CN107190848B - 一种装配式钢木混合结构体系及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种装配式钢木混合结构体系及其施工方法，其中结构体系包括多个方形空心管柱、多个工字钢梁、多个正交胶合木底板、多个正交胶合木顶板以及多个正交胶合木侧板；方形空心管柱上设有楔形槽梁接头插座，工字钢梁的端部设有楔形槽梁接头，工字钢梁通过楔形槽梁接头与方形空心管柱的楔形槽梁接头插座连接形成钢框架；正交胶合木底板、正交胶合木顶板以及正交胶合木侧板与工字钢梁通过高强螺栓固定连接，使得钢框架和正交胶合木底板、正交胶合木顶板以及正交胶合木侧板形成整体；采用正交胶合木模块和钢材作为主要构件，在提高抗震性能的同时，节能环保，模块组合自由，使得空间布置灵活，更换维修简单。
Description
技术领域
本发明涉及工程建筑技术领域，尤其涉及一种装配式钢木混合结构体系及其施工方法。
背景技术
近几年随着工业化水平的发展，人们对于装配建筑方面的问题研究变得热衷起来，原有的传统现浇式混凝土结构施工周期长，开始满足不了人们对施工效率与生活节奏越来越快的要求，木结构建筑也越来越受欢迎，但是现有的木结构建筑抗震性能不佳，原木材料不可再生且强度不足，施工效率低。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的木结构抗震性能不佳的问题，提供一种装配式钢木混合结构体系及其施工方法，能够有效提高抗震性能。
一种装配式钢木混合结构体系，包括多个方形空心管柱、多个工字钢梁、多个正交胶合木底板、多个正交胶合木顶板以及多个正交胶合木侧板；
所述方形空心管柱上设有楔形槽梁接头插座，所述工字钢梁的端部设有楔形槽梁接头，所述工字钢梁通过所述楔形槽梁接头与所述方形空心管柱的楔形槽梁接头插座连接形成钢框架；
所述正交胶合木底板上、正交胶合木顶板上以及正交胶合木侧板上均设有第一螺孔，所述工字钢梁的翼缘上设有第二螺孔；
所述正交胶合木底板、正交胶合木顶板以及正交胶合木侧板与所述工字钢梁通过高强螺栓、第一螺孔、第二螺孔固定连接，使得所述钢框架和所述正交胶合木底板、正交胶合木顶板以及正交胶合木侧板形成整体。
进一步地，所述楔形槽梁接头插座包括一T字形凹槽，所述T字形凹槽周围设有第三螺孔；所述楔形槽梁接头包括一T字形凸起，所述T字形凸起周围设有第四螺孔，所述T字形凸起***所述T字形凹槽内，并通过高强螺栓与所述第三螺孔和第四螺孔的配合连接实现所述楔形槽梁接头插座和所述楔形槽梁接头的固定连接；
所述T字形凹槽尺寸大于所述T字形凸起2mm，所述T字形凹槽上端设有斜坡，所述T字形凸起底部设置有放角。
进一步地，相邻的正交胶合木侧板中，其中一正交胶合木侧板上设置有第一半球体凹槽，另一交胶合木侧板相同位置上设置有与所述第一半球体凹槽相适配的第一半球体凸块；相邻的正交胶合木侧板通过所述第一半球体凹槽和第一半球体凸块对位；
所述相邻的正交胶合木侧板的板面上均设有第五螺孔，相邻的正交胶合木侧板通过高强螺栓和第五螺孔连接。
进一步地，相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板中，正交胶合木底板上设置有第二半球体凹槽，正交胶合木顶板上设置有第二半球体凸块，相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板通过所述第二半球体凹槽和第二半球体凸块对位；
相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板的板面上设有第六螺孔，相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板通过高强螺栓和第六螺孔连接。
进一步地，所述第一半球体凹槽的数量为3个，且设置位置呈三角形；
所述第一半球体凸块的数量为3个，且设置位置与所述第一半球体凹槽的设置位置一致；
所述第二半球体凹槽的数量为3个，且设置位置呈三角形；
所述第二半球体凸块的数量为3个，且设置位置与所述第二半球体凹槽的设置位置一致。
进一步地，所述方形空心管柱内浇筑有混凝土。
一种装配式钢木混合结构体系的施工方法，包括：
预先制备多个方形空心管柱、多个工字钢梁、多个正交胶合木底板、多个正交胶合木顶板以及多个正交胶合木侧板；
在所述方形空心管柱上设置楔形槽梁接头插座，在所述工字钢梁的端部设置楔形槽梁接头，在所述正交胶合木底板上、正交胶合木顶板上以及正交胶合木侧板上设置第一螺孔，在所述工字钢梁的翼缘上设置第二螺孔；
