一种装配式木结构建筑多功能连接件及其木屋搭建方法

技术领域

本发明涉及一种装配式木结构建筑多功能连接件及其木屋搭建方法，属于装配式木结构建筑技术领域。

背景技术

木结构建筑是用木材构成承重构件的建筑物，其承重结构单纯由木材或主要由木材组成，通过榫卯方式或金属连接件进行连接和固定。传统的木结构通常采用榫卯连接固定，其做法是在柱或梁的连接处开凿孔和榫，榫紧配合插入孔中完成连接，榫卯连接的主要缺点为：首先，局部抗剪和抗扭强度较弱，为达到需要的强度只能将整体材料加大加粗，但会增加耗材并占用更多空间；其次，加工工艺复杂，需要专用的榫卯加工设备；再次，装配依靠人为的冲击力，不适合重复拆装。

而现代木结构的刚性连接方式有很多种，比如有外部钉齿板连接、钢板连接、挂扣连接、钢钉连接、自攻螺钉连接和日本的SE工法连接等，这些连接方式仍然存在一些缺点：难以实现快速拆装；难以实现装配式木结构部件分块制作；没有单一部件的受力吊点；生产工艺复杂，精度要求高；不能重复拆装，不适合装配式木结构建筑等。

例如，公开号为CN204001215U的中国专利文献，其所公开的木质加强连接杆中的第一连接杆、第二连接杆上就没有单一部件的受力吊点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种装配式木结构建筑多功能连接件及其木屋搭建方法。

本发明通过以下技术方案得以实现：

一种装配式木结构建筑多功能连接件，包括柱连接件和梁连接件，所述柱连接件包括方形盒和固定设在方形盒上的十字架，所述梁连接件呈U形，可以通过紧固件与方形盒的侧面连接。

所述方形盒包括方钢管，方钢管的一端固定设有封口钢板，方形盒的底部设有若干螺栓孔A，方形盒的各侧面上均设有若干螺栓孔B。

所述方形盒的底部设有四个螺栓孔A，四个螺栓孔A的中心连接线构成矩形，方形盒的各侧面上均设有三个螺栓孔B，三个螺栓孔B呈一列排布。

所述十字架的一端与方形盒的顶部焊接连接，十字架采用多块钢板A拼装焊接制成，各钢板A上均设有若干螺栓孔C。

各所述钢板A上均设有三个螺栓孔C，三个螺栓孔C呈一列排布，同一钢板A或共面的两钢板A上的螺栓孔C一一对应等高程布置，相互垂直的两块钢板A上的螺栓孔C错位布置。

所述梁连接件采用钢板B折弯制成，或采用多块钢板B拼装焊接制成，所述梁连接件的两侧板上均设有两排螺栓孔D，每排螺栓孔D的数量为3个，梁连接件的底板上设有一列螺栓孔E，螺栓孔E的数量为3个，且梁连接件的内侧在与螺栓孔E相对应的位置均焊接有螺母A。

一种装配式木结构建筑多功能连接件的木屋搭建方法，包括以下主要步骤：

A、装配柱、梁：通过紧固件在各柱的端部装配安装柱连接件，通过紧固件和销轴在各梁的端部装配安装梁连接件，得装配柱和装配梁；

B、装配墙体：通过紧固件将两根装配柱和两根装配梁组装在一起，形成方形框架，并在方形框架组装过程中完成其内侧围护结构的安装工作，得装配墙体；

C、装配木屋：通过紧固件将若干装配墙体中的装配柱和装配梁连接在一起，然后通过紧固件将装配柱下端与基础连接，得装配木屋。

所述步骤A中柱的端部设有形状和尺寸与十字架相匹配的十字槽，并在与十字架上螺栓孔C相对应的位置设有螺栓孔F，梁的端部并排设有两个形状和尺寸与梁连接件两侧板相匹配的卡槽，并在与梁连接件上螺栓孔D相对应的位置设有两排孔，每排孔包括销孔和两个螺栓孔G，且销孔位于两个螺栓孔G之间，梁的端部在与梁连接件上螺母A相对应的位置设有避让孔。

所述步骤A中将两柱连接件上的十字架分别插入柱两端的十字槽中，并使两柱连接件中方形盒的开口朝向相同，将平垫套在螺栓上，将螺栓的一端穿过螺栓孔F、螺栓孔C，然后将平垫、弹垫和螺母套装到螺栓上并拧紧螺母，即得装配柱，将两梁连接件上的侧板对应插入梁两端的卡槽中，将销轴的一端穿过销孔和螺栓孔D，并在销轴的两端安装卡簧进行限位，完成梁连接件和梁的相互定位工作，将平垫套在螺栓上，将螺栓的一端穿过螺栓孔G、螺栓孔D，然后将平垫、弹垫和螺母套装到螺栓上并拧紧螺母，即得装配梁。

所述步骤B中装配墙体顶部的两端设有吊环，吊环上螺柱的一端穿过方形盒上的螺栓孔A后使用螺母锁紧固定，所述步骤B中将套有平垫的螺栓的一端穿过方形盒上的螺栓孔B、梁连接件上的螺栓孔E，然后旋入螺母A中拧紧，即完成装配柱与装配梁的连接工作，所述步骤C中基础上在与方形盒上螺栓孔A相对应的位置预埋有螺柱。

