CN209874153U - 一种隐蔽式木框架组合耗能墙体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，包括由左右木柱、地栿和顶木梁构成耗能墙体支撑架；在耗能墙体支撑架内设有由耗能墙体外框架和耗能墙体内框架共同组成的耗能墙体主框架；耗能墙体内框架包括通过粘滞性阻尼器连接钢板连接件，与粘滞性阻尼器铰接的两根墙骨斜撑，两根墙骨斜撑分别通过木角撑与耗能墙体外框架角部内侧相连；耗能墙体主框架两侧包覆有覆板，耗能墙体主框架和覆板共同构成木框架耗能墙体。本实用新型解决了现有整体木构架结构的抗震性能问题；其结构形式简单，施工方便，构件隐蔽性好，应用前景广泛。

Description

一种隐蔽式木框架组合耗能墙体

技术领域

本实用新型涉及一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，属于古建筑木结构加固与修缮保护领域。适合传统木结构古建筑抗震加固及修缮需求。

背景技术

传统的轻型木结构剪力墙是由木框架与覆板通过钉子连接形成的墙体，覆板的材质为木基结构板材或石膏板等结构面板材料；其中木框架由墙骨柱、墙骨顶梁、墙骨底梁等规格材通过钉子和锚栓连接组成，这样的剪力墙其主要抗侧能力是通过木框架与覆板之间钉子连接实现的，其承载能力是有限的，尤其是作为内墙的剪力墙其两边的覆板一般都是石膏板，其抗剪能力远不如木基结构板材，一旦剪力墙需要承载很大的抗侧力，双面石膏板覆面的剪力墙很难胜任的。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有木结构耗能技术的缺陷与不足，提供一种隐蔽式木框架组合耗能墙体。解决了现有古建筑墙体加固方式通过采用砌体砖或者夯土制作而使整体木构架结构的抗侧刚度提高，承担的地震力大幅度增加的问题。本实用新型由粘弹性高阻尼橡胶和粘滞性阻尼器组合而成，小震时，粘弹性高阻尼橡胶和榫卯节点主要耗能，对小变形进行自复位修复；大震时，木结构外框架产生较大的侧移带动粘滞性阻尼器工作，达到耗能目的。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的。

一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，包括柱础石、地栿和古建筑上的左木柱和右木柱，所述左木柱和右木柱分别立于柱础石上，柱础石连接在地栿之间，地栿平置于柱础石之间的地面上，左木柱和右木柱顶部设有顶木梁；由所述左木柱、右木柱、地栿和顶木梁构成耗能墙体支撑架；在所述耗能墙体支撑架内设有由耗能墙体外框架和耗能墙体内框架共同组成的耗能墙体主框架；

所述耗能墙体内框架包括通过粘滞性阻尼器连接钢板连接件，与粘滞性阻尼器铰接的两根墙骨斜撑，两根墙骨斜撑分别通过木角撑与耗能墙体外框架角部内侧相连；

所述耗能墙体主框架两侧包覆有覆板，耗能墙体主框架和覆板共同构成木框架耗能墙体。

对于上述技术方案，本实用新型还有进一步优选的方案。

作为优选，耗能墙体外框架包括与顶木梁相接的墙骨顶梁及与地栿相接的墙骨底梁，墙骨顶梁和墙骨底梁两端部通过铅芯橡胶连接件分别与墙骨左柱和墙骨右柱连接，构成耗能墙体外框架。

作为优选，所述墙骨顶梁与墙骨底梁、墙骨左柱与墙骨右柱分别为对称结构且厚度相同，墙骨顶梁与墙骨底梁、墙骨左柱与墙骨右柱两端分别设有连接部的条形板，其一端为卯口，另一端为榫头，卯口和榫头开设圆孔，并在榫卯相接圆孔中埋入铅芯橡胶连接件，卯口和榫头依次榫卯相接。

