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用于木結(jié)構(gòu)建筑梁柱的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號(hào):12780624閱讀:870來源:國(guó)知局
用于木結(jié)構(gòu)建筑梁柱的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)的制作方法與工藝

本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種木結(jié)構(gòu)建筑節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu),具體涉及一種用于木結(jié)構(gòu)建筑梁柱的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)。



背景技術(shù):

榫卯連接是我國(guó)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的特色之一,傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接通常采用榫卯連接而無一鐵一釘。木構(gòu)榫卯由榫頭和卯孔組成,可以承受一定的彎矩,具有很好的彈性和抵抗水平推力作用,表現(xiàn)出較強(qiáng)的半剛性特性,且允許產(chǎn)生一定的變形,可以吸收部分地震能量,減小結(jié)構(gòu)的地震影響。

結(jié)構(gòu)是由節(jié)點(diǎn)和構(gòu)件組成。其中節(jié)點(diǎn)是工程結(jié)構(gòu)中較為關(guān)鍵的部分,它對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及延性都具有重要的影響作用。通過對(duì)木結(jié)構(gòu)建筑在受如地震、臺(tái)風(fēng)等極端荷載作用下產(chǎn)生破壞情況的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn):節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)不當(dāng)往往是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。以往對(duì)木結(jié)構(gòu)分析大多側(cè)重于結(jié)構(gòu)和構(gòu)件兩個(gè)方面,而忽略了節(jié)點(diǎn)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系安全的重要性,從而造成了木結(jié)構(gòu)在極端荷載作用下,由于節(jié)點(diǎn)發(fā)生拔榫、割裂、剪斷等脆性破壞而產(chǎn)生倒塌的嚴(yán)重后果。

傳統(tǒng)榫卯連接較為常見的有燕尾榫、透榫、半透榫等連接方式。由于傳統(tǒng)燕尾榫(水平式燕尾)(見附圖圖8~9)存在對(duì)柱橫截面削弱大;梁在連接處完全斷開,整體剛度變小,整體性有所消弱;梁抗拔通過梁柱燕尾連接完全由柱承擔(dān),柱負(fù)擔(dān)重;只能在柱頂安裝連接,在柱高度中部無法安裝使用等問題,傳統(tǒng)透榫(見附圖圖6~7)存在連接無特別抗拔設(shè)計(jì),地震時(shí)易拔榫脫落等缺點(diǎn)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題和/或缺陷,并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的在于力圖新型豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)農(nóng)房或土木混合結(jié)構(gòu)房屋中,設(shè)計(jì)出新型豎向半燕尾榫連接節(jié)點(diǎn),給出性能——成本最優(yōu)的截面尺寸和齒長(zhǎng)齒高最優(yōu)組合,并介紹其施工建造方法。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn),提供了一種用于木結(jié)構(gòu)建筑梁柱的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu),在木結(jié)構(gòu)建筑的中柱上設(shè)置有卯眼和位于卯眼上方的中柱木塞孔;在與中柱相連接的兩根木梁Ⅰ上分別設(shè)置有相匹配的豎向半燕尾榫頭Ⅰ;其中,所述兩根木梁Ⅰ通過相匹配咬合的豎向半燕尾榫頭Ⅰ連接在中柱的卯眼內(nèi),并在兩根木梁Ⅰ匹配連接后在中柱木塞孔內(nèi)楔入木塞Ⅰ以將兩根木梁Ⅰ固定在中柱上;

在木結(jié)構(gòu)建筑的邊柱上設(shè)置有豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔;在卯孔的上方設(shè)置有邊柱木塞孔,在與邊柱相連接的木梁Ⅱ上設(shè)置有與豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔相匹配的豎向半燕尾榫頭Ⅱ;其中,所述木梁Ⅱ通過相匹配咬合的豎向半燕尾榫頭Ⅱ和豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔連接在邊柱上,并在木梁Ⅱ匹配連接后在邊柱木塞孔內(nèi)楔入木塞Ⅱ以將木梁Ⅱ固定在邊柱上。

優(yōu)選的是,所述豎向半燕尾榫頭Ⅰ具有長(zhǎng)方形榫頸和半燕尾榫額;所述半燕尾榫額高出長(zhǎng)方形榫頸8mm。

優(yōu)選的是,所述卯眼的寬度和高度與豎向半燕尾榫頭Ⅰ相吻合;所述中柱木塞孔的高度為10~20mm;所述木塞Ⅰ與中柱木塞孔相吻合;所述木塞Ⅰ的長(zhǎng)度與中柱柱徑相同;所述木塞Ⅰ與豎向半燕尾榫頭Ⅰ的寬度相同。

