胶合木网壳构架的节点连接结构制造技术

本发明专利技术公开了一种互承式胶合木网壳构架的节点连接结构，由胶合木构件、交叉式钢插板以及螺栓组成，有效减少金属连接件外露，提高节点耐久性；隐蔽开槽设计进一步保证了互承式胶合木网壳的整体性。在互承式胶合木网壳结构中，胶合木由交叉式钢插板相连接，钢插板侧板及木构件预留螺栓孔，通过螺栓满足装配式结构的需求。通过改变开槽角度与钢连接件的设计，改变搭接胶合木构件之间的角度。通过结构设计为搭接网壳连接提供较优的力学性能，使互承式胶合木网壳结构具有较好抗震性能，结构主体能在罕遇地震中基本维持在弹性状态，从而有效减少震后损伤与塑性破坏。本发明专利技术结构安装简单、切实可用、力学性能优越，构造的互承式胶合木网壳结构稳定。

【技术实现步骤摘要】
胶合木网壳构架的节点连接结构
本专利技术涉及一种木网壳建筑结构，特别是涉及一种胶合木网壳连接结构，应用于土木工程中的木建筑结构

技术介绍
随着经济的发展和对建筑品质、建筑可持续性能需求的提升，装配式木结构在下阶段工程实践中具有更大的应用空间。现代木结构中，木空间结构作为一种重要的结构形式，涉及到木结构与空间结构建造技术的融合。木网壳结构，是指木构件通过有规律的布置而形成的空间结构体系。该类结构具有造型美观、绿色环保、保温隔热、建造方便、抗震耐久、跨度大等优点。其中木构件可为直线型，也可根据设计要求作曲线形设计。多采用钢筋节点、钢夹板节点等形式将木构件进行连接，结构主要荷载由节点传递至木构件承受，受力较为合理。互承式木网壳结构是现代木空间结构中一种由构件相互搭接构成的空间装配式木结构，具有整体效果美观、装配化程度高等优点。图2展示了一种互承式木网壳结构的示例，该示例通过对构件进行简单的搭接，同时加以重复旋转，拓展而成一种穹顶搭接木网壳结构。由图可见，互承式木结构通过将其构件进行相互搭接，可避免多根构件在同一点汇交，相比于其他形式的木空间结构，互承式木结构降低了空间构件体系连接的复杂程度。同时，互承式木结构可通过较为自然的方式提升建筑矢高，成为大跨度木网壳结构的一种重要的结构形式。互承结构与其他的网壳结构形式具有显著差别。力学性能方面，传统的木网壳结构示意图如图3所示，结构的荷载传递路径由A点传至B点，经过C点，最后传到边界，传统的木网壳采用双向受力设计，对节点域的受力需求较高。互承式木结构示意图如图4所示，此类结构中木构件相互搭接，形成多个环形构造，结构的荷载由所有搭接构件共同承担，由A点到点B到C点到D点到A点。互承式木结构通过多向搭接，可合理地将结构受到的各种外部荷载沿多个方向进行分解后达到均衡受力的状态，成为一种木构件利用率极高的空间结构形式。然而，目前的互承式木网壳实现方式多不相同。有些互承式木结构采用圆形木构件，木构件之间的连接较为简单，节点上侧木构件采用螺栓进行固定，同时通过一定的捆绑协助施工。另外，还有一些互承式木结构为木材选用了不规则的形状，并采用特殊的交错式搭接方式进行连接，不带有任何金属连接件。以上两种互承式木网壳，木构件的加工难度较高，而且其连接形式力学性能较弱，可靠度不高。总体来说，现在的互承式木网壳虽有实现方法，但是仍然缺乏一种生产安装简单、力学性能卓越的标准化节点设计。无法迎合目前装配式木结构高速发展的大趋势。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种胶合木网壳构架的节点连接结构，采用开槽式钢插板螺栓连接节点，该连接节点应用于现代互承式木网壳结构的胶合木构件相交处，针对于互承结构除在节点区域集中受力外，在中部搭接区域同时存在集中受力的情况。本专利技术通过合理的设计可提供较优的连接节点力学性能，在互承式木网壳结构受外力作用时可提供较高的刚度，同时使得互承式胶合木网壳结构具有较好的抗震性能，结构主体能够在罕遇地震中基本维持在弹性状态，从而有效减少震后损伤与塑性破坏。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用如下技术方案：一种胶合木网壳构架的节点连接结构，包括互相搭接的胶合木构件甲、乙，两部分形成交叉角的交叉式钢插板、螺栓和螺母，胶合木构件甲、乙以所需交叉角搭接，将交叉式钢插板的两部分分别对应插入所搭接的胶合木构件甲、乙中，然后通过螺栓和螺母进行紧固连接，构成一个节点固定连接结构，胶合木网壳构架的节点连接结构形成互承式胶合木网壳整体结构的连接单元部分。