CN216475732U - 一种梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，包括左、右木立柱，以及与左、右木立柱通过榫卯节点连接的上、下木横梁，在左、右木立柱和下木横梁之间连接有木墙，在上、下木横梁连接缝处设有梁间可自复位节点摩擦阻尼器；梁间可自复位节点摩擦阻尼器通过阻尼构件和一块咬合钢板咬合，螺栓贯穿连接叠合将上木横梁和下木横梁对接。梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器可增大结构的阻尼，在较小振动下就能达到耗能减振隔震效果，能较好地应用于结构的地震响应控制。在地震作用变形之后，可利用咬合齿间咬合力使得梁自动复位。
Description
技术领域
本实用新型属于抗震、古建筑木结构、现代木结构等加固改善领域，适用于有消能减震、增加刚性需求的建筑结构，特别是一种梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙。
背景技术
木结构古建筑分布范围广、数量多，大部分木结构古建筑历史久远，节点连接受损，因此必须采取有效措施对结构的整体和连接节点进行加强。在建筑结构中，节点既是各种荷载的受力点同时也是多种交汇施工的重要部位，因此在结构设计时通常有强节点强锚固的设计原则。但是在强烈的地震或者外力作用下，节点仍然是较为容易破坏的关键部位之一，一旦节点破坏失效将对建筑整体性能带来严重的影响甚至倒塌破坏。木结构中的榫卯连接节点是典型的半刚性连接节点，极易发生错位和侧移。因此加强节点的刚性，限制错位和侧移从而达到消能减震的效果是加固改善领域的重点之一。
现有的古建筑木结构耗能装置例如雀替式和橡胶垫等传统装置体型小巧，具备一定的耗能性能以及提高节点刚度的能力，但提高幅度有限，在较强的地震和其他作用下，依然可能出现较为严重的破坏，因此需要使用新的装置来减小结构的破坏以及损失，提高节点的刚度以及消能减震的能力。
实用新型内容
针对以上背景技术中存在的问题或不足，提出了一种梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，解决由风荷载和地震作用引起的因梁柱节点破坏或梁整体失效而导致古建筑破坏、倒塌等问题。梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器可增大结构的阻尼，在较小振动下就能达到耗能减振隔震效果，能较好地应用于结构的地震响应控制。在地震作用变形之后，可利用咬合齿间咬合力使得梁自动复位。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：
作为本实用新型的一种实施方式，一种梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，包括左、右木立柱，以及与左、右木立柱通过榫卯节点连接的上木横梁和下木横梁，在左、右木立柱和下木横梁之间连接有木墙，在上木横梁和下木横梁连接缝处设有至少一个梁间可自复位节点摩擦阻尼器；
梁间可自复位节点摩擦阻尼器包括两块分别设有咬合齿的阻尼构件和一块咬合钢板，一对阻尼构件与咬合钢板通过螺栓贯穿连接叠合在一起，将上木横梁和下木横梁对接。
优选的，在木墙正下方有连接左、右木立柱的地栿。
优选的，阻尼构件为带有阶梯状的钢板，一个侧面带有两段咬合齿，两段咬合齿为凹齿，两段咬合齿中部凸起；另一侧面为平面，在咬合齿两端为左、右螺栓与上木横梁和下木横梁连接部。
优选的，咬合钢板上下面带有两段咬合齿，两段咬合齿为凸齿，在咬合钢板两端为左、右螺栓与上木横梁和下木横梁连接部。
优选的，阻尼构件左、右螺栓连接部之间的距离大于上木横梁和下木横梁的厚度。
优选的，咬合齿的截面为三角形、矩形或梯形，阻尼构件与咬合钢板咬合齿的齿间距对应相同且截面形状相同。
优选的，螺栓贯穿阻尼构件的螺栓孔大于螺栓外径，使得两块咬合的阻尼构件可以相互移动。
优选的，螺栓包括螺杆、垫碟形弹簧和螺母，在螺杆贯穿阻尼构件的螺栓孔外侧垫有碟形弹簧，并通过螺母固定。
优选的，碟形弹簧至少有三个，相邻碟形弹簧相互扣合对接，且与阻尼构件连接处端面接触端为大直径口。
优选的，碟形弹簧可以挤压变动的垂直距离小于咬合齿可移动距离。
本实用新型的有益效果：
与原有构架相比，本实用新型为在梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙。