優(yōu)選的是,所述豎向半燕尾榫頭Ⅱ的榫額高出榫頸8mm。

優(yōu)選的是,所述豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔的寬度和高度與豎向半燕尾榫頭Ⅱ相吻合;所述邊柱木塞孔的高度為5~10mm;所述木塞Ⅱ與邊柱木塞孔相吻合;所述木塞Ⅱ的長(zhǎng)度與邊柱徑相同;所述木塞Ⅱ與豎向半燕尾榫頭Ⅱ的寬度相同。

優(yōu)選的是,所述兩根木梁Ⅰ中,其中一根木梁Ⅰ的豎向半燕尾榫頭Ⅰ上設(shè)置有燕尾槽,另一根木梁Ⅰ的豎向半燕尾榫頭Ⅰ上設(shè)置有與燕尾槽相匹配的燕尾榫,所述燕尾槽和燕尾榫在兩根木梁Ⅰ通過豎向半燕尾榫頭Ⅰ咬合時(shí)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)匹配連接。

優(yōu)選的是,所述木塞Ⅰ內(nèi)設(shè)置有彈簧Ⅰ和與彈簧Ⅰ連接的固定卡件Ⅰ;所述兩根木梁Ⅰ的豎向半燕尾榫頭Ⅰ上分別設(shè)置有豁口,所述豁口在兩根木梁Ⅰ匹配連接后形成容納固定卡件Ⅰ的卡槽Ⅰ;所述卡槽Ⅰ的內(nèi)表面粘貼有碳纖維布,所述碳纖維布采用粘結(jié)劑粘結(jié)。

優(yōu)選的是,所述木塞Ⅱ內(nèi)設(shè)置有彈簧Ⅱ和與彈簧Ⅱ連接的固定卡件Ⅱ;所述木梁Ⅱ的豎向半燕尾榫頭Ⅱ上設(shè)置有容納固定卡件Ⅱ的卡槽Ⅱ。

優(yōu)選的是,在所述兩根木梁Ⅰ的豎向半燕尾榫頭Ⅰ連接后的節(jié)點(diǎn)連接處外圍表面橫向和縱向分別粘貼一層碳纖維布;所述碳纖維布采用粘結(jié)劑粘結(jié)。

優(yōu)選的是,所述卡槽Ⅱ和豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔內(nèi)表面均粘貼有碳纖維布,所述碳纖維布采用粘結(jié)劑粘結(jié)。

本發(fā)明至少包括以下有益效果:

(1)新型豎向半燕尾連接方式,最大限度地減小了對(duì)柱橫截面的削弱。(2)本發(fā)明采用后塞緊塊的安裝工藝,安裝便捷,且可用于半柱高度的梁柱連接(傳統(tǒng)水平全燕尾連接只能用于柱頂梁柱節(jié)點(diǎn)連接,不能用于非柱頂梁柱節(jié)點(diǎn)連接)。(3)梁通過豎向半燕尾連接,可相互拉接,提高抗拔榫能力。(4)梁通過豎向半燕尾搭接,提高了結(jié)構(gòu)的整體剛度和整體性能。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn),部分還將通過對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明:

圖1為本發(fā)明中柱與木梁的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)的示意圖;

圖2為本發(fā)明邊柱與木梁的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)的示意圖;

圖3為本發(fā)明另一種技術(shù)方案中中柱與木梁的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)的示意圖;

圖4為本發(fā)明另一種技術(shù)方案中中柱與木梁的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)的示意圖;

圖5為本發(fā)明另一種技術(shù)方案中邊柱與木梁的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖6是傳統(tǒng)透榫邊柱與木梁節(jié)點(diǎn)連接示意圖;

圖7是傳統(tǒng)透榫中柱與木梁節(jié)點(diǎn)連接示意圖;

圖8是傳統(tǒng)燕尾榫邊柱與木梁節(jié)點(diǎn)連接示意圖;

圖9是傳統(tǒng)燕尾榫中柱與木梁節(jié)點(diǎn)連接示意圖。

具體實(shí)施方式:

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明,以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解,本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

