CN108301636B - 一种摩擦式弧形阻尼限位加固装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种摩擦式弧形阻尼限位加固装置，包括：加固柱的第一加固、加固梁的第二加固和连接第一加固与第二加固的弧形阻尼器，其中，所述第一加固通过阻尼辅助器与弧形阻尼器的一端连接；所述第二加固通过阻尼辅助器与弧形阻尼器的另一端连接。

Description

一种摩擦式弧形阻尼限位加固装置及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑结构工程领域，特别是涉及一种摩擦式弧形阻尼限位加固装置及其制备方法。

背景技术

木结构建筑在我国的发展历史悠久，其是由柱、梁、檩、枋等构件构成。中国的木结构古建筑到唐代趋于成熟，进入宋元明清时期更系统地确定了官式木构建筑做法，因其灵活的建造风格、合理的布局、适宜的建筑体量以及精巧的装修在世界享有盛誉。到20世纪80年代，由于我国林业资源短缺，以致木结构在中国的应用一度中断。近年来，随着国外木结构住宅进入中国市场，得益于木结构取材方便、适应性强、抗震性能好、施工速度快、便于修缮搬迁等优势，木结构建筑再次广泛地受到人们的重视。但是木构件的尺寸多种多样，如何适应我国木材市场的广大需求一直是木梁、木柱抱箍设计的难点，另外如何与榫卯节点的阻尼器连接，辅助阻尼器达到加固与限位的双重作用也十分不易。而针对市场现有的阻尼器，譬如液压阻尼器，大多用于机械或钢筋混凝土结构，与古代木构建的力学特性并非十分贴合，而弹簧阻尼器因为无法精确掌控弹性恢复范围，在恢复过程容易对木结构造成二次损伤，其在缓冲木结构在地震中的振动均不是非常合适。

因此，需要一种微损甚至是无损的限位加固装置，既能满足大多数木构件的尺寸需求，又减缓解木结构榫卯节点的震动，该装置的在实现加固与限位作用的同时也兼具结构简单成本低，安装方便的特点。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种摩擦式弧形阻尼限位加固装置，以能适应多种木结构榫卯节点，并进行限位加固，从而实现对该结构的保护。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：一种摩擦式弧形阻尼限位加固装置，包括

加固柱的第一加固、加固梁的第二加固和连接第一加固与第二加固的弧形阻尼器，其中，所述第一加固通过阻尼辅助器与弧形阻尼器的一端连接；所述第二加固通过阻尼辅助器与弧形阻尼器的另一端连接。

优选地，所述的第一加固包括：橡胶套箍、嵌在所述橡胶套箍内的弧形钢板和用于固定橡胶套箍的环形喉箍，其中，所述弧形钢板外表面上设有与阻尼辅助器配合连接的第一耳板；所述弧形钢板内表面通过所述橡胶套箍与被加固物体贴合接触；能调整尺寸大小的所述环形喉箍分别固定在所述橡胶套箍的两端。

优选地，所述第一耳板上设有与所述阻尼辅助器配合连接的螺栓孔。

优选地，所述的第二加固包括：支座、连接所述支座的螺杆和可固定在所述第二加固任一侧的钢板套组，其中，设有与阻尼辅助器配合连接的第二耳板的所述钢板套组，包括第一钢板和第二钢板；所述第一钢板与所述第二钢板均设有相对应的螺孔，通过螺帽固定在由所述支座与所述螺杆组成的矩形结构的一侧。

优选地，所述支座的折角处为圆弧形，所述支座的支脚处有与所述螺杆配合连接的圆孔，所述支座通过螺母与所述螺杆固定连接，其中，可通过调整所述螺杆上的螺母加固被加固物体。

优选地，所述的第二耳板设置在所述第二钢板上，所述的第二耳板上设有与阻尼辅助器配合连接的螺栓孔。

优选地，所述弧形阻尼器包括：弧形钢鞘、一端嵌套在所述弧形钢鞘内的弧形扁钢和阻尼辅助器，所述弧形扁钢未与所述弧形钢鞘嵌套一端与所述第二加固的阻尼辅助器连接；所述弧形钢鞘未与所述弧形扁钢嵌套一端与所述第一加固的阻尼辅助器连接。

优选地，所述阻尼辅助器与所述弧形阻尼器连接处设有孔槽，通过所述孔槽与所述弧形阻尼器连接，所述阻尼辅助器的外表面上设有用于观察所述弧形阻尼器绕所述阻尼辅助器轴向偏移角度的刻度。