本实用新型不工作时，可作为建筑功能的分割单元安装在结构中，增加既有结构的抗震能力和整体性，增强横梁的和梁柱节点的整体性；本实用新型在工作时，增加结构的赘余度，并具备耗散地震作用和风荷载引入的震动能量，保护主要承重构件的能力，并在地震或其他灾害之后，对错位的结构进行复位；并且在梁间配置可自复位节点摩擦阻尼器，该阻尼器摩擦面多，耗能能力强，适用于高层结构。
该装置安装简单易操作，具备大范围使用的前提条件。可方便快捷的进行安装和拆卸，大量减少人力物力的消耗，具备良好的经济和社会效益。
装置本身体量较小，安装在横梁的缝隙间，不影响建筑物本身的外貌和原有状态，在有效保护了古建筑的历史价值及文物价值的同时，也能满足古建筑修缮的“修旧如旧”原则。
本实用新型一种梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑大木构架在抗震、古建筑木结构、现代木结构等加固改善领域以及有消能减震、增加刚性需求的建筑结构中应用前景广阔。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1是本实用新型的主视图；
图2是本实用新型的爆炸图；
图3是阻尼器的整体分解图；
图4是阻尼器的安装后示意图；
图5是阻尼器与木梁安装示意图；
图6是左螺栓连接侧视图；
图7是阻尼器螺杆结构示意图；
图8是阻尼器咬合齿结构示意图。
图中：1-1.左木立柱、1-2.右木立柱、1-3.上木横梁、1-4.下木横梁、1-5.木墙、1-6.地栿、2.梁间可自复位节点摩擦阻尼器、2-1.左螺栓、2-2.右螺栓、2-3.咬合齿、2-4.咬合钢板、2-5.阻尼构件、3.螺栓、3-1.碟形弹簧、3-2.螺杆、3-3.螺母。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1、图2所示，该古建筑大木结构包括左木立柱1-1、右木立柱1-2，以及与左木立柱1-1、右木立柱1-2通过榫卯节点连接的上木横梁1-3和下木横梁1-4，在左木立柱1-1、右木立柱1-2和下木横梁1-4之间连接有木墙1-5，在木墙1-5正下方有连接左木立柱1-1和木立柱1-2的地栿1-6。在上木横梁1-3和下木横梁1-4连接缝处之间连接有梁间可自复位节点摩擦阻尼器2。
如图3、图4、图5所示，梁间可自复位节点摩擦阻尼器2包括上下两块分别设有咬合齿2-3的阻尼构件2-5和一块咬合钢板2-4，上下阻尼构件和咬合钢板通过中部螺栓3贯穿上下阻尼构件和钢板连接叠合在一起，并通过左、右螺栓2-1、2-2与上木横梁和下木横梁连接。
阻尼构件2-5形状是阶梯状长方体，一个侧面带有两段咬合齿2-3，两段咬合齿为凹齿，两段咬合齿中部凸起；另一侧面为平面，在咬合齿2-3上设有中部螺栓3贯穿孔，在咬合齿2-3两端为左、右螺栓2-1、2-2与上木横梁和下木横梁连接部。咬合钢板2-4形状是阶梯状长方体，两个侧面都带有两段咬合齿2-3，两段咬合齿为凸齿，在咬合齿2-3上设有中部螺栓3贯穿孔。在阻尼构件和咬合钢板2-4的中部螺栓孔大于中部螺栓3外径，使得两块咬合的阻尼构件和咬合钢板可以相互移动。在咬合钢板两端为左、右螺栓与上木横梁和下木横梁连接部。
在本实施例中，梁间可自复位节点摩擦阻尼器高为500-700mm，宽为500-700mm，厚为100-200mm。左、右螺栓2-1、2-2和中部螺栓3最大外径为8-10mm。
螺栓3包括螺杆3-2、垫碟形弹簧3-1和螺母3-3，螺杆并垫碟形弹簧3-1后通过螺母3-3连接，若干个碟形弹簧3-1分别垫在阻尼器2的上下阻尼构件表面上，相邻碟形弹簧3-1相互扣合对接，且与阻尼器2接触端面为大直径口，通过碟形弹簧3-1为模型提供恢复力，确保可以自复位。通过咬合齿2-3将竖向力转换为横向力，咬合齿的截面可以是三角形、矩形或梯形，本实施例采用截面为正方形。梁间可自复位节点摩擦阻尼器2上下两部分和咬合钢板的咬合齿2-3齿间距应对应相同且截面形状相同。
梁间可自复位节点摩擦阻尼器2由上下两部分采用钢材制作而成的阻尼构件和钢板组成，用于贯穿中部螺栓3的螺栓孔大于中部螺栓外径，使得梁间可自复位节点摩擦阻尼器2上下两段和钢板可以左右移动，梁间可自复位节点摩擦阻尼器2构件两端外伸搭接处与上、下木横梁1-3、1-4用贯穿左、右螺栓2-1、2-2固定，其螺栓孔大于螺栓外径，使得阻尼器可以左右移动。