圖1示出了一種用于木結(jié)構(gòu)建筑梁柱的豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu),在木結(jié)構(gòu)建筑的中柱1上設(shè)置有卯眼2和位于卯眼2上方的中柱木塞孔3;在與中柱1相連接的兩根木梁Ⅰ4上分別設(shè)置有相匹配的豎向半燕尾榫頭Ⅰ5;其中,所述兩根木梁Ⅰ4通過相匹配咬合的豎向半燕尾榫頭Ⅰ5連接在中柱1的卯眼2內(nèi),并在兩根木梁Ⅰ4匹配連接后在中柱木塞孔3內(nèi)楔入木塞Ⅰ6以將兩根木梁Ⅰ4固定在中柱1上;

如圖2所示,在木結(jié)構(gòu)建筑的邊柱7上設(shè)置有豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔8;在卯孔8的上方設(shè)置有邊柱木塞孔9,在與邊柱7相連接的木梁Ⅱ10上設(shè)置有與豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔8相匹配的豎向半燕尾榫頭Ⅱ11;其中,所述木梁Ⅱ10通過相匹配咬合的豎向半燕尾榫頭Ⅱ11和豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔8連接在邊柱7上,并在木梁Ⅱ10匹配連接后在邊柱木塞孔9內(nèi)楔入木塞Ⅱ12以將木梁Ⅱ10固定在邊柱上。

在上述方案中,采用豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接,通過木梁結(jié)構(gòu)上的榫頭豎向半燕尾相互拉結(jié),從而提高了框架地震水平荷載抗拉強(qiáng)度。同時(shí),豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)具有較強(qiáng)的抗彎能力。

將豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接形式應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)農(nóng)房或土木混合結(jié)構(gòu)中,木結(jié)構(gòu)或土木混合結(jié)構(gòu)水平地震承載力能得到極大的提高;并且,豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)連接形式在繼承傳統(tǒng)榫卯節(jié)點(diǎn)連接形式的基礎(chǔ)上稍微做了改動(dòng),仍是無需一釘一鐵,比較適合于偏遠(yuǎn)山區(qū)就地取材建造房屋,對(duì)施工進(jìn)度以及施工質(zhì)量都有很大程度的提高;同時(shí),新型豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)成本低廉,也能夠降低工程結(jié)構(gòu)的造價(jià)。

在上述技術(shù)方案中,所述豎向半燕尾榫頭Ⅰ5具有長(zhǎng)方形榫頸501和半燕尾榫額502;所述半燕尾榫額高出長(zhǎng)方形榫頸8mm。

在上述技術(shù)方案中,所述卯眼的寬度和高度與豎向半燕尾榫頭Ⅰ相吻合;所述中柱木塞孔的高度為10~20mm;所述木塞Ⅰ6與中柱木塞孔相吻合;所述木塞Ⅰ的長(zhǎng)度與中柱柱徑相同;所述木塞Ⅰ6與豎向半燕尾榫頭Ⅰ的寬度相同,采用這種方式,能夠有效的將兩根木梁Ⅰ4上的豎向半燕尾榫頭Ⅰ5進(jìn)行咬合連接,楔入木塞Ⅰ6后,使豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)形成較強(qiáng)的抗彎能力。

在上述技術(shù)方案中,所述豎向半燕尾榫頭Ⅱ的榫額高出榫頸8mm,采用這種方式,以實(shí)現(xiàn)豎向半燕尾榫頭Ⅱ與卯孔的咬合。

在上述技術(shù)方案中,所述豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔的寬度和高度與豎向半燕尾榫頭Ⅱ相吻合;所述邊柱木塞孔的高度為5~10mm;所述木塞Ⅱ與邊柱木塞孔相吻合;所述木塞Ⅱ的長(zhǎng)度與邊柱徑相同;所述木塞Ⅱ與豎向半燕尾榫頭Ⅱ的寬度相同。采用這種方式,能夠有效的將木梁Ⅱ10上的豎向半燕尾榫頭Ⅱ與卯孔進(jìn)行咬合連接,楔入木塞Ⅱ后,使豎向半燕尾榫節(jié)點(diǎn)形成較強(qiáng)的抗彎能力。

在另一種技術(shù)方案中,如圖3所示,所述兩根木梁Ⅰ4中,其中一根木梁Ⅰ4的豎向半燕尾榫頭Ⅰ5上設(shè)置有燕尾槽13,另一根木梁Ⅰ4的豎向半燕尾榫頭Ⅰ5上設(shè)置有與燕尾槽13相匹配的燕尾榫14,具體來說,燕尾槽13設(shè)置在一根木梁Ⅰ4的豎向半燕尾榫頭Ⅰ5的長(zhǎng)方形榫頸位置上,燕尾榫14設(shè)置在另一根木梁Ⅰ4的豎向半燕尾榫頭Ⅰ5的半燕尾榫額上,所述燕尾槽13和燕尾榫14在兩根木梁Ⅰ4通過豎向半燕尾榫頭Ⅰ5咬合時(shí)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)匹配連接,采用這種方式,使兩根木梁相互拉接,抗拔榫能力明顯提高,并提高了結(jié)構(gòu)的整體剛度和整體性能。

