一种可更换的耗能木结构梁-柱节点制造技术

一种可更换的耗能木结构梁‑柱节点，包括：梁柱连接件，设置于木柱内侧面，位于木柱与木梁的连接端部之间；钢板框，设置与木梁端处，贴附于木梁端面的上、下、前、后四面；若干个植筋，通过胶黏剂分别植于木梁端面的孔道或槽道内；若干个形状记忆合金螺杆，位于植筋与梁柱连接件之间。本发明专利技术通过调整高强螺栓的预紧力，以及利用形状记忆合金螺杆的超弹性性能，通过调整其预应变、数量以及尺寸，提高节点的初始刚度和自恢复能力，保证形状记忆合金螺杆先于梁柱构件发生屈服破坏，大大降低木结构维护和修复成本。

【技术实现步骤摘要】
一种可更换的耗能木结构梁-柱节点
本专利技术属于土木工程
，特别涉及一种可更换的耗能木结构梁-柱节点。
技术介绍
目前，在木结构梁柱结构体系中，大多数采用螺栓连接的节点形式。常见形式有木构件螺栓连接，这种节点形式主要利用螺栓的抗弯和木材在螺栓处的局部承压提供承载力。这种节点形式主要存在一下几个问题：(1)由于施工偏差，木梁上螺栓孔壁与螺栓之间存在间隙，此间隙导致木梁受力后滑动，导致节点初始刚度较低。(2)由于木材横纹抗拉强度低，导致螺孔销槽承压时，经常发生梁端横纹劈裂等脆性破坏，不能充分发挥木材抗弯性能，进而导致木结构梁柱体系整体承载力下降。(3)通过螺栓屈服和螺栓孔处木材的受压屈服等形式提供承载力，震后存在较大的残余变形，抗震性能下降。(4)通过梁柱连接件连接的节点，大都隐蔽于梁内部，存在难于检修方面的问题。因此，针对上述问题，急需一种初始刚度较大、抗弯能力强、震后残余变形小以及易于检修的梁柱新型连接节点形式。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种可更换的耗能木结构梁-柱节点，以使木结构梁柱节点有较大初始刚度、较强的抗弯能力、较小的震后残余变形以及易于检修。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种可更换的耗能木结构梁-柱节点，其特征在于，包括：梁柱连接件5，设置于木柱1内侧面，位于木柱1与木梁2的连接端部之间，梁柱连接件5包括一个工字钢，在工字钢的上下翼板之间焊接有若干垂直于腹板的竖向钢板；钢板框10，套于木梁2梁端；植筋9，有若干个，水平预置于木梁2梁端处并伸出一部分供连接；形状记忆合金螺杆6，有若干个，连接于梁柱连接件5的竖向钢板与植筋9之间。所述工字钢的上下翼板的一端向木梁2端部方向延长，另一端之间焊接有一块竖向钢板，上翼板延长部的下表面与钢板框10的上表面贴合，下翼板延长部的上表面与钢板框10的下表面贴合，通过高强螺栓3连接上翼板延长部、钢板框10的上表面、木梁2、钢板框10的下表面以及下翼板延长部，且在上下翼板延长部均设置有供高强螺栓3向远离或者靠近木柱1的方向水平移动的孔洞。所述竖向钢板至少有三块，与木梁2端面最近的为竖向钢板一，次近的为竖向钢板二，最远的为竖向钢板三，其中，植筋9从竖向钢板一穿出，与形状记忆合金螺杆6的一端连接，形状记忆合金螺杆6的另一端从竖向钢板二穿出，以螺母二7固定，竖向钢板三平齐于工字钢上下翼板的端部，且贴附于木柱1内侧面，在木柱1外侧面设置有与竖向钢板三对应的钢垫板13，螺栓一11穿过竖向钢板三、木柱1和钢垫板13实现连接，并以螺母三12固定。所述形状记忆合金螺杆6通过转换螺母8与植筋9连接，为满足结构安全性的要求，可替换为满足不同直径形状记忆合金螺杆的转换螺母8。