作为优选，所述墙骨左柱及墙骨右柱分别紧贴左木柱右侧表面及右木柱左侧表面，并通过螺栓贯穿木柱连接固定。

作为优选，所述墙骨顶梁及墙骨底梁分别紧贴顶木梁下表面及地栿上表面。

作为优选，所述墙骨斜撑端部为T型结构，T型端部嵌入在木角撑的框架内，T型端顶部设两个对称的大耗能橡胶垫，T型端内侧设两个对称的小耗能橡胶垫，将墙骨斜撑固定在木角撑的框架内。

作为优选，所述木角撑为一对相向对称布置带限位台的三棱柱结构，三棱柱的底面设有定位台，通过螺栓贯穿定位台上的螺孔与墙体外框架角部相连。

作为优选，所述墙骨斜撑为T型结构，墙骨斜撑的T型头部通过两个相向布置的木角撑限位台顶住，并通过两对大耗能橡胶垫及小耗能橡胶垫填充在木角撑与墙骨斜撑T型端空隙中。

作为优选，所述钢板连接件为设有定位台的L型结构，L型结构两端分别设有定位台，通过螺栓分别贯穿定位台上的螺孔与墙骨左柱和墙骨底梁相连。

作为优选，包覆在所述墙体的主框架表面的覆板通过螺钉固定在墙体外框架上；覆板采用石膏板材质。

本实用新型以木材为墙体主框架，粘滞性阻尼器和粘弹性高阻尼橡胶为主要耗能构件，以石膏板为主要耐火构件。墙体主框架各部件之间主要通过榫卯连接，墙骨顶梁、墙骨底梁、墙骨左柱、墙骨右柱两端开孔并分别开设榫头及卯口两两相连，开孔部位用铅芯橡胶填充固定，两个墙骨斜撑一端与粘滞性阻尼器铆钉连接，另一端由木角撑及大小橡胶耗能垫与耗能墙体外框架连接。小震时，橡胶耗能垫和榫卯节点的高回弹性及大变形特点可以对变形进行自复位修复，降低了墙体的抗侧刚度，设置在墙体主框架角部的铅芯橡胶在剪切滞回变形及橡胶耗能垫的压缩变形实现了墙体的耗能减震性能。大震时，木结构外框架产生明显侧移并带动粘滞性阻尼器工作，大幅度提高墙体的耗能性能，达到抗震目的。墙体主框架通过螺栓杆与古建筑木结构的木框架柱连接固定，保证了耗能墙体与古建筑木结构的木框架连接的整体性。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的木框架耗能墙体抗侧刚度较小，具有较高的延性及耗能能力，可以在不明显提高古建筑木结构抗侧刚度的前提下大幅度减小结构的地震响应，提高结构的抗震能力及可靠度。本实用新型为组合耗能墙体，小震时橡胶和榫卯节点耗能，大震时粘滞性阻尼器可提供足够的耗能性能来达到抗震性能。满足木结构建筑的防火安全要求。本实用新型结构形式简单，施工方便，构件之间采用榫卯或者机械连接，可提前预制成块。本实用新型隐蔽性好，在古建筑修复的过程中可镶嵌内藏于外包砖墙之中，亦可在覆板外表面进行必要的装饰或美化，不影响古建筑原有风貌。本实用新型木框架耗能墙应用前景广泛，既可以参与古建筑的修复工作，也可以在现代木结构建筑中发挥作用。

附图说明

图1为本实用新型隐蔽式木框架组合耗能墙体实施例结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为图1中B处即耗能墙体主框架柱与古建筑柱体连接处放大示意图；

