[發明專利]一種圓套筒鋼木組合節點及其安裝方法

有效

• 申請號: 201910669607.1
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110331782B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 牟犇;周萬求;馮鵬
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: E04B1/26
• 分類號: E04B1/26;E04B1/58
• 代理公司: 青島匯智海納知識產權代理有限公司 37335
• 代理人: 雷斐;萬桂斌

本發明公開一種圓套筒鋼木組合節點，包括FRP圓形木柱、X型木梁、核心連接構件、拼接外環板和弧形連接件；所述核心連接構件由上下圓型鋼套板、連接套筒、圓實木和填充木塊等構成；FRP圓形木柱與核心連接構件相連，通過圓型鋼套板和貫穿鋼筋插套，并在鋼筋孔間隙注膠連接；X型木梁通過弧形連接件與核心連接構件連接，并由拼接外環板和螺栓固定實現組合連接。本方案所述節點結構采用連接套筒設計，承載力高、保證了豎向傳力無影響、水平和豎向傳力途徑無交叉；現場施工安裝時，僅由螺栓連接和膠粘合，操作簡單、安裝快速，完全裝配式安裝，能滿足在有特殊豎向承載的木結構建筑的設計要求，在中高層木建筑中有具有巨大的市場潛力。

技術領域

本發明屬于木建筑節點設計領域，具體涉及一種圓形木柱與X型木梁連接的圓套筒鋼木組合節點及其安裝方法。

背景技術

在注重環保的現代建筑領域中，木結構建筑作為一種低耗能、輕材料的綠色環保建筑，具有巨大的應用潛力和研究價值。木結構具有施工周期短、節能環保和抗震耗能能力強的特點，在設計上具有布置靈活、隔音削震的優點。

然而在木結構建筑中，節點處是整個結構中最為重要的區域之一。傳統的純木節點，易發生破壞損耗的位置是柱、梁的傳力交叉處，現在的節點多為純鋼構件節點，通過將鋼片插入到木頭內進行連接，易產生應力集中，且沿開口方向易發生順紋理開裂；另外，為了保證梁的基本傳力，豎向柱的傳力截面常常遭削弱，存在整體性、受力性能不好的情況，抗震性能相對其他位置也較弱。

發明內容

本發明提供一種新型的圓套筒鋼木組合節點設計，對FRP圓形木柱和X型木梁的連接進行創新設計，以加強豎向柱的傳力能力，保證梁的傳力在節點處不會對柱的傳力造成不良影響，且安裝操作簡單。

本發明是采用以下的技術方案實現的：一種圓套筒鋼木組合節點，包括FRP圓形木柱、X型木梁、核心連接構件、弧形連接件和拼接外環板；FRP圓形木柱之間通過核心連接構件相連，X型木梁通過弧形連接件與核心連接構件相連，拼接外環板設置在弧形連接件的上下兩端，通過拼接外環板和螺栓固定實現組合連接；

所述核心連接構件包括圓型鋼套板、連接套筒、圓實木和填充木塊，圓實木設置在連接套筒內，連接套筒為鋼材質，圓型鋼套板上設有用以插入貫穿鋼筋的鋼筋孔，貫穿鋼筋穿過圓型鋼套板上相應鋼筋孔將FRP圓形木柱在軸向連接為一體，FRP圓形木柱上同樣設置有對應的鋼筋孔；圓型鋼套板設置在連接套筒的上下兩端，圓型鋼套板的內徑與FRP圓形木柱的外徑相等，填充木塊圍繞連接套筒設置在上下兩塊圓型鋼套板之間，并用膠粘合固定；

所述弧形連接件包括帶孔弧形基板和兩塊帶孔弧型鋼板，兩塊帶孔弧型鋼板背向設置在帶孔弧形基板上，且兩塊帶孔弧型鋼板之間所形成的空間與X型木梁的形狀匹配，弧形連接件環繞核心連接構件的外圓周設置，帶孔弧形基板通過木螺釘固定在相鄰的兩塊填充木塊上，帶孔弧型鋼板用以加緊X型木梁；帶孔弧形基板上設有8個螺孔，與核心連接構件的每塊填充木塊上每側的4個木螺釘孔對應，木螺釘穿過帶孔弧形基板旋入木螺釘孔中，一塊弧形連接件固定在相鄰兩塊填充木塊上；兩塊帶孔弧型鋼板間距稍大于X型木梁腹板厚度，帶孔弧形鋼板上有豎向4個螺栓孔、水平2個螺栓孔，X型木梁的腹板插入帶孔弧形鋼板之間，水平方向螺栓穿過弧形鋼板、X型木梁腹板、弧形鋼板螺母旋緊，豎直方向螺栓穿過拼接外環板、X型木梁的翼緣、弧形鋼板，并用螺母旋緊。

所述拼接外環板包括基板、設置在基板一側的弧形箍環，基板的表面設置有螺栓孔，基板上還設置有連接卡頭，相鄰拼接外環板之間通過連接卡頭相連，相鄰拼接外環板連接后對核心連接構件中間部分起外箍作用，用以箍緊填充木塊，并與弧形連接件、X型木梁通過螺栓連接為整體以傳遞梁內力。

進一步的，所述FRP圓形木柱包括圓形木質柱以及設置在圓形木質柱外表面的FRP纖維布，通過在外層纏繞FRP纖維布實現對其結構強度的加強。

進一步的，所述連接套筒的上下兩端設置有扇形拼接頭，圓型鋼套板上設置有與扇形拼接頭相配合的對接卡槽，扇形拼接頭卡入對接卡槽實現圓型鋼套板和連接套筒的連接。