优选地，所述的弧形扁钢通过设置在端头的柱销与阻尼辅助器上的孔槽连接；所述的弧形钢鞘通过设置在端头的柱销与阻尼辅助器上的孔槽连接。

优选地，所述弧形扁钢和所述弧形钢鞘的圆心角均为60度，其嵌套部分圆心角为30度，所述弧形扁钢上设有以所述弧形扁钢两端为起止点的均匀刻度。

优选地，所述弧形钢鞘上设有螺孔，在所述螺孔上设有压紧螺栓。

本发明的另一个目的在于提供一种摩擦式弧形阻尼限位加固装置的制备方法，该方法步骤包括：

S1、选取橡胶套箍，对所述橡胶套箍根据木柱尺寸裁剪；

S2、加工弧形钢板和第一耳板，将所述弧形钢板与所述第一耳板连接，将所述弧形钢板部分嵌入所述橡胶套箍内；

S3、选取环形喉箍，将其固定在橡胶套箍的两端，组成第一加固；

S4、加工支座，选取螺杆及螺母配合固定所述支座；

S5、加工钢板套组的第一钢板和第二钢板并连接，在所述第二钢板未与所述第一钢板连接一面设有第二耳板；

S6、并将钢板套组安装在所述螺杆上，组成第二加固；

S7、在阻尼辅助器中部浇筑孔槽，在其外表面绕柱一周设置刻度；

S8、根据被加固物体加工弧形阻尼器的弧形扁钢和弧形钢鞘，分别在所述弧形扁钢和所述弧形钢鞘的一端设有柱销，将所述弧形扁钢与所述弧形钢鞘未设柱销的一端进行连接；

S9、将阻尼辅助器分别装在所述弧形扁钢和所述弧形钢鞘的柱销上，组成弧形阻尼器；

S10、将弧形阻尼器的两端分别通过所述阻尼辅助器与第一加固和第二加固连接，组成摩擦式弧形阻尼限位加固装置。

本发明的有益效果如下：

1、既能满足大多数木构建的尺寸需求，方便改变抱箍尺寸和测量木柱尺寸，又能同时为木结构榫卯节点的加固与限位起到辅助作用；

2、第二加固中支座的圆弧形设计既适应了不同方形梁棱边方角圆角的不同，又可以在一定程度上保护方形梁的棱角不受与钢部件摩擦而产生的二次损害；

3、增加辅助阻尼器部分，使得整个梁柱的阻尼限位装置不仅仅是单一工作，而是整体作用，效果更加显著；

4、摩擦式弧形阻尼既能满足对榫卯节点在平面内的转动进行阻碍，又能为榫卯节点在平面内的转动提供一定的限制空间；

5、位于钢鞘上的螺堵由橡胶制成，贯穿钢鞘与插入其内的扁钢接触时会产生阻尼缓冲力，辅助装置的缓冲功能；

6、用于摩擦的螺堵螺栓由橡胶制成，发生损伤时可随时方便的进行替换；

7、弧形扁钢上均匀刻有显示节点转动幅度的角度，能够方便的测量节点的转动形变情况；

8、该装置施工简单，螺栓连接灵活高强，各部分简单可行又相对灵活，避免了对木结构进行二次损伤，适合批量加工生产和大范围推广使用。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出摩擦式弧形阻尼限位加固装置的整体示意图；

图2示出第一加固的示意图；

图3示出第一加固的剖面图；

图4示出摩擦式弧形阻尼限位加固装置的主视图；

图5示出第二加固的示意图；

图6示出弧形阻尼器的示意图；

图7示出阻尼辅助器的俯视图；

图8示出阻尼辅助器的主视图。

图中：1、第一加固；2、第二加固；3、弧形阻尼器；11、橡胶套箍；12、弧形钢板；13、第一耳板；14、第一螺栓孔；15、环形喉箍；21、支座；22、螺杆；23、螺母；24、第一钢板；25、第二钢板；26螺帽；27、第二耳板；28、第二螺栓孔；31、弧形扁钢；32、弧形钢鞘；33、阻尼辅助器；331、孔槽；332第三螺栓孔、34、压紧螺栓；35、柱销。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所述为摩擦式弧形阻尼限位加固装置的整体示意图，其整体为一弧形结构，通过第一加固1和第二加固2将弧形阻尼器3安装在木结构的榫卯节点处，实现对被加固物体的保护。在受力时，被加固物通过第一加固1和第二加固2将力传导至弧形阻尼器3，通过所述弧形阻尼器3以提供运动的阻力，耗减运动的能量。同时该装置能实现以梁柱所构成的平面外一定角度的转动。优选地，通过在所述弧形阻尼器3的两端设置阻尼辅助器33，进一步增强阻尼作用，实现对被固定物体的保护。所述第一加固1能适应各种柱状结构尺寸，同时对实现对柱状结构的加固保护；所述第二加固2能适应梁状结构，实现对梁状结构物体的加固保护。

