一种应用于大跨度结构的钢木组合构件制造技术

本发明专利技术涉及一种应用于大跨度结构的钢木组合构件，该钢木组合构件包括工字形钢构件、木构件和螺栓，该钢木组合构件的上下翼缘均以钢材为主，腹板由钢材和木材共同组成，同时该钢木组合构件可视作由工字形钢构件及其腹板两侧木构件组合而成，工字形钢构件上翼缘较宽，下翼缘较窄，同时下翼缘慢慢收截面，直至收成尖角形状，木构件贴在工字形钢构件腹板两侧，通过螺栓与工字形钢构件连接。与现有技术相比，本发明专利技术提高了组合构件的整体稳定性和腹板的局部稳定，此种钢木组合构件的强度和刚度也得到了一定的提高。也得到了一定的提高。也得到了一定的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于大跨度结构的钢木组合构件


[0001]本专利技术涉及建筑工程
，尤其是涉及一种应用于大跨度结构的钢木组合构件。

技术介绍

[0002]发展绿色环保、资源可再生的建筑材料，是我国建筑业可持续发展的趋势。木材质轻、高强、美观、绿色，木结构抗震性能好，结构稳定性强，在国内外的应用日益增多。
[0003]由于木材是各向异性材料，为了充分发挥木材的材料性能优势，弥补不足，设计中通常会采用组合结构的形式。同时，钢材虽有良好的物理化学特征，被广泛运用于大跨度结构房屋中，但是在相同承载力下，钢结构的截面更小，更容易发生失稳，而且易腐蚀，耐火性能差。钢木组合构件既可以综合二者的优势，取长补短，又能使木材外露，视觉效果较好。
[0004]专利技术专利CN 1113503307 A公开了一种自锁式倒木组合构件，包括H型钢、梯形截面木构件、自锁件和螺栓，梯形截面木构件位于H型钢腹板左右两侧并排放置，木构件与H型钢翼缘之间有空隙，自锁件置于空隙之中，通过螺栓与型钢连接固定，通过梯形截面将木构件卡固于H型钢槽中，H型钢有锁紧件一端翼缘两端制有折板，折板上制有用于穿过螺栓的螺纹孔，锁紧件为钢制构件，锁紧件为组合截面，下部为直角梯形截面，上部为矩形截面，矩形部分内制有螺纹穿孔，锁紧件梯形部分斜面角度与所接触梯形截面木构件的斜面角度一致，其梯形部分的斜面贴住木构件的斜面，上底面贴住H型钢翼缘内侧面，但该专利技术对构件加工质量要求较为严格，自锁件梯形部分斜面角度与所接触梯形截面木构件的斜面角度需一致，且自锁件为异形，加工复杂，特别是在组合构件需要用作拱形梁时，自锁件需要根据弧度进行放样加工，若加工质量无法保证，则会影响到组合截面中预应力的建立，同时，该专利技术的H型钢翼缘上下还需设置不作为主要受力构件的木材，较为浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种应用于大跨度结构的钢木组合构件，该钢木组合构件综合了钢结构优秀的抗弯性能及木结构良好的稳定性能，弥补了纯钢梁在跨度较大情况下易失稳的缺点，本专利技术中的工字形钢构件及直角梯形木构件截面形状较为规则，加工难度较小，且能适应直梁和弧形梁等各种情况，适用性广，此外，本专利技术通过螺栓进行钢木构件间的固定，传力路径清晰可靠，工字钢下翼缘为等边三角形截面，端头收尖，在可以直接将组合构件暴露在外的大跨度结构中，视觉上更显小巧精致和美观，本专利技术中只有腹板两侧设置木材，且均为受力构件，资源利用率较高。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术的是提供一种应用于大跨度结构的钢木组合构件，该钢木组合构件包括工字形钢构件、木构件和螺栓；所述工字形钢构件的下翼缘的截面为三角形；所述木构件设置两个，两个所述木构件对称布置，两个所述木构件分别位于所述工字形钢构件腹板左右两侧；两个所述木构件和所述工字形钢构件之间通过螺栓连接固定。
[0008]进一步地，所述工字形钢构件的下翼缘慢慢收截面，直至收成尖角形状。
[0009]优选地，所述工字形钢构件的截面的下翼缘为等边三角形。
[0010]优选地，所述工字形钢构件的上翼缘宽度大于下翼缘宽度。
[0011]进一步地，所述工字形钢构件的腹板上开设有螺栓孔。
[0012]进一步优选地，所述螺栓直径比工字形钢构件的腹板上所开设的螺栓孔直径小1
‑
1.5mm。
[0013]优选地，所述木构件的截面为直角梯形。
[0014]进一步优选地，所述木构件的上底边边长与所述工字形钢构件上翼缘外伸宽度相同，下底边边长与所述工字形钢构件下翼缘外伸宽度相同，梯形高与所述工字形钢构件腹板长度相同。
