一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件制造技术

一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件由金属连接件和高分子聚合物泡沫材料构成。金属连接件包括钢圆环1(带有两个开孔2)、螺杆3(上端带有螺槽4，下端带有螺纹5)、T型连接件6、螺母7。安装步骤：在木墙上开圆孔、在圆孔的正下方钻孔、T型连接件6透过钢圆环上的圆孔2安放、将钢圆环安放置墙内、从木墙的底部安装螺杆3依次从墙的孔洞和钢圆环孔洞穿过，螺杆上端4和安装在金属圆环上端的T型连接件6进行连接，螺杆3下端穿过楼板与下墙(墙面预留孔洞作为螺杆下端锚固螺母的作业空间)并用螺母4固定螺杆的下端，在钢圆环内填充高分子聚合物泡沫材料。本实用新型专利技术连接了上下墙板和楼板，同时可作为结构消能减震的元件。

【技术实现步骤摘要】
一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件
本技术涉木结构建筑相邻楼层墙体及楼板的金属连接件，该连接件同时具有耗能及阻尼等抗震功能，涉及木结构建筑及阻尼器领域。
技术介绍
传统用于连接木结构相邻楼层墙体和楼板的是角钢或扒板连接器。角钢是通过钢钉锚固在木墙和木楼板表面，在地震作用下，钢钉主要通过弯曲变形耗散地震能，严重时造成钢钉拨出及木墙板表面压挤劈裂，结构受损严重。在板墙的外部搁置阻尼器的其它类型的耗能减震装置均导致板墙表面受损严重。建筑结构的耗能减震是在建筑结构中设置消能部件，其由耗能减震装置及斜撑、墙体、梁或节点等附属构件组成，开发具有连接功能和抗震耗能功能于一体的木结构连接件具有重要的实用价值和理论意义。木结构中内置软钢筋阻尼器的，钢筋两端施胶分别锚固于上下墙体内，其缺点是不利于更换，两个端部应力集中，易引起木墙板开裂，效果不理想。木墙内整体置预应力筋的结构须在墙体内部预开较长孔洞，预应力锚固和构造比较复杂。国外开发的金属圆环阻尼器，将钢棒两端扩展设计为圆环，钢棒穿过圆环底部孔洞与圆环顶部焊接并锚固于下墙体内，当上下墙体有相对位移时，通过圆环顶部变形起到效能减震的作用，但实际应用表明连接器在焊接部位易出现裂纹，影响耗能效果，且墙体开孔内进行现场焊接，质量不能有效保证，这连种的缺点是焊接的连接方式存在安全隐患以及阻尼水平不够高，且上下墙与楼板之间需要其他构件进行连接，整体性有待提高。显然适合木结构特点的阻尼器急需研发。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术旨在解决的问题是：避免在木墙表面搁置阻尼器、有效利用木材的强度、构造简单、制作方便、造价低廉、有较好的阻尼水平、同时可兼作连接上下墙和楼板的构件。具体如下所述：其一是在木墙体厚度方向开圆孔，圆孔能够避免应力集中，有效利用木材的强度。其二是金属阻尼器的结构形式为软钢圆环，软钢环局部变形进入塑性状态后具有良好的滞回特性，在弹塑性滞回变形过程中耗散较多能量，因此具有较好的抗震性能。圆环构造简单，在非地震情况下结构受力均匀，具有较好承载作用，在地震情况下，圆环根据地震级别大小产生不同程度的变形，耗能效果好。其三是钢圆环与螺杆的之间机械连接，克服了焊接的接头有气孔、夹渣等缺点，不会发生疲劳裂纹引发断裂失效的情况，且避免了现场施工工艺不宜掌握，质量不容易控制的缺点。其四是通过在钢圆环内填充高分子聚合物泡沫材料，在保留了钢圆环优点的前提下增强了阻尼器的刚度、屈服点及耗能量。由于起约束阻尼层的作用，极大地提高了构件的阻尼水平。其五是螺杆穿过楼板和下墙并通过螺母固定，将上下墙楼板有机的连接成一个整体，能够承受拉压弯曲和剪切等变形，结构整体性较好。本技术的技术方案是：一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件包括金属连接件和高分子聚合物泡沫材料。金属连接件包括一个钢圆环(带有有两个开孔)、螺杆(其上端有带螺槽，下端带有螺纹)、T型连接件、螺母。钢圆环其耗能性能优越、构造简单、制作方便、造价低廉。在钢圆环内填充高分子聚合物泡沫材料可以显著提高构件的阻尼。首先在上部墙体上开圆孔，接着在圆孔的正下方钻通至底部形成孔道，接着将T型连接件透过钢圆环上的开孔安放在钢圆环上，接着将钢圆环安放在上部墙体预制的圆孔内(使得钢圆环表面的开孔与上部墙体预留孔道对齐)，然后从上部墙体的底部安装螺杆依次从上部墙体的孔道和钢圆环开孔穿过，螺杆上端的螺槽和安装在金属圆环上端的T型连接件进行机械连接，螺杆下端穿过楼板与下部墙体并用螺母固定螺杆的下端，最后在钢圆环内填充高分子聚合物泡沫材料。