CN206769442U - 一种木结构建筑榫卯节点限位加固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种木结构建筑榫卯节点限位加固装置，包括钢质外壳和镶装在钢质外壳内的锯齿橡胶套，在锯齿橡胶套内自上而下分别依次装有钢质多片阻力板和弹簧；在钢质多片阻力板上方装有延伸出钢质外壳的活塞杆，在弹簧下方设有弹簧固定板，弹簧固定板下方设有旋入钢质外壳中调节螺丝，钢质外壳下方固定有固定杆。该装置结构简单、成本低廉、易于制造、使用可靠、安装维护方便、使用年限寿命长且具有良好加固能力，应用于古代木结构建筑榫卯节点的加固中，减轻了古建筑木结构在地震等外力作用下的破坏程度。

Description

一种木结构建筑榫卯节点限位加固装置

技术领域

本实用新型属于土木工程构件，具体涉及一种木结构建筑榫卯节点限位加固装置，用于古代木结构建筑榫卯节点以及其他类似结构的加固。

背景技术

古代木结构建筑中的梁和柱均通过榫卯连接，且榫卯节点具有良好的耗能性能。现存古代木结构建筑在经历千百年的使用后，整体或者局部破坏严重，主要表现在榫卯节点的性能下降十分严重。因此，对古代木结构建筑进行科学加固就变的尤为重要。

目前，榫卯节点的加固方法有扁钢加固、CFRP加固、阻尼器加固、GFRP加固等。其中，阻尼器不但能给原结构提供附加阻尼从而起到减震作用，而且不会破坏榫卯节点本身的工作原理。目前用于古代木结构建筑的阻尼器有液体粘滞阻尼器、形状记忆合金阻尼器、摩擦阻尼器等。其中，形状记忆合金阻尼器通过高弹性形状记忆合金的超弹性、高阻尼的材料特性抵抗外部荷载。液体粘滞阻尼器采用挤压工作油质通过导油小孔产生相应的阻力来为榫卯结构提供附加阻尼。摩擦阻尼器通过相应的工作结构产生摩擦从而提供阻尼。形状记忆合金耗能能力有限，且造价高昂，不利于推广应用。液体粘滞阻尼器存在“漏油”和老化问题，维护复杂且极易影响建筑外观。摩擦阻尼器的摩擦工件大部分采用滑动摩擦的方式产生摩擦力，这种摩擦方式极易受到天气等条件的影响。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是，提供一种结构简单、成本低廉、易于维护、使用年限寿命长且具有良好加固能力的新型限位加固装置。

达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种木结构建筑榫卯节点限位加固装置，包括钢质外壳和镶装在钢质外壳内的锯齿橡胶套，在锯齿橡胶套内自上而下分别依次装有钢质多片阻力板和弹簧；在钢质多片阻力板上方装有延伸出钢质外壳的活塞杆，在弹簧下方设有弹簧固定板，弹簧固定板下方设有旋入钢质外壳中调节螺丝，钢质外壳下方固定有固定杆。

作为优选，所述锯齿橡胶套的内壁分布有锯齿状齿牙，齿牙向下分布。

作为优选，所述钢质多片阻力板包括一个钢管，以及沿钢管自上而下呈水平分布的若干圆盘，圆盘插入所述锯齿橡胶套的上段齿牙中。

作为优选，所述弹簧分布在锯齿橡胶套的下段齿牙腔体中。

作为优选，所述活塞杆与钢质外壳上部滑动连接。

作为优选，所述调节螺丝与钢质外壳下部螺纹连接。

本实用新型的限位加固装置，具有以下有益效果：

1、本实用新型的限位加固装置应用于古代木结构建筑榫卯节点的加固中，减轻了古建筑木结构在地震等外力作用下的破坏程度。当地震等外力作用发生时，弹簧在筒内受拉或受压并储存能量，多片阻力板随弹簧运动并摩擦锯齿橡胶套耗能，如此往复，且每次弹簧的伸长量或压缩量渐次急剧变小，最后弹簧及阻力板运动停止。

2、本实用新型的限位加固装置所使用的材料价格低廉，装置结构简单，易于制造、使用可靠、安装维护方便。其中的橡胶耗材可使用增材制造等方式快速制备。

附图说明

图1是加固装置安装图；

图2是多片阻力板的剖视图；

图3是加固装置剖视图；

图4是加固装置轴测图；

图5是多片阻力板俯视图；

图6是弹簧的主视图。

图中：1、螺栓孔a；2、活塞杆；3、钢质多片阻力板；4、锯齿橡胶套；5、钢质外壳；6、弹簧；7、弹簧固定板；8、调节螺丝；9、固定杆；10、螺栓孔b；11、螺栓；12、圆形钢带；13、方形钢带；14、木柱；15、木梁。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

