一种新型木结构柱脚耗能减震节点结构及其施工方法与流程

本发明涉及木结构工程技术领域，特别涉及一种新型木结构柱脚耗能减震节点结构及其施工方法。

背景技术：

目前，我国传统的木结构建筑，其柱脚节点大部分采用的是平摆浮搁式连接节点，即木柱直接放置在础石之上。许多国内外学者通过试验研究或理论分析，认为此种柱脚是一种现代化的滑移隔振支座，当受到地震作用时，柱脚会产生滑移，从而减少框架受到的内力。但是，柱脚的滑移仍是一种不可忽视的破坏形态，当地震作用较大时，木结构民居的柱脚节点处会发生超限位移，轻微时使得木框架发生倾斜，严重时导致木框架整体倒塌。因此，限制柱脚的位移是一个亟待解决的研究重点。

公告号为cn207597720u的实用新型专利公开了一种木结构柱脚抗震节点结构，通过在木柱脚的基础中预埋地脚环形法兰钢板和竖直弧形钢片，钢片与圆木柱通过螺栓固定，以此控制柱脚位移，此种方式完全限制了柱脚滑移，但是并不能消耗圆木柱受到的内力，还是会对圆木柱造成损坏，且钢片与圆木柱通过螺栓固定，螺栓穿过圆木柱，必须得对圆木柱进行打孔，人为对圆木柱的结构造成破坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型木结构柱脚耗能减震节点结构，增强木结构柱脚的抗震功能，同时不对木结构柱脚产生破坏。

本发明的另一目的在于，提供了一种上述新型木结构柱脚耗能减震节点结构的施工方法。

本发明的技术方案为：一种新型木结构柱脚耗能减震节点结构，包括内抱箍、外抱箍、多个弹性件和钢底板，所述内抱箍套设于柱脚外，内抱箍的内径与柱脚的截面直径匹配，钢底板设有柱脚孔，钢底板固定于放置柱脚的础石上，柱脚位于柱脚孔内，柱脚孔的直径大于柱脚的直径，钢底板的直径不小于外抱箍的直径，外抱箍固定于钢底板且位于内抱箍外，多个弹性件的两端分别抵接于内抱箍和外抱箍。通过将柱脚孔的直径设置成大于柱脚的直径，即钢底板与柱脚之间预留间距，在地震时，允许柱脚在间距范围内滑移，防止柱脚超限位移，减少柱脚受到的内力，当柱脚滑移时，内抱箍与柱脚一起发生滑移，通过弹性件的弹性形变来实现减震耗能，有助于提高木结构整体的安全性。

进一步，所述内抱箍包括两个内半箍，外抱箍包括两个外半箍，内半箍和外半箍的两端分别设有耳板，耳板上设有螺栓孔，两个内半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起，两个外半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起。内抱箍和外抱箍分别通过组装的方式连接，结构简单，方便施工，方便拆卸和更换。

进一步，所述弹性件为不锈钢波纹管，不锈钢波纹管的两端分别与内抱箍和外抱箍连接且保持伸直。由于不锈钢波纹管的不可伸缩性与可弯曲性，通过不锈钢波纹管的受拉和受弯作用来实现耗能，有助于提升木结构整体的安全性。

进一步，所述不锈钢波纹管的两端分别设有螺纹接头，内抱箍的外壁和外抱箍的内壁分别设有多个螺纹杆，不锈钢波纹管两端的螺纹接头分别与内抱箍和外抱箍上的螺纹杆连接。通过设置螺纹接头和螺纹杆，简化不锈钢波纹管与内抱箍和外抱箍的连接方式，方便施工，方便不锈钢波纹管的拆卸和更换。

进一步，所述内抱箍和外抱箍分别为圆形，内抱箍的外壁和外抱箍的内壁分别设有六个螺纹杆，相邻两个螺纹杆之间的角度为60°。

进一步，所述柱脚孔的直径比柱脚的直径大10-20mm。在地震时，允许柱脚在间距范围内滑移，防止柱脚超限位移，减少柱脚受到的内力。

进一步，所述外抱箍的内径为柱脚截面直径的1.5-3倍。确保弹性件有足够的空间进行形变，从而实现减震耗能的目的。

进一步，所述钢底板包括两块半环形板，两块半环形板的连接处通过点焊固定。钢底板通过组装的方式连接，结构简单，方便施工，方便拆卸和更换。

进一步，所述钢底板上设有多个螺栓孔，钢底板通过螺栓固定于础石上。

本发明还提供了另一技术方案，上述新型木结构柱脚耗能减震节点结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤s1：预制钢底板，钢底板的直径不小于外抱箍的直径，柱脚位于钢底板的柱脚孔内，柱脚孔的直径比柱脚的直径大10-20mm，再将钢底板固定至放置柱脚的础石上；