图4为本实用新型实施例耗能墙体主框架结构构造示意图；

图5(a)-(c)为本实用新型实施例墙体主框架墙骨顶梁结构示意图，图5(a)为主视图，图5(b)为俯视图，图5(c)为侧视图；

图6(a)-(c)为本实用新型实施例墙体主框架墙骨底梁结构示意图，图6(a)为主视图，图6(b)为俯视图，图6(c)为侧视图；

图7(a)-(c)为本实用新型实施例墙体主框架墙骨左柱结构示意图，图7(a)为主视图，图7(b)为侧视图，图7(c)为俯视图；

图8(a)-(c)为本实用新型实施例墙体主框架墙骨右柱结构示意图，图8(a)为主视图，图8(b)为侧视图，图8(c)为俯视图；

图9(a)-(b)为本实用新型实施例铅芯橡胶连接件构造示意图，图9(a)为主视图，图9(b)为侧视图；

图10(a)-(c)为本实用新型实施例墙体中大耗能橡胶垫构造示意图，图10(a)为主视图，图10(b)为右侧视图，图10(c)为下侧视图；

图11(a)-(b)为本实用新型实施例墙体中小耗能橡胶垫构造示意图，图11(a)为主视图，图11(b)为侧视图；

图12(a)-(c)为本实用新型实施例墙体木角撑构造示意图，图12(a)为主视图，图12(b)为右侧视图，图12(c)为下侧视图；

图13(a)-(c)为本实用新型实施例墙体中木框架斜撑构造示意图，图13(a)为主视图，图13(b)为侧视图，图13(c)为下侧视图；

图14(a)-(c)为本实用新型实施例墙体中连接墙体外框架与粘滞性阻尼器的钢板连接件构造示意图，图14(a)为主视图，图14(b)为左侧视图，图14(c)为下侧视图；

图15(a)-(c)为本实用新型实施例墙体中粘滞性阻尼器构造示意图，图15(a)为主视图，图15(b)为俯视图，图15(c)为侧视图；

图中的附图标记分别表示：1、顶木梁；2、左木柱；3地栿；4、右木柱；5、柱础石；6、墙骨顶梁；7、墙骨左柱；8、墙骨右柱；9、墙骨底梁；10、铅芯橡胶连接件；11、大耗能橡胶垫；12、木角撑；12-1、限位台；12-2、定位台；13、小耗能橡胶垫；14、墙骨斜撑；15、粘滞性阻尼器；16、钢板连接件；16-1、左钢板定位台；16-2、下钢板定位台；17、覆板；18、橡胶圈；19、铅芯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对实用新型做任何限制的依据。

如图1所示，一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，包括古建筑上的左木柱2和右木柱4，左木柱2和右木柱4底部通过柱础石5连接地栿3支撑，左木柱2和右木柱4顶部设有顶木梁1；左木柱2及右木柱4柱底平置于柱础石5顶面。地栿3平置于柱础石5之间的地面之上，地栿3左右两端紧邻柱础石5侧面。由左木柱2、右木柱4、地栿3和顶木梁1构成耗能墙体支撑架。

在耗能墙体支撑架内设有由耗能墙体外框架和耗能墙体内框架共同组成的耗能墙体主框架，耗能墙体主框架两侧贴有覆板17，耗能墙体主框架和覆板17共同构成木框架耗能墙体，该木框架耗能墙体通过螺栓连接耗能墙体支撑架。

其中，耗能墙体外框架包括与顶木梁1相接的墙骨顶梁6及与地栿3相接的墙骨底梁9，墙骨顶梁6和墙骨底梁9两端部通过铅芯橡胶连接件10分别与墙骨左柱7和墙骨右柱8连接，形成本实用新型耗能墙体外框架。墙骨顶梁6、墙骨左柱7、墙骨右柱8和墙骨底梁9截面厚度取相同尺寸。

其中，耗能墙体内框架包括粘滞性阻尼器15螺栓连接的钢板连接件16，与粘滞性阻尼器15铆钉连接的两根墙骨斜撑14，两根墙骨斜撑14端部分别通过木角撑12与耗能墙体外框架角部内侧相连。

