CN208685816U - 一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点，属于建筑结构技术领域，主要包括木梁(1)，木柱(2)，木梁贯穿孔道(3)，木柱贯穿孔道(4)，贯通钢筋(5)，阻尼器封板(6)，黏弹性阻尼器(7)。针对常规的木结构接头连接强度低，耐久性差的问题，本实用新型将贯通钢筋(5)通过张拉后，施加预应力，并锚固在梁(1)的两端，使木结构梁柱连接节点的连接强度大幅提高，可承受较大荷载，同时在地震往复作用时，黏弹性阻尼器(7)产生剪切变形，从而消耗大量地震能量，提高结构的抗震性能，且梁柱接头较隐蔽，能较好保留木结构的特有风貌。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，涉及一种新型木结构抗震连接节点。
背景技术
中国的木结构具有上千年的历史，但因历史原因我国木材资源遭受严重破坏，并随着钢筋混凝土等建筑材料的普及，混凝土结构建筑、钢结构建筑已逐渐替代木结构建筑成为建筑工程中的主流，木结构建筑停滞了近三十余年。近十余年来，中国木材工业发展迅速，国外价优质好的木材大量进口，人们在建造房屋时对绿色、健康、可再生的建筑材料愈来愈青睐，故木结构又重新受到人们的关注。
研究表明，绝大多数木结构建筑的损坏部位均集中在榫头处，榫头损坏的原因多为脱榫、榫头老化腐蚀等。第一，榫头结构的水平力反力，以竖向力与弯矩为主，一旦水平力过大，很容易会由稳定体系变为可变体系，进而发生脱榫的现象。第二，木材为生物有机材料，不可避免地会受到外界环境和生物作用的影响，导致榫头的腐朽、虫蛀，使榫头的断面积减小，强度降低，容易造成建筑结构倒塌。
考察已有的发明专利，例如专利文献CN 105239673 A公开了一种用于木结构连接的榫接接合木结构方柱的制造方法，通过改善榫头和榫槽形状使木结构外形更加美观，通过合理选取各榫头和榫槽的尺寸使木结构的抗震性能得到了提高。但该方式榫头与榫槽的截面面积遭到削弱，结构强度不高，一旦水平力过大，很容易造成脱榫，从而使结构破坏。例如专利文献CN 104790535 A公开了一种木结构建筑梁柱连接节点结构，其木梁和木柱由钢制连接件连接，钢制连接件由方形套筒和至少一个与方形套筒侧壁垂直焊接成一体的“U”形槽构成。它用钢制连接件和螺栓及卡箍代替榫卯实现木结构建筑梁和柱的连接，节点的连接强度、抗弯能力和抗拉能力比榫卯连接提高较多，节点结构简单，安装简便。但该构造由钢制连接件连接梁柱节点，处理之后的节点仍然为铰结点，即该构造节点的刚度不大，受到地震作用时，会发生较大的侧向位移。此外，该钢制连接件的主要组成部分为方形套筒，在较大地震作用下，容易发生局部屈曲而发生破坏。且该构造的钢制连接件尺寸过大，易形成视觉上的突兀感，也丧失了木结构特有的风貌。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是克服常规的木结构接头连接强度低，耐久性差的缺点，提供一种新型抗震连接节点，该抗震连接节点使连接接头的连接强度得到提高，在提高接头连接能力的同时，提高了结构的抗震性能，在风致振动及地震作用下，阻尼材料能快速地耗散风振或地震能量，从而提高本结构的抗震能力。本结构不容易出现脆性破坏，使木结构构件的连接牢固。而且钢材与木结构的连接部位不甚明显，较好地保留木结构的原有风貌。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种新型抗震连接节点，包括木梁(1)，木柱(2)，木梁贯穿孔道(3)，木柱贯穿孔道(4)，贯通钢筋(5)，阻尼器封板(6)，黏弹性阻尼器(7)，圆锥形锚塞(8)，木梁端板(9)。
木梁贯穿孔道(3)位于木梁横截面中心轴线上，贯通钢筋(5)从中穿过并在该钢筋上施加预应力，中心轴线位置可防止贯穿钢筋(5)偏心受力导致结构开裂。
贯通钢筋(5)两端具有螺纹表面，可与黏弹性阻尼器(7)内套筒(12)的内表面的螺纹连接。贯通钢筋(5)伸出圆锥形锚塞(8)的长度过短会导致地震时产生连接破坏，贯通钢筋(5)两端的螺纹长度为l＝R/T，其中R为每mm长度的螺纹的抗拉强度，T为阻尼器的抗拉承载力。张拉的预应力大小应根据设计计算确定。
圆锥形锚塞(8)由若干片组成，圆锥形锚塞(8)与木梁(1)之间设置一中间带孔的钢制木梁端板(9)，避免木梁(1)端部局部应力集中，木梁端板(9)孔心与木梁贯穿孔道(3)位于同一轴线上，使贯通钢筋(5)通过；贯通钢筋(5)通过后张法施加预应力后，用圆锥形锚塞(8)卡住，圆锥形锚塞(8)抵在木梁端板(9)外侧，使贯通钢筋(5)锚入木梁(1) 内。
木柱(2)中设有木柱贯穿孔道(4)，黏弹性阻尼器(7)嵌合于该木柱贯穿孔道(4)中，黏弹性阻尼器(7)一端与贯通钢筋(5)通过螺纹相连，另一端与阻尼器封板(6)通过焊接相连；阻尼器封板(6)位于木柱(2)外侧，通过螺栓(10)与木柱(2)相连。阻尼器封板 (6)材质为钢材，为平板结构。
