一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要屬于土木工程領(lǐng)域，涉及一種重型木框架梁柱節(jié)點(diǎn)，主要(但不排他地)用于新建木框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]重型木框架體系是一種在世界各國(guó)廣泛使用的結(jié)構(gòu)形式，采用間距較大且橫截面也較大的木構(gòu)件組成，是建造木結(jié)構(gòu)房屋時(shí)將建筑功能和木材美感結(jié)合的基本方法。適用于建造住宅、圖書館、體育館、火車站、購物中心、展覽館、博物館、音樂廳等商業(yè)和公共建筑。重型木框架體系具有如下一些結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì):設(shè)計(jì)靈活、建造簡(jiǎn)便快捷、抗風(fēng)性能好、耐久性好、節(jié)能環(huán)保、舒適美觀。重型木框架的諸多優(yōu)點(diǎn)表明其在我國(guó)具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]重型木框架的梁和柱主要采用螺栓-鋼填板連接或自攻螺釘連接方式，具有較好的抗震性能，但是在使用過程中也發(fā)現(xiàn)如下一些問題:
[0004]I)在地震作用下，重型木框架梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞模式往往具有不可預(yù)測(cè)性，當(dāng)木材進(jìn)入塑性后難以修復(fù)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大殘余變形，雖然能在一定程度上保證使用者的安全，但是地震之后結(jié)構(gòu)往往無法再次使用，造成了很大經(jīng)濟(jì)損失。
[0005]2)常用重型木框架梁柱節(jié)點(diǎn)形式剛度較小，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中按鉸接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)剛度的不足是重型木框架結(jié)構(gòu)的一個(gè)制約因素，尤其是對(duì)多層重型木框架結(jié)構(gòu)需要設(shè)置大量支撐，從一定程度上影響了結(jié)構(gòu)的美觀，也使得其建筑使用性能大打折扣。
[0006]3)常用的預(yù)應(yīng)力木構(gòu)件很少考慮木材徐變的影響，木材徐變?cè)斐傻念A(yù)應(yīng)力損失是在預(yù)應(yīng)力重型木框架結(jié)構(gòu)使用中不容忽視的問題。
[0007]可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)是一種新型的減震控制結(jié)構(gòu)，自復(fù)位結(jié)構(gòu)是可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)體系的重要內(nèi)容。放松梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)構(gòu)件間約束，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件接觸面處僅有受壓能力而無受拉能力。在小震作用下，因預(yù)應(yīng)力作用，梁柱節(jié)點(diǎn)等同于固接節(jié)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)在中震、大震作用下發(fā)生搖擺，通過預(yù)應(yīng)力使結(jié)構(gòu)復(fù)位。這種新型結(jié)構(gòu)體系能有效減小結(jié)構(gòu)的震后殘余變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的在于提出一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，以解決目前重型木框架梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能和剛度的不足，采用自復(fù)位梁柱節(jié)點(diǎn)的重型木框架具有較好的抗震性能和震后功能可恢復(fù)性能，在小震下，梁柱節(jié)點(diǎn)與固接節(jié)點(diǎn)相同，中震或大震下，梁端一側(cè)壓應(yīng)力消失，梁端發(fā)生張開，梁端耗能型鋼傳遞剪力并提供轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，預(yù)應(yīng)力筋始終處于彈性狀態(tài)，地震作用過后，木梁和木柱沒有破壞和殘余變形，在預(yù)應(yīng)力筋的作用下，梁端回到初始狀態(tài)，結(jié)構(gòu)損傷位置控制在梁端耗能型鋼中，經(jīng)過更換梁端耗能型鋼，結(jié)構(gòu)能夠快速恢復(fù)使用。
[0009]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0010]—種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，由木梁、木柱、梁端耗能型鋼、木柱加強(qiáng)鋼板、預(yù)應(yīng)力筋、錨具、錨墊板和碟形彈簧組成，其中:所述木柱一側(cè)與木梁一端通過梁端耗能型鋼和螺栓連接，木梁與木柱連接處設(shè)有木柱加強(qiáng)鋼板，木梁縱向開有直線孔道，所述直線孔道貫穿于木柱加強(qiáng)鋼板和木柱，預(yù)應(yīng)力筋一端穿過該直線孔道，另一端伸出于木柱另一側(cè)外，預(yù)應(yīng)力筋伸出木柱端通過錨具和錨墊板固定于木柱另一側(cè)。
[0011]本實(shí)用新型中，所用木梁和木柱橫截面為方形或矩形。