所述工字钢的下翼板下方设置有与下翼板垂直且长度方向一致的加劲肋。所述各竖向钢板外侧与工字钢翼缘外侧平齐，其中与木梁2端面贴合的竖向钢板上存在可供植筋9上下运动的孔洞。所述钢板框10是由两个横向钢板和两个竖向钢板的通透框体结构，两个横向钢板分别贴附于木梁2的上、下表面，平齐于木梁2的上、下表面，两个竖向钢板分别贴附于木梁2的前、后表面，平齐于木梁2的前、后表面。所述木柱1和木梁2的材质为原木、锯材、胶合木或单板层积材；所述植筋9为螺纹钢、螺杆、圆钢、钢管或FRP。所述形状记忆合金螺杆6施加初始预应变，以保证节点卸载后形状记忆合金螺杆6具有恢复力而没有完全松动，所述初始预应变满足形状记忆合金螺杆6力学稳定性的要求，防止预应变引发螺杆6力学性能退化。所述形状记忆合金螺杆6具有优秀的超弹性性能，具有表现为残余变形小，马氏体相变应力高，逆相变应力较高，保证节点在卸载过程中具有较大的恢复力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术利用形状记忆合金螺杆的超弹性性能，通过调整形状记忆合金螺杆的预应变、数量以及尺寸，以提高节点的初始刚度和自恢复能力。2、本专利技术利用高强螺栓，通过调整高强螺栓的预紧力、数量以及尺寸，以提高节点的初始刚度和耗能能力。2、本专利技术中通过对梁柱连接件的合理设计，可避免木梁横纹劈裂破坏。3、本专利技术中，通过合理设计，可保证形状记忆合金螺杆先于植筋和梁柱构件发生屈服破坏。4、本专利技术中形状记忆合金螺杆容易检修且可更换，大大降低木结构维护和修复成本，体现了现代建筑可持续发展理念。附图说明图1为可更换的耗能木结构梁-柱节点示意图。图2为图1的主视图。图3为图1的俯视图。图4为图1的仰视图。图5为梁柱连接件示意图。图6为钢板框示意图。图中标号：1为木柱，2为木梁，3为高强螺栓，4为螺母一，5为梁柱连接件，6为形状记忆合金螺杆，7为螺母二，8为转换螺母，9为植筋，10为钢板框，11为螺栓一，12为螺母三，13为钢垫板。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1、图2、图3和图4所示，一种可更换的耗能木结构梁-柱节点，主要包括梁柱连接件5、钢板框10、植筋9以及形状记忆合金螺杆6，木梁2和木柱1的材质为原木、锯材、胶合木或单板层积材或其他工程木材。其中：梁柱连接件5位于木柱1与木梁2的连接端部之间，参考图5，其包括一个工字钢，包括一个工字钢，在工字钢的上下翼板之间焊接有若干垂直于腹板的竖向钢板。为了进一步便于连接，工字钢端面处均被垂直于腹板的竖向钢板封闭，且靠近木梁2端部的一端向木梁2端部方向延长，两端的该两个竖向钢板分别贴附与木柱1内侧面、木梁2端面，与木梁2端面贴附的钢板存在供植筋9上下移动的孔洞。上翼板延长部的下表面与钢板框10的上表面贴合，下翼板延长部的上表面与钢板框10的下表面贴合，通过高强螺栓3连接上翼板延长部、钢板框10的上表面、木梁2、钢板框10的下表面以及下翼板延长部，且在上下翼板延长部均设置有供高强螺栓3向远离或者靠近木柱1的方向水平移动的孔洞。为了进一步提高强度，在工字钢的下翼板下方设置有与下翼板垂直且长度方向一致的两道加劲肋。在本专利技术的一个实施例中，竖向钢板有三块，与木梁2端面最近的为竖向钢板一，次近的为竖向钢板二，最远的为竖向钢板三，其中，植筋9从竖向钢板一穿出，与形状记忆合金螺杆6的一端连接，形状记忆合金螺杆6的另一端从竖向钢板二穿出，以螺母二7固定，竖向钢板三平齐于工字钢上下翼板的端部，且贴附于木柱1内侧面，在木柱1外侧面设置有与竖向钢板三对应的钢垫板13，螺栓一11穿过竖向钢板三、木柱1和钢垫板13实现连接，并以螺母三12固定。