在风荷载或地震作用下，墙端发生竖向位移(抬起)，螺杆将金属圆环的上端往下拉弯同时压缩金属圆环内的聚合物泡沫，墙在重力作用下回到初始位置，这时螺杆又将金属圆环上端顶回到原来位置，通过螺杆往复运动带动钢圆环受拉变形和反复压缩高分子聚合物泡沫材料来实现耗能。本技术易于制造安装，同时该钢圆环价格低廉且易于制作。且钢圆环与螺杆的连接方式简单安全可靠，原理清晰。在钢圆环内填充高分子聚合物泡沫材料可以显著提高构件的阻尼，该构件具有很好的消能减震能力，同时该构件将上下墙楼板有机的连接成一个整体，结构整体性好，对竹木结构构件的连接和抗震具有重要的意义。附图说明图1是一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件的构件图；图2是一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件安装示意图；图3是一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件的示意图；其中，1为钢圆环，2为钢圆环上两个对齐的开孔，3为螺杆，4为螺杆上端的螺槽，5为螺杆下端螺纹，6为T型连接件，7为螺母，8为高分子聚合物泡沫材料，9为上部墙体，10为楼板，11为下部墙体。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本技术进一步详细描述实施例：如图1-3所示。一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件包括金属连接件和高分子聚合物泡沫材料。金属连接件包括一个钢圆环(1)(带有有两个开孔(2))、螺杆(3)(其上端有带螺槽(4)，下端带有螺纹(5))、T型连接件(6)、螺母(7)。钢圆环其耗能性能优越。在钢圆环内填充高分子聚合物泡沫材料(8)增强了阻尼器的刚度、屈服点及耗能量，将金属阻尼器和聚合物泡沫材料有机地组合在一起，充分发挥了两种材料各自的特长优点。上述钢圆环上是两个正对着的开孔(2)，安放时孔的连线垂直，且螺杆通过木墙预留孔洞对准圆心与T型连接件连接。先在上部墙体(9)上开圆孔，接着在圆孔的正下方钻通至底部形成孔道，接着将T型连接件(6)透过钢圆环上的开孔(2)安放在钢圆环(1)上，接着将钢圆环(1)安放在上部墙体(9)预制的圆孔内(使得钢圆环表面的开孔与上部墙体预留孔道对齐)，然后从上部墙体的底部安装螺杆(3)依次从上部墙体的孔道和钢圆环开孔穿过，螺杆上端的螺槽(4)和安装在金属圆环上端的T型连接件(6)进行机械连接，螺杆(3)下端穿过楼板(10)与下部墙体(11)并用螺母(7)固定螺杆的下端，最后在钢圆环内填充高分子聚合物泡沫材料。上述T型连接件与钢圆环和螺杆是机械连接，克服了焊接的接头有气孔、夹渣等缺点。上述高分子聚合物泡沫材料具有高强度、高耐磨性等优点，可极大地提高本技术的一耗能减震能力。在荷载作用下墙端发生竖向位移，螺杆(3)将金属圆环(1)上端往下拉弯同时压缩金属圆环内的聚合物泡沫(8)，上部墙体(9)在重力作用下回到初始位置，这时螺杆(3)又将金属圆环(1)上端顶回到原来位置，通过螺杆(3)往复运动带动钢圆环(1)受拉变形和反复压缩高分子聚合物泡沫材料(8)来实现耗能。本技术组装拆卸方便，具有很好的消能减震能力，同时具有连接固定了上下墙板和楼板的功能。该技术是放置在墙内，几乎不会造成建筑结构的损坏。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件，其特征在于，所述的具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件由金属连接件和高分子聚合物泡沫材料(8)构成，金属连接件包括钢圆环(1)、螺杆(3)、T型连接件(6)、螺母(7)。

【技术特征摘要】
1.一种具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件，其特征在于，所述的具有承载和耗能双功能的木结构上下墙体连接件由金属连接件和高分子聚合物泡沫材料(8)构成，金属连接件包括钢圆环(1)、螺杆(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立彬，王玉群，石启浩，王鹏展，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32