本發(fā)明涉及木結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域，具體是一種木構(gòu)架加固與抗震耗能的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)木構(gòu)架建筑是我國(guó)寶貴的文化遺產(chǎn)，具有重要的文物保護(hù)和科研價(jià)值。采用榫卯結(jié)合的木構(gòu)架建筑，具有一定的變形耗能及抗震作用；但是在長(zhǎng)期的環(huán)境侵蝕和外力作用下，木構(gòu)架建筑易發(fā)生節(jié)點(diǎn)松脫和構(gòu)架歪閃。同時(shí)，由于榫卯節(jié)點(diǎn)的半剛性連接特點(diǎn)，木構(gòu)架在豎向荷載的作用下，跨中的內(nèi)力(彎矩)及變形較大，進(jìn)一步加速了木構(gòu)架建筑的破壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種木構(gòu)架加固與抗震耗能的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種木構(gòu)架加固與抗震耗能的結(jié)構(gòu)，包括木梁及支撐木梁的木柱，木梁下方設(shè)置有與木梁和木柱連接的鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?；該鉸鏈?zhǔn)戒摪寮ㄔO(shè)于木梁下方的一字型鋼板、與木柱固定連接的c型鋼板以及分別與一字型鋼板和c型鋼板連接的l型鋼板，c型鋼板與l型鋼板之間設(shè)置有拉結(jié)耗能機(jī)構(gòu)，而在l型鋼板與一字型鋼板之間設(shè)置有彈性部件。

其中，拉結(jié)耗能機(jī)構(gòu)包括與c型鋼板和l型鋼板連接的耗能裝置和拉結(jié)裝置。

其中，耗能裝置包括粘滯性阻尼器，該粘滯性阻尼器兩端通過(guò)鋼筋連接c型鋼板和l型鋼板。

其中，拉結(jié)裝置包括預(yù)應(yīng)力套筒，該預(yù)應(yīng)力套筒中套裝有鋼筋，鋼筋兩端分別連接c型鋼板和l型鋼板。

其中，c型鋼板具有三個(gè)連接部，位于上方的連接部與木梁下方連接，位于中部的連接部通過(guò)螺栓與木柱連接，而位于下方的連接部連接l型鋼板，l型鋼板上端彎折，該彎折的上端與一字型鋼板垂直連接。

其中，彈性部件為加載彈簧，該加載彈簧包括線圈彈簧，線圈彈簧兩端通過(guò)鋼拉索分別連接l型鋼板和一字型鋼板。

其中，c型鋼板與l型鋼板之間通過(guò)緊固螺栓連接，在兩個(gè)鋼板件接觸處設(shè)置耐磨墊片，通過(guò)調(diào)整緊固螺栓，可獲得一定的轉(zhuǎn)動(dòng)摩阻力。

其中，一字型鋼板與木梁之間設(shè)置有柔性材料。該柔性材料可以選用橡膠墊片或碳釬維布，包裹木梁起到保護(hù)梁枋的作用。

有益效果：本發(fā)明的一種木構(gòu)架加固與抗震耗能的結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果：

具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，易于在木構(gòu)架古建筑修繕保護(hù)工程中推廣應(yīng)用，也可用于具有中式傳統(tǒng)風(fēng)格的木結(jié)構(gòu)民居的加固和防震，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中鉸鏈?zhǔn)戒摪寮饕暿疽鈭D；

圖3為本發(fā)明中緊固螺栓連接件俯視示意圖；

圖4為本發(fā)明中螺栓連接示意圖；

圖5為本發(fā)明中耗能裝置示意圖；

圖6為本發(fā)明中拉結(jié)裝置示意圖；

圖7為本發(fā)明中加載彈簧裝置示意圖；

圖中，1-鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?-耗能裝置，3-拉結(jié)裝置，4-彈性部件，5-螺栓，6-柔性材料，7-木柱，8-木梁，1-1為c型鋼板，1-2為l型鋼板，1-3為一字型鋼板，1-4為緊固螺栓，1-5為連接螺栓，1-6為螺栓孔，1-7為耐磨墊片，2-1為粘滯性阻尼器，2-2為鋼筋，3-1為預(yù)應(yīng)力套筒，3-2為鋼筋，4-1為線圈彈簧，4-2為鋼拉索。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示的木構(gòu)架加固與抗震耗能的結(jié)構(gòu)，包括木梁8及支撐木梁8的木柱7，木梁8下方設(shè)置有與木梁8和木柱7連接的鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?；該鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?包括設(shè)置在木梁8下方的一字型鋼板1-3、與木柱7固定連接的c型鋼板1-1以及分別與一字型鋼板1-3和c型鋼板1-1連接的l型鋼板1-2，c型鋼板1-1與l型鋼板1-2之間設(shè)置有拉結(jié)耗能機(jī)構(gòu)，而在l型鋼板1-2與一字型鋼板1-3之間設(shè)置有彈性部件4。拉結(jié)耗能機(jī)構(gòu)包括與c型鋼板1-1和l型鋼板1-2連接的耗能裝置2和拉結(jié)裝置3。如圖2所示，c型鋼板1-1具有三個(gè)連接部，位于上方的連接部與木梁8下方連接，位于中部的連接部通過(guò)螺栓5與木柱7連接，而位于下方的連接部連接l型鋼板1-2，l型鋼板1-2上端彎折，該彎折的上端與一字型鋼板1-3垂直連接。一字型鋼板1-3與木梁8之間設(shè)置有柔性材料，該柔性材料可以選用橡膠墊片或碳釬維布，包裹木梁起到保護(hù)梁枋的作用。