耗能墙体外框架及耗能墙体内框架共同组成了本实用新型耗能墙体主框架，如图4所示。

另外，覆板17贴在墙骨顶梁6的两侧，见图2所示。

本实用新型耗能墙体主框架中所述墙骨左柱7及墙骨右柱8分别紧贴左木柱2右侧表面及右木柱4左侧表面，并通过螺栓贯穿木柱连接固定，连接处放大示意见图3所示。墙骨顶梁6及墙骨底梁9分别紧贴顶木梁1下表面及地栿3上表面。覆板17包覆于墙体主框架表面，并通过钉固定在耗能墙体外框架上。

本实用新型构造见图5(a)-(c)、图6(a)-(c)、图7(a)-(c)、图8(a)-(c)所示。

本实用新型铅芯橡胶连接件10由橡胶圈18及铅芯19组成，铅芯19内置于橡胶圈18之中呈圆柱状，其结构见图9(a)-(b)所示。

本实用新型木角撑12与墙体外框架角部内侧相连的空间内设置大耗能橡胶垫11及小耗能橡胶垫13各两个，以填充墙骨斜撑14端部与木角撑12墙体外框架角部内侧的空隙，且挤压紧密。大耗能橡胶垫11为圆缺状，结构见图10(a)-(c)所示，小耗能橡胶垫13为圆球形，结构见图11(a)-(b)所示。大耗能橡胶垫、小耗能橡胶垫、铅芯橡胶连接件采用丁基橡胶、溴化丁基橡胶或氯化丁基橡胶材料。

本实用新型的木角撑12为一对相向对称布置带限位台12-1的三棱柱结构，三棱柱的底面设有定位台12-2，通过螺栓贯穿定位台12-2上的螺孔与墙体外框架角部相连。单体木角撑12的构造见图12(a)-(c)所示。

本实用新型的墙骨斜撑14的构造见图13(a)-(c)所示，墙骨斜撑14为T型结构，T型尾部开设圆孔与粘滞性阻尼器15铆钉连接。墙骨斜撑14的T型头部通过两个相向布置的木角撑12限位台12-1顶住，并通过两对大耗能橡胶垫11及小耗能橡胶垫13填充在木角撑12与墙骨斜撑14T型端空隙中。见图4所示，一对相向对称布置木角撑12的限位台12-1与墙骨斜撑14T型端的墙骨斜撑臂相接后，形成稳固的墙体内框架支撑。

本实用新型的钢板连接件16为设有定位台的L型结构，L型结构两端分别设有左钢板定位台16-1和下钢板定位台16-2，通过螺栓贯穿左钢板定位台16-1上的螺孔与墙骨左柱7相连，通过螺栓贯穿下钢板定位台16-2上的螺孔与墙骨底梁9相连。左钢板定位台16-1和下钢板定位台16-2的厚度小于中部厚度；L型结构的短边开设圆孔与粘滞性阻尼器15螺栓连接。结构图见图14(a)-(c)。

本实用新型的粘滞性阻尼器15两端设有一定长度的连接构件，在连接构件两端开设圆孔与钢板连接件16螺栓连接，与墙骨斜撑14铆钉连接。其结构见图15(a)-(c)。

在梁柱发生变形时，设置在墙体主框架角部的铅芯橡胶10发生剪切滞回变形，墙骨斜撑14发生转动，大耗能橡胶垫11和小耗能橡胶垫13产生压缩变形，墙骨斜撑14发生转动，使粘滞性阻尼器15被拉伸，粘滞性阻尼器15进入工作。在小震情况下，木结构框架变形幅度小，此时，铅芯橡胶10产生剪切滞回变形，橡胶耗能垫产生压缩变形，同时橡胶的高回弹性和大变形特点可以使产生的转动变形自动回位，如此往复，实现了墙体的耗能减震；在大震情况下，梁柱变形程度较大，铅芯橡胶10和橡胶耗能垫的耗能性能已不能抵御强大的地震能量，此时，粘滞性阻尼器15被拉伸进入耗能工作，实现墙体的耗能减震。

应当指出，以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，在不脱离本实用新型原理的前提下可轻易想到的改进、润饰、变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实施例中未明确的各组成部分均可利用现有技术手段加以实现。

Claims (10)

