采用榫卯和自攻螺钉相结合的木结构屋盖悬挑次梁结构

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体为一种采用榫卯和自攻螺钉相结合的木结构屋盖悬挑次梁结构。

背景技术

据统计，建筑业消耗了地球上大约50％的能源、42％的水资源、50％的材料和48％的耕地，造成生态失衡，产生了全球24％的空气污染、50％的温室效应、40％的水源污染和50％的氛氟经等。

现阶段，我国在建筑方面，只注重钢结构和混凝土结构的使用，受力性能差，加工工序复杂。除此之外，钢材、水泥、塑料为不可再生、不可持续发展的材料，造成了严重的空气污染，对于我国的治理环境污染、节能减排、调整产业结构等方面造成了严重的影响。

现在，发达国家已经公认木建筑以及利用农业废弃物加工的建材，是建筑产业可持续发展的正确方向。然而我国行业对于新型木建筑的广泛应用还存在着很多误区。为此，有必要针对木结构绿色建筑及其工业化进行系统性的研发，使我国建筑产业真正实现全过程的绿色、可循环、可持续。

木结构构件节点连接不同于钢结构的节点连接可采用焊接实现刚接的效果，对于木结构屋盖的悬挑次梁，常见的做法是采用次梁直接放置于主梁上，从而实现木结构屋盖次梁的悬挑。

但采取此方法，次梁的底面放置于主梁的顶面，导致屋盖的厚度增加，对于屋盖高度有要求的建筑难以满足。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种采用榫卯和自攻螺钉相结合的木结构屋盖悬挑次梁结构，解决了现有屋盖厚度较大的问题。

本发明提供的结构本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种采用榫卯和自攻螺钉相结合的木结构屋盖悬挑次梁结构，包括主梁和次梁，主梁的两侧连接有次梁，次梁顶部连接有连接板。通过连接板实现两侧次梁之间的对拉连接，两侧次梁的力矩相互平衡，整体结构更加稳定、可靠。

进一步的，所述的主梁的侧部设有卯眼，次梁的端部设有插入卯眼内的榫头。通过榫卯节点实现主梁和次梁之间的连接，避免了传统堆放连接的方式，减少了屋盖的厚度。

进一步的，所述的榫头和卯眼均为燕尾结构，卯眼的上端设有开口。利用燕尾榫卯节点实现卡设扣合，实现主梁和次梁之间的连接配合。卯眼上开口方便榫头的装入，同时卯眼对榫头进行支撑。

