CN110847367A - 一种竹木结构消能减震节点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竹木结构消能减震节点，包括柱套筒、梁套筒、弧形铰接板、销轴孔、销轴、加劲板、黏弹性板、螺栓等。上下两层柱通过柱套筒相连，在柱套筒上焊接弧形铰接板，其上设有销轴孔。梁两端设有梁套筒，在梁套筒上焊接弧形铰接板，其上设有销轴孔。通过柱套筒和梁套筒上的弧形铰接板交错排布，调整位置使其销轴孔处于同心圆位置，并用建筑用强力胶将黏弹性板粘贴固定在两侧的弧形铰接板上。插入销轴连接后形成铰节点。受到强震或强风的作用后，该节点会绕销轴发生扭转运动，从而带动黏弹性板也跟随发生扭转转动，从而消耗振动能量。本发明构造简单，安装方便，消能减震效果好，能显著减小结构在灾害作用下的振动响应。

Description

一种竹木结构消能减震节点
技术领域
本发明涉及竹木结构梁柱节点设计领域，特别涉及一种竹木结构消能减震节点。
背景技术
竹木结构具有轻质、节能环保、设计灵活、美观大方等优点，可展现丰富多样的建筑风格，并且在结构性能方面具有良好的承载力。因为竹结构或木结构的梁柱长度有限，必须通过节点连接件实现组装，传统的竹木结构通过金属连接件或榫卯手段进行连接和固定。采用金属连接件进行节点连接时，一般节点没有消能减震的作用，而采用榫卯连接方式的节点强度较差，会导致建筑的整体抗震等能力快速降低。在受到地震或者风振时，竹木结构的梁柱连接节点经常会出现损坏，产生安全隐患，还会影响其使用寿命。此外，采用金属连接件进行连接的结构复杂，安装繁琐，会造成了施工上的困难，降低工程建设效率，所以需对其节点连接件进行改进。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种构造简单、安装方便的竹木结构节点连接件，不仅能提高减震消能的效果，而且能提高结构的安全性和耐久性。本发明通过弧形铰接板连接件装置，在结构受到地震能量输入时，能够通过弧形铰接板转动，其间设置的黏弹性材料跟随发生扭转而达到消能减震的目的。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种竹木结构消能减震节点，包括柱套筒、梁套筒、弧形铰接板、销轴、销轴孔、黏弹性板、加劲板、螺栓孔。竹结构或木结构的梁柱长度有限，必须通过节点连接件实现组装，单根柱的长度通常与层高相同，上下两层的柱通过柱套筒相连，在柱套筒内设置隔板，隔板位置位于中间，上半部分用于上层柱相连，下半部分用于下层柱相连，通过螺栓连接将柱固定在柱套筒内，在柱套筒上焊接有弧形铰接板A，焊接在柱套筒的边侧，其上设有销轴孔A。在弧形铰接板A下方设置加劲板，用以承受梁传递过来的剪力。梁的两端设有梁套筒，通过螺栓连接将梁固定在梁套筒上。在梁套筒上焊接有弧形铰接板B，焊接在梁套筒的边侧，位置与弧形铰接板A相对，其上设有销轴孔B，安装时将销轴依次穿过弧形铰接板A上的销轴孔A与弧形铰接板B上的销轴孔B，形成铰节点。弧形铰接板之间的空隙内设置黏弹性板。黏弹性板具有粘接性能好、弹性好的优点，通过在黏弹性板的两侧涂布高强胶，将其固定在两边的弧形铰接板上。当该铰接点发生转动时，黏弹性板发生扭转，由于其具有高分子物质的应力滞后于应变的特性，使该节点能达到消能减震的效果。
所述销轴为圆形钢制，在确定销轴孔A形心位置后，安装时调整梁的位置，使其上的销轴孔B的形心位置与销轴孔A的形心位置在同一水平直线上。销轴安装时，依次穿过销轴孔A和销轴孔B，形成铰接节点。弧形铰接板绕销轴发生转动，工作可靠，拆卸方便。
