CN110939232A - 一种新型木结构柱脚节点加固结构及其施工方法 - Google Patents

一种新型木结构柱脚节点加固结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种新型木结构柱脚节点加固结构及其施工方法，所述加固结构包括钢底板、多个加强件和至少一个抱箍组件，所述抱箍组件包括内抱箍、弹性件和外抱箍，内抱箍套设于柱脚外，内抱箍的内径与柱脚的截面直径匹配，外抱箍设于内抱箍外，弹性件夹持于外抱箍与内抱箍之间，钢底板设有柱脚孔，钢底板固定于放置柱脚的础石上，柱脚位于柱脚孔内，柱脚孔的直径大于柱脚的直径，加强件固定于钢底板上，且与外抱箍的外侧壁连接。本发明的新型木结构柱脚节点加固结构，通过在内抱箍和外抱箍之间设置弹性件，当柱脚滑移时，内抱箍与柱脚一起发生有限滑移，通过弹性件的弹性形变来实现减震耗能，有助于提高木结构整体的安全性。

Description

一种新型木结构柱脚节点加固结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及木结构工程技术领域，特别涉及一种新型木结构柱脚节点加固结构及其施工方法。
背景技术
我国传统的木结构建筑，其具有一大建筑构造特点，即其木柱柱脚是直接放置于底部础石之上。近几十年来，国内外学者对这一构造特点开展了大量研究，对其大加赞赏，认为其是一个现代化的滑移隔振支座。诚然，当地震作用时，柱脚发生一定的侧移可以减缓框架产生较大的内力，但是也有不少人发现，柱脚发生位移同样是一种破坏形态，也提出了一些针对柱脚节点加固的创新设计思路并申请了专利，但是大部分加固方式存在刚度过大的问题。从力学角度分析，当柱脚刚度较大时，不仅其自身将承受较大的弯矩，同时也会使得框架整体的内力增大。因此，如何在限制柱脚超限位移与避免整体框架承受较大内力之间亟需找到一个平衡点。
公告号为CN207597720U的实用新型专利公开了一种木结构柱脚抗震节点结构，通过在木柱脚的基础中预埋地脚环形法兰钢板和竖直弧形钢片，钢片与圆木柱通过螺栓固定，以此控制柱脚位移，此种方式完全限制了柱脚滑移，但是并不能消耗圆木柱受到的内力，还是会对圆木柱造成损坏，且钢片与圆木柱通过螺栓固定，螺栓穿过圆木柱，必须得对圆木柱进行打孔，人为对圆木柱的结构造成破坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型木结构柱脚节点加固结构，增强木结构柱脚的抗震功能，同时不对木结构柱脚产生破坏。
本发明的另一目的在于，提供了一种上述新型木结构柱脚节点加固结构的施工方法。
本发明的技术方案为：一种新型木结构柱脚节点加固结构，包括钢底板、多个加强件和至少一个抱箍组件，所述抱箍组件包括内抱箍、弹性件和外抱箍，内抱箍套设于柱脚外，内抱箍的内径与柱脚的截面直径匹配，外抱箍设于内抱箍外，弹性件夹持于外抱箍与内抱箍之间，钢底板设有柱脚孔，钢底板固定于放置柱脚的础石上，柱脚位于柱脚孔内，柱脚孔的直径大于柱脚的直径，加强件固定于钢底板上，且与外抱箍的外侧壁连接。通过将柱脚孔的直径预设成大于柱脚的直径，即钢底板与柱脚之间预留间距，在地震时，允许柱脚在间距范围内滑移，防止柱脚超限位移，减少柱脚受到的内力，当柱脚滑移时，内抱箍与柱脚一起发生滑移，通过弹性件的弹性形变来实现减震耗能，有助于提高木结构整体的安全性，加强件连接外抱箍和钢底板，使得外抱箍不因弹性件的弹性力而发生位移，限制柱脚的位移量。
进一步，所述内抱箍包括两个内半箍，外抱箍包括两个外半箍，内半箍和外半箍的两端分别设有耳板，耳板上设有螺栓孔，两个内半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起，两个外半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起。内抱箍和外抱箍的连接方式简单，方便施工，方便拆卸和更换。
进一步，所述弹性件为橡胶圈，内抱箍、外抱箍和橡胶圈上分别对应设有多个定位孔，螺栓依次穿过内抱箍、外抱箍和橡胶圈上的定位孔，形成抱箍组件。简化内抱箍、外抱箍和橡胶圈三者之间的连接方式，方便施工。
进一步，所述柱脚孔的直径比柱脚的直径大10-20mm。在地震时，允许柱脚在间距范围内滑移，防止柱脚超限位移，减少柱脚受到的内力。
进一步，所述钢底板包括两块半环形板，两块半环形板的连接处通过点焊固定。
进一步，所述钢底板上设有多个螺栓孔，钢底板通过螺栓固定于础石上。
