用于高性能结构的工程木结构系统技术方案

一种建筑物包括连接部分，所述连接部分在建筑物的工程木承重构件，比如柱、梁或承重墙板与建筑物的另一承重构件或基础之间。至少一个预应力筋将多个承重构件或者一个承重构件与基础系结在一起。在承重构件和／或基础之间可更换地连接的一个或多个消能装置当荷载事件造成连接部分的相对运动时吸收能量。工程木构件例如可以是多层胶合木构件、平行细木丝构件或胶合层压木构件。通常建筑物的全部承重构件将是工程木构件。建筑物可以是单层或多层。建筑物系统使建筑物实现重量轻、成本低，其消能装置在极端荷载之后可以更换。建筑物可以预制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种预应力工程木建筑物结构系统，所述系统提供保护防止极端荷载事件，比如地震事件或强风荷载或对建筑物的异常重力荷载。
技术介绍
近十年来，已增加了对遭受地震活动地区的多层混凝土和钢制建筑物结构系统的设计和研制工作，所述结构系统不仅防止建筑物的灾难性破坏并保护生命，而且还能使建筑物抗震不使结构损坏，从而减少建筑物修复和/或重建的经济成本以及将地震后工作中断(停工)减至最小。在某些情况下，包括旋风的暴风还能造成建筑物运动和结构破坏。
技术实现思路
本专利技术提供一种改进的或者至少可供选择的用于建筑物的结构系统，所述结构系统提供至少一定程度保护，防止地震和/或风荷载事件，目的是避免或最大程度减小随着这种荷载事件对建筑物的结构破坏。广义地说， 一方面本专利技术包括一种建筑物，所述建筑物包括连接部分，所述连接部分位于建筑物的工程木承重构件与建筑物的另一承重构件或基础之间，至少一个预应力筋，所述预应力筋将多个承重元件或者一个承重构件与基础系结在一起，和至少一个消能装置，所述消能装置可更换地被连接在所述多个承重构件或所述一个承重构件与基础之间，这种消能装置吸收来自造成连接部分相对运动的荷载事件的能量。在一种形式中，建筑物包括两层或多层。在另一种形式中，建筑物包括单层。在优选的形式中，消能装置在外部连接在多个承重构件或一个承重构件与基础之间，如将要进一步说明的那样。通常， 一个或多个承重构件是建筑物的一个或多个结构构件，比如梁、柱或墙。可供选择地，承重构件可以是同样承重的楼板单元。楼板单元可以或者不可以用梁和/或柱和/或墙支承。侧向荷载系统包括构架(相互固定的梁和柱，而柱固定到基础上)、或墙(固定到基础上)、或构架和墙的组合。楼板使墙或构架相互系结，并支承在梁和/或柱和/或墙上。因此，连接部分可以是梁与柱连接部分，比如一个梁与一个柱之间的梁与柱连接部分，在柱的两个相对(或多个)侧部上柱与梁之间的梁与柱连接部分，或者使两个梁连接到柱上并从该柱朝不同方向延伸的角梁与柱连接部分。在本说明书中，术语梁应当理解为包括一承重构件，所述承重构件无论是水平的还是与水平成一角度都支承屋顶，比如通常称为例如屋架的屋顶支承结构构件。可供选择地，连接部分可以是柱与基础连接部分；墙与基础连接部分；这里墙构件是承重构件；或者相邻墙构件，比如墙板之间的连接部分，这里，墙板是承重构件；或者是墙与梁连接部分，例如在墙之间伴随梁的分开的墙组件中；或者楼板与梁或柱或墙的连接部分。通常，工程木梁、柱或墙板是多层胶合木(LVL)。所谓多层胶合木构件指的是通过将厚度高达约10毫米的木单板或层结合在一起生产的梁、柱或墙板，其至少大部分单板的紋理通常朝梁、柱或墙板的纵向方向上延伸。可供选择地，工程木构件可以是平行细木丝(strand )构件。所谓平行细木丝构件指的是构件由长的单板细木丝构成，所述单板细木丝的至少大部分被平行铺放，结合在一起，以形成构件。可供选择地，构件可以是胶合多层木构件，所谓胶合多层木构件指的是构件由单独的木片构成，所述木片的厚度通常为大约10mm至大约50mm,端部接合在一起，以形成更长的段，所述更长的段又层压在一起，以形成构件。一个或更多个连接部分通过一个或多个预应力筋系结在一起。优选的是，预应力筋未沿着构件的长度结合(未固定)到构件上，但它们可以通过以间隔开的间距固定到构件上而部分地结合。预应力筋可以是直的，或者可以沿着构件改变方向。