一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件制造技术

本发明专利技术提供一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件，实现混凝土核心筒部分和木结构部分同步沉降，防止墙面板与楼面板开裂。引入竖向滑动支座的原理，在保证混凝土核心筒与木结构部分楼面板水平连接不变的同时，通过主动施加作用力压缩弹簧，实现与混凝土核心筒固接的连接计构件竖向向下位移与木结构部分在使用阶段的沉降量保持一致，使得木结构部分的水平构件始终处于正常工作状态。实现混凝土核心筒与木结构部分楼板始终保持水平，主动消除由混凝土核心筒和木结构部分在使用阶段所产生的竖向位移差，确保全寿命周期内结构的安全。

A connecting member of concrete core tube and timber structure in high rise wood mixed structure

The invention provides a connecting member between a concrete core tube and a wood structure part in a high-rise Wood-Concrete structure, realizes the synchronous settlement of a concrete core tube part and a wood structure part, and prevents the cracking of a wall panel and a floor plate. The principle of vertical sliding bearing is introduced to ensure the horizontal connection between the concrete core tube and some floors of wood structure remains unchanged, and the vertical downward displacement of the connecting elements fixed with the concrete core tube is consistent with the settlement of the wood structure in the service phase by applying the compression spring actively. The horizontal component of the timber structure is always in normal working condition. In order to ensure the safety of the structure in the whole life cycle, it is necessary to keep the floor of the concrete core tube and the wood structure at the same level all the time and eliminate the vertical displacement difference caused by the concrete core tube and the wood structure during the service period.