将方形空心管柱以及部分工字钢梁通过楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头固定连接成下层钢框架；
将正交胶合木底板、正交胶合木顶板以及正交胶合木侧板与工字钢梁通过高强螺栓、第一螺孔、第二螺孔进行连接；
吊装上层的工字钢梁，并将上层的正交胶合木顶板与工字钢梁通过高强螺栓进行连接。
进一步地，所述方法还包括：
在楔形槽梁接头插座上预先设置一T字形凹槽，并在所述T字形凹槽周围预先设置第三螺孔，在T字形凹槽上端预先设置斜坡；
在所述楔形槽梁接头上预先设置一T字形凸起，并在所述T字形凸起周围预先设置第四螺孔，在T字形凸起底部预先设置放角；
将所述T字形凸起自上而下***所述T字形凹槽，并通过高强螺栓、第三螺孔和第四螺孔连接所述楔形槽梁接头插座和所述楔形槽梁接头。
进一步地，所述方法还包括：
相邻的正交胶合木侧板，在其中一正交胶合木侧板上预先设置第一半球体凹槽，在另一交胶合木侧板相同位置上预先设置与所述第一半球体凹槽相适配的第一半球体凸块，在所述正交胶合木侧板上预先设置第五螺孔；
将所述第一半球凹槽和所述第一半球体凸块进行对位，并通过高强螺栓和第五螺孔将对位后的相邻正交胶合木侧板进行连接；
相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板，在所述正交胶合木底板上预先设置第二半球体凹槽，在正交胶合木顶板上预先设置第二半球体凸块，在所述正交胶合木底板和正交胶合木顶板的板面上预先设置第六螺孔；
将所述第二半球凹槽和第二半球凸起进行对位，并通过高强螺栓和第六螺孔将对位后的相邻正交胶合木底板和正交胶合木顶板进行连接。
进一步地，所述方法还包括：
在所述方形空心管柱内浇筑混凝土。
本发明提供的装配式钢木混合结构体系及其施工方法，至少包括如下有益效果：
(1)采用正交胶合木模块和钢材作为主要构件，在提高抗震性能的同时，节能环保，模块组合自由，使得空间布置灵活，更换维修简单；
(2)T字形凹槽上端设有斜坡，T字形凸起底部设置有放角，且T字形凹槽尺寸大于T字形凸起2mm，因此T字形凸起可以更容易***T字形凹槽，实现楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头的快速对位和连接；通过高强螺栓与第三螺孔和第四螺孔的配合连接实现楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头的固定连接，进一步提高连接的稳固性；
(3)通过第一半球体凹槽和第一半球体凸块能够实现相邻正交胶合木侧板的快速和精确对位，并且具有一定的限位作用，再通过高强螺栓的连接，实现相邻正交胶合木侧板的可靠连接；
(4)通过第二半球体凹槽和第二半球体凸块能够实现上下相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板的快速和精确对位，并且具有一定的限位作用，再通过高强螺栓的连接，实现上下相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板的可靠连接；
(5)三个半球体凹槽和三个半球体凸起呈三角形布置，能够进一步提高对位的准确性；
(6)方形空心管柱内浇筑有混凝土，进一步提高整体结构的稳固性；
(7)构件都在工厂预先制备，现场只需吊装和组装，施工周期短，施工效率高，空间布置灵活。
附图说明
图1为本发明提供的装配式钢木混合结构体系一种实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的装配式钢木混合结构体系中楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头的结构示意图。
图3为本发明提供的装配式钢木混合结构体系中正交胶合木底板、正交胶合木顶板和正交胶合木侧板与工字钢梁的连接示意图。
图4-图5为本发明提供的装配式钢木混合结构体系中相邻的正交胶合木侧板的连接示意图。
图6-图7为本发明提供的装配式钢木混合结构体系中相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参考图1-图3，本实施例提供一种装配式钢木混合结构体系，包括多个方形空心管柱101、多个工字钢梁102、多个正交胶合木底板103、多个正交胶合木顶板104以及多个正交胶合木侧板105；