参考图6，钢板框10是由两个横向钢板和两个竖向钢板的通透框体结构，套于木梁2梁端，且横向钢板与竖向钢板两两垂直，两个横向钢板分别贴附于木梁2的上、下表面，平齐于木梁2的上、下表面，通过高强螺栓3与木梁2连接。植筋9，直径为16mm，有4个，通过胶黏剂分别水平植于木梁2端面预钻或预留的孔道内或开设的槽道内，并伸出一部分供连接，其与形状记忆合金螺杆6通过转换螺母8连接，为满足结构安全性的要求，可替换为满足不同直径形状记忆合金螺杆的转换螺母8，其中植筋9可为螺纹钢、螺杆、圆钢、钢管或FRP。形状记忆合金螺杆6，直径为16mm，有4个，分别通过螺母二7和转换螺母8连接于梁柱连接件5的竖向钢板与植筋9之间；形状记忆合金螺杆6施加初始预应变，以保证节点卸载后形状记忆合金螺杆6具有恢复力而没有完全松本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可更换的耗能木结构梁‑柱节点，其特征在于，包括：梁柱连接件(5)，设置于木柱(1)内侧面，位于木柱(1)与木梁(2)的连接端部之间，梁柱连接件(5)包括一个工字钢，在工字钢的上下翼板之间焊接有若干垂直于腹板的竖向钢板；钢板框(10)，套于木梁(2)梁端；植筋(9)，有若干个，水平预置于木梁(2)梁端处并伸出一部分供连接；形状记忆合金螺杆(6)，有若干个，连接于梁柱连接件(5)的竖向钢板与植筋(9)之间。

【技术特征摘要】
1.一种可更换的耗能木结构梁-柱节点，其特征在于，包括：梁柱连接件(5)，设置于木柱(1)内侧面，位于木柱(1)与木梁(2)的连接端部之间，梁柱连接件(5)包括一个工字钢，在工字钢的上下翼板之间焊接有若干垂直于腹板的竖向钢板；钢板框(10)，套于木梁(2)梁端；植筋(9)，有若干个，水平预置于木梁(2)梁端处并伸出一部分供连接；形状记忆合金螺杆(6)，有若干个，连接于梁柱连接件(5)的竖向钢板与植筋(9)之间。2.根据权利要求1所述可更换的耗能木结构梁-柱节点，其特征在于，所述工字钢的上下翼板的一端向木梁(2)端部方向延长，另一端之间焊接有一块竖向钢板，上翼板延长部的下表面与钢板框(10)的上表面贴合，下翼板延长部的上表面与钢板框(10)的下表面贴合，通过高强螺栓(3)连接上翼板延长部、钢板框(10)的上表面、木梁(2)、钢板框(10)的下表面以及下翼板延长部，且在上下翼板延长部均设置有供高强螺栓(3)向远离或者靠近木柱(1)的方向水平移动的孔洞。3.根据权利要求1或2所述可更换的耗能木结构梁-柱节点，其特征在于，所述竖向钢板至少有三块，与木梁(2)端面最近的为竖向钢板一，次近的为竖向钢板二，最远的为竖向钢板三，其中，植筋(9)从竖向钢板一穿出，与形状记忆合金螺杆(6)的一端连接，形状记忆合金螺杆(6)的另一端从竖向钢板二穿出，以螺母二(7)固定，竖向钢板三平齐于工字钢上下翼板的端部，且贴附于木柱(1)内侧面，在木柱(1)外侧面设置有与竖向钢板三...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢启芳，李胜英，赵佳，程远洋，王凡，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61