通常，预应力筋向构件和接合部施加预应力。一个或更多个消能装置可更换地连接在连接部分上处的构件之间，使在例如地震或极端风荷载事件之后受拉伸或压缩或弯曲而屈服的损失消能装置或其功能部件能被更换。优选的是，消能装置被固定到构件的外部，如将要进一步说明的那样，但可供选择地，消能装置可以安装在连接木构件之间内部的孔或腔内，这样使消能装置或其主要功能部件能被拆下和更换。在足够巨大的地震或极端风事件期间，在连接部分发生受控制的摇摆运动。例如，连接到本专利技术的底部基础上的柱或竖直承重墙板可能摇摆，或者在梁与柱的连接部分可能发生摇摆。在摇摆运动期间，能量通过可更换消能装置消散，而预应力筋将连接部分保持在一起，并在运动结束时使连接的构件自动定心或者恢复到它们彼此相对的原始位置。然后可以在不需要更换工程木承重构件的情况下更换消能装置。在一种形式中， 一个或更多个消能装置各包括两个板，所述两个板向两个连接承重构件的相邻表面中的每一个表面上固定一个；一个托架或多个托架，所述一个托架固定到至少一个板上，而所述多个托架向每个板上固定一个，或者固定到每个板上和穿过每个板固定到承重构件上，各托架在板的表面上具有比板的表面面积小的底脚区(footprint);和功能部件，所述功能部件通过一个或多个托架连接在承重构件之间，所述功能部件在地震活动期间将变形，以吸收能量。在优选的形式中，功能部件包括纵向延伸的构件，所述构件在其每一端可拆卸地固定到托架上。可供选择地，消能装置可以是弯曲的构件或者是大量紧固件，比如钉子。本说明书和权利要求书中使用的术语包括意思是至少是一 部分，也就是说，当中止包括那个术语的独立权利要求时，在每个权 利要求中由那个术语开始的特点将必须存在，而其它特点同样能存在。附图说明本专利技术参照附图进一步说明，所述附图示出本专利技术的各种实施例，这些实施例仅作为示例，不表示限制本专利技术。在图中 图l和2示出承重墙板的墙，图3a-d示出在相邻墙板之间使用的消能装置的一种形式，图4a-e示出在相邻墙板之间使用的消能装置的可供选择的形式，图5示出相邻墙板之间消能装置的另一种形式，图6和7示出用于多层建筑物的构架，图8示出建筑物墙的一部分，所述部分包括在承重墙板之间联接 的梁，图9a和9b更详细地示出消能装置的一种形式， 图10至13示出梁与柱或者柱或墙板与基础的连接部分之间消能 装置的可供选择的形式。具体实施例方式图l示出两个用工程木材，比如LVL制成的承重墙板P。图2示 出四个这种墙板。墙板P位于基础F上。墙板通过预应力筋T系结到 基础上。通常预应力筋T包括杆或棒或金属丝或它们的组、钢或合金 或碳纤维或其它高抗拉强度材料制的缆绳。预应力筋T经过每个墙板 P而通过纵向延伸的腔。预应力筋T被固定到基础F里或其上，并通 过被锚固到锚固装置5上而固定在墙板P的顶部。例如，每个预应力 筋的螺紋端可穿过一板，并用螺栓紧固在另一侧上。这也能调节由预 应力筋所施加的预应力，并能在建筑物的使用寿命期间不时地增加/ 调节预应力筋中的预应力。也可以利用其它形式的锚固装置，所述其 它形式的锚固装置优选地也便于调节由预应力筋所施加的预应力。预9应力筋T另外未沿着墙板的长度结合(未固定)到墙板P上。在可供 选择的实施例中，预应力筋可以沿着预应力筋T的长度通过以间隔开 的间距或者连续地被固定到墙板P上而部分地被结合。消能装置或消能装置D设置在相邻墙板P的纵向边缘之间。消能 装置D可从墙板的至少一侧接近，使得它们在地震或其它荷载事件之 后能被更换，而不需要拆下或更换墙板P。消能装置E(在图1中示 出但在图2中未示出)也可以设置在墙板P的底部边缘与基础F之间。 消能装置E也可接近，使得它们在荷载事件之后能被更换，例如后面 参照图13所述的那样。通常，墙板P位于基础F上的中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑物，其包括：　连接部分，所述连接部分在建筑物的工程木承重构件与建筑物的另一承重构件或基础之间；　至少一个预应力筋，所述预应力筋将多个承重构件或者一个承重构件与基础系结在一起；和　一个或更多个消能装置，所述消能装置可 更换地连接在多个承重构件或者一个承重构件与基础之间，该消能装置将吸收来自造成连接部分的相对运动的荷载事件的能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NZ 2006-8-7 5490291.