全铰接单层木网壳结构制造技术

本发明专利技术公开了一种全铰接单层木网壳结构，其包括多个木梁和木杆，多个木梁依次连接围成多个相同的网格结构，每个木梁的端部均与另一木梁的中部连接；多个木杆分布在多个木梁的四周，每个木杆的一端与相邻的任一木梁的中部连接；其中，每个木梁和木杆的端部均开设有向其内部延伸的U形槽口，木梁与木梁之间、木梁与木杆之间均通过连接节点连接，每个连接节点均包括对称设置在任一木梁的中部两侧的两个T形板，并通过胶粘剂、螺栓或螺钉等方式与另一木梁或木杆连接。本发明专利技术的所有连接节点均能传递轴力和剪力，但不能传递弯矩，且构造简单，节点可靠度高，现场施工方便，对推广单层木网壳结构在工程中的应用大有裨益。构在工程中的应用大有裨益。构在工程中的应用大有裨益。

【技术实现步骤摘要】
全铰接单层木网壳结构


[0001]本专利技术属于工程结构
，涉及一种单层网壳结构。更具体地说，本专利技术涉及一种模块单元铰接拼装的单层网壳结构。

技术介绍

[0002]木结构具有轻质、绿色环保以及可实现装配化施工等优点，对一些有特殊使用功能的建筑或者有木结构建筑效果需要的建筑非常适用。木结构材料属于可再生资源，而且其温暖、贴合自然的特性也符合现在建筑结构设计领域中绿色环保、装配化安装的大方向。但是，木结构在大跨度网壳工程使用较少，这是由于木结构材料的材质不均匀，抗弯能力差，横纹受力较弱，同时木构件长度受限、构件之间的刚接连接构造复杂，造成较多结构体系不适用。因此，需要不断研发新的空间结构体系，充分利用木结构的诸多优点，规避其短板，扬长避短以扩大其应用范围。
[0003]专利CN206941815U中提供了一种大跨度钢
‑
木
‑
索混合结构体系，所述的体系顶部为筒壳结构，沿筒壳结构延伸方向的中间区域为木网壳，木网壳两侧连接钢网壳，木网壳的弯矩小于钢网壳的弯矩，木网壳底部布置交叉索网支撑结构。与现有技术相比,该体系符合现代化公共建筑的审美要求，又考虑了结构内力分布,在弯矩较大处采用钢结构，保证了抗弯能力；木网壳底部布置交叉索网支撑结构，提高了整个结构的安全度，通过对拉索施加预应力，可以提高木结构的竖向刚度。
[0004]专利CN211922991U中提供了一种胶合木网壳结构，包括第一胶合木梁、第二胶合木梁、加强胶合木梁以及高强螺钉组连接件。分别利用第一胶合木梁构成第一叠合层以及第二胶合木梁构成第二叠合层，然后将第一叠合层放置第二叠合层上，第一胶合木梁与第二胶合木梁间通过有序布置的高强螺钉组连接件相互连接固定。为了进一步提高胶合木网壳结构的整体刚度，在第二胶合木梁下与第一胶合木梁对齐设置加强胶合木梁。由于上述木梁均不在同一弧面，上述木梁在连接节点区连续贯通，也即每个第一胶合木梁、每个第二胶合木梁以及每个加强胶合木梁在其延伸方向均是完整的，不需要在连接节点区打断。克服了现有技术中胶合木梁在节点区连接困难刚度不足、内插钢板对胶合木梁的连接节点区强度的削弱以及节点区外露连接件后建筑效果不佳的问题。
[0005]现有技术的木结构应用在大跨度网壳结构中，通常为单层，网壳木构件交叉时通过错层方式避免打断构件，这种做法要求木构件长度够长且柔韧性好；或者木构件间交叉打断时通过钢板和螺栓固定刚接来实现构件连续的效果，这种构造要求及做法导致木构件在节点区连接困难，难以保证连接节点的刚性及网壳结构的整体刚度。
[0006]因此，亟需设计一种新的单层木网壳结构方案以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的是提供一种全铰接单层木网壳结构，其构造简单、可靠度高、施工方便，可有效提高施工效率。
[0008]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种全铰接单层木网壳结构，其包括：多个木梁，其依次连接围成多个相同的网格结构，每个木梁的端部均与另一木梁的中部连接；多个木杆，其分布在多个木梁的四周，每个木杆的一端与相邻的任一木梁的中部连接；其中，每个木梁和木杆的端部均开设有向其内部延伸的U形槽口，木梁与木梁之间、木梁与木杆之间均通过连接节点连接，每个连接节点均包括对称设置在任一木梁的中部两侧的两个T形板，所述T形板由第一连接板和第二连接板固接组成，所述第一连接板的一端与第二连接板的中部连接，使所述第一连接板和第二连接板之间的夹角为0
°
~90
°
，所述第二连接板与所述木梁的侧壁连接，所述第一连接板匹配插接入相邻木梁或木杆的U形槽口内，并通过多个第一螺栓固定连接。
[0009]优选的是，每个木梁的中部均垂直于侧壁开设多个第二螺栓孔，每个T形板的第二连接板上均开设有多个第二预留螺栓孔和多个预留螺钉孔，每个第二螺栓孔内均穿设有两头螺帽螺栓，其两端分别穿过两个第二连接板上的第二预留螺栓孔，并通过螺帽紧固，每个预留螺钉孔内均安装有自攻螺钉旋入木梁内。
