CN103711226A - 半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点 - Google Patents
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Abstract
本发明是半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其结构是竖向弧形连接钢板3、水平连接钢板4、椭圆孔三角形钢板5焊接成一个耗能装置，设置在节点区域的夹角上，耗能装置中的竖向弧形连接钢板3和木柱1用圆型箍6固定，水平连接钢板4和木梁2用U型卡箍7固定。优点：加固后的节点，小震时，由钢板直接承担输入到节点上的内力，大震时，通过椭圆孔三角形钢板上椭圆孔形变以及椭圆孔三角形钢板的屈服形变，消耗掉输入到结构上的能量。加固后的梁、柱榫卯节点，其抗剪承载力、抗弯承载力明显提高，耗能能力也显著增强，而且对木梁、木柱构件没有人为的损伤；通过对节点加固，使得整个结构的抗震性更加优化。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，用于建筑结构的被动减震，以减小节点区域的破坏。属于土木工程领域。
背景技术
木结构是常见的一种建筑结构形式，历史悠久，主要用于一些层数不多的广大农村民用住宅。这些建筑大多没有经过正规的抗震设计，其梁、柱节点一般采用榫卯连接，抗震性能差，特别是位于高烈度区的木结构建筑，经常会出现榫卯节点脱落使得大量的木结构房屋倒塌，造成重大的经济损失和人员伤亡。
榫卯连接节点主要靠节点间接触面的摩擦耗能，其耗能能力小，而且节点一般没有固定，在荷载作用下，榫头容易脱落，造成严重的破坏。在历次的大地震中，这也是木结构建筑尽管质量轻，但并没有因此而免受地震灾害的主要原因。因此，对一些地区烈度较高区域农村木结构房屋，进行及时加固显得非常必要。
传统木结构榫卯连接节点的加固方式很多，有L型铁箍加固、外包扁钢加固、弧形椭圆孔三角形钢板加固等，这些方法功能单一，在限制节点位移和增加耗能能力方面，只能满足一种功能。
发明内容
本发明给出的是一种半刚性耗能装置加固木结构榫卯连接节点，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，通过对节点加固，使得整个结构的抗震性更加优化。
本发明的技术解决方案是：半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其结构是包括木柱、木梁、竖向弧形连接钢板、水平连接钢板、椭圆孔三角形钢板、圆型箍及U型卡箍，其中竖向弧形连接钢板、水平连接钢板、椭圆孔三角形钢板焊接成一个耗能装置，设置在节点区域的夹角上，耗能装置中的竖向弧形连接钢板和木柱用圆型箍固定，水平连接钢板和木梁用U型卡箍固定。
本发明的优点：可使加固后的节点，小震时，由钢板直接承担输入到结构上的内力，大震时，通过椭圆孔三角形钢板上椭圆孔形变以及椭圆孔三角形钢板的屈服形变，消耗掉输入到结构上的能量。加固后的梁、柱榫卯节点，其抗剪承载力、抗弯承载力明显提高，耗能能力也显著增强，而且对木梁、木柱构件没有人为的损伤。通过对节点加固，使得整个结构的抗震性更加优化。
附图说明
图1是半刚性耗能装置加固木结构榫卯连接节点正立面图。
图2是半刚性耗能装置加固木结构榫卯连接节点侧立面图。
图3是半刚性耗能装置加固木结构榫卯连接节点剖面图。
图4是圆型箍的结构示意图。
图5是U型卡箍的结构示意图。
图6是耗能装置的结构示意图。
图中的1是木柱、2是木梁、3是竖向弧形连接钢板、4是水平连接钢板、5是椭圆孔三角形钢板、6是圆型箍、7是U型卡箍。
具体实施方式
对照附图，半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其结构包括木柱1、木梁2、竖向弧形连接钢板3、水平连接钢板4、椭圆孔三角形钢板5、圆型箍6及U型卡箍7，其中竖向弧形连接钢板3、水平连接钢板4、椭圆孔三角形钢板5焊接成一个耗能装置，设置在节点区域的夹角上，耗能装置中的竖向弧形连接钢板3和木柱1用圆型箍6固定，水平连接钢板4和木梁2用U型卡箍7固定。
所述的耗能装置还可设置在节点区域的上夹角或下夹角或上、下夹角上。
所述的椭圆孔三角形钢板5为直角三角形，中部开设椭圆孔。
所述的椭圆孔三角形钢板5与竖向弧形连接钢板3采用焊接连接。
所述的椭圆孔三角形钢板5与水平连接钢板4采用焊接连接。
所述的竖向弧形连接钢板3与水平连接钢板4采用焊接连接。
所述的椭圆孔三角形钢板5的数量为1-3块。
实施方法，包括，
1）将钢板加工成等腰或非等腰直角三角形，中部开设椭圆孔的几何形状，保证椭圆孔边距钢板斜边有一定的几何距离；
2）制作1-3块椭圆孔三角形钢板5；
3）将椭圆孔三角形钢板5的两直角边与竖向弧形连接钢板3和水平连接钢板4均为焊接；
4）将竖向弧形连接钢板3与水平连接钢板4采用焊接连接，形成一个耗能装置；
5）将耗能装置设置在节点区域的夹角上，耗能装置还可设置在节点区域的上夹角或下夹角或上、下夹角上；
6）将耗能装置中的竖向弧形连接钢板3和木柱1用圆型箍6固定；
7）水平连接钢板4和木梁2用U型卡箍7固定。
Claims (8)
1.半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其特征是包括木柱、木梁、竖向弧形连接钢板、水平连接钢板、椭圆孔三角形钢板、圆型箍及U型卡箍，其中竖向弧形连接钢板、水平连接钢板、椭圆孔三角形钢板焊接成一个耗能装置，设置在节点区域的夹角上，耗能装置中的竖向弧形连接钢板和木柱用圆型箍固定，水平连接钢板和木梁用U型卡箍固定。
2.根据权利要求1所述的半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其特征是所述的耗能装置还可设置在节点区域的上夹角或下夹角或上、下夹角上。
3.根据权利要求1所述的半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其特征是所述的椭圆孔三角形钢板为直角三角形，中部开设椭圆孔。
4.根据权利要求1所述的半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其特征是所述的椭圆孔三角形钢板与竖向弧形连接钢板采用焊接连接。
5.根据权利要求1所述的半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其特征是所述的椭圆孔三角形钢板与水平连接钢板采用焊接连接。
6.根据权利要求1所述的半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其特征是所述的竖向弧形连接钢板与水平连接钢板采用焊接连接。
7.根据权利要求3所述的半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点，其特征是所述的椭圆孔三角形钢板的数量为1-3块。
8. 半刚性耗能装置加固木结构榫卯节点的实施方法，其特征是该方法包括如下步骤：
1）将钢板加工成等腰或非等腰直角三角形，中部开设椭圆孔的几何形状，保证椭圆孔边距钢板斜边有一个几何距离；
2）制作1-3块椭圆孔三角形钢板；
3）将椭圆孔三角形钢板的两直角边与竖向弧形连接钢板和水平连接钢板均为焊接；
4）将竖向弧形连接钢板与水平连接钢板采用焊接连接，形成一个耗能装置；
5）将耗能装置设置在节点区域的夹角上，耗能装置还可设置在节点区域的上夹角或下夹角或上、下夹角上；
6）将耗能装置中的竖向弧形连接钢板和木柱用圆型箍固定；
7）水平连接钢板和木梁用U型卡箍固定。
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