装配式木梁柱连接节点设计与研究论文_胡颖男

广州大学土木工程学院 广州 510006

摘要:在现有技术条件下,提出一种新型装配式木梁、柱连接节点,详细介绍其连接构造、主要特征及施工步骤。

关键词:装配式木梁、柱连接节点;连接构造;施工步骤

引言

木结构是单纯由木材或主要由木材承受荷载的结构,木结构建筑在我国的建筑中占有很重要的地位,木结构是我国古代建筑的精髓,没有木结构就没有中国古代建筑的辉煌。中国早在5千多年前的石器时代就已出现木构架支承屋顶的半穴居式建筑,以后在这个基础上逐步发展和形成具有中国特色的穿斗式和梁架式建筑。

随着装配式建筑的发展和广泛应用,崇尚自然、注重健康、提倡环保的消费观念也逐渐成为主流,木结构建筑作为典型的装配式建筑,因预生产、搭建快、健康环保等优点得到了前所未有的青睐。随着对正交层板胶合木深入的研究及应用,木结构开始突破层数和高度的限制,国外高层木结构接连拔地而起,超高层木混合结构也处于热点研究和概念设计阶段。高层木结构体系包括CLT剪力墙结构、胶合木梁柱-支撑结构和木-混凝土结构,胶合木梁柱支撑结构为框架与支撑共同工作结构体系,由于胶合木梁、柱连接节点难以做到刚性连接,一般采用支撑进行加强,构成框架-支撑结构体系作为抗侧力结构体系。

节点设计是现代木结构设计中最重要的环节之一,我国在该方面的研究相对较少,影响了现代木结构的推广应用,因此,开发和研究受力性能更好、更方便工业化生产和装配化施工的美观实用的新型木结构节点连接形式具有重要的理论意义和应用价值。同时,装配式建筑具有工期短,经济效应高等优点,是今后建筑行业的发展趋势也是国家大力发展的建筑形式,所以提出一种行之有效的可以提高木结构建筑装配化效率的梁柱节点连接形式势在必行。

传统的木梁柱连接节点多数采用类似于角钢的构件连接或榫卯连接,在高层木结构中,由于底层累计重力荷载大,这些连接方式往往不能满足结构的刚度需求,容易发生木梁的横纹受压破坏,本文在此基础上,提出一种新型装配式木梁柱连接节点。

1 装配式节点设计

该节点包括木梁、木柱、钢构件、预应力钢绞线及对应的螺栓,木梁、柱通过螺栓与钢构件连接,钢构件上预留与螺杆相匹配的槽洞,其中木梁、柱与钢构件之间还穿插预应力钢绞线,上下立柱通过前后交叉布置的钢绞线1、2与钢构件连接。所述的钢构件与木梁、柱的贴合面为曲面,且贴合面均涂有环氧树脂胶黏剂,便于两者的快速定位装配。详细构造措施如图1所示:

图1 连接节点示意图

2 主要特征

与现有技术相比,新型装配式木梁柱连接结构具有以下特征:

(1)节点刚度强,木梁、柱通过螺栓、钢绞线与钢构件连接,钢构件上预留与螺杆相匹配的槽洞,可避免木梁因累计重力荷载较大而产生横纹受压破坏,进而可以提高结构整体刚度。

(2)自复位能力强。木梁、柱与钢构件之间穿插了预应力钢绞线,钢绞线在张拉过程中施加了预应力,当木梁、柱在受力过程中发生微小位移及转角时,因预应力的作用,钢绞线可将其恢复至原始位置。

(3)装配化施工。木梁、柱的贴合面为曲面,贴合面均涂有环氧树脂胶黏剂,与传统直立面相比,该措施便于两者的快速定位装配,实现高度契合等特点。组装构件能够通过工厂预制成型,工地现场装配,结构件和连接件的生产和施工可以在全年任何气候条件下进行,施工周期只需同等规模混凝土结构建筑的1/3-1/2,减少了施工所需的劳动力,降低了操作强度,节省了劳动成本,提高了施工质量,可提高结构建筑的工业化水平,推动了装配式木结构建筑发展。

3 具体实施方法

新型装配式木梁柱连接节点具体实施方法如下:

(1)安装下立柱;

(2)在下立柱与钢构件贴合处涂上环氧树脂胶黏剂,并将钢构件吊装至下立柱上,最后安装螺栓1、2;

(3)在上立柱与钢构件贴合处及钢绞线上涂抹环氧树脂胶黏剂,将上立柱吊装至钢构件上,并安装螺栓3、4;穿插钢绞线1、2,施加预应力后用锚具锚固;

(4)在木梁1与钢构件贴合处及钢绞线上涂抹环氧树脂胶黏剂,将木梁1组装至结构中,随后安装螺栓5、6,最后穿插钢绞线,施加预应力后用锚具锚固;

(5)在木梁2与钢构件贴合处及钢绞线上涂抹环氧树脂胶黏剂,将木梁1组装至结构中,随后安装螺栓7、8,最后穿插钢绞线,施加预应力后用锚具锚固。

4 结论

在现有技术条件下,提出一种新型装配式木梁、柱连接节点该结构节点刚度及自复位能力较强,构件可在工厂预制,并在施工地点快速装配,施工效率快,可大大减少劳动力,钢构件与木梁、柱高度契合,空间运用性较强,但该连接构造善处于理论阶段,离实际工程应用还须不断地进行研究。

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论文作者:胡颖男

论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/9/11

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