[0010]优选的是，每个木梁和木杆的侧壁两端均设置有多个第一螺栓孔，每个T形板的第一连接板上均开设有多个第一预留螺栓孔，每个第一螺栓穿设入相应的第一螺栓孔和第一预留螺栓孔内。
[0011]优选的是，每个U形槽口内均填充有胶粘剂。
[0012]优选的是，所述木梁与木梁之间、木梁与木杆之间的夹角为0
°
~90
°
。
[0013]优选的是，每个网格结构的平面投影为正方形或菱形。
[0014]优选的是，每个木梁的长度为所述网格结构的边长的2倍，每个木杆的长度与所述网格结构的边长相等。
[0015]优选的是，每个网格结构内还设置有一支杆，所述支杆的两端分别通过两个连接节点与网格结构的两个对角连接，使任一网格结构的平面投影为两个三角形。
[0016]优选的是，每个T形板均由金属材料制成。
[0017]本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术的全铰接单层木网壳结构，通过木梁与木梁、木梁与木杆之间巧妙布置，实现了铰接形式的单层网壳结构，打破了单层网壳结构刚接的传统思维。
[0018]2、相比现有技术中公开的混合结构体系，本专利技术的单层木网壳结构体系更纯粹，更能发挥木结构材料的优势。
[0019]3、相比现有技术中公开的胶合木网壳结构，本专利技术的单层木网壳将构件拆分成木梁和木杆，可通过各构件的受力特点灵活优化截面，更能发挥木结构材料的效率，节省材料。
[0020]4、本专利技术的构件节点为全铰接，能传递轴力和剪力，但不能传递弯矩，节点构造简单，传力路径明确，施工方便，连接工艺成熟，对木构件截面削弱少，节点可靠度高，质量有保障。
[0021]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本
专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0022]图1为本专利技术中实施例一的结构示意图；图2为图1中A处木梁部分的放大图；图3为图1中A处木杆和边梁部分的放大图；图4为本专利技术中实施例一的轴测图；图5为本专利技术中实施例一的第1阶屈曲模态；图6为本专利技术中实施例一的第2阶屈曲模态；图7为本专利技术所述网格结构的平面投影为菱形时的结构示意图；图8为本专利技术所述网格结构的平面投影为三角形时的结构示意图；图9为本专利技术中实施例二的平面图；图10为本专利技术中实施例二的轴测图；图11为本专利技术中所述连接节点的横向剖面图；图12为本专利技术中所述连接节点的纵向剖面图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图及具体实施方式对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0024]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0025]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.全铰接单层木网壳结构，其特征在于，包括：多个木梁，其依次连接围成多个相同的网格结构，每个木梁的端部均与另一木梁的中部连接；多个木杆，其分布在多个木梁的四周，每个木杆的一端与相邻的任一木梁的中部连接；其中，每个木梁和木杆的端部均开设有向其内部延伸的U形槽口，木梁与木梁之间、木梁与木杆之间均通过连接节点连接，每个连接节点均包括对称设置在任一木梁的中部两侧的两个T形板，所述T形板由第一连接板和第二连接板固接组成，所述第一连接板的一端与第二连接板的中部连接，使所述第一连接板和第二连接板之间的夹角为0
°
~90
°
，所述第二连接板与所述木梁的侧壁连接，所述第一连接板匹配插接入相邻木梁或木杆的U形槽口内，并通过多个第一螺栓固定连接。2.如权利要求1所述的全铰接单层木网壳结构，其特征在于，每个木梁的中部均垂直于侧壁开设多个第二螺栓孔，每个T形板的第二连接板上均开设有多个第二预留螺栓孔和多个预留螺钉孔，每个第二螺栓孔内均穿设有两头螺帽螺栓，其两端分别穿过两个第二连接板上的第二预留螺栓孔，并通过螺帽紧固，每个预留螺钉孔内均安装有自攻螺钉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立平，方国华，林忠明，
申请(专利权)人：中交第四航务工程勘察设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：