图3所示，本装置主要包括活塞杆2、钢质外壳5、钢质多片阻力板3、锯齿橡胶套4、弹簧6、弹簧固定板7、调节螺丝8和固定杆9。锯齿橡胶套4镶装在钢质外壳5内，在锯齿橡胶套4内自上而下分别依次装有钢质多片阻力板3和弹簧6；锯齿橡胶套4的内壁分布有锯齿状齿牙，齿牙向下分布。钢质多片阻力板3为中心是一个钢管，沿钢管中心自上而下呈水平分布有若干圆板，见图2所示，钢质多片阻力板3上下端面带孔圆板与钢管齐平，钢质多片阻力板3俯视图见图5所示；圆板插入在锯齿橡胶套4的上段齿牙中，弹簧6分布在锯齿橡胶套4的下段齿牙腔体中。在钢质多片阻力板3上方装有延伸出钢质外壳5的活塞杆2，活塞杆2与钢质外壳5上部滑动连接。在弹簧6下方设有弹簧固定板7，弹簧6与弹簧固定板7焊接在一起，弹簧的放大结构见图6所示。弹簧固定板7下方设有旋入钢质外壳5中调节螺丝8，调节螺丝8与钢质外壳5下部螺纹连接。钢质外壳5下方固定有固定杆9。

组装时，将钢质多片阻力板3从顺锯齿方向装入锯齿橡胶套4中，然后将活塞杆2与钢质多片阻力板3焊接在一起。从另一方向装入焊接好的弹簧6与弹簧固定板7，将钢质多片阻力板3与弹簧6焊接在一起，然后将装置钢质外壳5两端的带孔圆盖焊接上。

如图3所示，活塞杆插入装置外壳内，并且在活塞杆2与钢质外壳5的接触处做相应的润滑措施。将调节螺丝8旋入钢质外壳5中，旋入的长度根据实际长度而定并做好相应的润滑措施。

固定杆为钢质圆管，直接焊接在装置外壳上。钢制外壳5两端的带孔圆盖、活塞杆2、固定杆9，在制作时预留符合设计要求的圆孔。钢质外壳5、钢质多片阻力板3、弹簧固定板7、活塞杆2、固定杆9的材料均为Q235钢材。锯齿橡胶套的材料依实际情况而定，采用增材制造方法制备。调节螺丝使用相应的标准件。加固装置整体结构见图4所示。

图3结合图1所示，固定杆9和活塞杆2在铸造时预留螺栓孔a1、b10，用螺栓11将加固装置与分别缠绕在木柱14、木梁15上的圆形钢带12和方形钢带13通过螺栓连接，缠绕在木柱、木梁上的钢带材料均为软钢。在固定杆9和活塞杆2与木柱14和木梁15快要接触的地方放置一块橡胶垫，防止地震等外力作用发生时螺栓出现松动，从而避免固定杆9和活塞杆2破坏木柱14和木梁15。

当地震等外力作用发生时，弹簧6产生往复运动并带动钢质多片阻力板3运动与锯齿橡胶套4产生摩擦，从而达到消耗能量的目的。并且，该运动会很快停止，最后未被消耗的能量大部分储存在弹簧中。

该装置在榫卯结构受外力夹角变大时弹簧拉伸，弹簧在筒内受拉并储存能量，多片阻力板随弹簧运动并摩擦锯齿橡胶套耗能，由锯齿橡胶套4的锯齿形状可以推断，最后弹簧及阻力板运动很快停止，剩余的能量储存在弹簧中。当榫卯结构受外力夹角变小时弹簧压缩，弹簧在筒内压缩并储存能量，多片阻力板随弹簧运动并摩擦锯齿橡胶套耗能，然后弹簧回弹，多片阻力板随弹簧运动并摩擦锯齿橡胶套耗能，由锯齿橡胶套4的锯齿形状可以推断，最后弹簧及阻力板运动很快停止，剩余的能量储存在弹簧中。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员可在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种木结构建筑榫卯节点限位加固装置，其特征在于：包括钢质外壳(5)和镶装在钢质外壳(5)内的锯齿橡胶套(4)，在锯齿橡胶套(4)内自上而下分别依次装有钢质多片阻力板(3)和弹簧(6)；在钢质多片阻力板(3)上方装有延伸出钢质外壳(5)的活塞杆(2)，在弹簧(6)下方设有弹簧固定板(7)，弹簧固定板(7)下方设有旋入钢质外壳(5)中调节螺丝(8)，钢质外壳(5)下方固定有固定杆(9)。

2.根据权利要求1所述的木结构建筑榫卯节点限位加固装置，其特征在于：所述锯齿橡胶套(4)的内壁分布有锯齿状齿牙，齿牙向下分布。

3.根据权利要求2所述的木结构建筑榫卯节点限位加固装置，其特征在于：所述钢质多片阻力板(3)包括一个钢管，以及沿钢管自上而下呈水平分布的若干圆盘，圆盘插入所述锯齿橡胶套(4)的上段齿牙中。

4.根据权利要求2所述的木结构建筑榫卯节点限位加固装置，其特征在于：所述弹簧(6)分布在锯齿橡胶套(4)的下段齿牙腔体中。

5.根据权利要求1所述的木结构建筑榫卯节点限位加固装置，其特征在于：所述活塞杆(2)与钢质外壳(5)上部滑动连接。

6.根据权利要求5所述的木结构建筑榫卯节点限位加固装置，其特征在于：所述调节螺丝(8)与钢质外壳(5)下部螺纹连接。