如图2-4所示，其中图2和图3为第一加固1的部分结构，所述第一加固1为一圆曲面结构，能够对柱状结构进行完全贴合保护，同时对该曲面结构用环形喉箍15进行固定。优选地，在该曲面结构的两端分别设置环形喉箍15，所述环形喉箍15可根据被加固物进行大小的调节。优选地，包括橡胶套箍11、弧形钢板12、固定在所述弧形钢板12上的第一耳板13，其中所述弧形钢板12嵌入所述橡胶套箍11的正中位置，所述第一耳板13焊接在所述弧形钢板12上。第一耳板13与所述弧形阻尼器3上的阻尼辅助器33连接，优选第，在所述第一耳板13上设置与所述阻尼辅助器33配合连接的第一螺栓孔14，该连接方式不限于螺栓孔连接，也可通过焊接，铆接等。

如图5所示，为第二加固2的整体结构。所述第二加固2为一矩形结构，能够对梁状结构进行贴合保护。该矩形结构包括支座21和螺杆22。所述支座21为L型结构，能够适应梁的棱角结构，通过所述螺杆22对个支座21进行连接，所述螺杆22为根据梁结构的实际尺寸加工，通过该设计结构能够对梁结构进行有效固定。优选地，在所述支座21和所述螺杆22与梁结构之间加设一层橡胶垫片用于保护梁不被磨损。优选地，所述支座21为钢材质，其折角处设置为圆弧状，以保护梁结构棱角不被磨损破坏。优选地，在四个所述支座21的支脚处进行加厚设计，同时设有与所述螺杆22配合连接的圆孔，与所述螺杆22通过螺母进行固定。

所述第二加固2根据现场实际结构，在所述矩形结构的一个侧面可设置与所述弧形阻尼器3连接的钢板套组。所述钢板套组包括第一钢板24和第二钢板25。优选地，在所述第一钢板24和所述第二钢板25上设有相对应的螺孔，通过螺帽26进行连接，进一步的，所述第一钢板24上的螺孔未被穿通，所述第二钢板25上的螺孔被穿通。使得该设计具有美观实用的特点。

所述第二加固2与所述弧形阻尼器3的一端连接。优选地，所述第二加固通过所述钢板套组与所述弧形阻尼器3连接，在所述钢板套组上设置第二耳板27。进一步的，所述第二耳板27设置在所述第二钢板25上。在所述第二耳板27上设置有与所述弧形阻尼器3的所述阻尼辅助器33配合连接的第二螺栓孔28，通过螺栓进行固定。通过钢板套组的设计可灵活的对梁结构进行加固，不受结构限制。同时所述矩形结构与钢板套组的组合结构，使得第二加固的适用范围更广。

如图6示出了弧形阻尼器的整体结构，其整体结构为一细长型圆弧状结构，包括弧形扁钢31和弧形钢鞘32。所述弧形扁钢31一端与所述弧形钢鞘32的一端连接，为第一加固1和第二加固2提供运动的阻力，耗减运动的能量。优选地，所述弧形扁钢31和弧形钢鞘32连接处采用嵌套连接。所述弧形扁钢31一端嵌入所述弧形钢鞘32的一端。通过所述弧形扁钢31与所述弧形钢鞘32连接处产生的摩擦力作为阻力，耗减运动的能量。