方形空心管柱101上设有楔形槽梁接头插座1011，工字钢梁的端部设有楔形槽梁接头1021，工字钢梁102通过楔形槽梁接头1021与方形空心管柱101的楔形槽梁接头插座1011连接形成钢框架；
正交胶合木底板103上、正交胶合木顶板104上以及正交胶合木侧板105上均设有第一螺孔106，工字钢梁102的翼缘上设有第二螺孔107；
正交胶合木底板103、正交胶合木顶板104以及正交胶合木侧板105与工字钢梁通过高强螺栓、第一螺孔106、第二螺孔107固定连接，使得所述钢框架和正交胶合木底板103、正交胶合木顶板104以及正交胶合木侧板105形成整体。
本实施例提供的装配式钢木混合结构体系，采用正交胶合木模块和钢材作为主要构件，在提高抗震性能的同时，节能环保，模块组合自由，使得空间布置灵活，更换维修简单。
参考图2，楔形槽梁接头插座1011包括一T字形凹槽1012，T字形凹槽1012周围设有第三螺孔1013；楔形槽梁接头1021包括一T字形凸起1022，T字形凸起1022周围设有第四螺孔1023，T字形凸起1022***T字形凹槽1012内，并通过高强螺栓与第三螺孔1013和第四螺孔1023的配合连接实现楔形槽梁接头插座1011和楔形槽梁接头1021的固定连接；
T字形凹槽1012尺寸大于T字形凸起2mm，T字形凹槽1012上端设有斜坡，T字形凸起1022底部设置有放角。
T字形凸起自上而下***T字形凹槽，由于T字形凹槽上端设有斜坡，T字形凸起底部设置有放角，且T字形凹槽尺寸大于T字形凸起2mm，因此T字形凸起可以更容易***T字形凹槽，实现楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头的快速对位和连接。通过高强螺栓与第三螺孔和第四螺孔的配合连接实现楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头的固定连接，进一步提高连接的稳固性。
进一步地，参考图4和图5，相邻的正交胶合木侧板105中，其中一正交胶合木侧板上设置有第一半球体凹槽1051，另一交胶合木侧板相同位置上设置有与第一半球体凹槽1051相适配的第一半球体凸块1052；相邻的正交胶合木侧板105通过第一半球体凹槽1051和第一半球体凸块1052对位；
相邻的正交胶合木侧板的板面上均设有第五螺孔1053，相邻的正交胶合木侧板通过高强螺栓和第五螺孔连接。
通过第一半球体凹槽和第一半球体凸块能够实现相邻正交胶合木侧板的快速和精确对位，并且具有一定的限位作用，再通过高强螺栓的连接，实现相邻正交胶合木侧板的可靠连接。
进一步地，参考图6-图7，上下相邻的正交胶合木底板103和正交胶合木顶板104中，正交胶合木底板103上设置有第二半球体凹槽1031，正交胶合木顶板104上设置有第二半球体凸块1041，相邻的正交胶合木底板103和正交胶合木顶板104通过第二半球体凹槽1031和第二半球体凸块1041对位；
相邻的正交胶合木底板103和正交胶合木顶板104的板面上设有第六螺孔(图中未示出)，相邻的正交胶合木底板103和正交胶合木顶板104通过高强螺栓和第六螺孔连接。
通过第二半球体凹槽和第二半球体凸块能够实现上下相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板的快速和精确对位，并且具有一定的限位作用，再通过高强螺栓的连接，实现上下相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板的可靠连接。
作为一种优选的实施方式，第一半球体凹槽的数量为3个，且设置位置呈三角形；
第一半球体凸块的数量为3个，且设置位置与所述第一半球体凹槽的设置位置一致；
第二半球体凹槽的数量为3个，且设置位置呈三角形；
第二半球体凸块的数量为3个，且设置位置与所述第二半球体凹槽的设置位置一致。
三个半球体凹槽和三个半球体凸起呈三角形布置，能够进一步提高对位的准确性。
作为一种优选的实施方式，方形空心管柱101内浇筑有混凝土，进一步提高结构的稳固性。
本实施例提供的装配式钢木混合结构体系，至少包括如下有益效果：
(1)采用正交胶合木模块和钢材作为主要构件，在提高抗震性能的同时，节能环保，模块组合自由，使得空间布置灵活，更换维修简单；