作为本专利技术优选的技术方案，节点固定连接结构的节点固定连接形式为：由胶合木构件甲、乙通过交叉式钢插板搭接而成；在胶合木构件甲上为交叉式钢插板的一侧钢插板甲进行沿着胶合木构件的长度方向设置的竖向插槽甲，并为螺栓预留螺栓孔甲；胶合木构件甲上设置不平行于胶合木构件甲的长度方向的横向切槽甲，将与胶合木构件乙上设置的不平行于胶合木构件乙的长度方向的横向切槽乙进行插合；交叉式钢插板由中间板、一侧钢插板甲与另一侧钢插板乙组成，一侧钢插板甲亦留有螺栓孔甲，安装时将一侧钢插板甲插入竖向插槽甲，对准后由螺栓与对应的螺母，通过预留螺栓孔甲和螺栓孔甲，对胶合木构件甲进行锚固；交叉式钢插板的一侧钢插板甲与另一侧钢插板乙形成具有夹角的交叉板结构，一侧钢插板甲与另一侧钢插板乙的夹角由互承式木网壳的具体形状和结构决定；交叉式钢插板的另一侧钢插板乙与胶合木构件乙相连，胶合木构件乙上设置沿着胶合木构件乙的长度方向设置的竖向插槽乙，并为螺栓预留螺栓孔乙；交叉式钢插板的另一侧钢插板乙亦留有螺栓孔乙；进行胶合木网壳构架的节点连接结构安装时，将另一侧钢插板乙插入胶合木构件乙的竖向插槽乙，对准后由螺栓与对应的螺母，通过预留螺栓孔乙和螺栓孔乙，对胶合木构件乙进行锚固。作为本专利技术优选的技术方案，采用矩形截面胶合木制作胶合木构件甲、乙，为保证胶合木之间的配合，胶合木构件甲、乙上分别设有横向切槽甲、乙，并使各横向切槽与两侧胶合木轴线不相交，从而使各横向切槽的深度不达到胶合木轴线位置，在各横向切槽内侧平面上设置竖向插槽甲、乙，并在胶合木构件侧面预留螺栓孔甲、乙。作为本专利技术优选的技术方案，交叉式钢插板作为节点的锚固构件，其上预留螺栓孔甲、乙，构件采用焊接形式，焊接工艺满足节点的强度设计要求；交叉式钢插板的一侧钢插板甲与另一侧钢插板乙的夹角的角度、胶合木构件甲的竖向插槽甲和横向切槽甲的开槽角度、胶合木构件乙的竖向插槽乙和横向切槽乙的开槽角度吻合，形成嵌合结构；在锚固过程中，交叉式钢插板的一侧钢插板甲与另一侧钢插板乙皆隐藏于胶合木构件甲、乙的竖向插槽甲、乙中，中间板隐藏于胶合木连接的横向切槽甲、乙内。作为本专利技术优选的技术方案，一件胶合木构件甲、乙还能包括至少一个搭接节点，与之配套的为胶合木构件中部搭接形式或者其他部位搭接形式。作为本专利技术优选的技术方案，交叉式钢插板两侧板分别通过胶合木构件甲、乙的竖向插槽甲、乙和横向切槽甲、乙进行隐蔽式安装，使交叉式钢插板的金属部分减少外漏部分。作为本专利技术优选的技术方案，构成节点结构的胶合木构件甲、乙的轴线不相交。作为本专利技术优选的技术方案，构成节点结构的胶合木构件甲、乙的轴线的空间夹角通过横向切槽甲、乙的中间立面间角度进行控制，横向切槽甲、乙的中间立面间角度与交叉式钢插板两侧钢板焊接夹角一致。作为本专利技术优选的技术方案，构成节点结构的胶合木构件甲、乙通过交叉式钢插板的组装连接，形成互承式正交结构或者互承式斜交结构。作为本专利技术优选的技术方案，螺栓为提供螺母锚固空间而露出胶合木构件的长度以0.5倍～1倍螺栓直径为宜，以保持结构美观性，并兼顾结构强度。本专利技术中胶合木构件尺寸、交叉式钢插板尺寸、螺栓尺寸、螺栓孔道的大小、数量与排列等皆由结构计算获得。其中胶合木型号、螺栓强度等应满足国家现行有关标准的规定。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.本专利技术胶合木网壳构架的节点连接结构适用于现代互承式木网壳结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胶合木网壳构架的节点连接结构，其特征在于：包括互相搭接的胶合木构件甲、乙(100，200)，两部分形成交叉角的交叉式钢插板(300)、螺栓(104，204)和螺母(105，205)，其特征在于：胶合木构件甲、乙(100，200)以所需交叉角搭接，将交叉式钢插板(300)的两部分分别对应插入所搭接的胶合木构件甲、乙(100，200)中，然后通过螺栓(104，204)和螺母(105，205)进行紧固连接，构成一个节点固定连接结构，胶合木网壳构架的节点连接结构形成互承式胶合木网壳整体结构的连接单元部分。/n