[0012]本實(shí)用新型中，所述木梁和木柱材質(zhì)為原木、鋸材、膠合木、單板層積材、平行木片膠合木或?qū)盈B木片膠合木中的一種。
[0013]本實(shí)用新型中，所述梁端耗能型鋼為采用T型鋼、角鋼、其他國(guó)標(biāo)型鋼的一種和螺栓連接。
[0014]本實(shí)用新型中，所述木柱加強(qiáng)鋼板為普通鋼板。
[0015]本實(shí)用新型中，所述預(yù)應(yīng)力筋為預(yù)應(yīng)力鋼絞線、預(yù)應(yīng)力鋼絲束、精乳螺紋鋼或FRP、GFRP筋中的一種。
[0016]本實(shí)用新型中，所述預(yù)應(yīng)力筋在錨固端加裝碟形彈簧。
[0017]本實(shí)用新型中，所用錨墊板采用鋼板，直接接觸固定于木柱表面。
[0018]本實(shí)用新型中，所述的錨具選用夾片式錨具、粘結(jié)式錨具、支承式錨具、錐塞式錨具或螺母錨具中任一種。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果:采用本實(shí)用新型提供的重型木框架梁柱自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，正常使用狀態(tài)下，梁柱節(jié)點(diǎn)可按照剛接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)使用;在小震下，梁柱節(jié)點(diǎn)與固接節(jié)點(diǎn)相同，中震或大震下，梁端一側(cè)壓應(yīng)力消失，梁端發(fā)生張開，梁端耗能型鋼傳遞剪力并提供轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，預(yù)應(yīng)力筋始終處于彈性狀態(tài)，地震作用過后，木梁和木柱沒有破壞和殘余變形，在預(yù)應(yīng)力筋的作用下，梁端回到初始狀態(tài)，結(jié)構(gòu)損傷位置控制在梁端耗能型鋼中，木梁和木柱及其他非耗能構(gòu)件不出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)使用的明顯破壞，經(jīng)過更換梁端耗能型鋼，結(jié)構(gòu)能夠快速恢復(fù)使用。
[0020]本實(shí)用新型的預(yù)應(yīng)力筋由于在錨固端使用了碟形彈簧，木材發(fā)生徐變之后，預(yù)應(yīng)力筋中的預(yù)應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生較大的損失。因?yàn)槎瞬考友b碟形彈簧，在預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，碟形彈簧受到壓縮，當(dāng)木材發(fā)生徐變后，蝶形彈簧恢復(fù)部分壓縮變形而其內(nèi)力基本保持不變，預(yù)應(yīng)力筋松弛較小，故可在木材發(fā)生徐變時(shí)避免預(yù)應(yīng)力筋中的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生較大損失。
[0021]本實(shí)用新型中的梁端耗能型鋼可以替換，檢修方便，避免了震后節(jié)點(diǎn)區(qū)不可逆破壞造成結(jié)構(gòu)大修，甚至更換主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的問題，從技術(shù)上解決了重型木框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)震后難于修復(fù)的問題，大大降低了重型木框架結(jié)構(gòu)震后維修的成本，提高了重型木框架結(jié)構(gòu)的推廣價(jià)值，提高了其在高烈度抗震設(shè)防區(qū)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0024]圖3為圖1的俯視圖；
[0025]圖4為在木梁中開設(shè)的孔道示意圖；
[0026]圖5為本實(shí)用新型柱錨固端構(gòu)造立面詳圖。
[0027]圖中標(biāo)號(hào):1為木梁、2為木柱、3為預(yù)應(yīng)力筋、4為梁端耗能型鋼、5為木柱加強(qiáng)鋼板、6為螺栓、7為銷墊板、8為碟形彈簧、9為銷具、1為孔道、11為鋼墊板。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的說明。
[0029]實(shí)施例1:
[0030]如圖1、2和3所示，是一種重型木框架梁柱自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，包括木梁1、木柱2、預(yù)應(yīng)力筋3、梁端耗能型鋼4、木柱加強(qiáng)鋼板5、螺栓6，所述木梁I和木柱2通過梁端耗能型鋼以螺栓6連接，所述預(yù)應(yīng)力筋沿木梁縱向貫穿木梁I，并沿木柱橫向貫穿木柱2，預(yù)應(yīng)力筋3的錨固端在木柱2遠(yuǎn)離木梁I的背面，通過錨墊板7、碟形彈簧8和錨具9錨固。
[0031]所述木梁I和木柱2的橫截面形狀可為矩形或者方形。
[0032]所述木梁I和木柱2材質(zhì)為原木、鋸材、膠合木、單板層積材、平行木片膠合木或?qū)盈B木片膠合木中的一種。
[0033]所述預(yù)應(yīng)力筋3為預(yù)應(yīng)力鋼絞線、預(yù)應(yīng)力鋼絲束、精乳螺紋鋼或FRP、GFRP筋中的一種。
[0034]所述梁端耗能型鋼為采用T型鋼、角鋼、其他國(guó)標(biāo)型鋼的一種通過螺栓連接，如圖
1、圖2所示，木柱加強(qiáng)鋼板5固定于木柱2靠近木梁I的一側(cè)，通過螺栓與梁端耗能型鋼4連接在一起。
[0035]所述錨墊板7為鋼板，直接固定于木柱表面。
[0036]所述碟形彈簧8采用市場(chǎng)常用的型號(hào)。
[0037]所述錨具9采用夾片式錨具、粘結(jié)式錨具、支承式錨具、錐塞式錨具或螺母錨具中的一種。本實(shí)用新型的工作原理是:
