CN106978912A - 一种木构架加固与抗震耗能的结构 - Google Patents

一种木构架加固与抗震耗能的结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种木构架加固与抗震耗能的结构，包括木梁及支撑木梁的木柱，木梁下方设置有与木梁和木柱连接的铰链式钢板件；该铰链式钢板件包括设于木梁下方的一字型钢板、与木柱固定连接的C型钢板以及分别与一字型钢板和C型钢板连接的L型钢板，C型钢板与L型钢板之间设置有拉结耗能机构，而在L型钢板与一字型钢板之间设置有弹性部件。本发明的一种木构架加固与抗震耗能的结构，构造简单、安装方便、力学性能好，易于在木构架古建筑修缮保护工程中推广应用，也可用于具有中式传统风格的木结构民居的加固和防震，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种木构架加固与抗震耗能的结构
技术领域
本发明涉及木结构建筑领域，具体是一种木构架加固与抗震耗能的结构。
背景技术
传统木构架建筑是我国宝贵的文化遗产，具有重要的文物保护和科研价值。采用榫卯结合的木构架建筑，具有一定的变形耗能及抗震作用；但是在长期的环境侵蚀和外力作用下，木构架建筑易发生节点松脱和构架歪闪。同时，由于榫卯节点的半刚性连接特点，木构架在竖向荷载的作用下，跨中的内力(弯矩)及变形较大，进一步加速了木构架建筑的破坏。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种木构架加固与抗震耗能的结构。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种木构架加固与抗震耗能的结构，包括木梁及支撑木梁的木柱，木梁下方设置有与木梁和木柱连接的铰链式钢板件；该铰链式钢板件包括设于木梁下方的一字型钢板、与木柱固定连接的C型钢板以及分别与一字型钢板和C型钢板连接的L型钢板，C型钢板与L型钢板之间设置有拉结耗能机构，而在L型钢板与一字型钢板之间设置有弹性部件。
其中，拉结耗能机构包括与C型钢板和L型钢板连接的耗能装置和拉结装置。
其中，耗能装置包括粘滞性阻尼器，该粘滞性阻尼器两端通过钢筋连接C型钢板和L型钢板。
其中，拉结装置包括预应力套筒，该预应力套筒中套装有钢筋，钢筋两端分别连接C型钢板和L型钢板。
其中，C型钢板具有三个连接部，位于上方的连接部与木梁下方连接，位于中部的连接部通过螺栓与木柱连接，而位于下方的连接部连接L型钢板，L型钢板上端弯折，该弯折的上端与一字型钢板垂直连接。
其中，弹性部件为加载弹簧，该加载弹簧包括线圈弹簧，线圈弹簧两端通过钢拉索分别连接L型钢板和一字型钢板。
其中，C型钢板与L型钢板之间通过紧固螺栓连接，在两个钢板件接触处设置耐磨垫片，通过调整紧固螺栓，可获得一定的转动摩阻力。
其中，一字型钢板与木梁之间设置有柔性材料。该柔性材料可以选用橡胶垫片或碳钎维布，包裹木梁起到保护梁枋的作用。
有益效果：本发明的一种木构架加固与抗震耗能的结构，具有以下有益效果：
具有构造简单、安装方便、力学性能好等优点，易于在木构架古建筑修缮保护工程中推广应用，也可用于具有中式传统风格的木结构民居的加固和防震，具有显著的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明中铰链式钢板件主视示意图；
图3为本发明中紧固螺栓连接件俯视示意图；
图4为本发明中螺栓连接示意图；
图5为本发明中耗能装置示意图；
图6为本发明中拉结装置示意图；
图7为本发明中加载弹簧装置示意图；
图中，1-铰链式钢板件，2-耗能装置，3-拉结装置，4-弹性部件，5-螺栓，6-柔性材料，7-木柱，8-木梁，1-1为C型钢板，1-2为L型钢板，1-3为一字型钢板，1-4为紧固螺栓，1-5为连接螺栓，1-6为螺栓孔，1-7为耐磨垫片，2-1为粘滞性阻尼器，2-2为钢筋，3-1为预应力套筒，3-2为钢筋，4-1为线圈弹簧，4-2为钢拉索。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示的木构架加固与抗震耗能的结构，包括木梁8及支撑木梁8的木柱7，木梁8下方设置有与木梁8和木柱7连接的铰链式钢板件1；该铰链式钢板件1包括设置在木梁8下方的一字型钢板1-3、与木柱7固定连接的C型钢板1-1以及分别与一字型钢板1-3和C型钢板1-1连接的L型钢板1-2，C型钢板1-1与L型钢板1-2之间设置有拉结耗能机构，而在L型钢板1-2与一字型钢板1-3之间设置有弹性部件4。拉结耗能机构包括与C型钢板1-1和L型钢板1-2连接的耗能装置2和拉结装置3。如图2所示，C型钢板1-1具有三个连接部，位于上方的连接部与木梁8下方连接，位于中部的连接部通过螺栓5与木柱7连接，而位于下方的连接部连接L型钢板1-2，L型钢板1-2上端弯折，该弯折的上端与一字型钢板1-3垂直连接。一字型钢板1-3与木梁8之间设置有柔性材料，该柔性材料可以选用橡胶垫片或碳钎维布，包裹木梁起到保护梁枋的作用。