进一步的，所述的榫头和卯眼之间设有结构胶，结构胶用于进一步增加节点处的稳定性和强度。同样的，榫头和卯眼之间也可以不设置结构胶，仅利用榫卯自身的结构。

进一步的，所述的主梁和次梁均为木结构。

进一步的，所述的次梁通过全螺纹自攻钉Ⅰ与连接板连接。通过全螺纹自攻钉Ⅰ实现连接板与次梁的连接固定，完成次梁之间的对拉。

进一步的，所述的全螺纹自攻钉Ⅰ向外侧倾斜布置。全螺纹自攻钉Ⅰ倾斜布置有利于将自身受到的作用力更多的转变为拉力，更少的转变为剪力。

进一步的，所述的全螺纹自攻钉Ⅰ的倾斜角度为30°～60°。

进一步的，所述的连接板为钢板。同样的，连接板也可以采用其它类似钢结构的材质，或者不同于钢结构的材质。

进一步的，所述的主梁上设有位于卯眼两侧的全螺纹自攻钉Ⅱ。全螺纹自攻钉Ⅱ用于加强主梁和次梁之间的连接强度，提高整体结构稳定性。

进一步的，所述的全螺纹自攻钉Ⅱ为竖直布置。

进一步的，所述的主梁和次梁上侧设有凹槽，连接板位于凹槽上。凹槽方便连接板的安装对位。

进一步的，所述的连接板的厚度与凹槽的深度相同。高差相同能够保证上端面的平齐，以提高整体美观度。

进一步的，所述的连接板位于榫头和卯眼的上方。连接板同时对卯眼的上开口进行遮挡限位。

本发明的有益效果：

1.利用侧面的榫卯节点实现主梁和次梁的连接，能减小传统主次梁上下搭接造成的木屋盖较厚的问题，减少屋盖的高度。

2.主梁和次梁上侧设有与连接板厚度相同的凹槽，使连接板与主、次梁顶面在同一标高，提高整体美观性。

3.同时采用数控加工设备进行榫卯的加工，能保证榫卯的加工精度，使连接更美观。

4.在榫卯连接处采用自攻螺钉对主次梁的榫卯节点进行局部加强，保证剪力的传递。

5.利用连接板和自攻螺钉的组合，实现弯矩的传递，提高次梁的结构强度和稳定性，满足次梁的悬挑需求。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的结构爆炸示意图。

图中：1-主梁，2-次梁，3-榫头，4-卯眼，5-连接板，6-全螺纹自攻钉Ⅰ，7-全螺纹自攻钉Ⅱ，8-凹槽。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

参考图1～图2所示，一种采用榫卯和自攻螺钉相结合的木结构屋盖悬挑次梁结构，包括主梁1、次梁2、榫头3、卯眼4、连接板5、全螺纹自攻钉Ⅰ6、全螺纹自攻钉Ⅱ7和凹槽8。主梁1和次梁2均为木结构，连接板5为钢板。

主梁1的两侧部均开设有对称的卯眼4，两侧的次梁2端部设有插入卯眼4内的榫头3，榫头3和卯眼4均为相互配合的燕尾结构，卯眼4的上端设有开口，实现榫头3由上到下插入卯眼4中，主梁1通过榫卯节点实现与两侧的次梁2连接。

榫卯节点采用数控加工设备进行加工，以保证榫卯的精度，榫卯可采用燕尾榫等榫卯形式，通过榫卯节点将悬挑的次梁2根部的剪力传至主梁1，为保证主梁1在次梁2连接处因剪力不发生劈裂。

榫头3和卯眼4之间设有结构胶，用于增强主梁1和次梁2榫卯的连接稳定性。

两侧的次梁2之间连接有连接板5，次梁2通过全螺纹自攻钉Ⅰ6与连接板5连接，通过连接板5将两侧的次梁2对拉在一起，实现次梁之间的对拉连接，进一步提高次梁2的结构强度和稳定性。

全螺纹自攻钉Ⅰ6向外侧倾斜布置，全螺纹自攻钉Ⅰ6的倾斜角度为30°～60°。通过倾斜的连接方式，减少全螺纹自攻钉Ⅰ受到的剪力，而增加全螺纹自攻钉Ⅰ受到的拉力。钢板上预设有若干安装斜孔，全螺纹自攻钉Ⅰ6采用全螺纹长自攻螺钉，全螺纹长自攻螺钉由连接板上的安装斜孔穿过并斜向钻入至对应木构件的内部，将相邻木构件连接在一起。

主梁1上设有位于卯眼4两侧的全螺纹自攻钉Ⅱ7，全螺纹自攻钉Ⅱ7为竖直布置。在榫卯连接的部位采用长自攻螺钉对节点部位局部加强，长自攻螺钉垂直钉入主梁，钉入的深度超过燕尾榫高度，对节点部位局部加强。

主梁1和次梁2上侧设有凹槽8，连接板5位于凹槽8上，连接板5的厚度与凹槽8的深度相同，使钢板顶面与主梁1和次梁2顶面齐平，提高整体结构的美观性。

连接板5位于榫头3和卯眼4的上方，符合次梁2和主梁1之间的对拉安装关系，同时连接板5能够对卯眼4的上开口进行遮挡，连接板5对次梁2进行限位，保证次梁2的稳定。同时全螺纹自攻钉Ⅱ7能够使得主梁向内发生一定程度的变形，利用主梁1本身挤压连接板5和榫头3，进一步提高连接强度。

前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。