进一步，所述多个加强件为四个，所述内抱箍、外抱箍和钢底板分别为圆形，四个加强件等距分布于钢底板上，相邻两个加强件之间的夹角为90°。此种设置方式可增强外抱箍与钢底板之间的连接强度，且由于加强件、内抱箍和外抱箍的厚度较薄，其刚度较小，受较大的力作用时，会发生一定的屈曲，使得柱脚节点从刚性转变为半刚性，避免框架产生较大的内力而发生破坏。
进一步，所述加强件的截面为直角梯形状，加强件的两条直角边分别与钢底板和外抱箍固定连接。
进一步，所述抱箍组件为两个，两个抱箍组件分别在不同水平高度与柱脚连接。通过设置多个抱箍组件，增强耗能减震的能力，保证了框架的整体安全性。
本发明还提供了另一技术方案：一种上述新型木结构柱脚节点加固结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤S1：预制钢底板，钢底板的直径不小于外抱箍的直径，柱脚位于钢底板的柱脚孔内，柱脚孔的直径比柱脚的直径大10-20mm，再将钢底板固定至放置柱脚的础石上；
步骤S2：根据柱脚的直径预制内抱箍，将内抱箍紧贴柱脚设置；
步骤S3：在内抱箍的外侧设置外抱箍，弹性件夹持于内抱箍和外抱箍之间，弹性件的两端分别抵接于内抱箍和外抱箍；
步骤S4：将加强件固定于钢底板上，再将加强件与外抱箍的外侧壁连接。上述施工方法制作加工简单，所需材料易获取，造价低廉而又性能较佳，便于大批量制造使用，为传统木结构柱脚加固提供了一个性价比极高的施工方案。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明的新型木结构柱脚节点加固结构，通过将柱脚孔的直径预设成大于柱脚的直径，即钢底板与柱脚之间预留间距，在地震时，允许柱脚在间距范围内滑移，防止柱脚超限位移，减少柱脚受到的内力，避免木结构发生倾斜或严重倒塌破坏。
本发明的新型木结构柱脚节点加固结构，通过在内抱箍和外抱箍之间设置弹性件，当柱脚滑移时，内抱箍与柱脚一起发生有限滑移，通过弹性件的弹性形变来实现减震耗能，有助于提高木结构整体的安全性。
本发明的新型木结构柱脚节点加固结构，通过设置多个加强件，可增强外抱箍与钢底板之间的连接强度，且由于加强件、内抱箍和外抱箍的厚度较薄，其刚度较小，受较大的力作用时，会发生一定的屈曲，使得柱脚节点从刚性转变为半刚性，避免框架产生较大的内力而发生破坏。
附图说明
图1为本发明的新型木结构柱脚节点加固结构的立体图。
图2为本发明的新型木结构柱脚节点加固结构的俯视图。
图3为本发明的新型木结构柱脚节点加固结构的分解图。
图4为本发明的新型木结构柱脚节点加固结构的剖视图。
钢底板1、柱脚孔11、间距12、半环形板13、柱脚20、加强件2、础石30、内抱箍3、内半箍31、弹性件4、外抱箍5、外半箍51、定位孔6、螺栓7、耳板8、螺栓孔9、
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1和图2所示，本实施例一种新型木结构柱脚节点加固结构，包括钢底板1、多个加强件2和两个抱箍组件。
如图1和图3所示，两个抱箍组件分别设置于柱脚的不同水平高度上，抱箍组件包括内抱箍3、弹性件4和外抱箍5，内抱箍套设于柱脚20外，内抱箍的内径与柱脚的截面直径匹配，外抱箍设于内抱箍外，弹性件夹持于外抱箍与内抱箍之间，弹性件为橡胶圈，内抱箍、外抱箍和橡胶圈上分别对应设有多个定位孔6，螺栓7依次穿过内抱箍、外抱箍和橡胶圈上的定位孔，形成抱箍组件。在本实施例中，内抱箍包括两个内半箍31，外抱箍包括两个外半箍51，内半箍和外半箍的两端分别设有耳板8，耳板上设有螺栓孔9，两个内半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起，两个外半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起，内抱箍和外抱箍的连接方式简单，方便施工，方便拆卸和更换。
如图1和图4所示，钢底板的中部设有圆形柱脚孔11，钢底板固定于放置柱脚的础石30上，柱脚位于柱脚孔内，柱脚孔的直径比柱脚的直径大10mm，即钢底板与柱脚之间的间距12为10mm，在其它实施例中，间距也可以为15mm或者20mm，符合此范围即可，在此处不一一列举，通过在钢底板与柱脚之间预留间距，在地震时，允许柱脚在间距范围内滑移，防止柱脚超限位移，减少柱脚受到的内力；钢底板上设有多个螺栓孔，钢底板通过螺栓固定于础石上。在本实施例中，钢底板包括两块半环形板13，两块半环形板的连接处通过点焊固定。