如图5所示，耗能装置2包括粘滞性阻尼器2-1，该粘滞性阻尼器2-1两端通过钢筋2-2连接C型钢板1-1和L型钢板1-2，如图6所示，拉结装置3包括预应力套筒3-1，该预应力套筒3-1中套装有钢筋3-2，钢筋3-2两端分别连接C型钢板1-1和L型钢板1-2。如图7所示，弹性部件4为加载弹簧，该加载弹簧包括4-1，4-1两端通过钢拉索4-2分别连接L型钢板1-2和一字型钢板1-3。
如图3所示，C型钢板1-1与L型钢板1-2之间通过紧固螺栓1-4连接，在两个钢板件接触处设置耐磨垫片1-7，通过调整紧固螺栓1-4，可获得一定的转动摩阻力。
如图4所示，为L型钢板1-2与一字型钢板1-3之间通过连接螺栓1-5连接示意图。
具体的，如图1所示，铰链式钢板件1用于连接被加固的木柱7和木梁8，设置在节点区域的夹角上，耗能装置2、拉结装置3、弹性部件4固定于铰链式钢板件1两侧。在正常状态下，第一，与木柱7连接的C型钢板1-1的一端与木梁8相连，可以减小其跨度，在受力上起到雀替的作用；第二，耗能装置2及拉结装置3使得铰链式钢板件1形成一个相对稳定的三角形，可以用于对木结构榫卯节点的加固。第三，由于加载弹簧4的作用，可以抵消跨中部分内力，从而达到减小木梁8跨中的挠度及控制整个木构架的变形的效果。同时，拉结装置3及弹性部件4还可通过调整使用不同的螺栓孔，使得加载力的大小及方向能够根据木构架跨度的大小及所受内力的大小进行调节，达到最优的目的。
当木柱7和木梁8发生相对变形时，铰链式钢板件1形成的稳定的三角形同时发生变形。首先，铰链式钢板件1的转轴为紧固螺栓1-4，在两个钢板件接触处设置了耐磨垫片1-5，通过调整紧固螺栓1-4，可获得一定的转动摩阻力，既能提高铰链式钢板件1抵抗节点变形的能力，还可在地震时发挥抗震耗能的效应。其次，耗能装置2中由于装有粘滞性阻尼器2-1，也可在钢板件发生相对变形时消耗部分地震能量。两者配合，可在地震时发挥较好的抗震耗能效应。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种木构架加固与抗震耗能的结构，其特征在于：包括木梁及支撑木梁的木柱，木梁下方设置有与木梁和木柱连接的铰链式钢板件；该铰链式钢板件包括设于木梁下方的一字型钢板、与木柱固定连接的C型钢板以及分别与一字型钢板和C型钢板连接的L型钢板，C型钢板与L型钢板之间设置有拉结耗能机构，而在L型钢板与一字型钢板之间设置有弹性部件。
2.根据权利要求1所述的一种木构架加固与抗震耗能的结构，其特征在于：其中，拉结耗能机构包括与C型钢板和L型钢板连接的耗能装置和拉结装置。
3.根据权利要求2所述的一种木构架加固与抗震耗能的结构，其特征在于：其中，耗能装置包括粘滞性阻尼器，该粘滞性阻尼器两端通过钢筋连接C型钢板和L型钢板。
4.根据权利要求2所述的一种木构架加固与抗震耗能的结构，其特征在于：其中，拉结装置包括预应力套筒，该预应力套筒中套装有钢筋，钢筋两端分别连接C型钢板和L型钢板。
5.根据权利要求1所述的一种木构架加固与抗震耗能的结构，其特征在于：其中，C型钢板具有三个连接部，位于上方的连接部与木梁下方连接，位于中部的连接部通过螺栓与木柱连接，而位于下方的连接部连接L型钢板，L型钢板上端弯折，该弯折的上端与一字型钢板垂直连接。
6.根据权利要求1所述的一种木构架加固与抗震耗能的结构，其特征在于：其中，弹性部件为加载弹簧，该加载弹簧包括线圈弹簧，线圈弹簧两端通过钢拉索分别连接L型钢板和一字型钢板。
7.根据权利要求1所述的一种木构架加固与抗震耗能的结构，其特征在于：其中，C型钢板与L型钢板之间通过紧固螺栓连接，在两个钢板件接触处设置耐磨垫片，通过调整紧固螺栓，可获得一定的转动摩阻力。
8.根据权利要求1所述的一种木构架加固与抗震耗能的结构，其特征在于：其中，一字型钢板与木梁之间设置有柔性材料。
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Assignee: NANJING JIADE ECOLOGICAL ENVIRONMENT TECHNOLOGY CO.,LTD.

Assignor: JIANGSU POLYTECHNIC College OF AGRICULTURE AND FORESTRY

Contract record no.: X2024980000193

Denomination of invention: A structure for strengthening wooden frames and seismic energy dissipation

Granted publication date: 20230421

License type: Common License

Record date: 20240109

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