【技术实现步骤摘要】
一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件
本专利技术涉及木混高层结构
，尤其涉及一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件。技术背景多年来，木结构建筑以轻型木结构为主，该类木结构房屋多为1～3层的低层建筑，随着木质工程结构材如：胶合木、单板层积材、重组木、正交胶合木等的发展，重型木结构建筑逐渐成为木结构建筑的主导形式，并且日益向高层建筑发展。但由于木材弹性模量较小，单纯的高层木结构建筑抗侧刚度不足使得侧向变形过大，所以建造纯木结构高层及超高层建筑较为困难。所以现阶段主流的高层木结构建筑做法是将木结构建筑与混凝土核心筒连接，形成木混结构，由钢筋混凝土核心筒提供主要抗侧刚度，从而突破了高层木结构建筑抗侧刚度不足的瓶颈。木结构部分和混凝土核心筒的连接，不仅要考虑木结构与核心筒的水平连接，还需要考虑木结构建筑部分与核心筒的竖向连接。因为木结构部分和混凝土核心筒分属不同的建筑材料，存在材料性能的差异如：混凝土核心筒的收缩徐变，木结构部分的蠕变，以及混凝土核心筒和木结构部分的干缩以及温度效应等诸多性能不同，导致在使用阶段混凝土核心筒和木结构部分在竖直方向上存在沉降差异。木结构部分与混凝土核心筒在使用阶段产生的沉降差异，必然会影响木结构部分与混凝土核心筒的协同工作能力，致使木结构部分墙面板与楼面板不均匀变形进而产生开裂，不能充分发挥核心筒的抗侧能力，降低结构整体可靠度，危及结构的安全。由于木结构高层建筑兴起不久，目前已建成最高的高层木混建筑加拿大学生公寓楼仅通过预抛高木结构部分来消除沉降差异，属于被动方法，难以保证结构全寿命使用周期内混凝土核心筒与木结构部分的自适应协同沉降，效果有待实践论证。高层木混结构不同部分沉降处理是结构设计和施工成败的关键问题，其研究刚刚展开，需要一种主动消除以木材蠕变为主因所产生的高层木混结构竖向位移差的技术。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件，实现混凝土核心筒部分和木结构部分同步沉降，防止木结构部分楼面板与墙面板楼面板产生过大变形以致开裂。一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件主要包括，位移约束构件、竖向位移构件、弹簧、螺杆、螺栓、边侧保护钢板，其特征在于，位移约束构件通过钢筋固结于混凝土核心筒上，木结构部分楼面板与竖向位移构件通过螺栓连接，从而保证木结构部分与混凝土核心筒连接成整体，实现整体结构的抗侧刚度由混凝土核心筒提供。弹簧内置在位移约束构件的底部，构成竖向位移构件的弹性支撑，竖向位移构件压在弹簧上，竖向位移构件内仅能在位移约束构件的槽腔内竖向位移，从而实现核心筒与木结构部分仅发生同步竖向位移而不发生其它方向位移的目的。所述的一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件，其特征在于，在将位移约束构件、竖向位移构件、弹簧拼装完成后在位移约束构件两侧分别焊接前边侧保护钢板和后边侧保护钢板，避免竖向位移构件和弹簧沿构件长度方向滑动和外部环境对构件内部产生不利影响。所述的一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件，其特征在于，第一螺栓依次穿过楼面板第一预留孔、竖向位移构件第一预留孔、竖向位移构件第二预留孔，楼面板第二预留孔，第二螺栓依次穿过楼面板第三预留孔、竖向位移构件第三预留孔、竖向位移构件第四预留孔、楼面板第四预留孔，第三螺栓依次穿过楼面板第五预留孔、竖向位移构件第五预留孔、竖向位移构件第六预留孔、楼面板第六预留孔，第四螺栓依次穿过楼面板第七预留孔、竖向位移构件第七预留孔、竖向位移构件第九预留孔、楼面板第八预留孔。所述的一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件，其特征在于，竖向位移构件第一预留孔和竖向位移构件第五预留孔所在的伸长端插入第一凹槽，竖向位移构件第三预留孔和竖向位移构件第七预留孔所在的伸长端插入第二凹槽。所述的一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件，其特征在于，位移约束构件顶部预留有位移约束构件第一预留孔和位移约束构件第二预留孔，将第一螺杆垫片、第二螺杆垫片分别置于位移约束构件第一预留孔、位移约束构件第二预留孔上并分别安装第一螺杆、第二螺杆，施加力于竖向位移构件，通过竖向位移构件下端压缩弹簧，实现调节弹簧压缩行程Δs与木结构部分和混凝土核心筒之间的相对竖向位移差Δr。把由于蠕变为主因产生的竖向位移量在混凝土核心筒一端转为可控的弹簧的压缩行程，从而实现了混凝土核心筒一端与木结构部分的竖向同步位移。引入竖向滑动支座的原理，在保证混凝土核心筒与木结构部分楼面板水平连接不变的同时，通过主动施加作用力压缩弹簧，实现与混凝土核心筒固接的连接计构件竖向向下位移与木结构部分在使用阶段的沉降量保持一致，使得木结构部分的水平构件始终处于正常工作状态。即实现混凝土核心筒与木结构部分楼板始终保持水平，主动消除由混凝土核心筒和木结构部分在使用阶段所产生的竖向位移差，确保全寿命周期内结构的安全设MS为主动旋转螺杆时施加的总力偶，θ为螺栓螺纹旋转的角度；n为螺杆个数；k为弹簧的弹性系数；MP为主动调节时加在一个螺杆上的力偶；l为旋转螺杆时的等效力臂长度；FP为调节螺杆工具所需在单个螺杆上施加的力。则根据虚功原理可计算施加于竖向位移构件力的大小，根据虚功原理得Ms·θ＝k·Δr即每个螺杆施加的力偶为故单个螺杆由此可见，螺杆为省力机械，设置n个螺杆有利于实际操作。弹簧行程设计可压缩总量为Δg+Δr＝Δs，Δg为木结构部分在荷载作用下使弹簧产生的竖向位移；Δr为混凝土核心筒由于徐变、干缩、温度效应，木结构部分蠕变、干缩、温度效应所产生的相对竖向位移总和；Δs为弹簧竖向行程设计总量。Δg可以用公式表述为：其中Gw为楼板荷载；k为弹簧弹性系数。通过上述计算可以确定弹簧的总压缩量、弹簧原长以及竖向位移构件的下移总行程参数。进一步，根据需要可以在竖向位移构件第九留孔、竖向位移构件第十预留孔钉入螺钉。本专利技术提供的一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件有益效果如下：1.解决了对于木混结构的连接问题，主动消除位移差，确保结构安全。2.将位移差转为为弹簧的压缩行程，可以通过计算控制。3.施力装置为省力机械，使用简单，可工厂预制。4.施工便捷，构件与混凝土核心筒共同浇筑，构件与木结构部分连接时仅是采用螺栓进行连接，无热处理加工。附图说明图1是本专利技术实施例提供的连接构件现场组装完成后的俯视图平面图；图2是本专利技术实施例提供的连接构件现场组装完成后A-A横截面示意图；图3是本专利技术实施例提供的连接构件组装后的立体示意图；图4是本专利技术实施例提供的连接构件与木结构部分楼板连接完成后的立体示意图；图5是本专利技术实施例提供的连接构件在使用阶段完成沉降并调节后A-A横截面示意图；图6是本专利技术实施例提供的连接构件在使用阶段完成沉降并调节后的立体示意图；图7是本专利技术实施例提供的连接构件中的(a)位移约束构件的立体示意图，(b)竖向位移构件的立体示意图，(c)弹簧的立体示意图，(d)边侧保护钢板的立体示意图。图8是本专利技术实施例提供的楼面板的立体示意图。图中标号：1为位移约束构件，11为位移约束构件第一预留孔，12为位移约束构件第二预留孔，2为竖向位移构件，211为竖向位移构件第一预留孔，212为竖向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件，主要包括：位移约束构件(1)、竖向位移构件(2)、弹簧(3)、螺杆(4)、螺栓(5)、边侧保护钢板(6)，其特征在于，移约束构件(1)通过钢筋(9)固结于混凝土核心筒(8)上，木结构部分楼面(7)板与竖向位移构件(2)通过螺栓(5)连接，弹簧(3)内置在位移约束构件(1)的底部，竖向位移构件(2)压在弹簧(3)上，竖向位移构件(2)内仅能在位移约束构件(1)的槽腔内竖向位移。

