CN211735769U - 一种轻型木质支撑耗能结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轻型木质支撑耗能结构，包括木支撑和木墙骨柱，木支撑和木墙骨柱的端部通过耗能连接件连接，耗能连接件包括支撑连接板、基部面板、骨柱连接板和阻尼耗能模块，骨柱连接板和基部面板的一条侧边连接，阻尼耗能模块包括内部阻尼耗能层和外覆阻尼保护层，支撑连接板和基部面板重叠设置且上下两端通过耗能桥接部连接，支撑连接板和基部面板之间留存有用于插入内部阻尼耗能层的插缝，内部阻尼耗能层插入至插缝中后，连同基部面板和支撑连接板一并包覆于外覆阻尼保护层中。与现有技术相比，本实用新型具有通过设置耗能连接件，利用刚性骨架和阻尼耗能模块的组合，使连接节点具有良好的承载能力、节点刚度和耗能能力，从而有效提升轻型木结构剪力墙的耗能能力和抗侧能力等优点。

Description

一种轻型木质支撑耗能结构

技术领域

本实用新型涉及建筑结构工程技术领域，尤其是涉及一种轻型木质支撑耗能结构。

背景技术

木材是广泛应用的建筑材料，具有可再生、绿色环保的特点。以木材为主要建筑材料的轻型木结构房屋具有节能环保、施工快捷、抗震性能好等优点。建筑在材料生产、建造及使用维护过程中均需消耗大量的能源，因此大力推广轻型木结构房屋在我国的发展与应用是支撑建筑行业节能减排和可持续发展的重要途径。

轻型木结构是由木框架剪力墙、木楼盖和木屋盖构成的结构体系。木框架剪力墙是由墙骨柱、顶梁板与底梁板形成的木框架和木基结构板采用钉子连接而成，是轻型木结构体系中主要的抗侧力构件，用于抵抗由风和地震产生的水平作用力。

研究表明木框架剪力墙整体性和抗侧性能相对较差，原因在于墙骨柱上下与顶梁板和底梁板采用钉连接，近似为铰接，因而木框架基本只能承担竖向荷载，而水平荷载由墙体面板承担。然而，木框架与墙体面板间的钉连接较为薄弱，水平荷载作用下钉连接往往首先破坏，导致墙体面板与木框架分离，墙体抗侧性能下降。

在木框架间设置支撑可有效提高木框架的抗侧能力，并进一步提升木框架剪力墙的整体性和抗侧性能。但水平荷载作用下支撑是主要受力构件，支撑与木墙骨柱的连接节点是决定支撑有效工作的关键。然而，目前常用的钉连接和金属连接件的耗能能力较差，水平荷载作用下支撑与木墙骨柱的连接节点往往会发生钉子拔出、木材横纹撕裂以及木材劈裂等不利现象，导致支撑与木墙骨柱分离，使墙体整体性能与抗侧性能降低。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种轻型木质支撑耗能结构，不仅可以提高墙体的抗侧能力，还可以在地震发生时通过高阻尼材料和耗能桥接部的依次变形来耗散能量，使木支撑和木墙骨柱不受破坏以有效保证木框架墙体的整体性能和抗侧性能，且地震发生后可简易替换耗能连接件，从而有效降低轻型木结构建筑的灾害维修成本。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种轻型木质支撑耗能结构，包括木支撑和木墙骨柱，所述木支撑和木墙骨柱的端部通过连接件连接，所述连接件包括支撑连接板、基部面板、骨柱连接板和阻尼耗能模块，所述骨柱连接板和基部面板的一条侧边连接，所述阻尼耗能模块包括内部阻尼耗能层和外覆阻尼保护层，所述支撑连接板和基部面板重叠设置且上下两端通过耗能桥接部连接，所述支撑连接板和基部面板之间留存有用于插入所述内部阻尼耗能层的插缝，所述内部阻尼耗能层插入至所述插缝中后，连同基部面板和支撑连接板一并包覆于所述外覆阻尼保护层中。

所述木支撑和木墙骨柱在通过连接件连接的端部形成夹角。

所述基部面板和骨柱连接板通过焊接固定。

所述基部面板和骨柱连接板由同一块刚性板弯折而成，且弯折处设有多个用于增加截面惯性矩的凸起节点。

所述骨柱连接板、基部面板和支撑连接板由同一块刚性板弯折而成，所述刚性板成横向的T型，所述支撑连接板由分别位于基部面板上下两端的基部面板单板弯折后通过企口连接而成。

