装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点制造技术

本发明专利技术涉及建筑用连接节点，尤其是一种装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点。包括方形中心柱、X型木梁和梁柱连接组件，梁柱连接组件固定套在方形中心柱的外侧，X型木梁位于梁柱连接组件的外侧，且与梁柱连接组件固定连接；方形中心柱包括磨砂木柱、磨砂钢套筒、磨砂木套筒外壳、FRP纤维增强复合材料层和中心柱磨砂钢盖，磨砂木柱的中心沿其长度方向设有贯穿的中心孔Ⅰ，预应力钢绞线从中心孔Ⅰ中穿过，磨砂钢套筒呈中空的四方体，其固定套在磨砂木柱的外侧，磨砂钢套筒的上下两端与磨砂木柱的两端部之间均形成封闭的环形插槽。其实现了组合节点的产品化，装配化，标准化，有效减少了人工成本，提高效率，缩短工期。

Assembly type limit reinforced steel wood frosted sleeve combination node

【技术实现步骤摘要】
装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点
本专利技术涉及建筑用连接节点，尤其是一种装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点。
技术介绍
随着建筑进入工业化、智能化时代，对建筑的建设要求不仅仅限于安全可靠，人们对施工的经济性、环境要求、施工周期提出了更高的要求。相对于传统的钢筋混凝土和钢结构建筑的人力成本增加，环境友好性差，施工周期变长的缺点，装配式结构能较好的解决以上问题，在建筑行业领域显示出其独特的优势钢材作为建筑工程中常用的材料之一，具有强度大、质量轻、延性好的特点，通过批量生产的钢材产品造价低，质量均匀，合格率高。但以往的建筑结构，多数采用现场焊接的方式进行钢材之间的连接，人工焊接工序繁多，人力成本高，施工周期长，产生的缺陷不可避免且检测手段复杂、耗时。木材作为人类使用历史最长的建筑材料之一，具有材料来源广泛、加工方便、对环境友好的特点，但以往的木结构结构简单、抗震性能差、难以作为多层以及高层建筑的主要建筑材料。FRP(FiberReinforcedPolymer，简称FRP)纤维增强复合材料具有质量轻，强度高，抗腐蚀，抗疲劳的特点，近年来的研究中发现在构件使用FRP材料能够一定程度上改善构件、结构的受力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点，其综合利用了钢材、木材和FRP纤维增强复合材料的优点，实现了组合节点的产品化，装配化，标准化。所有构件均可在工厂预制，再运输至现场进行连接，避免了人工焊接带来的缺陷，有效减少了人工成本，提高效率，缩短工期。本专利技术的技术方案是：一种装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点，其中，包括方形中心柱、X型木梁和梁柱连接组件，梁柱连接组件固定套在方形中心柱的外侧，X型木梁位于梁柱连接组件的外侧，且与梁柱连接组件固定连接；所述方形中心柱包括磨砂木柱、磨砂钢套筒、磨砂木套筒外壳、FRP纤维增强复合材料层和中心柱磨砂钢盖，磨砂木柱的中心沿其长度方向设有贯穿的中心孔Ⅰ，预应力钢绞线从中心孔Ⅰ中穿过，磨砂钢套筒呈中空的四方体，其固定套在磨砂木柱的外侧，磨砂木柱上下两端的尺寸小于磨砂木柱中部的尺寸，磨砂钢套筒的上下两端与磨砂木柱的两端部之间均形成封闭的环形插槽；所述磨砂木套筒外壳固定套在磨砂钢套筒的外侧，磨砂木套筒外壳的四个直角位置处均设有贯穿的四角孔Ⅰ，钢筋从四角孔Ⅰ中穿过，磨砂木套筒外壳的中部设有数个螺纹孔Ⅰ；所述磨砂木套筒外壳的顶端和底端的外侧分别固定有中心柱磨砂钢盖，中心柱磨砂钢盖包括方形的盖板和固定在盖板一侧的插入板，插入板固定插入由磨砂钢套筒和磨砂木柱形成的环形插槽内，盖板的中心设有使预应力钢绞线穿过的中心孔Ⅱ，盖板的四个直角处分别设有使钢筋穿过的四角孔Ⅱ，所述磨砂木套筒外壳的外侧和上下两中心柱磨砂钢盖的外侧均包裹有FRP纤维增强复合材料层；所述X型木梁的纵截面呈X形，X型木梁的上