一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点

本技术属于建筑结构工程，具体涉及一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点。

背景技术：

1、木材作为一种可再生资源，相较于传统的钢筋混凝土结构，具有更低的碳足迹，符合现代社会对环保和可持续发展的要求。随着木结构建筑的普及和需求的增加，现代木结构的节点连接方式需要不断创新，以提高施工效率和结构性能。木结构木构件连接节点是木结构建筑中至关重要的部分，直接影响整个结构的抗震性能和耐久性。

2、木结构木构件连接应适应复杂的建筑形式和现场施工要求，在各类木构件节点中钢板螺栓（销栓）连接因受力可靠、构造简洁、施工方便、造价低廉是最为普遍的一种节点方式。以往在钢填板销栓节点中，紧固件的布置通常采用正交或环形阵列布置，而此类节点在受弯时，各紧固件的受力方向与木材的顺纹方向存在一定的角度，由于木材在不同角度的销槽承压强度不尽相同，顺纹最大，横纹最小，其他方向销槽承压强度介于两者之间，因而正交或环形阵列布置的紧固件无法同时达到承载力的极限状态，造成节点的抗弯承载力往往仅由个别离群栓旋转中心半径最大的销栓强度控制，而其他销栓的承载力未能充分发挥，造成木构件节点的抗弯承载力较低，设计中简化为铰接处理，造成材料浪费，且铰接简化的处理无法满足无抗侧构件对结构体系性能的要求。亟需研发具备良好抗弯性能的木结构钢板销轴类节点，推动木结构建筑的健康有序发展。

技术实现思路

1、实用新型目的：针对上述存在的技术问题，提供一种木结构钢填板新型销栓布置抗弯连接节点。通过对穿螺栓在工厂事先将木构件ⅰ与t型连接件端板紧固，现场直接向木构件ⅱ与t型连接件填板的预留孔内打入销栓，方便快捷。其特点在于节点考虑不同销栓受力与木材木纹的夹角，设计单个销栓至旋转中心的半径，确保各销栓的弯曲承载力接近该夹角下最大承载力，从而最大程度的发挥销栓群的抗弯能力。销栓群大体呈椭圆形分布，销栓受力与不同角度的销栓承载力匹配，发挥销栓的共同作用效率，避免承载力由个别销栓控制的不足，同时提高连接节点的初始弯曲刚度与承载能力。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点，包括木构件ⅰ、木构件ⅱ、t型连接件、对穿螺栓与销栓；

4、所述t型连接件由端板、填板两块钢板正交、居中焊接而成，所述木构件ⅰ和木构件ⅱ通过t型连接件连接在一起；

5、所述木构件ⅰ的侧面开有对穿螺孔，与t型连接件的端板）留有的螺栓孔数量及大小一致；所述端板与木构件ⅰ通过对穿螺栓、螺帽群一、螺帽群二连接，所述螺帽群一与木构件ⅰ接触位置增加大垫片；

6、所述木构件ⅱ的端部居中开有槽口，所述t型连接件的填板插入槽口中，木构件ⅱ的侧面开有销栓孔一，所述填板留有销栓孔二，所述木构件ⅱ通过销栓与t型连接件的填板连接。

7、作为优选，所述木构件ⅰ与木构件ⅱ的截面均为矩形，其材质为层板胶合木、单板层积材、平行木片胶合木或层叠木片胶合木；所述销栓材质为不锈钢、合金钢，或者采用金属螺栓。

8、作为优选，所述木构件ⅰ上的对穿螺孔直径较对穿螺栓直径大1-2mm。

9、作为优选，所述木构件ⅱ端部居中纵向开槽，槽口宽度较t型连接件的填板大1-2mm；所述木构件ⅱ端部侧面开销栓孔一，销栓孔一直径较连接销栓直径小1mm；所述木构件ⅱ端部竖向开槽，预留t型连接件端板与对穿螺栓安装的空间；t型连接件填板销栓孔二直径较连接销栓直径大1-2mm。

10、作为优选，所述木构件ⅱ端部与t型连接件的填板连接处开孔分布一致，孔中心连线呈椭圆形。

11、作为优选，所述t型连接件由两道填板与端板焊接而成。

12、作为优选，所述t型连接件的填板顶部开竖向的豁口，所述销栓包括豁口处对应的安装销栓和其他销栓。

13、作为优选，所述销栓孔一和销栓孔二至群栓中线的距离按下式确定：

14、

15、=

16、=

17、

18、

19、其中，为节点受力弯曲时，受力与木纹方向夹角为的单个销的每个剪面的承载力；与为对应的销栓初始刚度与受力半径,初始刚度由单销钢填板试验得出；为边部构件的销槽承压最小有效长度系数；为边部木构件的厚度；为销栓直径；与为销栓受力与顺纹方向一致时的初始刚度与受力半径；为与销槽顺纹承压强度；为销槽横纹承压强度；为当荷载与呈夹角时的销槽承压强度；为中部与边部构件销槽承压强度的比值；为弹塑性强化系数，取=1.0；为销轴类紧固件屈服强度标准值；