【技术特征摘要】
1.一种高层木混结构中混凝土核心筒与木结构部分的连接构件，主要包括：位移约束构件(1)、竖向位移构件(2)、弹簧(3)、螺杆(4)、螺栓(5)、边侧保护钢板(6)，其特征在于，移约束构件(1)通过钢筋(9)固结于混凝土核心筒(8)上，木结构部分楼面(7)板与竖向位移构件(2)通过螺栓(5)连接，弹簧(3)内置在位移约束构件(1)的底部，竖向位移构件(2)压在弹簧(3)上，竖向位移构件(2)内仅能在位移约束构件(1)的槽腔内竖向位移。2.如权利要求1所述的一种高层木混结构中核心筒与木结构部分的连接方式，其特征在于，位移约束构件(1)、竖向位移构件(2)、弹簧(3)拼装完成后在位移约束构件(1)两侧分别焊接有前边侧保护钢板(61)和后边侧保护钢板(62)。3.如权利要求1所述的一种高层木混结构中核心筒与木结构部分的连接方式，其特征在于，第一螺栓(51)依次穿过楼面板第一预留孔(711)、竖向位移构件第一预留孔(211)、竖向位移构件第二预留孔(212)，楼面板第二预留孔(712)，第二螺栓(52)依次穿过楼面板第三预留孔(721)、竖向位移构件第三预留孔(221)、竖向位移构件第四预留孔(222)、楼面板第四预留孔(722)，第三螺栓(53)依次穿过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立彬，李昊，赵邦林，陈林强，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32