如图6、7给出了装置螺栓处局部示意图，如图所示，一根长度适中的螺杆3-2其上对称放置6个碟形弹簧3-1和两个螺母3-3，上下两个碟形弹簧3-1间是上、下横梁和梁间可自复位节点摩擦阻尼器2连接部的间距，螺母3-3放在碟形弹簧3-1上使得碟形弹簧3-1不能向上移动，在构件受力时，从上部挤压碟形弹簧3-1使其产生向下恢复力，致使构件自复位、三片碟形弹簧3-1可以挤压变动的垂直距离小于咬合齿2-3可移动距离。
如图8给出了阻尼器咬合齿结构示意图，如图所示，梁间可自复位节点摩擦阻尼器对称搭接放置在上下横梁上，咬合齿2-3上下对齐，上下横梁上下对齐。在受力时，梁间可自复位节点摩擦阻尼器2上下两部分与钢板发生相互错动，在咬合齿2-3的作用下，使得上横梁向下移动，下横梁也向下移动，挤压碟形弹簧，使得碟形弹簧产生恢复力，作用于上下横梁上，通过咬合齿转换为水平力。通过阻尼器两端搭接使得上下梁两端受到挤压而产生恢复力，使得模型具有自复位能力。
通过在古建筑大木构架中粱间设置可自复位节点摩擦阻尼器，能有下减少风振响应，也能有效用于结构的地震响应控制。
应当指出，以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本构件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构件揭露的技术范围内，可轻易想到的改进、润饰、变化或替换，都应涵盖在本构件的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，包括左、右木立柱，以及与左、右木立柱通过榫卯节点连接的上木横梁和下木横梁，在左、右木立柱和下木横梁之间连接有木墙，在上木横梁和下木横梁连接缝处设有至少一个梁间可自复位节点摩擦阻尼器；
梁间可自复位节点摩擦阻尼器包括两块分别设有咬合齿的阻尼构件和一块咬合钢板，一对阻尼构件与咬合钢板通过螺栓贯穿连接叠合在一起，将上木横梁和下木横梁对接。
2.根据权利要求1所述的梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，在木墙正下方有连接左、右木立柱的地栿。
3.根据权利要求1所述的梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，阻尼构件为带有阶梯状的钢板，一个侧面带有两段咬合齿，两段咬合齿为凹齿，两段咬合齿中部凸起；另一侧面为平面，在咬合齿两端为左、右螺栓与上木横梁和下木横梁连接部。
4.根据权利要求1所述的梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，咬合钢板上下面带有两段咬合齿，两段咬合齿为凸齿，在咬合钢板两端为左、右螺栓与上木横梁和下木横梁连接部。
5.根据权利要求3或4所述的梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，阻尼构件左、右螺栓连接部之间的距离大于上木横梁和下木横梁的厚度。
6.根据权利要求1所述的梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，咬合齿的截面为三角形、矩形或梯形，阻尼构件与咬合钢板咬合齿的齿间距对应相同且截面形状相同。
7.根据权利要求1所述的梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，螺栓贯穿阻尼构件的螺栓孔大于螺栓外径，使得两块咬合的阻尼构件可以相互移动。
8.根据权利要求1所述的梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，螺栓包括螺杆、垫碟形弹簧和螺母，在螺杆贯穿阻尼构件的螺栓孔外侧垫有碟形弹簧，并通过螺母固定。
9.根据权利要求8所述的梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，碟形弹簧至少有三个，相邻碟形弹簧相互扣合对接，且与阻尼构件连接处端面接触端为大直径口。
10.根据权利要求9所述的梁间装配可自复位节点摩擦阻尼器的古建筑木墙，其特征在于，碟形弹簧可以挤压变动的垂直距离小于咬合齿可移动距离。
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