一种摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构制造技术

一种摩擦力阻尼器‑钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，包括分别设置于柱底端和柱顶端的固定支座，左斜支撑的左端与柱底端的固定支座连接，右斜支撑的右端与另一柱的柱顶端的固定支座连接，左斜支撑和右斜支撑之间以摩擦力阻尼器连接，左斜支撑、右斜支撑和摩擦力阻尼器的轴线位于同一直线上，三者共线构成摩擦力阻尼器‑钢支撑。本发明专利技术有效解决了木框架初始刚度不足的问题，减轻了榫卯节点耗能的压力，在不改变榫卯节点受力机制的前提下提高了木框架的抗风抗震能力，具有造价低廉，安装方便，易于更换的优点。

A Friction Damper-Steel Brace Reinforced Tenon-mortise Joint Wood Frame Structure

【技术实现步骤摘要】
一种摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构
本专利技术属于古建筑木结构加固与修缮
，特别涉及一种摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构。
技术介绍
古建筑木结构的建筑结构形式非常丰富，现存的古建筑木结构主要以梁柱结构体系为主，其特点为柱脚平摆浮搁放置于柱基石上，梁柱构件通过榫卯连接构成梁柱结构体系承重骨架；榫卯节点作为古建筑木框架结构的主要耗能构件其典型特征为半刚性，其缺点在于承载能力和抗弯性能比较弱，初始刚度较低；现存古建筑木结构都已经理过无数次的地震、战争、风荷载等不利因素的洗礼，榫卯节点的拔榫和榫头和卯口的挤压变形比较严重，导致榫卯节点的耗能能力大幅下降，甚至不能满足结构的承载力和变形要求。因此通过增设耗能装置来达到缓解甚至解决古建筑木结构老旧损伤带来的承载力不足、变形过大、耗能性能下降等安全隐患是目前古建筑木结构维修加固亟待解决的关键问题。现有的古建筑木结构耗能装置诸如扁钢、弧形钢板、马口铁等传统的金属铁件主要通过其自身材料的屈服来达到耗能作用，金属构件的刚度较大来提高木框架的初始刚度，其特点为装置体型比较小，具有一定的耗能性能和初始刚度。然而存在一些重大缺陷，这类耗能装置仅适用一些跨度比较小，层高比较矮的小型木结构，装置在安装和工作过程中或多或少都会对木柱和木梁带来一些不可逆的破坏，具有不可逆性。在经历强风强震偶然荷载的情况下容易出现减震耗能性能不足发生构件破坏甚至是结构的整体倒塌。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，针对已有的加固修缮方法中存在的不足和缺陷，本专利技术的目的在于提供一种摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，解决传统铁件加固方法仅适用于体型较小的古建筑木结构，初始刚度较小，耗能装置的不可逆性以及在强风强震等作用力比较大的不利荷载作用下发生由于耗能性能不足引起的破坏性倒塌等问题，本专利技术在有效解决以上问题的基础上还能通过调节摩擦力阻尼器的初始刚度来定量的提供初始刚度，通过换用符合所述的摩擦力阻尼器可以达到自复位的性能，适用于榫卯节点木框架的维修加固保护以及古建筑木结构的抗震减震需求。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，其特征在于，包括分别设置于柱底端和柱顶端的固定支座4，左斜支撑1的左端与柱底端的固定支座4连接，右斜支撑2的右端与另一柱的柱顶端的固定支座4连接，左斜支撑1和右斜支撑2之间以摩擦力阻尼器3连接，左斜支撑1、右斜支撑2和摩擦力阻尼器3的轴线位于同一直线上，三者共线构成摩擦力阻尼器-钢支撑。所述左斜支撑1和右斜支撑2采用实心圆钢管或矩形实心钢管等。所述左斜支撑1和右斜支撑2的一端设置有双叶连接板11，另一端设置有单叶连接板12，左斜支撑1和右斜支撑2的双叶连接板11分别与摩擦力阻尼器3的左端连接板和右端连接板通过连接螺栓7连接，左斜支撑1和右斜支撑2的单叶连接板12分别与相应的固定支座4连接。所述双叶连接板11和单叶连接板12均通过切削而成。所述固定支座4包括弧形钢箍一41和弧形钢箍二42，弧形钢箍一41和弧形钢箍二42的内侧均设置有橡胶垫8，弧形钢箍一41和弧形钢箍二42两端预留螺栓孔，通过固定螺栓6和预紧螺栓5贯穿预留的螺栓孔实现弧形钢箍一41和弧形钢箍二42的连接，其中位于木框架的内侧的固定螺栓6上设置滑动轴承9，所述左斜支撑1和右斜支撑2的单叶连接板12与轴承铰接9。所述柱顶端的固定支座4设置在柱顶卯口下方，弧形钢箍41和弧形钢箍42上边缘距卯口下边缘20mm，柱底端的固定支座4设置在础石上顶面的上方，弧形钢箍41和弧形钢箍42下边缘距础石上顶面20mm，柱端固定支座4的具体位置根据钢支撑的连接板的形式以及古建筑木框架的变形程度来具体确定。在确定柱端固定支座4的具体位置时要保证位于木框架内侧的固定螺栓孔的连线通过榫卯节点木框架的对角线。所述摩擦力阻尼器3为直线型摩擦力阻尼器，即摩擦力阻尼器两端的连接板共线，作动方向共线，阻尼器的外形共线。所述摩擦力阻尼器3包括上下两块主压板31，在两块主压板31的内表面均有两个固定摩擦块35，上下相对的固定摩擦块35之间分别设置有一个拉压板33，拉压板33的上下表面均设置有两个滑动摩擦块34，滑动摩擦块34与固定摩擦块35相对应，两个拉压板33之间以恢复力弹簧37连接，两块主压板31之间以预紧力螺栓36和蝶形弹簧32连接施加预紧力，两个拉压板33的外端分别与左斜支撑1和右斜支撑2连接。与现有技术相比，本专利技术在不改变榫卯木框架变形特点的前提下，为榫卯木框架提供充足的耗能能力，定量的提高榫卯木框架的初始刚度，适用于各种体型的梁柱结构体系，安装和使用过程中不损坏原有木构件，具有可逆性，装置加工简单，造价低廉，安装方便等优点。附图说明图1本专利技术的整体结构示意图。图2是整体结构示意图中A-A截面剖面图。图3是斜支撑结构示意图，其中(a)是斜支撑的主视图，(b)是斜支撑的俯视图，(c)是斜支撑的侧视图。图4是摩擦阻尼器的结构示意图。图中标号：1、左斜支撑；2、右斜支撑；3、摩擦力阻尼器；31、主压板；32、蝶形弹簧；33、纵向拉压板；34、滑动摩擦块；35、固定摩擦块；36、预紧力螺栓；37、恢复力弹簧；4、柱端固定支座；41、弧形钢箍；42、弧形钢箍；5、预紧螺栓；6、固定螺栓；7、连接螺栓；8、橡胶垫；9、滑动轴承；10、圆木柱；11、双叶连接板；12、单叶连接板。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1和图2所示，本专利技术摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，包括分别设置于一个圆木柱10底端和另一个圆木柱10顶端的固定支座4，左斜支撑1的左端与底端的固定支座4连接，右斜支撑2的右端与另一柱顶端的固定支座4连接，左斜支撑1和右斜支撑2之间以摩擦力阻尼器3连接，左斜支撑1、右斜支撑2和摩擦力阻尼器3的轴线位于同一直线上，三者共线构成摩擦力阻尼器-钢支撑。左斜支撑1和右斜支撑2采用实心圆钢管或矩形实心钢管等，摩擦力阻尼器3主体为木质结构。柱顶端的固定支座4设置在柱顶卯口下方，弧形钢箍41和弧形钢箍42上边缘距卯口下边缘20mm，柱底端的固定支座4设置在础石上顶面的上方，弧形钢箍41和弧形钢箍42下边缘距础石上顶面20mm，柱端固定支座4的具体位置根据钢支撑的连接板的形式以及古建筑木框架的变形程度来具体确定。在确定柱端固定支座4的具体位置时要保证位于木框架内侧的固定螺栓孔的连线通过榫卯节点木框架的对角线。如图2所示，固定支座4包括弧形钢箍一41和弧形钢箍二42，弧形钢箍一41和弧形钢箍二42的内侧均设置有橡胶垫8，弧形钢箍一41和弧形钢箍二42两端预留螺栓孔，通过固定螺栓6和预紧螺栓5贯穿预留的螺栓孔实现弧形钢箍一41和弧形钢箍二42的连接，其中位于木框架的内侧的固定螺栓6上设置滑动轴承9。如图3中(a)、(b)、(c)所示，左斜支撑1和右斜支撑2结构相同，一端设置有双叶连接板11，另一端设置有单叶连接板12，双叶连接板11和单叶连接板12均通过在斜支撑上切削而成。左斜支撑1和右斜支撑2的双叶连接板11分别与摩擦力阻尼器3的左端连接板和右端连接板通过连接螺栓7连接，左斜支撑1和右斜支撑2的单叶连接板12分别与相应的固定支座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦力阻尼器‑钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，其特征在于，包括分别设置于柱底端和柱顶端的固定支座(4)，左斜支撑(1)的左端与柱底端的固定支座(4)连接，右斜支撑(2)的右端与另一柱的柱顶端的固定支座(4)连接，左斜支撑(1)和右斜支撑(2)之间以摩擦力阻尼器(3)连接，所述左斜支撑(1)、右斜支撑(2)与摩擦力阻尼器(3)处于共线状态，即三者的轴线位于同一直线上。

