節(jié)點連接的竹木結(jié)構(gòu)橫梁和立柱，其特征在于，所述節(jié)點包括套在立柱上的鋼套筒和與鋼套筒固接的L型鋼，鋼套筒通過設(shè)置在其四角的螺栓與立柱固定，L型鋼另一邊通過螺栓與橫梁端部固定，所述立柱鋼套筒位置設(shè)置有斜向的銷釘，鋼套筒上對應(yīng)開有銷釘孔，銷釘孔內(nèi)穿有預(yù)應(yīng)力鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋在兩對角節(jié)點通過錨具拉緊固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架，其特征在于，所述節(jié)點根據(jù)實際需要選取丁字形或十字形節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架，其特征在于，所述錨具包括開有對應(yīng)鋼筋孔的錨墊板，與錨墊板套接的喇叭形錨板，錨板內(nèi)對應(yīng)鋼筋孔設(shè)有用于夾緊鋼筋的夾具。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架，其特征在于，所述預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉范圍不超過預(yù)應(yīng)力鋼筋最大彈性位移的30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的后張法預(yù)應(yīng)力竹木結(jié)構(gòu)框架，其特征在于，所述鋼套筒與L型鋼通連接為焊接，焊接形式為四邊圍焊。
【文檔編號】E04B1/26GK104032832SQ201410252117
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】蘇毅, 徐春暉, 黃東升, 周愛萍 申請人:南京林業(yè)大學(xué)