步骤s2：根据柱脚的直径预制内抱箍，将内抱箍紧贴柱脚设置；

步骤s3：在内抱箍的外侧设置外抱箍，再将弹性件设置于内抱箍和外抱箍之间，弹性件的两端分别抵接于内抱箍和外抱箍，最后将外抱箍的底部焊接至钢底板。上述施工方法制作加工简单，所需材料易获取，造价低廉而又性能较佳，便于大批量制造使用，为传统木结构柱脚加固提供了一个性价比极高的施工方案。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明的新型木结构柱脚耗能减震节点结构，通过将柱脚孔的直径设置成大于柱脚的直径，即钢底板与柱脚之间预留间距，在地震时，允许柱脚在间距范围内滑移，防止柱脚超限位移，减少柱脚受到的内力，避免木结构发生倾斜或严重倒塌破坏。

本发明的新型木结构柱脚耗能减震节点结构，通过在内抱箍和外抱箍之间设置弹性件，当柱脚滑移时，内抱箍与柱脚一起发生有限滑移，通过弹性件的弹性形变来实现减震耗能，有助于提高木结构整体的安全性。

附图说明

图1为本发明的新型木结构柱脚耗能减震节点结构的示意图。

图2为本发明的新型木结构柱脚耗能减震节点结构的俯视图。

图3为本发明的新型木结构柱脚耗能减震节点结构的分解图。

图4为本发明的新型木结构柱脚耗能减震节点结构的剖视图。

内抱箍1、内半箍11、柱脚20、外抱箍2、外半箍21、础石30、钢底板3、半环形板31、柱脚孔32、间距33、耳板4、螺栓孔5、螺栓6、螺母7、螺纹杆8、不锈钢波纹管9、螺纹接头10。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1和图2所示，本实施例提供了一种新型木结构柱脚耗能减震节点结构，包括内抱箍1、外抱箍2、多个弹性件和钢底板3。

如图1和图3所示，内抱箍和外抱箍分别为圆形，内抱箍包括两个内半箍11，外抱箍包括两个外半箍21，内半箍和外半箍的两端分别设有耳板4，耳板上设有螺栓孔5，两个内半箍共同围设于柱脚20外，内抱箍的内径与柱脚的截面直径匹配，两个内半箍之间的耳板通过螺栓6和螺母7连接至一起，两个外半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起，外抱箍位于内抱箍外，内抱箍和外抱箍分别通过组装的方式连接，结构简单，方便施工，方便拆卸和更换。内抱箍的外壁和外抱箍的内壁分别设有六个螺纹杆8，相邻两个螺纹杆之间的角度为60°。

如图1和图3所示，多个弹性件为六个不锈钢波纹管9，由于不锈钢波纹管的不可伸缩性与可弯曲性，通过不锈钢波纹管的受拉和受弯作用来实现耗能，有助于提升木结构整体的安全性；不锈钢波纹管的两端分别设有螺纹接头10，不锈钢波纹管两端的螺纹接头分别与内抱箍和外抱箍上的螺纹杆连接，且不锈钢波纹管保持伸直，通过设置螺纹接头和螺纹杆，简化不锈钢波纹管与内抱箍和外抱箍的连接方式，方便施工，方便不锈钢波纹管的拆卸和更换。外抱箍的内径为柱脚截面直径的3倍，在其它实施例中，外抱箍的内径也可为柱脚截面直径的1.5倍或者2倍，符合此范围即可，在此处不一一列举，确保不锈钢波纹管有足够的空间进行形变，从而实现减震耗能的目的。

如图1、图3和图4所示，钢底板包括两块半环形板31，两块半环形板的连接处通过点焊固定，钢底板的中部设有圆形柱脚孔32，柱脚位于柱脚孔内，柱脚孔的直径大于柱脚的直径，，柱脚孔的直径比柱脚的直径大10mm，即钢底板与柱脚之间存在间距33，间距为10mm，在其它实施例中，间距也可以为15mm或者20mm，符合此范围即可，在此处不一一列举，通过在钢底板与柱脚之间预留间距，在地震时，允许柱脚在间距范围内滑移，防止柱脚超限位移，减少柱脚受到的内力，钢底板上设有多个螺栓孔，钢底板通过螺栓固定于放置柱脚的础石30上，钢底板的直径不小于外抱箍的直径，外抱箍的底部焊接至钢底板。

上述新型木结构柱脚耗能减震节点结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤s1：将两块半环形板围设于柱脚外，两块半环形板的连接处通过点焊固定形成钢底板，钢底板的直径不小于外抱箍的直径，柱脚位于钢底板的柱脚孔内，柱脚孔的直径比柱脚的直径大10mm，再将钢底板通过螺栓固定至放置柱脚的础石上；

步骤s2：根据柱脚的直径预制内半箍，将两个内半箍共同套设于柱脚外且紧贴柱脚，再将两个内半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起形成内抱箍；

步骤s3：预制外半箍，两个外半箍之间的耳板通过螺栓和螺母连接至一起形成外抱箍，外抱箍位于内抱箍外侧，外抱箍的内径为柱脚直径的3倍，再将不锈钢波纹管两端的螺纹接头分别与内抱箍和外抱箍上的螺纹杆连接，且保持不锈钢波纹管伸直，最后将外抱箍的底部焊接至钢底板。

上述施工方法制作加工简单，所需材料易获取，造价低廉而又性能较佳，便于大批量制造使用，为传统木结构柱脚加固提供了一个性价比极高的施工方案。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。