【技术特征摘要】
1.一种摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，其特征在于，包括分别设置于柱底端和柱顶端的固定支座(4)，左斜支撑(1)的左端与柱底端的固定支座(4)连接，右斜支撑(2)的右端与另一柱的柱顶端的固定支座(4)连接，左斜支撑(1)和右斜支撑(2)之间以摩擦力阻尼器(3)连接，所述左斜支撑(1)、右斜支撑(2)与摩擦力阻尼器(3)处于共线状态，即三者的轴线位于同一直线上。2.根据权利要求1所述摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，其特征在于，所述左斜支撑(1)和右斜支撑(2)采用实心圆钢管或矩形实心钢管。3.根据权利要求2所述摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，其特征在于，所述左斜支撑(1)和右斜支撑(2)的一端设置有双叶连接板(11)，另一端设置有单叶连接板(12)，左斜支撑(1)和右斜支撑(2)的双叶连接板(11)分别与摩擦力阻尼器(3)的左端连接板和右端连接板通过连接螺栓(7)连接，左斜支撑(1)和右斜支撑(2)的单叶连接板(12)分别与相应的固定支座(4)连接。4.根据权利要求3所述摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，其特征在于，所述双叶连接板(11)和单叶连接板(12)均通过切削而成。5.根据权利要求3所述摩擦力阻尼器-钢支撑加固榫卯节点木框架的结构，其特征在于，所述固定支座(4)包括弧形钢箍一(41)和弧形钢箍二(42)，弧形钢箍一(41)和弧形钢箍二(42)的内侧均设置有橡胶垫(8)，弧形钢箍一(41)和弧形钢箍二...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢启芳，李胜英，张保壮，张恩奇，苗壮，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61