黏弹性阻尼器(7)为筒式剪切型阻尼器，由外套筒(11)、内套筒(12)、黏弹性材料(13) 构成，硫化的黏弹性材料(13)连接于内外套筒，吸收地震来临时的结构振动能量，黏弹性阻尼器(7)提前预制；外套筒(11)预先与阻尼器封板(6)焊接，形成整体结构。内套筒(12)内部空心并有螺纹，可与贯通钢筋(5)通过螺纹连接。黏弹性材料(13)预先塞入内外套筒内。
贯穿钢筋(5)、黏弹性阻尼器(7)、圆锥形锚塞(8)、阻尼器封板(6)、木梁端板(9)均采用钢材，表面涂刷防锈漆，从而提高结构节点的连接强度和耐久性。同时阻尼器封板(6)、木梁端板(9)等外露的连接部位尽可能减小，从而增强结构的美观性。
与传统榫卯连接相比，本发明的优点是：
1.本发明用钢筋和钢制的阻尼器封板代替榫卯结构实现木结构建筑梁和柱的连接，节点的连接强度和抗拉能力相比传统结构大幅度提高，能够有效地防止局部破坏。
2.本发明对木梁预先施加预应力，能够有效地提高木梁的抗弯能力。
3.本发明梁柱节点连接结构加设黏弹性阻尼器，能够有效地抵抗地震等水平力的冲击作用。
4.本发明结构简单，安装方便，施工速度快，易于机械化生产。
5.本发明将现代科技与传统材料结合进行梁柱加固。
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为连接器轴测图；
图2为抗震加固榫卯结构效果图；
图3为框架左视图；
图4为A-A连接器剖面图；
图5为黏弹性阻尼器(含阻尼器封板)详图；
图6为阻尼器剖面图；
图7为B-B阻尼器剖面图(前视图)；
图8为锚塞细节详图；
图9为单个锚塞片效果图；
图10为表面带有螺纹的贯穿钢筋轴测图。
在附图1-10中，1为木梁；2为木柱；3为木梁贯穿孔道和木柱贯穿孔道；5为贯通钢筋； 6为阻尼器封板；7为黏弹性阻尼器；8为圆锥形锚塞；9为木梁端板；10为螺栓；11为外套筒；12为内套筒；13为黏弹性材料。
具体实施方式
下面对本发明实施中的技术方案进行清晰完整地描述，所描述的实施方式仅为本发明的一部分实施方式，并非全部实施方式，基于本发明中的实施方式，本领域中有关人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明包括：
木梁(1)，木柱(2)，木梁贯穿孔道(3)，木柱贯穿孔道(4)，贯通钢筋(5)，阻尼器封板(6)，黏弹性阻尼器(7)，圆锥形锚塞(8)，木梁端板(9)。
贯通钢筋(5)通过木梁贯穿孔道(3)贯穿木梁(1)，用圆锥形锚塞(8)锚固于木梁(1) 内；阻尼器封板(6)与黏弹性阻尼器(7)相焊接，与木柱(2)通过螺栓(10)连接；贯通钢筋(5)与黏弹性阻尼器(7)通过螺纹连接。
1.在木梁(1)上设置木梁贯穿孔道(3)，两端设置木梁端板(9)，然后用一贯通钢筋(5) 埋置于该木梁贯穿孔道(3)内，贯通钢筋(5)端部有螺纹，穿过木梁贯穿孔道(3)并伸出木梁端板(9)后，在木梁(1)一端用圆锥形锚塞(8)锚住，另一端进行张拉，张拉到一定程度后锚入另一圆锥形锚塞(8)，张拉后的圆锥形锚塞(8)抵在木梁端板(9)上，张拉的预应力大小应根据设计计算确定，张拉后的贯通钢筋(5)伸出圆锥形锚塞(8)一定长度，其预留长度要方便与黏弹性阻尼器(7)的连接；
2.黏弹性阻尼器(7)采用工厂提前预制，并预先与阻尼器封板(6)焊接。木柱(2)内有木柱贯穿孔道(4)，黏弹性阻尼器(7)嵌合于该榫孔中；
安装黏弹性阻尼器(7)时，预先将木梁(1)与木柱(2)搭接到位，贯通钢筋(5)伸入木柱(2)的木柱贯穿孔道(4)内，将黏弹性阻尼器(7)从木柱贯穿孔道(4)外侧伸入，通过内套筒(12)内表面和贯通钢筋(5)外表面的螺纹紧密连接；
3.阻尼器封板(6)为平板型钢封板，黏弹性阻尼器(7)安装到位后，阻尼器封板(6)与木柱(2)的外侧面用螺栓(10)连接，以使木梁(1)与木柱(2)结合；
4.本发明所采用的加固方法，并未限定贯通钢筋(5)之数目及其直径，施工时可以根据木构件的状况，选择不同数量、不同截面面积的带螺纹贯通钢筋(5)。
以上所述仅为本发明的实施方式，并未因此限制本发明的专利范围，凡利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点，包括木梁(1)，木柱(2)，木梁贯穿孔道(3)，木柱贯穿孔道(4)，贯通钢筋(5)，阻尼器封板(6)，黏弹性阻尼器(7)，圆锥形锚塞(8)，木梁端板(9)，其特征在于：所述的木梁(1)内设置预留木梁贯穿孔道(3)，施工时埋入贯通钢筋(5)，贯通钢筋(5)张拉后用圆锥形锚塞(8)锚固于木梁(1)内，对木梁(1)施加预应力；贯通钢筋(5)与黏弹性阻尼器(7)通过螺纹相连，黏弹性阻尼器埋入木柱(2)的木柱贯穿孔道(4)内，在木柱(2)端头与阻尼器封板(6)焊接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点，其特征在于：木梁(1)、木柱(2)内部设置木梁贯穿孔道(3)、木柱贯穿孔道(4)，木梁贯穿孔道(3)位于木梁横截面中心轴线上；木梁贯穿孔道(3)、木柱贯穿孔道(4)内设有贯通钢筋(5)。