本发明的有益效果在于：

1、使用柱连接件和梁连接件后，可以实现梁与柱、柱与柱、装配墙体与装配墙体、装配墙体与基础之间的连接，实用性强。

2、柱连接件与柱连接件、柱连接件与梁连接件、柱连接件与基础、柱连接件与柱、梁连接件与梁之间均采用紧固件进行连接，能够实现快速拆装，且各零部件可以重复拆装和使用。

3、柱连接件、梁连接件、柱和梁能够分开同时制作，并可以预先组装得到装配柱、装配梁和装配墙体等，有助于简化零部件的生产工艺，降低精度要求，提高生产效率，并有助于缩短木结构建筑的制作周期。

4、柱连接件和梁连接件为钢构件，可以提高梁柱连接处的抗剪抗扭强度，同时使连接点更加紧密结实，适合柱梁的90°连接及搭接等，且可以在柱连接件和梁连接件上安装吊环，形成起吊受力点，保证装配墙体在组装、运输和安装过程中不受损坏。

5、将柱连接件安装在柱的两端，使木柱形成一个上下可与柱连接，侧面三方可与梁连接，且方形盒内留有操作空间的柱构件；将梁连接件安装在梁的两端，使木梁形成一个两端都可以与柱连接的梁构件。

附图说明

图1为本发明的柱连接件的结构示意图；

图2为本发明的梁连接件的结构示意图；

图3为图2在另视角的结构示意图；

图4为本发明的装配柱的爆炸结构示意图；

图5为本发明的装配柱的结构示意图；

图6为本发明的装配梁的爆炸结构示意图；

图7为本发明的装配梁的结构示意图；

图8为本发明的装配墙体的爆炸结构示意图；

图9为本发明的装配墙体左端顶部柱连接件与梁连接件的对接示意图；

图10为本发明的装配墙体中间位置顶部柱连接件与梁连接件的对接示意图；

图11为本发明的装配墙体左端底部柱连接件与梁连接件的对接示意图；

图12为本发明的装配墙体中间位置底部柱连接件与梁连接件的对接示意图；

图13为本发明的装配墙体的结构示意图；

图14为本发明的装配木屋的爆炸结构示意图；

图15为本发明的装配木屋左侧顶部柱连接件与梁连接件的对接示意图；

图16为本发明的装配木屋中间顶部柱连接件与梁连接件的对接示意图；

图17为本发明的装配木屋左侧底部柱连接件与梁连接件的对接示意图；

图18为本发明的装配木屋中间底部柱连接件与梁连接件的对接示意图；

图19为本发明的装配木屋的结构示意图。

图中：1-柱连接件，11-方形盒，12-封口钢板，13-螺栓孔A，14-螺栓孔B，15-十字架，16-螺栓孔C，2-梁连接件，22-螺母A，23-螺栓孔D，24-螺栓孔E，3-柱，30-十字槽，4-梁，40-卡槽，41-避让孔，42-螺栓孔G，5-销轴，6-吊环，7-基础。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图19所示，本发明所述的一种装配式木结构建筑多功能连接件，包括柱连接件1和梁连接件2，所述柱连接件1包括方形盒11和固定焊接在方形盒11上的十字架15，所述梁连接件2呈U形，可以通过紧固件与方形盒11的侧面连接。

所述方形盒11包括方钢管，方钢管的一端固定焊接有封口钢板12，方形盒11的底部加工有若干螺栓孔A13，方形盒11的各侧面上均加工有若干螺栓孔B14。在使用时，方钢管采用尺寸为120×120×6及以上的标准方管或矩形管切割加工制成，封口钢板12的厚度与方钢管的壁厚相等。方形盒11的一端敞口，给安装操作留出充足空间，方便柱连接件1、梁连接件2的连接和拆卸工作。

所述方形盒11的底部加工有四个螺栓孔A13，四个螺栓孔A13的中心连接线构成矩形，方形盒11的各侧面上均加工有三个螺栓孔B14，三个螺栓孔B14呈一列排布。螺栓孔B14之间的孔距相等。

所述十字架15的一端与方形盒11的顶部焊接连接，十字架15采用多块钢板A拼装焊接制成，各钢板A上均设有若干螺栓孔C16。在使用时，十字架15采用厚度与方钢管壁厚相等的Q235钢板A拼装焊接制成。

各所述钢板A上均加工有三个螺栓孔C16，三个螺栓孔C16呈一列排布，同一钢板A或共面的两钢板A上的螺栓孔C16一一对应等高程布置，相互垂直的两块钢板A上的螺栓孔C16错位布置。螺栓孔C16之间的孔距相等。相互垂直的两块钢板A上的螺栓孔C16错位布置，避免穿过螺栓孔C16的螺栓相互发生干涉。