20、以销槽顺纹承压半径为基准，调整不同销栓的受力半径，充分发挥销栓群承载能力。

21、作为优选，所述的销槽顺纹承压强度，应按下式进行计算：

22、

23、其中，为木材的全干相对密度。

24、作为优选，所述的销槽横纹承压强度，应按下式进行计算：

25、

26、其中，d为销栓直径。

27、所述t型连接件与木构件ⅱ的钢填板销栓节点，通过改变销栓直径与木构件ⅱ净厚度的比值，确保销栓处木材发生销槽承压破坏，与成正比。t型连接件钢填板的厚度由节点发生销栓处木材销槽承压破坏模式确定。假设钢板不会发生销槽承压屈服，亦即需按钢结构方法单独验算钢板的销槽承压强度。

28、本实用新型一种木结构钢填板新型销栓布置抗弯连接节点，包括木构件ⅰ、木构件ⅱ、t型连接件。t型连接件由端板、填板两块钢板正交、居中焊接而成；端板留有螺栓孔，填板留有销栓孔；所述木构件ⅰ，梁身开有对穿螺孔，与t型连接件的端板通过对穿螺栓结合螺帽群、大垫片装配；所述木构件ⅱ，端部居中开有槽口，且侧面开有近似椭圆形分布的销栓孔，通过销栓群与t型连接件的填板连接；所述销栓群承担木构件ⅱ传递的剪力与弯矩，并通过对t型连接件传递至木构件ⅰ。

29、所述的一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点，包括以下步骤：

30、s1：工厂加工木构件ⅱ、木构件ⅰ、端板、填板，并焊接端板和填板为指定t型连接件，开孔处对应开孔；

31、s2：在工厂将木构件ⅰ与t型连接件端板通过对穿螺栓结合螺帽群、大垫片装配；

32、s3：现场吊装木构件ⅱ，对齐销栓孔，并打入销栓，完成节点连接。

33、本实用新型的有益效果为:

34、1、施工效率提高。本实用新型通过在工厂预先将木构件ⅰ与t型连接件紧固，现场施工时只需将销栓打入预留孔中，显著提高了施工效率；仅采用双头螺栓和销栓等紧固件，简化了安装工艺，降低了对现场施工精度的要求，降低了施工难度和节省了施工时间。

35、2、节点抗弯性能显著提升。本实用新型通过类似椭圆形销栓布置改善传统销栓水平整列布置或圆形布置的受力性能不足，实现木结构构件节点受弯时各枚销栓同步达到承载力极限值，充分发挥了销栓群的承载能力，提高了结构的抗震性能和安全性。

1.一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点，其特征在于：包括木构件ⅰ（1）、木构件ⅱ（2）、t型连接件（3）、对穿螺栓（4）与销栓（5）；

2.根据权利要求1所述的一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点，其特征在于：所述木构件ⅰ（1）与木构件ⅱ（2）的截面均为矩形，其材质为层板胶合木、单板层积材、平行木片胶合木或层叠木片胶合木，所述销栓（5）材质为不锈钢或合金钢。

3.根据权利要求2所述的一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点，其特征在于：所述木构件ⅰ上的对穿螺孔（1-1）直径较对穿螺栓（4）直径大1-2mm。

4.根据权利要求3所述的一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点，其特征在于：所述木构件ⅱ（2）端部居中纵向开槽，槽口（2-2）宽度较t型连接件（3）的填板（3-2）大1-2mm；所述木构件ⅱ（2）端部侧面开销栓孔一（2-1），销栓孔一（2-1）直径较连接销栓（5）直径小1mm；所述木构件ⅱ（2）端部竖向开槽，预留t型连接件（3）端板与对穿螺栓（4）安装的空间；t型连接件（3）填板销栓孔二（3-4）直径较连接销栓（5）直径大1-2mm。

5.根据权利要求4所述的一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点，其特征在于：所述木构件ⅱ（2）端部与t型连接件（3）的填板（3-2）连接处开孔分布一致，孔中心连线呈椭圆形。

6.根据权利要求5所述的一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点，其特征在于：所述t型连接件（3）由两道填板（3-2）与端板（3-1）焊接而成。

7.根据权利要求6所述的一种木结构钢填板销栓布置抗弯连接节点，其特征在于：所述t型连接件（3）的填板（3-2）顶部开竖向的豁口（3-5），所述销栓（5）包括豁口（3-5）处对应的安装销栓（5-1）和其他销栓（5-2）。