(2)T字形凹槽上端设有斜坡，T字形凸起底部设置有放角，且T字形凹槽尺寸大于T字形凸起2mm，因此T字形凸起可以更容易***T字形凹槽，实现楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头的快速对位和连接；通过高强螺栓与第三螺孔和第四螺孔的配合连接实现楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头的固定连接，进一步提高连接的稳固性；
(3)通过第一半球体凹槽和第一半球体凸块能够实现相邻正交胶合木侧板的快速和精确对位，并且具有一定的限位作用，再通过高强螺栓的连接，实现相邻正交胶合木侧板的可靠连接；
(4)通过第二半球体凹槽和第二半球体凸块能够实现上下相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板的快速和精确对位，并且具有一定的限位作用，再通过高强螺栓的连接，实现上下相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板的可靠连接；
(5)三个半球体凹槽和三个半球体凸起呈三角形布置，能够进一步提高对位的准确性；
(6)方形空心管柱内浇筑有混凝土，进一步提高整体结构的稳固性。
实施例2
本实施例提供一种装配式钢木混合结构体系的施工方法，包括：
预先制备多个方形空心管柱、多个工字钢梁、多个正交胶合木底板、多个正交胶合木顶板以及多个正交胶合木侧板；
在所述方形空心管柱上设置楔形槽梁接头插座，在所述工字钢梁的端部设置楔形槽梁接头，在所述正交胶合木底板上、正交胶合木顶板上以及正交胶合木侧板上设置第一螺孔，在所述工字钢梁的翼缘上设置第二螺孔；
将方形空心管柱以及部分工字钢梁通过楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头固定连接成下层钢框架；
将正交胶合木底板、正交胶合木顶板以及正交胶合木侧板与工字钢梁通过高强螺栓、第一螺孔、第二螺孔进行连接；
吊装上层的工字钢梁，并将上层的正交胶合木顶板与工字钢梁通过高强螺栓进行连接。
多个方形空心管柱、多个工字钢梁、多个正交胶合木底板、多个正交胶合木顶板以及多个正交胶合木侧板在工厂进行制备，之后运输到现场进行组装。
具体地，在楔形槽梁接头插座上预先设置一T字形凹槽，并在所述T字形凹槽周围预先设置第三螺孔，在T字形凹槽上端预先设置斜坡；
在所述楔形槽梁接头上预先设置一T字形凸起，并在所述T字形凸起周围预先设置第四螺孔，在T字形凸起底部预先设置放角。
组装方形空心管柱和部分工字钢梁时，将所述T字形凸起自上而下***所述T字形凹槽，并通过高强螺栓、第三螺孔和第四螺孔连接所述楔形槽梁接头插座和所述楔形槽梁接头。
进一步地，组装相邻的正交胶合木侧板时，在其中一正交胶合木侧板上预先设置第一半球体凹槽，在另一交胶合木侧板相同位置上预先设置与所述第一半球体凹槽相适配的第一半球体凸块，在所述正交胶合木侧板上预先设置第五螺孔；
将所述第一半球凹槽和所述第一半球体凸块进行对位，并通过高强螺栓和第五螺孔将对位后的相邻正交胶合木侧板进行连接。
组装相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板时，在所述正交胶合木底板上预先设置第二半球体凹槽，在正交胶合木顶板上预先设置第二半球体凸块，在所述正交胶合木底板和正交胶合木顶板的板面上预先设置第六螺孔；
将所述第二半球凹槽和第二半球凸起进行对位，并通过高强螺栓和第六螺孔将对位后的相邻正交胶合木底板和正交胶合木顶板进行连接。
作为一种优选的实施方式，所述方法还包括：
在所述方形空心管柱内浇筑混凝土。
本实施例提供的装配式钢木混合结构体系的施工方法，构件都在工厂预先制备，现场只需吊装和组装，施工周期短，施工效率高，空间布置灵活。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种装配式钢木混合结构体系，其特征在于，包括多个方形空心管柱、多个工字钢梁、多个正交胶合木底板、多个正交胶合木顶板以及多个正交胶合木侧板；
所述方形空心管柱上设有楔形槽梁接头插座，所述工字钢梁的端部设有楔形槽梁接头，所述工字钢梁通过所述楔形槽梁接头与所述方形空心管柱的楔形槽梁接头插座连接形成钢框架；
所述正交胶合木底板上、正交胶合木顶板上以及正交胶合木侧板上均设有第一螺孔，所述工字钢梁的翼缘上设有第二螺孔；