所述刚性板的基部面板单板和基部面板的弯折处开设有条形孔，其中开设条形孔后剩余的肋部在弯折后形成所述耗能桥接部。

所述外覆阻尼保护层远离木支撑的一面上设有用于第一紧固件穿过的第一插入孔，靠近木支撑的一面上设有第二安装孔，所述基部面板上设有用于第一紧固件穿过的第二插入孔，所述内部阻尼耗能层上设有用于第一紧固件穿过的第三插入孔，所述支撑连接板上设有用于安装第一紧固件的第一安装孔，所述第一插入孔、第二插入孔、第三插入孔、第一安装孔和第二安装孔的位置对齐，第一安装孔和第二安装孔的孔径相同且小于第一插入孔、第二插入孔和第三插入孔的孔径，所述第一插入孔、第二插入孔和第三插入孔的孔径大于第一紧固件的轴向最大投影截面的外径。

所述骨柱连接板上设有多个用于安装第二紧固件的第三安装孔。

所述刚性板由钢材或记忆合金材料制成。

所述阻尼耗能模块通过粘合剂与与支撑连接板、基部面板和耗能桥接部紧密相连。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)通过将连接件设置为支撑耗能连接件，采用刚性材料和阻尼材料的组合，使连接节点具有良好的承载能力、节点刚度和耗能能力，通过刚度较大且承载能力较高的基部面板、耗能桥接部与骨柱连接板保证连接节点的承载能力和节点刚度，同时地震发生时输入到建筑物的能量可首先通过内部阻尼耗能层的剪切变形耗散，能量较大时还可通过耗能桥接部的塑性变形耗散，显著提高了连接件的耗能能力和可靠性能，外覆阻尼保护层的设置可显著降低桥接部的应力集中，同时有效提高支撑耗能连接件的耐久性能。

2)通过合理设计，可保证在轻型木结构中支撑耗能连接件首先发生变形耗散大量能量，而不发生钉子拔出、木材横纹撕裂或木材劈裂等不利现象，有效控制了木墙骨柱和木支撑不产生损伤且不产生分离现象，有效保障了墙体的整体性能与抗侧性能，以及整体结构的抗震性能。

3)施工便捷，可有效降低施工强度，提高施工效率，符合建筑工业化的发展趋势，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为本实用新型的正视示意图和侧视图，其中(a)是正视图，(b)是侧视图；

图4为本实用新型中支撑耗能连接件正面示意图，其中(a)是完整正面轴测图，(b)是省略外覆阻尼保护层后的正面轴测图；

图5为本实用新型中支撑耗能连接件背面示意图，其中(a)是完整背面轴测图，(b)是省略外覆阻尼保护层后的背面轴测图；

图6为本实用新型支撑耗能连接件的基部面板、支撑连接板、桥接部和骨柱连接板的展开示意图；

其中：1、支撑连接板，2、基部面板，3、耗能桥接部，4、阻尼耗能模块，5、骨柱连接板，6、凸起节点，7、第一紧固件，8、第二紧固件，100、木支撑，101、木墙骨柱，1A、第一安装孔，1B、基部面板单板，1C、基部面板单板的凹企口，1D、基部面板单板的凸企口，2A、基部面板和骨柱连接板之间的弯折处，2B、基部面板单板和基部面板之间的弯折处，4A、内部阻尼耗能层，4B、外覆阻尼保护层，5A、第三安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种轻型木质支撑耗能结构，如图1～图5所示，包括木支撑100和木墙骨柱101，木支撑100和木墙骨柱101的端部通过连接件连接，连接件包括支撑连接板1、基部面板2、骨柱连接板5和阻尼耗能模块4，骨柱连接板5和基部面板2的一条侧边连接，阻尼耗能模块4包括内部阻尼耗能层4A和外覆阻尼保护层4B，支撑连接板1和基部面板2重叠设置且上下两端通过耗能桥接部3连接，支撑连接板1和基部面板2之间留存有用于插入内部阻尼耗能层4A的插缝，内部阻尼耗能层4A插入至插缝中后，连同基部面板2和支撑连接板1一并包覆于外覆阻尼保护层4B中。

木支撑100和木墙骨柱101在通过连接件连接的端部形成夹角。

在本申请的一个实施例中，基部面板2和骨柱连接板5通过焊接固定。

在本申请的另一个实施例中，基部面板2和骨柱连接板5由同一块刚性板弯折而成，且弯折处设有多个用于增加截面惯性矩的凸起节点6，弯折的角度具体根据木支撑100和木墙骨柱101的位置确定，优选的，如图6所示，骨柱连接板5、基部面板2和支撑连接板1由同一块刚性板弯折而成，刚性板成横向的T型，支撑连接板1由分别位于基部面板2上下两端的基部面板单板1B弯折后通过企口连接而成。刚性板的基部面板单板1B和基部面板2的弯折处开设有条形孔，其中开设条形孔后剩余的肋部在弯折后形成耗能桥接部3。