所述弧形扁钢31为带有均匀刻度的弧形结构，优选地，圆心角为60度，所述弧形扁钢31两面均设有均匀刻度，单位为1度。所述弧形钢鞘32为带有螺孔的弧形结构，其内部具有弧形空腔结构。优选地，所述弧形扁钢32圆心角为60度，螺孔设置在所述弧形钢鞘32的两侧。所述弧形扁钢31嵌入所述弧形钢鞘32内部后可沿其弧形空腔结构往复滑动。优选地，所述弧形扁钢31和所述弧形钢鞘32初始嵌套部分的圆心角为30度，使所述弧形扁钢31和所述弧形钢鞘32嵌套后形成的初始圆心角为90度。优选地，在所述弧形钢鞘32两侧对称布置的螺孔处设置压紧螺栓34，从而进一步加大所述弧形扁钢31和所述弧形钢鞘32之间的摩擦力，当受到外力作用时能产生更大的阻力，增强阻尼效果。

优选地，所述压紧螺栓34采用橡胶材料。该设计具有成本低，结构简单，便于更换的优点。

所述弧形阻尼器3的两端与阻尼辅助器33连接，优选地，在所述弧形扁钢31和所述弧形钢鞘32未嵌套的两端各设有柱销35，通过所述柱销35与所述弧形阻尼器3两端的阻尼辅助器进行连接。优选地，在所述阻尼辅助器33的中心设有孔槽331，如图7-8所示，通过所述柱销35与所述孔槽331进行嵌套连接。优选地，在所述阻尼辅助器上设置第三螺栓孔332，通过螺栓将所述阻尼辅助器33分别与所述第一耳板13和所述第二耳板27配合连接。优选地，在所述阻尼辅助器33的圆柱周身设有双向刻度。优选地，所述柱销35两端各设一个所述阻尼辅助器33，共四个。优选地，在所述阻尼辅助器33与所述第一耳板13和所述第二耳板27连接处设有橡胶垫片。

综上所述的摩擦式弧形阻尼限位加固装置采用的技术方案，将所述弧形阻尼器3与阻尼辅助器33配合设置，可使得该限位加固装置能够在以梁柱构成的平面外进行一定角度的转动，能为榫卯节点在平面内的转动提供一定的限制空间。从而对被加固物在平面外的转动进行阻尼限位。通过在所述阻尼辅助器33上设置的援助周身双向刻度，可通过观察其转动角度，判断被保护物是否需要做进一步防护措施。

本发明还提供了一种摩擦式弧形阻尼限位加固装置的制备方法，该方法步骤包括：

S1、选取橡胶套箍11，对所述橡胶套箍11根据木柱尺寸裁剪；

S2、加工弧形钢板12和第一耳板13，将所述弧形钢板12与所述第一耳板13连接，将所述弧形钢板12部分嵌入所述橡胶套箍11内，保证所述弧形钢板12弧度和所述橡胶套箍11与被加固物弧度相同，；

S3、选取环形喉箍15，将其固定在橡胶套箍11的两端，组成第一加固1；

S4、加工支座21，选取螺杆22及螺母23配合固定所述支座21；

S5、加工钢板套组的第一钢板24和第二钢板25并连接，在所述第二钢板25未与所述第一钢板连接一面设有第二耳板27；

S6、并将钢板套组安装在所述螺杆22上，组成第二加固2；

S7、在阻尼辅助器33中部浇筑孔槽331，在其外表面绕柱一周设置刻度；

S8、根据被加固物体加工弧形阻尼器的弧形扁钢31和弧形钢鞘32，分别在所述弧形扁钢和所述弧形钢鞘的一端设有柱销35，将所述弧形扁钢与所述弧形钢鞘未设柱销的一端进行连接；

S9、将阻尼辅助器33分别装在所述弧形扁钢和所述弧形钢鞘的柱销上，组成弧形阻尼器3；

S10、将弧形阻尼器3的两端分别通过所述阻尼辅助器33与第一加固1和第二加固2连接，组成摩擦式弧形阻尼限位加固装置。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种摩擦式弧形阻尼限位加固装置，其特征在于，包括：

加固柱的第一加固（1）、加固梁的第二加固（2）和连接第一加固与第二加固的弧形阻尼器（3），

其中，所述第一加固（1）通过阻尼辅助器（33）与弧形阻尼器（3）的一端连接；所述第二加固（2）通过阻尼辅助器（33）与弧形阻尼器（3）的另一端连接；

所述弧形阻尼器（3）包括：弧形钢鞘（32）、一端嵌套在所述弧形钢鞘（32）内的弧形扁钢（31）和阻尼辅助器（33），所述弧形扁钢（31）未与所述弧形钢鞘（32）嵌套一端与所述第二加固（2）的阻尼辅助器（33）连接；

