一种形状记忆合金棒和空心螺杆连接的正交胶合木支撑

技术领域

本发明涉及木结构技术领域，特别涉及一种形状记忆合金棒和空心螺杆连接的正交胶合木支撑。

背景技术

随着绿色环保建筑产品和装配式建筑的大力提倡和发展，重型胶合木结构逐渐应用于大型公共建筑。重型胶合木结构为采用螺栓钢填板节点连接的梁柱框架体系，具有结构布置灵活、施工便利的优点。但是，此类结构的刚度不容易满足设计要求，在地震荷载作用下结构侧移较大，引起梁柱连接节点的破坏，结构修复难度大、成本高。针对此类问题，工程设计中常见的方式为采用木支撑增强结构刚度。

木支撑一般由规格材同方向胶合而成，其与结构主体仍然采用螺栓钢填板的连接形式，因此其性能取决于连接节点的性能及支撑本身的拉压性能。然而，此类木支撑易在螺孔处发生塑性变形或脆性劈裂破坏，螺栓弯曲变形不明显，或因支撑局部木材缺陷而发生受拉或屈曲破坏，支撑耗能能力不足。而且，螺孔出现塑性变形后木支撑具有残余变形，影响其震后的工作性能，故局部损伤或整体破坏后均需更换整个支撑。木支撑可维护性低、经济性较差。

综上所述，如何提升木支撑的工作性能及可维护性、实现较好的经济效果，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种形状记忆合金棒和空心螺杆连接的正交胶合木支撑，通过形状记忆合金棒和空心螺杆的弯曲变形实现木支撑的耗能，通过形状记忆合金棒的超弹性特性减小或基本消除木支撑的不可恢复变形，具有维护成本低、施工简单的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种形状记忆合金棒和空心螺杆连接的正交胶合木支撑，包括正交胶合木支撑1，所述正交胶合木支撑1两端的竖直方向中央开有水平槽，所述水平槽内填充有高强钢填板2，所述高强钢填板2表面开有竖向孔，一部分竖向孔中设置有形状记忆合金棒4，另一部分竖向孔中设置有空心螺杆5，所述形状记忆合金棒4和空心螺杆5外均设置有钢套筒3。

所述正交胶合木支撑1全长采用正交胶合技术制作。

所述形状记忆合金棒4直径与空心螺杆5外径相同，形状记忆合金棒4数量不少于空心螺杆5数量。

所述形状记忆合金棒4与空心螺杆5间隔布置。

所述钢制套筒3数量等于形状记忆合金棒4和空心螺杆5数量总和，钢制套筒3内径可大于形状记忆合金棒4直径0.5～1mm，外径可为形状记忆合金棒4直径的两倍。

所述高强钢填板厚度2可根据形状记忆合金棒4抗弯承载力确定，长度可根据形状记忆合金棒4和空心螺杆5排列分布确定。确定依据同普通螺栓连接计算方法。

所述槽缝宽度和长度分别大于高强钢填板2厚度1～2mm，在高强钢填板2和支撑端部钻孔，钻孔直径可大于钢套筒3外径1mm。

本发明的有益效果：

通过正交胶合技术，改善节点连接区域螺孔周围及木支撑整体的受力性能。通过钢制套筒扩散形状记忆合金棒或空心螺杆的压力，进一步减小螺孔周围木材的应力并使之处于基本弹性应力状态。形状记忆合金棒和空心螺杆组合使用，降低节点连接成本，通过形状记忆合金棒和空心螺杆的弯曲变形实现木支撑的耗能，通过形状记忆合金棒的超弹性特性减小或基本消除木支撑的不可恢复变形。震后空心螺杆可更换，降低维修时间成本，可维护性高。

附图说明

图1为本发明实施例的形状记忆合金棒和空心螺杆连接的正交胶合木支撑的结构示意图。

图2为本发明实施例的金属件连接的结构示意图。

图3为本发明实施例的高强钢填板的结构示意图。

图4为本发明实施例的钢制套筒和形状记忆合金的结构示意图。

图5为本发明实施例的钢制套筒和空心螺杆的结构示意图。

图中：1-正交胶合木支撑，2-高强钢填板，3-钢制套筒，4-形状记忆合金棒，5-空心螺杆。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-4所示：一种形状记忆合金棒和空心螺杆连接的正交胶合木支撑，包括：正交胶合木支撑1、高强钢填板2，钢制套筒3，形状记忆合金棒4，空心螺杆5。

所述形状记忆合金棒4和空心螺杆5连接的正交胶合木支撑1实施时：正交胶合木支撑1全长采用正交胶合技术制作，木支撑是耗能部件，要保证其在地震中先于木框架梁破坏，进而保护主体框架。因此正交胶合木支撑1截面宽度不宜大于木框架梁截面宽度。

所述形状记忆合金棒4和空心螺杆5连接的正交胶合木支撑实施时：形状记忆合金棒直径4与空心螺杆5外径相同，形状记忆合金棒4数量不少于空心螺杆5数量。(记忆合金棒4与空心螺杆5间隔布置，总和为偶数时两者相等，总和为奇数时记忆合金棒4多一个)

所述形状记忆合金棒4和空心螺杆5连接的正交胶合木支撑1实施时：钢制套筒3数量等于形状记忆合金棒4和空心螺杆5数量总和。防止制造及施工误差造成钢制套筒3和记忆合金棒4或空心螺杆5之间产生挤压力，钢制套筒3内径可大于形状记忆合金棒4直径0.5～1mm，外径可为形状记忆合金棒4直径的两倍。

所述形状记忆合金棒4和空心螺杆5连接的正交胶合木支撑1实施时：高强钢填板厚度2可根据形状记忆合金棒4抗弯承载力确定，长度可根据形状记忆合金棒4和空心螺杆5排列分布确定。

所述形状记忆合金棒4和空心螺杆5连接的正交胶合木支撑1实施时：为插入高强钢填板2，正交胶合木支撑1端部开槽，槽缝宽度和长度分别大于高强钢填板2厚度1～2mm。为插入形状记忆合金棒4和空心螺杆5，根据形状记忆合金棒4和空心螺杆5排列分布，在高强钢填板2和支撑端部钻孔，钻孔直径可大于钢套筒3外径1mm。

实施例一

如图1所示，形状记忆合金棒和空心螺杆连接的正交胶合木支撑，包括正交胶合木支撑1、高强钢填板2，钢制套筒3，形状记忆合金棒4，空心螺杆5。正交胶合木支撑1采用5层正交胶合的方式制作，截面尺寸取200mm×200mm，两端开槽深度为280mm，宽度为12mm；正交胶合木支撑1端部钻孔数量为9，孔径21mm。高强钢填板2厚度为10mm，钻孔数量为9，孔径11mm。钢制套筒3长度为94mm，外径为20mm，内径为11mm。形状记忆合金棒大于空心螺杆数量，形状记忆合金棒4数量为5，长度为200mm，直径为10mm；空心螺杆5数量为4，长度为200mm，外径为10mm，内径为7mm。

以上构件均在工厂制备、在现场组装：高强钢填板2插入正交胶合木支撑1槽缝，形状记忆合金棒4和空心螺杆5连接正交胶合木支撑1和高强钢填板2，并套入钢制套筒3。装配完成后选择使用结构胶填充钢制套筒2与正交胶合木支撑1的空隙。