[0015]进一步地，所述木构件的上底面与所述工字形钢构件上翼缘外伸部分相互贴合，下底面与所述工字形钢构件下翼缘外伸部分相互贴合，直角侧面与所述工字形钢构件腹板部分相互贴合。
[0016]优选地，所述钢木组合构件长度方向与所述木构件木材顺纹方向相同。
[0017]进一步地，所述木构件上开设有螺栓孔。
[0018]优选地，所述螺栓可选用普通螺栓或双头螺栓。
[0019]进一步优选地，所述螺栓直径比木构件上所开设的螺栓孔直径小1
‑
1.5mm。
[0020]进一步地，所述螺栓依次穿过一个木构件、所述工字形钢构件、另一个木构件，以此实现三者的连接固定。
[0021]上述钢木组合构件的固定成型方法包括如下步骤：在工厂内进行工字形钢构件及两侧木构件的制作，同时在工字形钢构件腹板及木构件中部预留供螺栓穿过的螺栓孔；现场施工时，应将木
‑
钢
‑
木按顺序摆放，同时螺栓穿过螺栓孔，施加预紧力；调整工字形钢构件或木构件的位置，使得梯形截面的木构件上表面与工字形钢构件上翼缘对齐，梯形截面的木构件下表面与工字形钢构件下翼缘对齐，同时工字形钢构件腹板与木材侧面相互贴合；拧紧螺栓，使得钢木组合构件固定成形。
[0022]进一步地，当对建筑效果有较高要求时，还可在钢木组合构件固定成形后，在螺栓表面添加木屑或木板封堵，以达到外观上隐藏螺栓，近似完整木材的效果。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]1)本专利技术中应用于大跨度结构的钢木组合构件提高了自身稳定性，该钢木组合构件包括工字形钢构件及两个贴在钢材腹板两侧的木构件，木构件通过螺栓与钢连接，对于纯钢构件，纯钢构件受压或受弯时，易发生失稳现象，通常为保证钢梁稳定性，需要增加腹板厚度，本专利技术在钢梁腹板两侧增设木材，可以使得构件在受到压力或弯矩作用时，木材为其提供侧向稳定支持，提高了该钢木组合构件的稳定性，在受到相同大小的荷载作用时，钢木组合构件中的工字形钢材腹板厚度小于纯钢构件的腹板厚度，节省钢材。
[0025]2)本专利技术中应用于大跨度结构的钢木组合构件提高了自身在受压或受弯下的屈曲强度，与纯钢构件相比，抗压及抗弯强度均得到了一定的提高。
[0026]3)本专利技术中应用于大跨度结构的钢木组合构件综合了钢材与木材的优点，与纯钢构件相比，在受弯作用时，刚度得到了一定的提高，在同样大小的荷载作用下，钢木组合构件的挠度小于纯钢构件。
[0027]4)本专利技术中应用于大跨度结构的钢木组合构件综合了钢材及木材的特性，取长补短，提高了构件承载力，同时选用木材这种环保型材料，环保可再生，符合可持续发展的理念。
[0028]5)本专利技术中应用于大跨度结构的钢木组合构件中的工字形钢构件及直角梯形木构件截面形状较为规则，加工难度较小，且能适应直梁和弧形梁等各种情况，适用性广；通过螺栓进行钢木构件间的固定，传力路径清晰可靠，工字钢下翼缘为等边三角形截面，端头收尖，在可以直接将组合构件暴露在外的大跨度结构中，视觉上更显小巧精致和美观。
[0029]6)本专利技术中应用于大跨度结构的钢木组合构件中只有腹板两侧设置木材，且均为主要受力构件，资源利用率较高。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于大跨度结构的钢木组合构件，其特征在于，该钢木组合构件包括工字形钢构件(1)、木构件(2)和螺栓(3)；所述工字形钢构件(1)的下翼缘的截面为三角形；所述木构件(2)设置两个，两个所述木构件(2)对称布置，两个所述木构件(2)分别位于所述工字形钢构件(1)腹板左右两侧；两个所述木构件(2)和所述工字形钢构件(1)之间通过螺栓(3)连接固定。2.根据权利要求1所述的一种应用于大跨度结构的钢木组合构件，其特征在于，所述工字形钢构件(1)的截面的下翼缘为等边三角形。3.根据权利要求1所述的一种应用于大跨度结构的钢木组合构件，其特征在于，所述工字形钢构件(1)的上翼缘宽度大于下翼缘宽度。4.根据权利要求1所述的一种应用于大跨度结构的钢木组合构件，其特征在于，所述工字形钢构件(1)的腹板上开设有螺栓孔。5.根据权利要求1所述的一种应用于大跨度结构的钢木组合构件，其特征在于，所述木构件(2)的截面为直角梯形。6.根据权利要求5所述的一种应用于大跨度结构的钢木...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冰，洪祎，朱亮，张婷钰，高路巧，
申请(专利权)人：同济大学建筑设计研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：