1.一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，包括柱础石(5)、地栿(3)和古建筑上的左木柱(2)和右木柱(4)，所述左木柱(2)和右木柱(4)分别立于柱础石(5)上，柱础石(5)连接在地栿(3)之间，地栿(3)平置于柱础石(5)之间的地面上，左木柱(2)和右木柱(4)顶部设有顶木梁(1)；由所述左木柱(2)、右木柱(4)、地栿(3)和顶木梁(1)构成耗能墙体支撑架，其特征在于，在所述耗能墙体支撑架内设有由耗能墙体外框架和耗能墙体内框架共同组成的耗能墙体主框架；

所述耗能墙体内框架包括通过粘滞性阻尼器(15)连接钢板连接件(16)，与粘滞性阻尼器(15)铰接的两根墙骨斜撑(14)，两根墙骨斜撑(14)分别通过木角撑(12)与耗能墙体外框架角部内侧相连；

所述耗能墙体主框架两侧包覆有覆板(17)，耗能墙体主框架和覆板(17)共同构成木框架耗能墙体。

2.根据权利要求1所述的一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，其特征在于，耗能墙体外框架包括与顶木梁(1)相接的墙骨顶梁(6)及与地栿(3)相接的墙骨底梁(9)，墙骨顶梁(6)和墙骨底梁(9)两端部通过铅芯橡胶连接件(10)分别与墙骨左柱(7)和墙骨右柱(8)连接，构成耗能墙体外框架。

3.根据权利要求2所述的一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，其特征在于，所述墙骨顶梁(6)与墙骨底梁(9)、墙骨左柱(7)与墙骨右柱(8)分别为对称结构且厚度相同，墙骨顶梁(6)与墙骨底梁(9)、墙骨左柱(7)与墙骨右柱(8)两端分别设有连接部的条形板，其一端为卯口，另一端为榫头，卯口和榫头开设圆孔，并在榫卯相接圆孔中埋入铅芯橡胶连接件(10)，卯口和榫头依次榫卯相接。

4.根据权利要求3所述的一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，其特征在于，所述墙骨左柱(7)及墙骨右柱(8)分别紧贴左木柱(2)右侧表面及右木柱(4)左侧表面，并通过螺栓贯穿木柱连接固定。

5.根据权利要求3所述的一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，其特征在于，所述墙骨顶梁(6)及墙骨底梁(9)分别紧贴顶木梁(1)下表面及地栿(3)上表面。

6.根据权利要求1所述的一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，其特征在于，所述墙骨斜撑(14)端部为T型结构，T型端部嵌入在木角撑(12)的框架内，T型端顶部设两个对称的大耗能橡胶垫(11)，T型端内侧设两个对称的小耗能橡胶垫(13)，将墙骨斜撑(14)固定在木角撑(12)的框架内。

7.根据权利要求1所述的一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，其特征在于，所述木角撑(12)为一对相向对称布置带限位台(12-1)的三棱柱结构，三棱柱的底面设有定位台(12-2)，通过螺栓贯穿定位台(12-2)上的螺孔与墙体外框架角部相连。

8.根据权利要求7所述的一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，其特征在于，所述墙骨斜撑(14)为T型结构，墙骨斜撑(14)的T型头部通过两个相向布置的木角撑(12)限位台(12-1)顶住，并通过两对大耗能橡胶垫(11)及小耗能橡胶垫(13)填充在木角撑(12)与墙骨斜撑(14)T型端空隙中。

9.根据权利要求1所述的一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，其特征在于，所述钢板连接件(16)为设有定位台的L型结构，L型结构两端分别设有定位台，通过螺栓分别贯穿定位台上的螺孔与墙骨左柱(7)和墙骨底梁(9)相连。

10.根据权利要求1所述的一种隐蔽式木框架组合耗能墙体，其特征在于，包覆在所述墙体的主框架表面的覆板(17)通过螺钉固定在墙体外框架上；覆板(17)采用石膏板材质。