如圖5所示，耗能裝置2包括粘滯性阻尼器2-1，該粘滯性阻尼器2-1兩端通過(guò)鋼筋2-2連接c型鋼板1-1和l型鋼板1-2，如圖6所示，拉結(jié)裝置3包括預(yù)應(yīng)力套筒3-1，該預(yù)應(yīng)力套筒3-1中套裝有鋼筋3-2，鋼筋3-2兩端分別連接c型鋼板1-1和l型鋼板1-2。如圖7所示，彈性部件4為加載彈簧，該加載彈簧包括4-1，4-1兩端通過(guò)鋼拉索4-2分別連接l型鋼板1-2和一字型鋼板1-3。

如圖3所示，c型鋼板1-1與l型鋼板1-2之間通過(guò)緊固螺栓1-4連接，在兩個(gè)鋼板件接觸處設(shè)置耐磨墊片1-7，通過(guò)調(diào)整緊固螺栓1-4，可獲得一定的轉(zhuǎn)動(dòng)摩阻力。

如圖4所示，為l型鋼板1-2與一字型鋼板1-3之間通過(guò)連接螺栓1-5連接示意圖。

具體的，如圖1所示，鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?用于連接被加固的木柱7和木梁8，設(shè)置在節(jié)點(diǎn)區(qū)域的夾角上，耗能裝置2、拉結(jié)裝置3、彈性部件4固定于鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?兩側(cè)。在正常狀態(tài)下，第一，與木柱7連接的c型鋼板1-1的一端與木梁8相連，可以減小其跨度，在受力上起到雀替的作用；第二，耗能裝置2及拉結(jié)裝置3使得鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的三角形，可以用于對(duì)木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)的加固。第三，由于加載彈簧4的作用，可以抵消跨中部分內(nèi)力，從而達(dá)到減小木梁8跨中的撓度及控制整個(gè)木構(gòu)架的變形的效果。同時(shí)，拉結(jié)裝置3及彈性部件4還可通過(guò)調(diào)整使用不同的螺栓孔，使得加載力的大小及方向能夠根據(jù)木構(gòu)架跨度的大小及所受內(nèi)力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到最優(yōu)的目的。

當(dāng)木柱7和木梁8發(fā)生相對(duì)變形時(shí)，鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?形成的穩(wěn)定的三角形同時(shí)發(fā)生變形。首先，鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?的轉(zhuǎn)軸為緊固螺栓1-4，在兩個(gè)鋼板件接觸處設(shè)置了耐磨墊片1-5，通過(guò)調(diào)整緊固螺栓1-4，可獲得一定的轉(zhuǎn)動(dòng)摩阻力，既能提高鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?抵抗節(jié)點(diǎn)變形的能力，還可在地震時(shí)發(fā)揮抗震耗能的效應(yīng)。其次，耗能裝置2中由于裝有粘滯性阻尼器2-1，也可在鋼板件發(fā)生相對(duì)變形時(shí)消耗部分地震能量。兩者配合，可在地震時(shí)發(fā)揮較好的抗震耗能效應(yīng)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種木構(gòu)架加固與抗震耗能的結(jié)構(gòu)，包括木梁及支撐木梁的木柱，木梁下方設(shè)置有與木梁和木柱連接的鉸鏈?zhǔn)戒摪寮?；該鉸鏈?zhǔn)戒摪寮ㄔO(shè)于木梁下方的一字型鋼板、與木柱固定連接的C型鋼板以及分別與一字型鋼板和C型鋼板連接的L型鋼板，C型鋼板與L型鋼板之間設(shè)置有拉結(jié)耗能機(jī)構(gòu)，而在L型鋼板與一字型鋼板之間設(shè)置有彈性部件。本發(fā)明的一種木構(gòu)架加固與抗震耗能的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便、力學(xué)性能好，易于在木構(gòu)架古建筑修繕保護(hù)工程中推廣應(yīng)用，也可用于具有中式傳統(tǒng)風(fēng)格的木結(jié)構(gòu)民居的加固和防震，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：方應(yīng)財(cái);楊韻;袁建力
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.25
技術(shù)公布日：2017.07.25