【技术特征摘要】
1.一种胶合木网壳构架的节点连接结构，其特征在于：包括互相搭接的胶合木构件甲、乙(100，200)，两部分形成交叉角的交叉式钢插板(300)、螺栓(104，204)和螺母(105，205)，其特征在于：胶合木构件甲、乙(100，200)以所需交叉角搭接，将交叉式钢插板(300)的两部分分别对应插入所搭接的胶合木构件甲、乙(100，200)中，然后通过螺栓(104，204)和螺母(105，205)进行紧固连接，构成一个节点固定连接结构，胶合木网壳构架的节点连接结构形成互承式胶合木网壳整体结构的连接单元部分。


2.根据权利要求1所述互承式胶合木网壳构架的节点连接结构，其特征在于，所述节点固定连接结构的节点固定连接形式为：由胶合木构件甲、乙(100，200)通过交叉式钢插板(300)搭接而成；
在胶合木构件甲(100)上为交叉式钢插板(300)的一侧钢插板甲(311)进行沿着胶合木构件甲(100)的长度方向设置的竖向插槽甲(101)，并为螺栓(104)预留螺栓孔甲(102)；胶合木构件甲(100)上设置不平行于胶合木构件甲(100)的长度方向的横向切槽甲(103)，将与胶合木构件乙(200)上设置的不平行于胶合木构件乙(200)的长度方向的横向切槽乙(203)进行插合；
交叉式钢插板(300)由中间板(301)、一侧钢插板甲(311)与另一侧钢插板乙(321)组成，一侧钢插板甲(311)亦留有螺栓孔甲(312)，安装时将一侧钢插板甲(311)插入竖向插槽甲(101)，对准后由螺栓(104)与对应的螺母(105)，通过预留螺栓孔甲(102)和螺栓孔甲(312)，对胶合木构件甲(100)进行锚固；
交叉式钢插板(300)的一侧钢插板甲(311)与另一侧钢插板乙(321)形成具有夹角的交叉板结构(302)，一侧钢插板甲(311)与另一侧钢插板乙(321)的夹角由互承式木网壳的具体形状和结构决定；交叉式钢插板(300)的另一侧钢插板乙(321)与胶合木构件乙(200)相连，胶合木构件乙(200)上设置沿着胶合木构件乙(200)的长度方向设置的竖向插槽乙(201)，并为螺栓(204)预留螺栓孔乙(202)；交叉式钢插板(300)的另一侧钢插板乙(321)亦留有螺栓孔乙(322)；
进行胶合木网壳构架的节点连接结构安装时，将另一侧钢插板乙(321)插入胶合木构件乙(200)的竖向插槽乙(201)，对准后由螺栓(204)与对应的螺母(205)，通过预留螺栓孔乙(202)和螺栓孔乙(322)，对胶合木构件乙(200)进行锚固。


3.根据权利要求2所述胶合木网壳构架的节点连接结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒展，石文龙，吴清林，甘兆焯，李征，何敏娟，孙永良，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31