所述弧形钢鞘（32）未与所述弧形扁钢（31）嵌套一端与所述第一加固（1）的阻尼辅助器（33）连接；

所述的第一加固（1）包括：橡胶套箍（11）、嵌在所述橡胶套箍（11）内的弧形钢板（12）和用于固定橡胶套箍的环形喉箍（15），

其中，所述弧形钢板（12）外表面上设有与阻尼辅助器（33）配合连接的第一耳板(13)；

所述弧形钢板（12）内表面通过所述橡胶套箍（11）与被加固物体贴合接触；

所述的第二加固（2）包括：支座（21）、连接所述支座（21）的螺杆（22）和固定在所述第二加固（2）任一侧的钢板套组，

其中，设有与阻尼辅助器（33）配合连接的第二耳板（27）的所述钢板套组，包括第一钢板（24）和第二钢板（25）；所述第一钢板（24）与所述第二钢板（25）均设有相对应的螺孔，通过螺帽(26)固定在由所述支座（21）与所述螺杆（22）组成的矩形结构的一侧；

所述支座（21）的折角处为圆弧形，所述支座（21）的支脚处有与所述螺杆配合连接的圆孔，所述支座（21）通过螺母（23）与所述螺杆（22）固定连接，

其中，通过调整所述螺杆（22）上的螺母（23）加固被加固物体；

所述阻尼辅助器（33）与所述弧形阻尼器（3）连接处设有孔槽（331），通过所述孔槽与所述弧形阻尼器（3）连接，所述阻尼辅助器（33）的外表面上设有用于观察所述弧形阻尼器（3）绕所述阻尼辅助器（33）轴向偏移角度的刻度；

所述的弧形扁钢（31）通过设置在端头的柱销（35）与阻尼辅助器（33）上的孔槽连接；所述的弧形钢鞘（32）通过设置在端头的柱销（35）与阻尼辅助器（33）上的孔槽连接。

2.根据权利要求1所述的摩擦式弧形阻尼限位加固装置，其特征在于，所述第一耳板(13)上设有与所述阻尼辅助器（33）配合连接的第一螺栓孔(14)。

3.根据权利要求1所述的摩擦式弧形阻尼限位加固装置，其特征在于，所述的第二耳板（27）设置在所述第二钢板（25）上，所述的第二耳板（27）上设有与阻尼辅助器（33）配合连接的第二螺栓孔（28）。

4.根据权利要求1所述的摩擦式弧形阻尼限位加固装置，其特征在于，所述弧形扁钢（31）和所述弧形钢鞘（32）的圆心角均为60度，其嵌套部分圆心角为30度，所述弧形扁钢上设有以所述弧形扁钢两端为起止点的均匀刻度。

5.根据权利要求4所述的摩擦式弧形阻尼限位加固装置，其特征在于，所述弧形钢鞘（32）上设有螺孔，在所述螺孔上设有压紧螺栓(34)。

6.一种基于权利要求1所述摩擦式弧形阻尼限位加固装置的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1、选取橡胶套箍（11），对所述橡胶套箍（11）根据木柱尺寸裁剪；

S2、加工弧形钢板（12）和第一耳板(13)，将所述弧形钢板（12）与所述第一耳板(13)连接，将所述弧形钢板（12）部分嵌入所述橡胶套箍（11）内；

S3、选取环形喉箍（15），将其固定在橡胶套箍（11）的两端，组成第一加固（1）；

S4、加工支座（21），选取螺杆（22）及螺母（23）配合固定所述支座（21）；

S5、加工钢板套组的第一钢板（24）和第二钢板（25）并连接，在所述第二钢板（25）未与所述第一钢板连接一面设有第二耳板（27）；

S6、并将钢板套组安装在所述螺杆（22）上，组成第二加固（2）；

S7、在阻尼辅助器（33）中部浇筑孔槽（331），在其外表面绕柱一周设置刻度；

S8、根据被加固物体加工弧形阻尼器的弧形扁钢（31）和弧形钢鞘（32），分别在所述弧形扁钢和所述弧形钢鞘的一端设有柱销（35），将所述弧形扁钢与所述弧形钢鞘未设柱销的一端进行连接；

S9、将阻尼辅助器（33）分别装在所述弧形扁钢和所述弧形钢鞘的柱销上，组成弧形阻尼器（3）；

S10、将弧形阻尼器（3）的两端分别通过所述阻尼辅助器（33）与第一加固（1）和第二加固（2）连接，组成摩擦式弧形阻尼限位加固装置。