CN106337569B - 一种枋柱结构变形耗能节点 - Google Patents

Abstract

一种枋柱结构变形耗能节点，属于土木工程技术领域，所述枋柱结构变形耗能节点包括木柱和枋，所述枋水平贯穿所述木柱，在所述木柱与所述枋形成的构架平面内设置有橡胶块，所述橡胶块与所述木柱和所述枋之间黏结。本发所述枋柱结构变形耗能节点，不仅增强了原有木结构的整体刚度，使节点抵抗变形的能力有所增强，改善了节点处的抗震性能，并且在安装时不会破坏原有的木结构。

Description

一种枋柱结构变形耗能节点

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别是涉及一种枋柱结构变形耗能节点。

背景技术

木结构是一种历史悠久的结构形式，目前在广大的农村地区还存在着大量的木结构建筑，但是大部分在建和已建的乡镇木结构建筑往往没有经过严格的抗震设计，导致节点连接薄弱、整体性不足，缺乏足够的抗震能力，在地震时往往会造成大量的人员伤亡以及严重的经济财产损失。穿斗式结构是目前乡镇木结构建筑的主要形式，在西南村镇地区的木结构建筑中约占75％。穿斗式木结构建筑，是沿房屋的进深方向按檩的数量立一排木柱，每根木柱上架一檩，檩上布置椽，每排柱子被穿透柱身的穿枋横向贯穿，成一榀构架，每两榀构架之间通过斗枋连接，形成一间房屋的空间构架。

抗侧移刚度小是穿斗式木结构房屋抗震方面最大的弱点。地震发生时，枋柱节点通过相互摩擦挤压的过程可以耗散部分地震能量，但枋柱节点也要承受轴向力、剪力和扭力等作用力，由于结构纵向的抗侧移刚度小，所以在地震时产生的摇摆会使房屋倾斜，产生不可恢复的整体变形；与此同时，由于横向枋与柱连接不牢靠，部分节点也会出现穿枋折断的现象，使结构横向失稳，从而削弱了各个构件之间的联系,引起木构架的横向倾斜甚至倒塌，对结构的整体稳定性造成了非常不利的影响。因此，保证穿斗式木结构建筑枋柱节点的连接牢固就显得尤为重要。

现有木结构节点处加固最常见的方法有碳纤维布加固(CFRP加固)、马口铁加固和铁件加固。CFRP加固是将CFRP布包裹在节点区域，马口铁加固即将钢筋两端做成直钩形式钉入节点位置，两者均能够提高节点的承载力和刚度，但加固后的节点耗能能力也随之减弱；铁件加固是将钢筋插入柱身，并将钢板钉于梁下的安装方法，铁件加固后的构架具有较好的耗能能力和变形能力，但这种安装方法会破坏原有的木结构。因此，亟需一种新的结构来解决现有技术存在的上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种枋柱结构变形耗能节点，该节点增强了原有木结构的整体刚度，使节点抵抗变形的能力有所增强，改善了节点处的抗震性能，并且在安装时不会破坏原有的木结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种枋柱结构变形耗能节点，包括木柱和枋，所述枋水平贯穿所述木柱，在所述木柱与所述枋形成的构架平面内设置有橡胶块，所述橡胶块与所述木柱和所述枋之间黏结。

所述橡胶块在所述木柱与所述枋形成的构架平面内的表面为等腰直角三角形。

所述橡胶块相对所述木柱或所述枋对称设置。

所述木柱与所述枋形成的构架平面内的四个区域均设置有橡胶块。

相对的两个所述橡胶块之间通过连接板连接，所述连接板的两端与所述橡胶块之间通过铆钉固定连接，两个所述连接板在所述木柱与所述枋形成的构架平面内呈十字交叉设置。

所述铆钉固定于所述橡胶块的形心处。

所述连接板在所述木柱与所述枋形成的构架平面的两侧对称设置。

两个所述连接板的交叉点与所述枋柱节点的形心相重合。

所述连接板为金属板。

本发明的有益效果：

本发明供了一种枋柱结构变形耗能节点，该节点在木柱与枋形成的构架平面内设置有橡胶块，橡胶块与木柱和枋之间黏结，在地震发生时，木柱与枋发生的变形会带动橡胶块产生相应的拉伸量或回缩量，而橡胶块在拉伸或回缩时，需要克服其链段间的内摩擦阻力做功，该过程会激发变形能储存在橡胶块内，从而使得引起节点处损伤的输入能量减少，即使原结构产生变形的能量减少，起到了橡胶块耗能的阻尼作用，减小了木结构节点区域的变形，从而使节点处更加安全，起到了抗震的作用。由于在木柱与枋之间增加了橡胶块，且橡胶块的弹性较好，能够起到自复位的理想效果，增强了节点抵抗变形的能力，从而增加了整体结构的刚度，并且橡胶块与木柱和枋之间采用的是黏性粘接，因此在安装过程中不会破坏原有的木结构。

