专利名称:一种木结构抗震用耗能扒钉的制作方法中国木结构建筑以其独特的结构体系,成为东方建筑文化的代表,具有重要的历史、艺术、科学和文化价值。木结构建筑历经多次地震和其他自然灾害的侵蚀仍然保存至今,说明其具有较好的抗震防灾能力,之所以历经沧桑而大量长存,很大程度上是木结构“柔性框架、台基隔震、榫卯连接”的抗震机理以及“刚柔相济、滑移隔震、耗能减震”的抗震设计思想。虽然木结构有利于抗震,但是其在地震中变形较大,形成节点拔榫、维护墙乃至整体倒塌等问题,造成大量人员伤亡和严重经济损失。木结构房屋中柱和粱枋等组成的构架通常采用榫卯连接。构件就是靠榫与卯之间的紧扣产生的摩擦力来维持其连接,由于榫卯节点不可能结合完全紧密,节点刚度小。基于大量现场勘查及归纳统计结果,典型的榫卯节点地震破坏表现为拔榫、榫头下沉、榫头扭曲等,削弱了梁柱之间的联系,从而影响整体稳定性,所以对榫卯节点进行抗震措施尤为重要。传统木结构节点加固方式主要有扒钉加固、U型钢箍加固、FRP加固等。这些加固方式大多都是从增加节点刚度的角度出发,限制榫卯之间的相对位移,从而避免了拔榫、落梁等破坏形式。虽然传统的加固方式简单方便,但这些加固方式在限制榫卯间相对位移的同时,木结构的耗能能力也有所下降,地震中可能引起节点脆性断裂。
本发明的目的在于提出了新型木结构抗震用耗能扒钉,将木梁、柱连接成具有抵御地震作用的耗能结构体系。该耗能扒钉综合考虑经济性、施工适宜性及典型民居特色,力口固后的榫卯节点在提高承载能力的同时,也增加了节点的耗能能力,使木结构的抗震性能更好,且简单经济,适宜在我国村镇推广。本发明采用的技术方案是一种木结构抗震用耗能扒钉,包括耗能器部分和连接钉,所述耗能器部分设置在连接钉的中部,耗能器部分和连接钉通过焊接相连,所述连接钉两端分别钉在木柱和木梁上。作为优选,所述耗能器部分和连接钉的材料为碳素结构钢、低合金钢或低屈服点钢材。作为优选,所述连接钉长度为200 600mm。作为优选,所述连接钉中钢材直径为6 18mm。作为优选,所述耗能器部分长为50 250mm。作为优选,所述耗能器部分为空心可大变形结构。作为优选,所述耗能器部分形状为圆环或椭圆或菱形或其他类似形状。有益效果本发明通过新型木结构抗震用耗能扒钉加固的榫卯节点,在承载能力提高的同时,耗能能力也有显著增加;施工便捷,经济适宜,造价不高的情况下提高抗震性能,将极大改善村镇木结构民房的安全性、可靠性。图1为本发明圆环耗能器部分结构示意图;图2为本发明椭圆耗能器部分结构示意图;图3为本发明菱形耗能器部分结构示意图;图4为本发明木结构抗震用耗能扒钉加固后的榫卯节点示意图。
对本发明作进一步说明如图1-4所示,一种木结构抗震用耗能扒钉,包括耗能器部分2和连接钉I,所述耗能器部分2设置在连接钉I的中部,耗能器部分2和连接钉I通过焊接相连,所述连接钉I两端分别钉在木柱6和木梁5上。所述耗能器部分2为空心可大变形结构,形状为圆环或椭圆或菱形或其他类似形状。本发明木结构抗震用耗能扒钉具有一定的强度、刚度和延性,在强震作用下,框架通过扒钉中部消耗器耗散能量,保证了地震作用下梁、柱的安全,避免脆性破坏,以达到《减震抗震设计规范》中规定的抗震设防目标。为了提高新型木结构抗震用耗能扒钉的承载力及耗能能力,其外形及尺寸均要满足一定的要求,以达到预期效果。新型木结构抗震用耗能扒钉的长度在200 600mm,钢筋的直径在6 18mm,耗能部分长为50 250mm,基于抗震性能和适用性,耗能隅撑的材料采用碳素结构钢、低合金钢或低屈服点钢材,可以在工厂预制完成。连接钉的长度可以根据实际榫卯节点受力进行计算确定,同时应满足相关国家规范的要求。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
本发明公开了一种木结构抗震用耗能扒钉,包括耗能器部分和连接钉,所述耗能器部分设置在连接钉的中部,耗能器部分和连接钉通过焊接相连,所述连接钉两端分别钉在木柱和木梁上。本发明耗能扒钉综合考虑经济性、施工适宜性及典型民居特色,加固后的榫卯节点在提高承载能力的同时,也增加了节点的耗能能力,使木结构的抗震性能更好,且简单经济,适宜在我国村镇推广。
一种木结构抗震用耗能扒钉制作方法
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