一种用于木结构建筑榫卯节点加固的剪切式阻尼器

1.本实用新型涉及建筑结构领域，特别涉及一种用于木结构建筑榫卯节点加固的剪切式阻尼器。


背景技术：

2.在我国西南等地震多发区域，广大的农村地区，还有大量的木结构，砖木混合，土木混合结构等木结构承重建筑。这些建筑往往没有经过正规的抗震承重设计，在多年的使用中结构已经严重破坏，极大的威胁着广大人民群众的生命财产安全，急需进行修复和加固。同时,我国还有大量的古木建筑，在外界因素作用(如地震，风荷载，地基沉降等)和木材自身缺陷的影响下，木构件经过多年的使用也已发生破坏，发生了榫卯节点松动，榫头和卯口间隙变大，榫头拔出、脱落，榫头挤压变形，卯口扩大等现象，使得连接方式由原本的半刚性连接变为了活动的铰连接，极大的减弱了建筑物本身的刚性，加剧了建筑物的坍塌歪斜。
3.传统的木结构榫卯节点之间的加固方式通常使用扒钉、铁板等铁件进行加固，其主要作用是增大构架的刚度，从而减小拔榫、歪闪、落梁等破坏形式发生的概率；然而，使用铁件进行木结构建筑榫卯节点的加固，铁件与木结构刚性固定，地震发生时木结构容易出现劈裂破坏，对木结构建筑的抗震能力提升影响不大，有待改进。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种用于木结构建筑榫卯节点加固的剪切式阻尼器，以解决上述背景技术中提出的技术问题。
5.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种用于木结构建筑榫卯节点加固的剪切式阻尼器，包括第一扇形钢板、基板和钢箍，所述第一扇形钢板的其中一条直边与基板的上端中部连接、另一条直边与基板垂直，所述第一扇形钢板的左右两侧均粘接有弹性板，所述弹性板上设有夹层，所述夹层内设有与弹性板粘接的第二扇形钢板；
7.所述第二扇形钢板的其中一条直边与基板平行、另一条直边与基板垂直并外露于弹性板，所述第二扇形钢板外露于弹性板的一端设有与其垂直的连接钢板，所述连接钢板设在第二扇形钢板远离第一扇形钢板的一侧，所述钢箍呈“ω”形、其两端分别通过普通螺栓与两块第二扇形钢板上的连接钢板固定；
8.所述基板远离第一扇形钢板的一侧设有锁紧钢板，所述锁紧钢板与基板尺寸相同，所述锁紧钢板的左右两端均通过多个双头螺栓与基板的左右两端连接；
9.所述第一扇形钢板的左右两侧均设有贯穿弹性板和第二扇形钢板的弧形通孔，所述弧形通孔的凸面侧朝向第一扇形钢板的曲边一侧，所述弧形通孔中部设有与第一扇形钢板连接的限位杆，所述弹性板远离第一扇形钢板的一侧设有与限位杆螺纹连接的螺帽，所述螺帽与弹性板之间设有金属垫片。
10.本实用新型的进一步设置为：所述弹性板采用粘弹性高阻尼橡胶制成，所述弹性
板包括一体成型的第一侧板、第二侧板和连接板，所述第一侧板与第二侧板之间形成夹层，第二侧板靠近基板的一端通过连接板与第二侧板靠近基板的一端连接。
11.本实用新型的进一步设置为：所述第一侧板和第二侧板的厚度均为10
‑
15cm。
12.本实用新型的进一步设置为：所述第二扇形钢板外露于弹性板一端至少设置有两个连接钢板，所述钢箍的数量至少为两个。
13.本实用新型的进一步设置为：所述第一扇形钢板与基板一体成型。
14.本实用新型的进一步设置为：两块弹性板均通过氯丁型胶粘剂801胶与第一扇形钢板粘接，所述第二扇形钢板的左右两侧均通过氯丁型胶粘剂801胶与弹性板粘接。
15.本实用新型的进一步设置为：所述基板和锁紧钢板的表面均设有增大摩擦的防滑花纹。
16.本实用新型的进一步设置为：所述第一扇形钢板、基板、第二扇形钢板和锁紧钢板均为8
‑
12cm厚的钢板。
17.本实用新型的进一步设置为：所述钢箍采用软钢制成。
18.本实用新型的进一步设置为：所述金属垫片的厚度为4
‑
5cm。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
20.1.本实用新型的剪切式阻尼器呈半刚性，其工作原理与榫卯节点的耗能机理相同，地震发生时，与梁相联的基板和第一扇形钢板部分以及与柱子相联的钢箍和第二扇形钢板部分先于榫卯节点产生相对转动，弹性板在剪切力的作用下发生形变、耗散能量，阻尼器先承担一部分地震作用力，通过该阻尼器的剪切耗能，减少地震作用对榫卯节点的伤害，提高了榫卯节点的耗能能力。