如图1、图2和图3所示，多个加强件为四个，加强件的截面为直角梯形状，内抱箍、外抱箍和钢底板分别为圆形，四个加强件等距分布于钢底板上，加强件的两条直角边分别与钢底板和两个外抱箍的外侧壁焊接固定，相邻两个加强件之间的夹角为90°。此种设置方式可增强外抱箍与钢底板之间的连接强度，且由于加强件、内抱箍和外抱箍的厚度较薄，其刚度较小，受较大的力作用时，会发生一定的屈曲，使得柱脚节点从刚性转变为半刚性，避免框架产生较大的内力而发生破坏。
上述新型木结构柱脚节点加固结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤S1：将两块半环形板围设于柱脚外，两块半环形板的连接处通过点焊固定形成钢底板，钢底板的直径不小于外抱箍的直径，柱脚位于钢底板的柱脚孔内，柱脚孔的直径比柱脚的直径大10mm，即钢底板与柱脚之间的间距为10mm，再将钢底板通过螺栓固定至放置柱脚的础石上；
步骤S2：根据柱脚的直径预制内半箍，将两个内半箍共同套设于柱脚外且紧贴柱脚，再将两个内半箍之间的耳板通过点焊连接至一起形成内抱箍；
步骤S3：预制外半箍，两个外半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起形成外抱箍，外抱箍位于内抱箍外侧，橡胶圈夹持于外抱箍和内抱箍之间，螺栓依次穿过内抱箍、外抱箍和橡胶圈上的定位孔，形成抱箍组件；
步骤S4：将加强件的两条直角边分别与钢底板和两个外抱箍的外侧壁焊接固定。
上述施工方法制作加工简单，所需材料易获取，造价低廉而又性能较佳，便于大批量制造使用，为传统木结构柱脚加固提供了一个性价比极高的施工方案。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种新型木结构柱脚节点加固结构，其特征在于，包括钢底板、多个加强件和至少一个抱箍组件，所述抱箍组件包括内抱箍、弹性件和外抱箍，内抱箍套设于柱脚外，内抱箍的内径与柱脚的截面直径匹配，外抱箍设于内抱箍外，弹性件夹持于外抱箍与内抱箍之间，钢底板设有柱脚孔，钢底板固定于放置柱脚的础石上，柱脚位于柱脚孔内，柱脚孔的直径大于柱脚的直径，加强件固定于钢底板上，且与外抱箍的外侧壁连接。
2.根据权利要求1所述的新型木结构柱脚节点加固结构，其特征在于，所述内抱箍包括两个内半箍，外抱箍包括两个外半箍，内半箍和外半箍的两端分别设有耳板，耳板上设有螺栓孔，两个内半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起，两个外半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起。
3.根据权利要求1所述的新型木结构柱脚节点加固结构，其特征在于，所述弹性件为橡胶圈，内抱箍、外抱箍和橡胶圈上分别对应设有多个定位孔，螺栓依次穿过内抱箍、外抱箍和橡胶圈上的定位孔，形成抱箍组件。
4.根据权利要求1所述的新型木结构柱脚节点加固结构，其特征在于，所述柱脚孔的直径比柱脚的直径大10-20mm。
5.根据权利要求1所述的新型木结构柱脚节点加固结构，其特征在于，所述钢底板包括两块半环形板，两块半环形板的连接处通过点焊固定。
6.根据权利要求1所述的新型木结构柱脚节点加固结构，其特征在于，所述钢底板上设有多个螺栓孔，钢底板通过螺栓固定于础石上。
7.根据权利要求1所述的新型木结构柱脚节点加固结构，其特征在于，所述多个加强件为四个，所述内抱箍、外抱箍和钢底板分别为圆形，四个加强件等距分布于钢底板上，相邻两个加强件之间的夹角为90°。
8.根据权利要求7所述的新型木结构柱脚节点加固结构，其特征在于，所述加强件的截面为直角梯形状，加强件的两条直角边分别与钢底板和外抱箍固定连接。
9.根据权利要求1所述的新型木结构柱脚节点加固结构，其特征在于，所述抱箍组件为两个，两个抱箍组件分别在不同水平高度与柱脚连接。
10.一种权利要求1-9任一所述的新型木结构柱脚节点加固结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：预制钢底板，钢底板的直径不小于外抱箍的直径，柱脚位于钢底板的柱脚孔内，柱脚孔的直径比柱脚的直径大10-20mm，再将钢底板固定至放置柱脚的础石上；
步骤S2：根据柱脚的直径预制内抱箍，将内抱箍紧贴柱脚设置；
步骤S3：在内抱箍的外侧设置外抱箍，弹性件夹持于内抱箍和外抱箍之间，弹性件的两端分别抵接于内抱箍和外抱箍；
步骤S4：将加强件固定于钢底板上，再将加强件与外抱箍的外侧壁连接。
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