一种智能钢木组合梁柱

摘要

本发明公开了一种智能钢木组合梁柱，包括钢木组合柱、H型钢梁及将H型钢梁端部与钢木组合柱可拆卸连为一体的连接组件，连接组件包括连接螺栓及其配套的智能螺母装置，智能螺母装置包括伺服电机及其驱动的齿轮传动组件，齿轮传动组件与连接螺栓连接，连接螺栓上固定有应力传感器。应力传感器将其检测到的连接螺栓受力信息反馈给私服电机，使智能螺母调节连接螺栓给梁柱施加的拉力大小。在不同的地震情况或者其它造成结构内力大幅度变化时，智能螺母工作来减小梁柱节点处的转动幅度，充分发挥胶合木的抗压性能，防止变形过大导致结构失稳，提供更好的逃生环境。尤其适用于地震频发地区，可对抗震性能要求高的钢木组合结构梁柱实现节点的应力调整。

权利要求

1.一种智能钢木组合梁柱，其特征在于：它包括钢木组合柱、H型钢梁及将H型钢梁端部与钢木组合柱可拆卸连为一体的连接组件，所述连接组件包括连接螺栓及其配套的智能螺母装置；智能螺母装置包括微型伺服电机、传动轴、驱动齿轮、从动齿轮和嵌装体，嵌装体的轴向中心有中字孔，嵌装体的顶部和底部对称开设有一圈电机嵌装槽，驱动齿轮连接于传动轴上，传动轴的两端分别通过联轴器与微型伺服电机的输出轴连接，传动轴和驱动齿轮位于中字孔中，从动齿轮与一圈从动齿轮啮合；所述驱动齿轮和从动齿轮均为直齿圆柱齿轮，且从动齿轮的轴向中心孔内壁有与所述连接螺栓匹配的连接螺纹；所述嵌装体对应中字孔中段的顶面和底面对称开设有弧形槽，弧形槽中嵌装有限位滚轴；所述连接螺栓上固定有应力传感器。

2.如权利要求1所述的智能钢木组合梁柱，其特征在于：所述钢木组合柱包括H型钢柱及将H型钢柱两翼板之间开口封闭的钢木板，使H型钢柱形成四方柱。

3.如权利要求2所述的智能钢木组合梁柱，其特征在于：所述H型钢梁的两端分别连接有矩形端板，矩形端板的两端对称伸出于H型钢梁的上下翼板外一段长度，矩形端板的宽度至少与H型钢梁的宽度相同。

4.如权利要求3所述的智能钢木组合梁柱，其特征在于：所述矩形端板上对应所述H型钢梁的腹板两侧对称开设有两排螺栓安装孔，且矩形端板上对应H型钢梁的上方和下方分别至少开设两个螺栓安装孔。

5.如权利要求4所述的智能钢木组合梁柱，其特征在于：所述钢木组合柱上对应所述H型钢梁连接位置处在其两翼板上开设相应的螺栓安装孔。

6.如权利要求1所述的智能钢木组合梁柱，其特征在于：所述连接螺栓为高强度螺栓。

说明书

一种智能钢木组合梁柱

技术领域

[0001] 本发明属于土木工程领域，具体为一种智能钢木组合梁柱。

背景技术

[0002] 目前，在国家大力提倡环保的今天，木结构建筑又重新进入了人们的视野。钢材强度高，受力性能好，木材资源丰富，可再生，易处理，是环保型材料。所以研究实用安全的钢
木组合结构成为了一种趋势。

[0003] 现在对钢木组合梁柱节点的研究还是比较少的，钢木组合本身因为自重低的原因相对于混凝土结构和钢结构抗震性能更有优势，而我国处于世界上两个最大地震集中发生
地带上，因此我们在研究钢‑木组合结构发挥它的抗震优势是非常有必要的。

发明内容

[0004] 本发明旨在提供一种抗震性能良好、工程使用更加安全、充分发挥钢木组合优势的智能钢木组合梁柱。

[0005] 本发明提供的这种智能钢木组合梁柱，包括钢木组合柱、H型钢梁及将H型钢梁端部与钢木组合柱可拆卸连为一体的连接组件，所述连接组件包括连接螺栓及其配套的智能
螺母装置；智能螺母装置包括微型伺服电机、传动轴、驱动齿轮、从动齿轮和嵌装体，嵌装体
的轴向中心有中字孔，嵌装体的顶部和底部对称开设有一圈电机嵌装槽，驱动齿轮连接于
传动轴上，传动轴的两端分别通过联轴器与微型伺服电机的输出轴连接，传动轴和驱动齿
轮位于中字孔中，从动齿轮与一圈从动齿轮啮合；所述驱动齿轮和从动齿轮均为直齿圆柱
齿轮，且从动齿轮的轴向中心孔内壁有与所述连接螺栓匹配的连接螺纹；所述嵌装体对应
中字孔中段的顶面和底面对称开设有弧形槽，弧形槽中嵌装有限位滚轴；所述连接螺栓上
固定有应力传感器。

[0006] 上述技术方案的一种实施方式中，所述钢木组合柱包括H型钢柱及将H型钢柱两翼板之间开口封闭的钢木板，使H型钢柱形成四方柱。

[0007] 上述技术方案的一种实施方式中，所述H型钢梁的两端分别连接有矩形端板，矩形端板的两端对称伸出于H型钢梁的上下翼板外一段长度，矩形端板的宽度至少与H型钢梁的
宽度相同。

