一种装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法，包括木杆件，杆件截面为矩形；T型件，由水平钢板和竖向钢板组成；钢核心筒，上、下各设螺栓孔；承压螺栓群，位于节点上部受压区的螺栓；抗拉螺栓群，位于节点下部受拉区的螺栓；抗剪螺栓群，用于连接木杆件和钢节点的螺栓；本发明专利技术属于建筑结构工程技术领域；本发明专利技术中所述的装配式木网壳螺栓连接节点在加工厂实现木杆件与T型件的连接，大大减少了施工现场螺栓连接的数量，有效缩短施工工期，并通过更改T型件中水平钢板的尺寸来实现网壳中不同夹角杆件的组装，构造简单，安装方便，传力可靠，实现了木网壳节点的装配化，有效缩短工期的技术效果。缩短工期的技术效果。缩短工期的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法


[0001]本专利技术属于建筑结构工程
，尤其涉及一种装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法。

技术介绍

[0002]随着木材产业工业化程度的提高和制造技术的成熟，各类工程木产品的出现破除了木材尺寸的限制，为大跨度木结构的发展奠定了基础，其中，胶合木网壳造型美观、受力合理、建造方便，非常适合运动场、展馆等大型公共建筑，是大跨度空间木结构的理想形式。
[0003]节点作为网壳结构受力的关键所在，对节点的设计和研究至关重要。现有胶合木网壳中杆件的连接方式主要包括螺栓连接节点、植筋连接节点等，通过在工厂分别加工节点区的钢连接件和木杆件，在现场进行连接，其中螺栓连接节点传力明确，构件制作安装方便，易于工厂化预制生产，因此得到广泛应用。
[0004]但是螺栓连接节点存在工程预制化程度不高、现场施工复杂等问题，如果螺栓连接数量较多，特别是对于大跨度结构，节点区域螺栓布置通常比较复杂，这都为现场施工增加了困难。总体来说，现在的胶合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