表面和下表面均为水平面，上表面和下表面之间通过两侧均呈内凹状的弧形侧面连接，其上表面、下表面和两弧形侧面上设有数个螺纹孔Ⅱ；所述梁柱连接组件包括上、下两外环板和四个T型梁，T型梁包括方形钢板和固定在方形钢板外侧的两圆弧形贴片，两圆弧形贴片之间呈对称设置，圆弧形贴片的曲率与X型木梁中部的弧形侧面的曲率相同，X型木梁的中部插入两圆弧形贴片之间，圆弧形贴片与X型木梁的弧形侧面之间固定连接，方形钢板与磨砂木套筒外壳之间固定连接，X型木梁的上方和下方均固定有外环板，外环板内设有四边形内孔，四个T型梁的方形钢板均设置在外环板的四边形内孔内，四个方形钢板组成方形孔，方形中心柱设置在方形孔中。所述方形中心柱的横截面为正方形，对应的磨砂木柱、磨砂钢套筒、磨砂木套筒外壳、方形管柱的横截面形状均为正方形，中心柱磨砂钢盖的形状为正方形。所述预应力钢绞线依次穿过顶端中心柱磨砂钢盖的中心孔Ⅱ、磨砂木柱的中心孔Ⅰ、底端中心柱磨砂钢盖的中心孔Ⅱ，并在中心柱磨砂钢盖外侧的上下两端锚固；所述钢筋依次穿过顶端中心柱磨砂钢盖的四角孔Ⅱ、磨砂木套筒外壳的四角孔Ⅰ、底端中心柱磨砂钢盖的四角孔Ⅱ，并在中心柱磨砂钢盖外侧的上下两端锚固。所述外环板由四块外环块连接而成，外环块的两端对称设置连接板，相邻两外环块的连接板之间固定连接，四个外环块之间首尾相连形成了四边形内孔，外环板的外轮廓为在正八边形的四间隔侧边外伸钢板的形状，外伸钢板的宽度与X型木梁的上下表面的宽度相等。所述磨砂木套筒外壳包括四个角柱和木板，木板的相邻侧边之间通过角柱固定连接，四个木板的相邻侧边之间首尾连接，形成套在磨砂钢套筒外侧的中空内腔，所述角柱呈直角形设置，角柱沿其长度方向的直角边的两侧面均设有楔形的插头，对应的木板沿长度方向的两侧面分别设有接口，插头设置在接口内，角柱将相邻的四块木板连接为一个整体。所述磨砂钢套筒的内表面与磨砂木柱的外表面之间呈过盈配合，磨砂木套筒外壳的内表面与磨砂钢套筒的外表面之间呈过盈配合，插入板与环形插槽之间呈过盈配合。所述外环板上设有数个螺纹孔，上、下两侧的外环板与X型木梁通过螺栓固定连接。所述圆弧形贴片与X型木梁的弧形侧面之间通过螺栓固定连接，方形钢板与磨砂木套筒外壳之间通过螺栓固定连接。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用对钢材、木材和FRP纤维增强复合材料进行搭配组合，兼具钢结构、木结构、FRP材料可靠稳固、就地取材、加工简单、受力性能好的特点；(2)在设计上，方形中心柱作为主要受压构件采用了贯穿节点全高的通长设计，增强了整体刚度。预应力钢绞线和钢筋增加了节点的抗侧力能力，有效减小了地震时的节点位移；(3)节点构件的表面磨砂材质和构件之间的过盈配合可充分发挥节点摩擦耗能作用；(4)装配式结构采用工厂预制构件，采用现场对预制构件进行机械连接的方式即可实现稳定可靠的连接，避免人工焊接导致的缺陷，而且具有环保、污染少、造价低的优势，具有较大的应用发展前景。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2(a)是磨砂木柱的结构示意图；图2(b)是磨砂钢套筒的结构示意图；图2(c)是磨砂木柱与磨砂钢套筒结合后的结构示意图；图3(a)是实施例2中角柱的结构示意图；图3(b)是实施例2中木板的结构示意图；图3(c)是实施例2中磨砂木套筒外壳的结构示意图。图3(d)是磨砂木套筒外壳、磨砂木柱、磨砂钢套筒结合后的结构示意图；图4(a)是中心柱磨砂钢盖的结构示意图；图4(b)是中心柱磨砂钢盖、磨砂木套筒外壳、磨砂木柱、磨砂钢套筒结合后的结构示意图；图5是在图4(b)内插入钢筋、预应力钢绞线的结构示意图；图6(a)是FRP纤维增强复合材料层的结构示意图；图6(b)是FRP纤维增强复合材料层与图5的结构结合后的结构示意图；图7是外环板的结构示意图；图8是T型梁与X型木梁固定连接后的结构示意图；图9是X型木梁与梁柱连接组件的结构示意图；图10(a)是实施例2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点，其特征在于：包括方形中心柱、X型木梁和梁柱连接组件，梁柱连接组件固定套在方形中心柱的外侧，X型木梁位于梁柱连接组件的外