[0008] 上述技术方案的一种实施方式中，所述矩形端板上对应所述H型钢梁的腹板两侧对称开设有两排螺栓安装孔，且矩形端板上对应H型钢梁的上方和下方分别至少开设两个
螺栓安装孔。

[0009] 上述技术方案的一种实施方式中，所述钢木组合柱上对应所述H型钢梁连接位置处在其两翼板上开设相应的螺栓安装孔。

[0010] 上述技术方案的一种实施方式中，所述连接螺栓为高强度螺栓。

[0011] 本发明通过给梁柱连接螺栓配置智能螺母，将连接螺栓上的应力传感器与智能螺母中的微型伺服电机电连接，应力传感器将其检测到的连接螺栓受力信息反馈给微型伺服
电机，微型私服电机可根据设定的程序对收到的信息进行判断后开始相应的工作，微型伺
服电机工作，使驱动齿轮带动从动齿轮转动，然后将其转动运动转化为沿连接螺栓的直线
运动，实现调节连接螺栓给梁柱施加的拉力大小。所以在不同的地震情况或者其它造成结
构内力大幅度变化的情况下，可通过智能螺母的工作来减小梁柱节点处的转动幅度，充分
发挥胶合木的抗压性能，防止变形过大导致结构失稳，同时提供更好的逃生环境。本发明尤
其适用于地震频发地区，可对抗震性能要求高的钢木组合结构梁柱实现节点的应力调整，
从而实现更好的抗震效果。

附图说明

[0012] 图1为本发明一个实施例的主视结构示意图（未示出胶合木板）

[0013] 图2为图1中连接组件的放大结构示意图。

[0014] 图3为本实施例的三维结构示意图。

[0015] 图4为图2的右视示意图。

[0016] 图5为图4中的A‑A示意图。

[0017] 图6为图5中的B‑B示意图。

具体实施方式

[0018] 结合图1、图3可以看出，本实施例公开的这种智能钢木组合梁柱，包括钢木组合柱、H型钢梁和连接组件。

[0019] 钢木组合柱包括H型钢柱1和胶合木板2，两块胶合木板2将H型钢柱1两翼板之间的开口封闭， 使钢木组合柱形成四方柱。

[0020] H型钢梁4的两端分别连接有矩形端板3，矩形端板3的两端对称伸出于H型钢梁4的上下翼板外一段长度，矩形端板3的宽度与H型钢梁4的宽度相同。

[0021] 矩形端板3上对应H型钢梁4的腹板两侧对称开设有两排螺栓安装孔，且矩形端板3上对应H型钢梁的上方和下方分别开设两个螺栓安装孔。

[0022] 两H型钢柱1以一侧翼板相对左右正对布置，H型钢梁4连接于两H形钢柱之间，两H型钢柱的相对翼板上对应H型钢梁的连接位置处开设与矩形端板上相应的螺栓安装孔。

[0023] 结合图2和图4至图6可以看出，连接组件包括连接螺栓5和连接于其上的智能螺母6，智能螺母6包括嵌装体61、微型伺服电机62、传动轴63、驱动齿轮64、从动齿轮65、限位滚
轴66。

[0024] 连接螺栓5采用高强度螺栓，其上固定应力传感器。

[0025] 嵌装体61为柱体，其轴向中心有中字孔。嵌装体61的顶部和底部对称开设有一圈电机嵌装槽，驱动齿轮64连接于传动轴63上，传动轴的两端分别通过联轴器与微型伺服电
机62的输出轴连接，传动轴63和驱动齿轮64位于中字孔中，从动齿轮65与一圈驱动齿轮64
啮合。

[0026] 本实施例的驱动齿轮和从动齿轮均为直齿圆柱齿轮，且从动齿轮的轴向中心孔为与连接螺栓匹配的内螺纹孔。

[0027] 嵌装体61对应中字孔中段的顶面和底面对称开设有弧形槽，弧形槽中嵌装有限位滚轴66。

[0028] 为了便于从动齿轮与嵌装体及驱动齿轮的装配，将嵌装体61的柱体结构对半分成对称的两部分，如图6所示，本实施例共设置六组驱动组件来驱动从动齿轮，每一部分嵌装
三组驱动组件，两部分与从动齿轮装配后焊接成整体或者通过抱箍紧固成成体。

[0029] 智能螺母装配好后，通过其从动齿轮的内螺纹孔连接于连接螺栓的外端，嵌装体的外壁设置有正六边形，便于智能螺母在连接螺栓上的拧紧操作。

[0030] 本发明通过给梁柱连接螺栓配置智能螺母，将连接螺栓上的应力传感器与智能螺母中的微型伺服电机电连接，应力传感器将其检测到的连接螺栓受力信息反馈给微型伺服
电机，微型私服电机可根据设定的程序对收到的信息进行判断后开始相应的工作，微型伺
服电机工作，使驱动齿轮带动从动齿轮转动，然后将其转动运动转化为沿连接螺栓的直线
运动，实现连接螺栓给梁柱施加的拉力大小。

[0031] 所以在不同的地震情况或者其它造成结构内力大幅度变化的情况下，可通过智能螺母的工作来减小梁柱节点处的转动幅度，充分发挥胶合木的抗压性能，防止变形过大导
致结构失稳，同时提供更好的逃生环境。

[0032] 本发明尤其适用于地震频发地区，可对抗震性能要求高的钢木组合结构梁柱实现节点的应力调整，从而实现更好的抗震效果。