[0038]梁柱節(jié)點(diǎn)由自復(fù)位系統(tǒng)和耗能系統(tǒng)組成，本實(shí)用新型設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋作為自復(fù)位系統(tǒng)，設(shè)置國(guó)標(biāo)型鋼作為耗能系統(tǒng)。
[0039]本實(shí)用新型在梁端設(shè)置國(guó)標(biāo)型鋼，一個(gè)作用是保護(hù)梁端頭木材不發(fā)生局部破壞，另一個(gè)作用是在大震作用下，通過設(shè)計(jì)使型鋼能產(chǎn)生塑性變形，有效耗能。在木梁柱節(jié)點(diǎn)中設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋，增加了節(jié)點(diǎn)的整體剛度，且在大震作用下，預(yù)應(yīng)力筋處于彈性階段，震后可提供節(jié)點(diǎn)自復(fù)位驅(qū)動(dòng)，使得節(jié)點(diǎn)大部分殘余變形消失，結(jié)構(gòu)快速恢復(fù)到震前狀態(tài)。
[0040]本實(shí)用新型采用了碟形彈簧，防止在長(zhǎng)期使用狀態(tài)下，由于木材徐變?cè)斐傻念A(yù)應(yīng)力損失，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的耐久性。在木柱靠近木梁的一側(cè)設(shè)置木柱加強(qiáng)鋼板，防止大震作用時(shí)，木梁搖擺對(duì)木材產(chǎn)生橫紋壓潰破壞。
[0041]在此做出說明，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的情況下，還可對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方法和細(xì)節(jié)上做出一些處理，而這些處理和改變都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，由木梁、木柱、梁端耗能型鋼、木柱加強(qiáng)鋼板、預(yù)應(yīng)力筋、錨具、錨墊板和碟形彈簧組成，其特征在于:所述木柱一側(cè)與木梁一端通過梁端耗能型鋼和螺栓連接，木梁與木柱連接處設(shè)有木柱加強(qiáng)鋼板，木梁縱向開有直線孔道，所述直線孔道貫穿于木柱加強(qiáng)鋼板和木柱，預(yù)應(yīng)力筋一端穿過該直線孔道，另一端伸出于木柱另一側(cè)夕卜，預(yù)應(yīng)力筋伸出木柱端通過錨具和錨墊板固定于木柱另一側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所用木梁和木柱橫截面為方形或矩形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述木梁和木柱材質(zhì)為原木、鋸材、膠合木、單板層積材、平行木片膠合木或?qū)盈B木片膠合木中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述梁端耗能型鋼為采用T型鋼、角鋼、其他國(guó)標(biāo)型鋼的一種和螺栓連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述木柱加強(qiáng)鋼板為普通鋼板。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述預(yù)應(yīng)力筋為預(yù)應(yīng)力鋼絞線、預(yù)應(yīng)力鋼絲束、精乳螺紋鋼或FRP、GFRP筋中的一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述預(yù)應(yīng)力筋在錨固端加裝碟形彈簧。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所用錨墊板采用鋼板，直接接觸固定于木柱表面。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述的錨具選用夾片式錨具、粘結(jié)式錨具、支承式錨具、錐塞式錨具或螺母錨具中任一種。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種重型木框架自復(fù)位節(jié)點(diǎn)，包括木梁、木柱、梁端耗能型鋼、節(jié)點(diǎn)區(qū)柱加強(qiáng)鋼板和預(yù)應(yīng)力筋，木梁與木柱直接采用型鋼和普通螺栓連接，預(yù)應(yīng)力筋貫穿木梁縱向，并貫穿木柱，在木柱背對(duì)木梁的一端通過錨具、碟形彈簧和錨墊板固定。本實(shí)用新型具有較高抗彎能力和耗能能力，能滿足小震下，梁柱節(jié)點(diǎn)與固接節(jié)點(diǎn)相同，中震或大震下，梁端一側(cè)壓應(yīng)力消失，梁端發(fā)生張開，梁端耗能型鋼傳遞剪力并提供轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，預(yù)應(yīng)力筋始終處于彈性狀態(tài)，地震過后，木梁和木柱沒有破壞和殘余變形，在預(yù)應(yīng)力筋作用下，梁端回到初始狀態(tài)，達(dá)到小震下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，大震下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大變形但不破壞，震后結(jié)構(gòu)自復(fù)位的理想效果。
【IPC分類】E04B1/58, E04B1/98
【公開號(hào)】CN205242643
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520892802
【發(fā)明人】李征, 何敏娟, 馬人樂
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日