所述正交胶合木底板、正交胶合木顶板以及正交胶合木侧板与所述工字钢梁通过高强螺栓、第一螺孔、第二螺孔固定连接，使得所述钢框架和所述正交胶合木底板、正交胶合木顶板以及正交胶合木侧板形成整体；
所述楔形槽梁接头插座包括一T字形凹槽，所述T字形凹槽周围设有第三螺孔；所述楔形槽梁接头包括一T字形凸起，所述T字形凸起周围设有第四螺孔，所述T字形凸起***所述T字形凹槽内，并通过高强螺栓与所述第三螺孔和第四螺孔的配合连接实现所述楔形槽梁接头插座和所述楔形槽梁接头的固定连接；所述T字形凹槽上端设有斜坡，所述T字形凸起底部设置有放角；
相邻的正交胶合木侧板中，其中一正交胶合木侧板上设置有第一半球体凹槽，另一交胶合木侧板相同位置上设置有与所述第一半球体凹槽相适配的第一半球体凸块；相邻的正交胶合木侧板通过所述第一半球体凹槽和第一半球体凸块对位；所述相邻的正交胶合木侧板的板面上均设有第五螺孔，相邻的正交胶合木侧板通过高强螺栓和第五螺孔连接；
相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板中，正交胶合木底板上设置有第二半球体凹槽，正交胶合木顶板上设置有第二半球体凸块，相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板通过所述第二半球体凹槽和第二半球体凸块对位；
相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板的板面上设有第六螺孔，相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板通过高强螺栓和第六螺孔连接。
2.根据权利要求1所述的装配式钢木混合结构体系，其特征在于，所述T字形凹槽尺寸大于所述T字形凸起2mm。
3.根据权利要求2所述的装配式钢木混合结构体系，其特征在于，所述第一半球体凹槽的数量为3个，且设置位置呈三角形；
所述第一半球体凸块的数量为3个，且设置位置与所述第一半球体凹槽的设置位置一致；
所述第二半球体凹槽的数量为3个，且设置位置呈三角形；
所述第二半球体凸块的数量为3个，且设置位置与所述第二半球体凹槽的设置位置一致。
4.根据权利要求1所述的装配式钢木混合结构体系，其特征在于，所述方形空心管柱内浇筑有混凝土。
5.一种装配式钢木混合结构体系的施工方法，其特征在于，包括：
预先制备多个方形空心管柱、多个工字钢梁、多个正交胶合木底板、多个正交胶合木顶板以及多个正交胶合木侧板；
在所述方形空心管柱上设置楔形槽梁接头插座，在所述工字钢梁的端部设置楔形槽梁接头，在所述正交胶合木底板上、正交胶合木顶板上以及正交胶合木侧板上设置第一螺孔，在所述工字钢梁的翼缘上设置第二螺孔；
将方形空心管柱以及部分工字钢梁通过楔形槽梁接头插座和楔形槽梁接头固定连接成下层钢框架；
将正交胶合木底板、正交胶合木顶板以及正交胶合木侧板与工字钢梁通过高强螺栓、第一螺栓、第二螺栓进行连接；
吊装上层的工字钢梁，并将上层的正交胶合木顶板与工字钢梁通过高强螺栓进行连接；
在楔形槽梁接头插座上预先设置一T字形凹槽，并在所述T字形凹槽周围预先设置第三螺孔，在T字形凹槽上端预先设置斜坡；
在所述楔形槽梁接头上预先设置一T字形凸起，并在所述T字形凸起周围预先设置第四螺孔，在T字形凸起底部预先设置放角；
将所述T字形凸起自上而下***所述T字形凹槽，并通过高强螺栓、第三螺孔和第四螺孔连接所述楔形槽梁接头插座和所述楔形槽梁接头；
相邻的正交胶合木侧板，在其中一正交胶合木侧板上预先设置第一半球体凹槽，在另一交胶合木侧板相同位置上预先设置与所述第一半球体凹槽相适配的第一半球体凸块，在所述正交胶合木侧板上预先设置第五螺孔；
将所述第一半球凹槽和所述第一半球体凸块进行对位，并通过高强螺栓和第五螺孔将对位后的相邻正交胶合木侧板进行连接；
相邻的正交胶合木底板和正交胶合木顶板，在所述正交胶合木底板上预先设置第二半球体凹槽，在正交胶合木顶板上预先设置第二半球体凸块，在所述正交胶合木底板和正交胶合木顶板的板面上预先设置第六螺孔；
将所述第二半球凹槽和第二半球凸起进行对位，并通过高强螺栓和第六螺孔将对位后的相邻正交胶合木底板和正交胶合木顶板进行连接。
6.根据权利要求5所述的装配式钢木混合结构体系的施工方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述方形空心管柱内浇筑混凝土。
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