所述的销轴孔A和销轴孔B的大小相等，并与销轴相匹配，销轴孔A和销轴孔B的大小略大于销轴直径，满足机械中的公差要求，使销轴能够顺利插入销轴孔。销轴孔A在弧形铰接板A上的位置和销轴孔B在弧形铰接板B上的位置应保证满足销轴的装配要求，即在梁柱装配时，销轴孔A和销轴孔B能调整位置后形成同心圆。
所述的黏弹性板为黏弹性材料制成，均用建筑用强力胶将其两侧粘贴固定在弧形铰接板A和弧形铰接板B上。弧形铰接板A和弧形铰接板B相错交替排布后，中间的间隙间距相同，黏弹性板厚度与该间隙间距相同，黏弹性板上预留与销轴孔A、销轴孔B相同大小的孔洞，安装时可让销轴穿过。当该铰接节点发生转动时，由于黏弹性板两侧分别与弧形铰接板A、弧形铰接板B粘贴牢固，而弧形铰接板A和弧形铰接板B发生相对的转动。这样，黏弹性板受迫发生绕销轴的相对扭转运动，从而消耗地震或风振的能量，起到减小地震灾害或风振灾害的目的。黏弹性板的厚度根据弧形铰接板A和弧形铰接板B的间隙决定。
所述的梁套筒是通过螺栓孔用螺栓固定于梁上的。安装时，先将梁套筒放置在梁端的合适位置，再用螺栓加以固定。螺栓在梁套筒上等距均匀排列，以保证连接的稳定性。螺栓与螺栓孔的大小应符合相关使用规定。
所述的柱套筒也是通过螺栓孔用螺栓固定于柱上的。安装时，先将柱套筒放置在柱端的合适位置，再用螺栓加以固定。螺栓在柱套筒上等距均匀排列，以保证连接的稳定性。螺栓与螺栓孔的大小应符合相关使用规定。
所述的加劲板设置于弧形铰接板A下方，加劲板由两块钢板垂直焊接而成，平行于柱的钢板上设置等距螺栓孔，通过螺栓固定于柱侧，用于承受梁传来的剪力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明构造简单，施工方便，结构在受到强烈地震的作用或大风的作用后，该节点会绕销轴发生扭转运动，从而带动黏弹性板也跟随发生扭转转动，从而消耗振动能量，由此可保证结构整体的安全性，同时，黏弹性板具有粘接性能好、弹性好等优点，不仅有一定的缓冲能力，而且消能减震效果好。本发明提高了建筑物的抗震性能，适用于新建的各种竹木建筑结构的节点，也适用于既有竹木建筑物的加固。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的梁柱节点拆分示意图；
图3为I-I剖面图；
图4为II-II剖面图；
图5为梁柱节点连接件立体图；
图6为加劲板装置立体图；
图7为不同情况适用图；
图8为中间柱情况剖面图；
图9为角柱情况剖面图；
图10为边柱情况剖面图。
在附图1～附图10中，1为柱；2为柱套筒；3为销轴孔A；4为弧形铰接板A；5为销轴；6为弧形铰接板B；7为梁套筒；8为梁；9为螺栓孔；10为加劲板；11为销轴孔B；12为黏弹性板。
具体实施方法
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
图1是本发明的竹木结构消能减震节点连接件的整体结构示意图。对于本发明所针对的对象竹木结构而言，它的梁柱长度有限，必须依靠节点连接组成整体。如图1，核心在于销轴5依次穿过弧形铰接板A4与弧形铰接板B6上的销轴孔A3、销轴孔B11，形成铰节点来实现连接。如图4，柱套筒2上焊接有3块弧形铰接板A4，梁套筒上焊接有2块弧形铰接板B6。它们位置使销轴孔A3、销轴孔B11成为同心圆。弧形铰接板A4和弧形铰接板B6相错交替排布，且间隙间距相同。在这些间隙中，均用建筑用强力胶粘贴黏弹性板12。黏弹性板12的厚度根据弧形铰接板A4和弧形铰接板B6的间隙决定。如图3，当梁柱节点连接安装时，调整梁柱上的弧形铰接板A4和弧形铰接板B6位置，使它们的销轴孔对齐，并将销轴5插入这些销轴孔，形成铰接点，其中黏弹性板12充满整个间隙。如图6，为了达到稳定梁柱节点的目的，设置加劲板10，将加劲板10通过螺栓固定在柱上，使其承受梁传来的剪力。为了应对不同的实际情况，特在此呈现三种不同的柱位置情况，分别为中间柱、角柱和边柱。本发明提供的一种竹木结构消能减震节点连接件，其特征在于其施工步骤如下：