侧，且与梁柱连接组件固定连接；/n所述方形中心柱包括磨砂木柱、磨砂钢套筒、磨砂木套筒外壳、FRP纤维增强复合材料层和中心柱磨砂钢盖，磨砂木柱的中心沿其长度方向设有贯穿的中心孔Ⅰ，预应力钢绞线从中心孔Ⅰ中穿过，磨砂钢套筒呈中空的四方体，其固定套在磨砂木柱的外侧，磨砂木柱上下两端的尺寸小于磨砂木柱中部的尺寸，磨砂钢套筒的上下两端与磨砂木柱的两端部之间均形成封闭的环形插槽；/n所述磨砂木套筒外壳固定套在磨砂钢套筒的外侧，磨砂木套筒外壳的四个直角位置处均设有贯穿的四角孔Ⅰ，钢筋从四角孔Ⅰ中穿过，磨砂木套筒外壳的中部设有数个螺纹孔Ⅰ；/n所述磨砂木套筒外壳的顶端和底端的外侧分别固定有中心柱磨砂钢盖，中心柱磨砂钢盖包括方形的盖板和固定在盖板一侧的插入板，插入板固定插入由磨砂钢套筒和磨砂木柱形成的环形插槽内，盖板的中心设有使预应力钢绞线穿过的中心孔Ⅱ，盖板的四个直角处分别设有使钢筋穿过的四角孔Ⅱ，所述磨砂木套筒外壳的外侧和上下两中心柱磨砂钢盖的外侧均包裹有FRP纤维增强复合材料层；/n所述X型木梁的纵截面呈X形，X型木梁的上表面和下表面均为水平面，上表面和下表面之间通过两侧均呈内凹状的弧形侧面连接，其上表面、下表面和两弧形侧面上设有数个螺纹孔Ⅱ；/n所述梁柱连接组件包括上、下两外环板和四个T型梁，T型梁包括方形钢板和固定在方形钢板外侧的两圆弧形贴片，两圆弧形贴片之间呈对称设置，圆弧形贴片的曲率与X型木梁中部的弧形侧面的曲率相同，X型木梁的中部插入两圆弧形贴片之间，圆弧形贴片与X型木梁的弧形侧面之间固定连接，方形钢板与磨砂木套筒外壳之间固定连接，X型木梁的上方和下方均固定有外环板，外环板内设有四边形内孔，四个T型梁的方形钢板均设置在外环板的四边形内孔内，四个方形钢板组成方形孔，方形中心柱设置在方形孔中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点，其特征在于：包括方形中心柱、X型木梁和梁柱连接组件，梁柱连接组件固定套在方形中心柱的外侧，X型木梁位于梁柱连接组件的外侧，且与梁柱连接组件固定连接；
所述方形中心柱包括磨砂木柱、磨砂钢套筒、磨砂木套筒外壳、FRP纤维增强复合材料层和中心柱磨砂钢盖，磨砂木柱的中心沿其长度方向设有贯穿的中心孔Ⅰ，预应力钢绞线从中心孔Ⅰ中穿过，磨砂钢套筒呈中空的四方体，其固定套在磨砂木柱的外侧，磨砂木柱上下两端的尺寸小于磨砂木柱中部的尺寸，磨砂钢套筒的上下两端与磨砂木柱的两端部之间均形成封闭的环形插槽；
所述磨砂木套筒外壳固定套在磨砂钢套筒的外侧，磨砂木套筒外壳的四个直角位置处均设有贯穿的四角孔Ⅰ，钢筋从四角孔Ⅰ中穿过，磨砂木套筒外壳的中部设有数个螺纹孔Ⅰ；
所述磨砂木套筒外壳的顶端和底端的外侧分别固定有中心柱磨砂钢盖，中心柱磨砂钢盖包括方形的盖板和固定在盖板一侧的插入板，插入板固定插入由磨砂钢套筒和磨砂木柱形成的环形插槽内，盖板的中心设有使预应力钢绞线穿过的中心孔Ⅱ，盖板的四个直角处分别设有使钢筋穿过的四角孔Ⅱ，所述磨砂木套筒外壳的外侧和上下两中心柱磨砂钢盖的外侧均包裹有FRP纤维增强复合材料层；
所述X型木梁的纵截面呈X形，X型木梁的上表面和下表面均为水平面，上表面和下表面之间通过两侧均呈内凹状的弧形侧面连接，其上表面、下表面和两弧形侧面上设有数个螺纹孔Ⅱ；
所述梁柱连接组件包括上、下两外环板和四个T型梁，T型梁包括方形钢板和固定在方形钢板外侧的两圆弧形贴片，两圆弧形贴片之间呈对称设置，圆弧形贴片的曲率与X型木梁中部的弧形侧面的曲率相同，X型木梁的中部插入两圆弧形贴片之间，圆弧形贴片与X型木梁的弧形侧面之间固定连接，方形钢板与磨砂木套筒外壳之间固定连接，X型木梁的上方和下方均固定有外环板，外环板内设有四边形内孔，四个T型梁的方形钢板均设置在外环板的四边形内孔内，四个方形钢板组成方形孔，方形中心柱设置在方形孔中。


2.根据权利要求1所述的装配式限位增强钢木磨砂套筒组合节点，其特征在于：所述方形中心柱的横截面为正方形，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟犇，刘旭，白涌滔，金祖权，冯鹏，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37