在另一種技術(shù)方案中,如圖4所示,所述木塞Ⅰ6內(nèi)設(shè)置有彈簧Ⅰ601和與彈簧Ⅰ601連接的固定卡件Ⅰ602;所述兩根木梁Ⅰ4的豎向半燕尾榫頭Ⅰ5上分別設(shè)置有豁口,所述豁口在兩根木梁Ⅰ4匹配連接后形成容納固定卡件Ⅰ602的卡槽Ⅰ15;所述卡槽Ⅰ15的內(nèi)表面粘貼有碳纖維布,所述碳纖維布采用粘結(jié)劑粘結(jié),采用這種方式,固定卡件Ⅰ602在兩根木梁Ⅰ4匹配連接后將兩根木梁Ⅰ4的節(jié)點(diǎn)連接更加穩(wěn)固,抗拔榫能力明顯提高,這種方式具體的裝配方式為:在未將木塞Ⅰ6楔入中柱木塞孔3時(shí),彈簧Ⅰ601自然伸張,將固定卡件Ⅰ602伸張?jiān)谕?,?dāng)需要將木塞Ⅰ6楔入木塞孔時(shí),通過按壓固定卡件Ⅰ602,將彈簧Ⅰ601壓縮,通過外力將木塞Ⅰ6楔入中柱木塞孔3,當(dāng)木塞Ⅰ6的固定卡件Ⅰ602楔入到卡槽Ⅰ15的位置時(shí),彈簧Ⅰ601自然伸張,將固定卡件Ⅰ602彈入卡槽Ⅰ15,實(shí)現(xiàn)木塞Ⅰ6楔入中柱木塞孔3。

在另一種技術(shù)方案中,如圖5所示,所述木塞Ⅱ12內(nèi)設(shè)置有彈簧Ⅱ1201和與彈簧Ⅱ1201連接的固定卡件Ⅱ1202;所述木梁Ⅱ10的豎向半燕尾榫頭Ⅱ11上設(shè)置有容納固定卡件Ⅱ1202的卡槽Ⅱ16。采用這種方式,固定卡件Ⅱ1202在木梁Ⅱ10與邊柱匹配連接后將木梁Ⅱ10與邊柱的節(jié)點(diǎn)連接更加穩(wěn)固,抗拔榫能力明顯提高,這種方式具體的裝配方式為:在未將木塞Ⅱ12楔入邊柱木塞孔9時(shí),彈簧Ⅱ1201自然伸張,將固定卡件Ⅱ1202伸張?jiān)谕?,?dāng)需要將木塞Ⅱ12楔入木塞孔時(shí),通過按壓固定卡件Ⅱ1202,將彈簧Ⅱ1201壓縮,通過外力將木塞Ⅱ12楔入邊柱木塞孔9,當(dāng)木塞Ⅱ12的固定卡件Ⅱ1202楔入到卡槽Ⅱ16的位置時(shí),彈簧Ⅱ1201自然伸張,將固定卡件Ⅱ1202彈入卡槽Ⅱ16,實(shí)現(xiàn)木塞Ⅰ6楔入邊柱木塞孔9。

在另一種技術(shù)方案中,在所述兩根木梁Ⅰ的豎向半燕尾榫頭Ⅰ連接后的節(jié)點(diǎn)連接處外圍表面橫向和縱向分別粘貼一層碳纖維布;所述碳纖維布采用粘結(jié)劑粘結(jié),采用這種方式,碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高,密度低、比性能高,利用碳纖維布加固榫卯結(jié)構(gòu),可以有效的延緩榫卯結(jié)構(gòu)發(fā)生拔榫現(xiàn)象。

在另一種技術(shù)方案中,所述卡槽Ⅱ和豎向半燕尾結(jié)構(gòu)的卯孔內(nèi)表面均粘貼有碳纖維布,所述碳纖維布采用粘結(jié)劑粘結(jié)。采用這種方式,碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高,密度低、比性能高,利用碳纖維布加固榫卯結(jié)構(gòu),可以有效的延緩榫卯結(jié)構(gòu)發(fā)生拔榫現(xiàn)象。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用,它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域,對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言,可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改,因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。

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