3.根据权利要求1所述的一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点，其特征在于：贯通钢筋(5)具有螺纹表面，钢筋两端设置圆锥形锚塞(8)对其施加预应力，贯通钢筋(5)伸出圆锥形锚塞(8)，钢筋的长度能够使其与黏弹性阻尼器(7)相连。
4.根据权利要求1所述的一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点，其特征在于：圆锥形锚塞(8)材料为钢材，由若干片组成，木梁(1)两端设置中间带孔的木梁端板(9)，贯通钢筋(5)在木梁(1)两端穿出木梁端板(9)和圆锥形锚塞(8)，贯通钢筋(5)通过后张法施加预应力后，用圆锥形锚塞(8)卡住，圆锥形锚塞(8)抵在木梁端板(9)外侧，使贯通钢筋(5)锚入木梁(1)内。
5.根据权利要求1所述的一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点，其特征在于：预先对木梁(1)通过贯通钢筋(5)及圆锥形锚塞(8)施加预应力。
6.根据权利要求1所述的一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点，其特征在于：木柱(2)中设有木柱贯穿孔道(4)，黏弹性阻尼器(7)嵌合于该木柱贯穿孔道(4)中，黏弹性阻尼器(7)一端与贯通钢筋(5)通过螺纹相连，另一端与阻尼器封板(6)通过焊接相连，阻尼器封板(6)位于木柱(2)外侧，通过螺栓(10)与木柱(2)相连；阻尼器封板(6)材质为钢材，为平板结构。
7.根据权利要求1所述的一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点，其特征在于：该黏弹性阻尼器(7)为筒式剪切型阻尼器，由外套筒(11)、内套筒(12)、黏弹性材料(13)构成，黏弹性阻尼器(7)提前预制；外套筒(11)预先与阻尼器封板(6)焊接，形成整体；内套筒(12)内部空心并有螺纹，可与贯通钢筋(5)通过螺纹连接，黏弹性材料(13)预先塞入内外套筒内。
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| CN108412054A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-08-17 | 南京林业大学 | 一种适用于木结构梁柱连接的新型阻尼连接节点 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Assignee: Suqian De Wei new material Co., Ltd Assignor: Nanjing Forestry University Contract record no.: X2019320000282 Denomination of utility model: Novel damping connecting joint suitable for wood structure beam and column connection Granted publication date: 20190402 License type: Common License Record date: 20191119 Assignee: Nanjing Boke New Material Industry Research Institute Co., Ltd. Assignor: Nanjing Forestry University Contract record no.: X2019320000283 Denomination of utility model: Novel damping connecting joint suitable for wood structure beam and column connection Granted publication date: 20190402 License type: Common License Record date: 20191119 Assignee: Suqian Dewei Fiberglass Co., Ltd. Assignor: Nanjing Forestry University Contract record no.: X2019320000281 Denomination of utility model: Novel damping connecting joint suitable for wood structure beam and column connection Granted publication date: 20190402 License type: Common License Record date: 20191119 |
|
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