外覆阻尼保护层4B远离木支撑100的一面上设有用于第一紧固件7穿过的第一插入孔，靠近木支撑100的一面上设有第二安装孔，基部面板2上设有用于第一紧固件7穿过的第二插入孔2C，内部阻尼耗能层4A上设有用于第一紧固件7穿过的第三插入孔，支撑连接板1上设有用于安装第一紧固件7的第一安装孔1A，第一插入孔、第二插入孔2C、第三插入孔、第一安装孔1A和第二安装孔的位置对齐，第一安装孔1A和第二安装孔的孔径相同且小于第一插入孔、第二插入孔2C和第三插入孔的孔径，第一插入孔、第二插入孔2C和第三插入孔的孔径大于第一紧固件7的轴向最大投影截面的外径。骨柱连接板5上设有多个用于安装第二紧固件8的第三安装孔5A，第一紧固件7和第二紧固件8可采用普通钉、木螺钉或自攻螺钉等。

刚性板由钢材或记忆合金材料制成，阻尼耗能模块4通过粘合剂与支撑连接板1、基部面板2和耗能桥接部3紧密相连，且阻尼耗能模块4由高阻尼天然橡胶、聚氨酯橡胶、丁基橡胶或混合橡胶等制成，内部阻尼耗能层4A在地震发生时可发生剪切变形耗散大量能量；而外覆阻尼保护层4B可显著降低桥接部的应力集中，同时有效提高耗能连接件的耐久性能。

Claims (9)

1.一种轻型木质支撑耗能结构，包括木支撑(100)和木墙骨柱(101)，所述木支撑(100)和木墙骨柱(101)的端部通过连接件连接，其特征在于，所述连接件包括支撑连接板(1)、基部面板(2)、骨柱连接板(5)和阻尼耗能模块(4)，所述骨柱连接板(5)和基部面板(2)的一条侧边连接，所述阻尼耗能模块(4)包括内部阻尼耗能层(4A)和外覆阻尼保护层(4B)，所述支撑连接板(1)和基部面板(2)重叠设置且上下两端通过耗能桥接部(3)连接，所述支撑连接板(1)和基部面板(2)之间留存有用于插入所述内部阻尼耗能层(4A)的插缝，所述内部阻尼耗能层(4A)插入至所述插缝中后，连同基部面板(2)和支撑连接板(1)一并包覆于所述外覆阻尼保护层(4B)中。

2.根据权利要求1所述的一种轻型木质支撑耗能结构，其特征在于，所述木支撑(100)和木墙骨柱(101)在通过连接件连接的端部形成夹角。

3.根据权利要求1所述的一种轻型木质支撑耗能结构，其特征在于，所述基部面板(2)和骨柱连接板(5)通过焊接固定。

4.根据权利要求1所述的一种轻型木质支撑耗能结构，其特征在于，所述基部面板(2)和骨柱连接板(5)由同一块刚性板弯折而成，且弯折处设有多个用于增加截面惯性矩的凸起节点(6)。

5.根据权利要求4所述的一种轻型木质支撑耗能结构，其特征在于，所述骨柱连接板(5)、基部面板(2)和支撑连接板(1)由同一块刚性板弯折而成，所述刚性板成横向的T型，所述支撑连接板(1)由分别位于基部面板(2)上下两端的基部面板单板(1B)弯折后通过企口连接而成。

6.根据权利要求5所述的一种轻型木质支撑耗能结构，其特征在于，所述刚性板的基部面板单板(1B)和基部面板(2)的弯折处开设有条形孔，其中开设条形孔后剩余的肋部在弯折后形成所述耗能桥接部(3)。

7.根据权利要求1所述的一种轻型木质支撑耗能结构，其特征在于，所述外覆阻尼保护层(4B)远离木支撑(100)的一面上设有用于第一紧固件(7)穿过的第一插入孔，靠近木支撑(100)的一面上设有第二安装孔，所述基部面板(2)上设有用于第一紧固件(7)穿过的第二插入孔(2C)，所述内部阻尼耗能层(4A) 上设有用于第一紧固件(7)穿过的第三插入孔，所述支撑连接板(1)上设有用于安装第一紧固件(7)的第一安装孔(1A)，所述第一插入孔、第二插入孔(2C)、第三插入孔、第一安装孔(1A)和第二安装孔的位置对齐，第一安装孔(1A)和第二安装孔的孔径相同且小于第一插入孔、第二插入孔(2C)和第三插入孔的孔径，所述第一插入孔、第二插入孔(2C)和第三插入孔的孔径大于第一紧固件(7)的轴向最大投影截面的外径。

8.根据权利要求1所述的一种轻型木质支撑耗能结构，其特征在于，所述骨柱连接板(5)上设有多个用于安装第二紧固件(8)的第三安装孔(5A)。

9.根据权利要求1所述的一种轻型木质支撑耗能结构，其特征在于，所述阻尼耗能模块(4)通过粘合剂与支撑连接板(1)、基部面板(2)和耗能桥接部(3)紧密相连。

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