[发明专利]一种节段拼装预应力钢木组合桁架杆件及其安装方法

说明书

本发明涉及一种节段拼装预应力钢木组合桁架杆件，包括若干木杆件节段、预应力螺纹钢筋、端部抗剪锚固铁钉和端部钢连接件；木杆件节段的首尾两端分别设置凸缘和槽口，中部设置中通圆孔；各木杆件节段依次穿入预应力螺纹钢筋，相邻木杆件节段之间通过凸缘和槽口实现紧密扣合，形成一个长条形杆件；端部钢连接件中部设有通孔，长条形杆件两端分别穿设端部钢连接件，端部钢连接件分别与首尾两端的木杆件节段接触，并通过与预应力螺纹钢筋适配的端部锚固螺母实现锁固；端部钢连接件与木杆件节段之间通过端部抗剪锚固铁钉固定连接。本发明钢木组合桁架杆件截面刚度较大，可同时承受拉力和压力，具有更佳的力学性能，还能实现整体构件的零碳排。

技术领域

本发明属于钢木组合结构设计技术领域，具体涉及一种节段拼装预应力钢木组合桁架杆件及其安装方法。

背景技术

随着国民经济的不断发展，建筑业已经成为我国的支柱产业之一，但建筑业常用的建材——钢材、水泥普遍存在碳排放高、不绿色的问题，随着我国碳达峰、碳中和目标的提出，绿色低碳已经成为工程建设领域技术发展主流趋势。高强建材、绿色建材的使用范围逐渐扩大，木结构作为典型的绿色建材，其生产过程是固碳过程(即负碳排放)，且木结构轻质高强，木结构已经成为未来实现建筑业碳达峰、碳中和目标的重要分支之一。由于单纯木结构存在连接构造复杂、承载能力与可靠性较低，且部分连接构件(如连接齿板)依赖进口的问题，高强钢材与木结构组合受力的钢木组合结构逐渐成为木结构技术发展的重要方向，高强钢材具备强度高、用量少、连接方便的优势，高强钢材与轻质高强的木结构组合受力，更有利于发挥各自的材料优势，有利于技术的推广使用。目前钢木组合桁架腹杆多采用圆钢，其刚度较小，一般只能用于受拉杆件，不能承担压力。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的钢木组合桁架腹杆不能承担压力的不足，提供一种节段拼装预应力钢木组合桁架杆件及其安装方法，该钢木组合桁架杆件截面刚度较大，可同时承受拉力和压力，具有更佳的力学性能，还能实现整体构件的零碳排。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种节段拼装预应力钢木组合桁架杆件，包括若干木杆件节段、预应力螺纹钢筋、端部抗剪锚固铁钉和端部钢连接件；所述木杆件节段的首尾两端分别设置相互适配的凸缘和槽口，中部设置用于所述预应力螺纹钢筋穿过的中通圆孔；各木杆件节段依次穿入预应力螺纹钢筋，相邻木杆件节段之间通过凸缘和槽口实现紧密扣合，形成一个长条形杆件；所述端部钢连接件中部设有用于所述预应力螺纹钢筋穿过的通孔，所述长条形杆件两端分别穿设所述端部钢连接件，端部钢连接件分别与首尾两端的木杆件节段接触，并通过与预应力螺纹钢筋适配的端部锚固螺母实现锁固；所述端部钢连接件上还设有穿钉孔，端部钢连接件与木杆件节段之间通过所述端部抗剪锚固铁钉固定连接。

上述方案中，所述凸缘和槽口的横截面为方形。

上述方案中，所述凸缘和槽口的边长不大于木杆件节段截面边长的1/2。

上述方案中，所述木杆件节段的尺寸根据杆件设计内力计算确定。

上述方案中，所述端部钢连接件采用焊接槽钢构件。

上述方案中，所述端部钢连接件用于与桁架的钢节点板焊接。

上述方案中，所述端部钢连接件中部通孔的直径比预应力螺纹钢筋大5～20mm；通孔周围设置4～8个穿钉孔。

上述方案中，所述端部抗剪锚固铁钉的直径不小于8mm。

相应的，本发明还提出上述节段拼装预应力钢木组合桁架杆件的安装方法，包括以下步骤：

S1、将预应力螺纹钢筋平置于平整硬质场地，先在一端穿套端部钢连接件，并拧入锚固螺母，但不拧死；

S2、在预应力螺纹钢筋上依次穿套木杆件节段，并首尾对准扣死，最后在另一端穿套端部钢连接件；