一种建筑物，其包括连接部分，所述连接部分在建筑物的工程木承重构件与建筑物的另一承重构件或基础之间；至少一个预应力筋，所述预应力筋将多个承重构件或者一个承重构件与基础系结在一起；和一个或更多个消能装置，所述消能装置可更换地连接在多个承重构件或者一个承重构件与基础之间，该消能装置将吸收来自造成连接部分的相对运动的荷载事件的能量。2. 按照权利要求l所述的建筑物，其中，所述连接部分在建筑物 的工程木承重构件与建筑物的另一工程木承重构件之间。3. 按照权利要求1或权利要求2所述的建筑物，其中，承重构件 是建筑物的结构构件。4. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，所述承重构件中的一个 或多个是梁。5. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，所述承重构件中的一个 或多个是柱。6. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，所述承重构件中的一个 或多个是承重墙板。7. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，所述连接部分是梁与梁 的连接部分。8. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，所述连接部分是梁与柱 的连接部分。9. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，所述连接部分在相邻承 重墙板之间。10. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，所述连接部分在承重 墙板与梁之间。11. 按照权利要求8或权利要求10所述的建筑物，其中，梁是屋顶支承梁。12. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，连接部分在承重墙板 与柱之间。13. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，建筑物包括梁与柱的 连接部分，所述连接部分在柱与柱的两个或多个侧部上的梁之间。14. 按照权利要求3所述的建筑物，其中，建筑物包括在角柱与 两个梁之间的梁与柱的连接部分，所述连接部分从柱朝不同方向延伸。15. 按照权利要求1至14中的任一项所述的建筑物，其中，预应 力筋沿着构件的长度未结合到承重构件上。16. 按照权利要求1至15中的任一项所述的建筑物，其中，预应 力筋通过沿着构件的长度以间隔开的间距固定到构件上而被部分地结 合到承重构件上。17. 按照权利要求1至16中的任一项所述的建筑物，其中，预应 力筋受拉伸，以给连接部分施加预应力。18. 按照权利要求17所述的建筑物，其中，预应力筋被锚固，使 得预应力的量能被调整。19. 按照权利要求1至18中的任一项所述的建筑物，其中， 一个 或更多个消能装置包括固定在承重构件之间的主要功能部件，所述功 能部件在荷载事件期间将变形，以吸收能量。20. 按照权利要求19所述的建筑物，其中，主要功能部件包括可 拆卸地固定在其每一端的纵向延伸构件。21. 按照权利要求20所述的建筑物，其中，主要功能部件包括可 拆卸地固定在其每一端的精确构件。22. 按照权利要求1至21中的任一项所述的建筑物，其中，消能 装置可更换地固定到承重构件的外部。23. 按照权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：A布坎南，S帕姆帕尼恩，A帕勒默，
申请(专利权)人：预应力木材有限公司，
类型：发明
国别省市：NZ[新西兰]