所述梁连接件2采用钢板B折弯制成，或采用多块钢板B拼装焊接制成，所述梁连接件2的两侧板上均加工有两排螺栓孔D23，每排螺栓孔D23的数量为3个，梁连接件2的底板上加工有一列螺栓孔E24，螺栓孔E24的数量为3个，且梁连接件2的内侧在与螺栓孔E24相对应的位置均焊接有螺母A22。在使用时，梁连接件2采用Q235钢板B制成，螺栓孔E24之间的孔距与螺栓孔B14之间的孔距相等。

一种装配式木结构建筑多功能连接件的木屋搭建方法，包括以下主要步骤：

A、装配柱、梁：通过紧固件在各柱3的端部装配安装柱连接件1，通过紧固件和销轴5在各梁4的端部装配安装梁连接件2，得装配柱和装配梁；

B、装配墙体：通过紧固件将两根装配柱和两根装配梁组装在一起，形成方形框架，并在方形框架组装过程中完成其内侧围护结构的安装工作，得装配墙体；

C、装配木屋：通过紧固件将若干装配墙体中的装配柱和装配梁连接在一起，然后通过紧固件将装配柱下端与基础7连接，得装配木屋。

所述步骤A中柱3的端部加工有形状和尺寸与十字架15相匹配的十字槽30，并在与十字架15上螺栓孔C16相对应的位置加工有螺栓孔F，梁4的端部并排加工有两个形状和尺寸与梁连接件2两侧板相匹配的卡槽40，并在与梁连接件2上螺栓孔D23相对应的位置加工有两排孔，每排孔包括销孔和两个螺栓孔G42，且销孔位于两个螺栓孔G42之间，梁4的端部在与梁连接件2上螺母A22相对应的位置加工有避让孔41。在使用时，避让孔41用于容纳螺母A22，使梁连接件2的底板能够紧贴在梁4的端面上，使梁连接件2能够与梁4紧密连接，有助于提高梁的抗剪抗扭强度。

所述步骤A中将两柱连接件1上的十字架15分别插入柱3两端的十字槽30中，并使两柱连接件1中方形盒11的开口朝向相同，将平垫套在螺栓上，将螺栓的一端穿过螺栓孔F、螺栓孔C16，然后将平垫、弹垫和螺母套装到螺栓上并拧紧螺母，即得装配柱，将两梁连接件2上的侧板对应插入梁4两端的卡槽40中，将销轴5的一端穿过销孔和螺栓孔D23，并在销轴5的两端安装卡簧进行限位，完成梁连接件2和梁4的相互定位工作，将平垫套在螺栓上，将螺栓的一端穿过螺栓孔G42、螺栓孔D23，然后将平垫、弹垫和螺母套装到螺栓上并拧紧螺母，即得装配梁。

所述步骤B中装配墙体顶部的两端安装有吊环6，吊环6上螺柱的一端穿过方形盒11上的螺栓孔A13后使用螺母锁紧固定，所述步骤B中将套有平垫的螺栓的一端穿过方形盒11上的螺栓孔B14、梁连接件2上的螺栓孔E24，然后旋入螺母A22中拧紧，即完成装配柱与装配梁的连接工作，所述步骤C中基础7上在与方形盒11上螺栓孔A13相对应的位置预埋有螺柱。在使用时，可以在柱3两端的柱连接件1上、梁4两端的梁连接件2上，及装配墙体顶部的连接件上安装吊环6，方便吊装柱3、梁4、装配墙体和装配木屋等。基础7上螺柱的一端穿过装配柱下端方形盒11上的螺栓孔A13后，依次将平垫、弹垫和螺母套装到预埋螺柱上，然后拧紧螺母，即可完成装配木屋与基础7的连接工作。

具体的，柱连接件1、梁连接件2的外表面均做镀锌防锈处理，有助于延长连接件的使用寿命。

本发明所提供的装配式木结构建筑多功能连接件及其木屋搭建方法，其有益效果如下：

1、使用柱连接件1和梁连接件2后，可以实现梁4与柱3、柱3与柱3、装配墙体与装配墙体、装配墙体与基础7之间的连接，实用性强。

2、柱连接件1与柱连接件1、柱连接件1与梁连接件2、柱连接件1与基础7、柱连接件1与柱3、梁连接件2与梁4之间均采用紧固件进行连接，能够实现快速拆装，且各零部件可以重复拆装和使用。

3、柱连接件1、梁连接件2、柱3和梁4能够分开同时制作，并可以预先组装得到装配柱、装配梁和装配墙体等，有助于简化零部件的生产工艺，降低精度要求，提高生产效率，并有助于缩短木结构建筑的制作周期。

4、柱连接件1和梁连接件2为钢构件，可以提高梁柱连接处的抗剪抗扭强度，同时使连接点更加紧密结实，适合柱梁的90°连接及搭接等，且可以在柱连接件1和梁连接件2上安装吊环6，形成起吊受力点，保证装配墙体在组装、运输和安装过程中不受损坏。

5、将柱连接件1安装在柱3的两端，使木柱形成一个上下可与柱连接，侧面三方可与梁连接，且方形盒11内留有操作空间的柱构件；将梁连接件2安装在梁4的两端，使木梁形成一个两端都可以与柱连接的梁构件。