附图说明

图1是本发明枋柱结构变形耗能节点的结构示意图；

图中：1-木柱，2-枋，3-橡胶块，4-连接板，5-铆钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种枋柱结构变形耗能节点，属于土木工程领域，用于对在建和已建的木质结构建筑进行抗震加固，减小木结构枋柱节点区域变形带来的结构破坏。

本发明的枋柱结构变形耗能节点包括木柱1和枋2，枋2水平贯穿木柱1，在木柱1与枋2形成的构架平面内设置有橡胶块3，安装简单方便，且易于直观检测到是否有脱落或其他损坏，便于更换，由于橡胶块3具有较好的弹性和自复位效果，增强了节点抵抗变形的能力，从而使节点处结构更稳定，并且橡胶块3与木柱1和枋2之间黏结，避免了对原有木结构的损坏，在本实施例中，橡胶块3与木柱1和枋2之间采用黏性胶进行黏结。橡胶块3相对木柱1或枋2对称设置，可保证在地震发生时，木柱1和枋2的受力均匀。在本实施例中，木柱1与枋2形成的构架平面内的四个区域均设置有橡胶块3，且橡胶块3在木柱1与枋2形成的构架平面内的表面为等腰直角三角形，这既能够在节约材料的情况下对节点处有效吸能加固，又便于确定橡胶块3的形心位置。

相对的两个橡胶块3之间通过连接板4连接，连接板4用于将多块橡胶块3固定为一个整体，防止橡胶块3在与木柱1或枋2的粘接脱落时从高空掉落伤人，连接板4的两端与橡胶块3之间通过铆钉5固定连接，两个连接板4在木柱1与枋2形成的构架平面内呈十字交叉设置。在本实施例中，连接板4为金属板，两个连接板4的交叉点与木柱1和枋2节点的形心相重合，铆钉5固定于橡胶块3的形心处，由于橡胶块3在拉伸或压缩时，铆钉5随橡胶块3的形心产生相对木柱1和枋2节点形心的同心旋转，但橡胶块3的形心位置无相对变形，因此，在橡胶块3的形心处固定连接板4的两端，可以使连接板4的受力较小，防止连接板4的损坏，在其他实施例中，连接板4也可以根据实际情况选择水平或竖直连接设置。本实施例中，连接板4在木柱1与枋2形成的构架平面的两侧对称设置，以便将四块橡胶块3更好的固定在一起，防止其从高处掉落。

下面结合附图说明本发明的一次动作过程。

如图1所示，在地震发生时，木柱1与枋2发生变形，从而带动橡胶块3产生相应的拉伸量或回缩量，而橡胶块3在拉伸或回缩时，需要克服其链段间的内摩擦阻力做功，该过程会激发变形能储存在橡胶块3内，从而使得引起节点处损伤的输入能量减少，即使原结构产生变形的能量减少，起到了橡胶块3耗能的阻尼作用，减小了木结构节点区域的变形，从而使节点处更加安全，起到了抗震的作用。由于橡胶块3之间采用了连接板4进行连接，所以在地震发生时，即使橡胶块3从黏结处分离，橡胶块3也不会从高处掉落，从而保证了建筑内人的安全。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种枋柱结构变形耗能节点，其特征在于，包括：木柱和枋，所述枋水平贯穿所述木柱，在所述木柱与所述枋形成的构架平面内的四个区域均设置有橡胶块，所述橡胶块与所述木柱和所述枋之间黏结，相对的两个所述橡胶块之间通过连接板连接，所述连接板的两端与所述橡胶块之间通过铆钉固定连接，两个所述连接板在所述木柱与所述枋形成的构架平面内呈十字交叉设置。

2.根据权利要求1所述的枋柱结构变形耗能节点，其特征在于：所述橡胶块在所述木柱与所述枋形成的构架平面内的表面为等腰直角三角形。

3.根据权利要求1所述的枋柱结构变形耗能节点，其特征在于：所述橡胶块相对所述木柱或所述枋对称设置。

4.根据权利要求1所述的枋柱结构变形耗能节点，其特征在于：所述铆钉固定于所述橡胶块的形心处。

5.根据权利要求1所述的枋柱结构变形耗能节点，其特征在于：所述连接板在所述木柱与所述枋形成的构架平面的两侧对称设置。

6.根据权利要求1所述的枋柱结构变形耗能节点，其特征在于：两个所述连接板的交叉点与所述枋柱节点的形心相重合。

7.根据权利要求1所述的枋柱结构变形耗能节点，其特征在于：所述连接板为金属板。