(1)如图1所示，将工厂预制好的柱套筒2通过螺栓孔9固定于柱1上，将梁套筒7通过螺栓孔9固定于梁8上；
(2)如图4所示，在柱套筒2上等距焊接三块弧形铰接板A4，在梁套筒7上等距焊接两块弧形铰接板B6，安装时使得这些弧形铰接板上的销轴孔均处于同心圆位置；
(3)如图3所示，用建筑用强力胶将黏弹性板12两侧粘贴固定在柱的弧形铰接板A4和梁的弧形铰接板B6上，应使黏弹性板12上的预留销轴孔洞与销轴孔A3、销轴孔B11对齐，随后插入销轴5连接；
(4)如图6所示，将加劲板10通过螺栓固定在柱1上。
上述仅为本发明在柱的一个连接方向的情况。在实际情况中，如图7所示，该连接节点可能为边柱连接或中柱连接，故一般梁柱的连接有三种的情况。如图8所示，柱的四面均与梁连接。如图9所示，柱的两面与梁连接，且形成转角型式。如图10所示，柱的三面与梁连接，且形成“T”字型式。在实际应用中，根据不同情况实施。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种竹木结构消能减震节点，其特征在于：上下两层的柱通过柱套筒(2)相连，在柱套筒(2)上焊接有弧形铰接板A(4)，其上设有销轴孔A(3)，在弧形铰接板A(4)下方设置加劲板(10)，梁的两端设有梁套筒(7)，在梁套筒(7)上焊接有弧形铰接板B(6)，其上设有销轴孔B(11)，安装时将销轴(5)依次穿过弧形铰接板A(4)与弧形铰接板B(6)上的销轴孔A(3)、销轴孔B(11)，形成铰节点，其间设置黏弹性板(12)。
2.根据权利要求1所述的一种竹木结构消能减震节点，其特征在于：所述销轴(5)为圆形钢制，销轴(5)安装时穿过销轴孔A(3)和销轴孔B(11)，形成铰接节点。
3.根据权利要求1所述的一种竹木结构消能减震节点，其特征在于：所述的销轴孔A(3)和销轴孔B(11)的大小相同，且与销轴(5)相匹配，并满足机械中的公差要求，销轴孔A(3)在弧形铰接板A(4)上的位置和销轴孔B(11)在弧形铰接板B(6)上的位置应保证满足销轴(5)的装配要求。
4.根据权利要求1所述的一种竹木结构消能减震节点，其特征在于：所述的黏弹性板(12)为黏弹性材料制成，两侧粘贴固定在弧形铰接板A(4)和弧形铰接板B(6)上，弧形铰接板A(4)和弧形铰接板B(6)相错交替排布后中间的间隙间距相同，黏弹性板(12)厚度与该间隙间距相同，黏弹性板(12)上预留与销轴孔A(3)、销轴孔B(11)相同大小的孔洞。
5.根据权利要求1所述的一种竹木结构消能减震节点，其特征在于：所述的梁套筒(7)通过螺栓孔(9)用螺栓固定于梁(8)上。
6.根据权利要求1所述的一种竹木结构消能减震节点，其特征在于：所述的柱套筒(2)通过螺栓孔(9)用螺栓固定于柱(1)上。
7.根据权利要求1所述的一种竹木结构消能减震节点，其特征在于：所述的加劲板(10)设置于弧形铰接板A(4)下方，并固定于柱(1)侧。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111255072A (zh) * 2020-01-22 2020-06-09 青岛理工大学 碗扣式木梁柱组合节点及安装方法
CN111749336A (zh) * 2020-07-01 2020-10-09 西安建筑科技大学 一种胶合木结构用梁柱摩擦耗能节点
CN112095794A (zh) * 2020-09-11 2020-12-18 西安建筑科技大学 一种木质耗能支撑-胶合木框架结构

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