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法，解决了上述问题。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法，包括：
[0007]木杆件，杆件截面为矩形，木杆件开槽、开孔，槽口用于插入钢板，开孔用于插入螺栓与钢板连接；
[0008]T型件，由水平钢板和竖向钢板组成，水平钢板设有螺栓孔，开孔用于与木杆件通过螺栓连接，竖向钢板上、下各设螺栓孔，开孔用于与钢核心筒连接；
[0009]钢核心筒，上、下各设螺栓孔，开孔用于与T型件连接；
[0010]承压螺栓群，位于节点上部受压区的螺栓，用于连接钢核心筒上部与T型件上部，主要承担压力；
[0011]抗拉螺栓群，位于节点下部受拉区的螺栓，用于连接钢核心筒下部与T型件下部，主要承担拉力；
[0012]抗剪螺栓群，用于连接木杆件和钢节点的螺栓，主要承担剪力。
[0013]在上述技术方案的基础上，本专利技术还提供以下可选技术方案：
[0014]进一步的技术方案：通过调整所述T型件中水平钢板的尺寸对网壳结构中不同夹杆件进行连接。
[0015]进一步的技术方案：所述钢核心筒高度大于木杆件高度h，所述钢核心筒高度为(h
+4l
h
)，所述钢核心筒宽度b等于木杆件宽度。
[0016]进一步的技术方案：在计算抗拉螺栓群时，应按照下方计算方式计算螺栓抗拉和抗剪承载力：
[0017][0018][0019][0020][0021][0022][0023][0024]其中，N
t
和N
v
分别是螺栓承担的拉力和剪力；M是节点处的弯矩；N是节点处的轴压力；V是节点处的剪力；n是抗压和抗拉螺栓群的螺栓数量；力；V是节点处的剪力；n是抗压和抗拉螺栓群的螺栓数量；是一个螺栓的抗剪、抗拉和承压承载力设计值；d
e
是螺栓在螺纹处的有效直径；是螺栓的抗拉强度设计值；d是螺栓直径；是螺栓的抗剪强度设计值；∑t是在不同受力方向中一个受力方向承压构件总厚度的较小值；是螺栓的承压强度设计值。
[0025]进一步的技术方案：计算每个剪面的承载力Z
d
，公式如下：
[0026]Z
d
＝C
m
C
n
C
t
k
g
Z
[0027]其中，C
m
为含水率调整系数；C
n
为设计使用年限调整系数；C
t
为温度调整系数；k
g
为群栓组合系数；Z为承载力参考设计值，
[0028]Z＝k
min
t
s
df
es
[0029]其中，k
min
为单剪连接时较薄构件或双剪连接时边部构件的销槽承压最小有效长度系数；t
s
取钢板厚度；d取螺栓直径；f
es
为构件销槽承压强度标准值，
[0030]以螺栓群几何中心为原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，设每个螺栓的坐标为(x
i
,y
i
)，则每个螺栓承担的力如下：
[0031][0032]其中，M是节点处的弯矩；N是节点处的轴压力；V是节点处的剪力；n为螺栓数量；r
i
是螺栓i到螺栓群几何中心的距离。
[0033]进一步的技术方案：所述木杆件开槽宽度略大于T型件水平钢板的厚度(1～2mm)，螺栓孔直径略大于螺栓直径(1～2mm)。
[0034]进一步的技术方案：在工厂实现T型件与木杆件的安装。
[0035]进一步的技术方案：所述的装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法，包括以下步骤：
[0036]S1：在加工厂加工木杆件并按照设计开槽、开孔，
[0037]S2：在加工厂将木杆件与T型件通过抗剪螺栓群装配在一起；
[0038]S3：将T型件与钢核心筒通过承压螺栓群和抗拉螺栓群连接在一起。
[0039]进一步的技术方案：所述节点设计考虑的控制参数包括：木杆件角度、抗剪螺栓群直径、间距和边距、T型件钢板厚度、钢核心筒高度和板厚、承压螺栓群和抗拉螺栓群螺栓直径和布置。
[0040]有益效果
[0041]本专利技术提供了一种装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
[0042]1、T型件与钢核心筒通过承压螺栓群和抗拉螺栓群连接，连接方便快捷，基于合理设计可以实现不低于焊接连接的承载力；
[0043]2、T型件与木构件的连接可以在工厂预先完成并运送至施工现场，大大减少了施工现场螺栓连接的数量，有效缩短了工期；
[0044]3、本专利技术构造简单，加工安装方便，传力明确可靠，节点形式美观。
附图说明
[0045]图1为本专利技术装配式木网壳螺栓连接节点的组成结构示意图。
[0046]图2为本专利技术装配式木网壳螺栓连接节点的参数符号标注示意图。
[0047]图3为本专利技术T型件和木杆件通过抗剪螺栓群连接后的结构示意图。
[0048]图4为本专利技术T型件和木杆件装配后与钢核心筒连接的结构示意图。
[0049]图5为本专利技术装配式木网壳螺栓连接节点装配后的正面结构示意图。
[0050]图6为本专利技术装配式木网壳螺栓连接节点装配后的俯视结构示意图。
[0051]图7为本专利技术装配式木网壳螺栓连接节点应用于网壳中不同夹角的杆件的示意图。图8为本专利技术对比的传统木网壳螺栓连接节点结构建模分析示意图。图9为本专利技术装配式木网壳螺栓连接节点结构建模分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法，其特征在于，包括：木杆件(1)，杆件截面为矩形，木杆件(1)开槽、开孔，槽口用于插入钢板，开孔用于插入螺栓与钢板连接；T型件(2)，由水平钢板和竖向钢板组成，水平钢板设有螺栓孔，开孔用于与木杆件(1)通过螺栓连接，竖向钢板上、下各设螺栓孔，开孔用于与钢核心筒(3)连接；钢核心筒(3)，上、下各设螺栓孔，开孔用于与T型件(2)连接；承压螺栓群(4)，位于节点上部受压区的螺栓，用于连接钢核心筒(3)上部与T型件(2)上部，主要承担压力；抗拉螺栓群(5)，位于节点下部受拉区的螺栓，用于连接钢核心筒(3)下部与T型件(2)下部，主要承担拉力；抗剪螺栓群(6)，用于连接木杆件(1)和钢节点的螺栓，主要承担剪力。2.根据权利要求1所述的装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法，其特征在于，通过调整所述T型件(2)中水平钢板的尺寸对网壳结构中不同夹角杆件进行连接。3.根据权利要求1所述的装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法，其特征在于，所述钢核心筒(3)高度大于木杆件(1)高度h，所述钢核心筒(3)高度为(h+4l
h
)，所述钢核心筒(3)宽度b等于木杆件(1)宽度。4.根据权利要求1所述的装配式木网壳螺栓连接节点及其施工方法，其特征在于，在计算抗拉螺栓群(5)时，应按照下方计算方式计算螺栓抗拉和抗剪承载力：算抗拉螺栓群(5)时，应按照下方计算方式计算螺栓抗拉和抗剪承载力：算抗拉螺栓群(5)时，应按照下方计算方式计算螺栓抗拉和抗剪承载力：算抗拉螺栓群(5)时，应按照下方计算方式计算螺栓抗拉和抗剪承载力：算抗拉螺栓群(5)时，应按照下方计算方式计算螺栓抗拉和抗剪承载力：算抗拉螺栓群(5)时，应按照下方计算方式计算螺栓抗拉和抗剪承载力：算抗拉螺栓群(5)时，应按照下方计算方式计算螺栓抗拉和抗剪承载力：其中，N
t
和N
v
分别是螺栓承担的拉力和剪力；M是节点处的弯矩；N是节点处的轴压力；V是节点处的剪力；n是抗压和抗拉螺栓群的螺栓数量；是节点处的剪力；n是抗压和抗拉螺栓群的螺栓数量；是一个螺栓的抗剪、抗拉和承压承载力设计值；d
e
是螺栓在螺纹处的有效直径；是螺栓的抗拉强度设计值；d是螺栓直径；是螺栓的抗剪强度设计值；∑t是在不同受力方向中一个受力方向承压构件总
厚度的较小值；是...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仕兴，杨姝姮，刘红波，赵敬贤，唐元旭，何飞，周巧玲，
申请(专利权)人：四川省建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：