21.2.本实用新型的第一扇形钢板的左右两侧均设有贯穿弹性板和第二扇形钢板的弧形通孔，弧形通孔的凸面侧朝向第一扇形钢板的曲边一侧，弧形通孔中部设有与第一扇形钢板连接的限位杆，弹性板远离第一扇形钢板的一侧设有与限位杆螺纹连接的螺帽，螺帽与弹性板之间设有金属垫片；当地震发生时，与梁相联的基板和第一扇形钢板部分以及与柱子相联的钢箍和第二扇形钢板部分先于榫卯节点产生相对转动，限位杆在弧形通孔内转动，若弹性板在地震作用下被破坏或弹性板与第一扇形钢板分离，此时，限位杆可挡住第二扇形钢板，成为阻尼器的最后一道刚性防护，避免与梁相联的基板和第一扇形钢板部分同与柱子相联的钢箍和第二扇形钢板部分直接分离，可有效降低拔榫、落梁等破坏形式发生的概率，安全性进一步提高。
22.3.本实用新型的阻尼器采用ω形软钢钢箍与柱子联接，基板及锁紧钢板通过双头螺栓与梁联接，不会对木结构造成二次伤害，使用时，只需要将该剪切式阻尼器安装在重要位置即可，减少了对原结构的干预及破坏；此外，该阻尼器具有体积小、安装、维护和更换方便，高效、环保可装配化等特点。
23.4.本实用新型阻尼器既可以应用于古建筑木结构榫卯节点的修复与加固，同时也可以应用于新建木结构建筑榫卯节点的加固，实用性好。
附图说明
24.图1是本实用新型的整体结构示意图；
25.图2是本实用新型的局部结构立体图；
26.图3是图2所示结构的侧视图；
27.图4是图2所示结构撤去第二扇形钢板后的立体图；
28.图5是图4所示结构撤去弹性板后的立体图；
29.图6是本实用新型的使用状态参考图。
30.图中：1、基板；2、第一扇形钢板；3、弹性板；31、第一侧板；32、第二侧板；33、连接板；4、第二扇形钢板；41、连接钢板；42、普通螺栓；5、钢箍；6、锁紧钢板；61、双头螺栓；7、弧形通孔；71、限位杆；72、螺帽；73、金属垫片；8、柱子；9、梁。
具体实施方式
31.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
34.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.实施例1：
36.如图1
‑
图5所示，一种用于木结构建筑榫卯节点加固的剪切式阻尼器，包括第一扇形钢板2、基板1和钢箍5，第一扇形钢板2的其中一条直边与基板1的上端中部连接、另一条直边与基板1垂直，第一扇形钢板2的左右两侧均粘接有弹性板3，弹性板3上设有夹层，夹层内设有与弹性板3粘接的第二扇形钢板4。
37.具体地，本实施例中的弹性板3采用粘弹性高阻尼橡胶制成，弹性板3包括一体成型的第一侧板31、第二侧板32和连接板33，第一侧板31与第二侧板32之间形成夹层，第二侧板32靠近基板1的一端通过连接板33与第二侧板32靠近基板1的一端连接，第一侧板31和第二侧板32的厚度均为15cm，可以理解的是，本实用新型的第一侧板31和第二侧板32的厚度也可以是11cm、12cm或者10
‑
15cm范围内的任意值，本实施例中所示不影响本实用新型的保护范围。
38.两块弹性板3均通过氯丁型胶粘剂801胶与第一扇形钢板2粘接，第二扇形钢板4的左右两侧均通过氯丁型胶粘剂801胶与弹性板3粘接。
39.第二扇形钢板4的其中一条直边与基板1平行、另一条直边与基板1垂直并外露于弹性板3，第二扇形钢板4外露于弹性板3的一端设有与其垂直的连接钢板41，连接钢板41设在第二扇形钢板4远离第一扇形钢板2的一侧，钢箍5呈“ω”形、其两端分别通过普通螺栓42与两块第二扇形钢板4上的连接钢板41固定。具体地，第二扇形钢板4外露于弹性板3一端至
少设置有两个连接钢板41，钢箍5的数量至少为两个。
40.基板1远离第一扇形钢板2的一侧设有锁紧钢板6，锁紧钢板6与基板1尺寸相同，锁紧钢板6的左右两端均通过多个双头螺栓61与基板1的左右两端连接。
41.具体地，本实施例中的第一扇形钢板2、基板1、第二扇形钢板4和锁紧钢板6均为8
‑
12cm厚的钢板。
42.第一扇形钢板2的左右两侧均设有贯穿弹性板3和第二扇形钢板4的弧形通孔7，弧形通孔7的凸面侧朝向第一扇形钢板2的曲边一侧，弧形通孔7中部设有与第一扇形钢板2连接的限位杆71，弹性板3远离第一扇形钢板2的一侧设有与限位杆71螺纹连接的螺帽72，螺帽72与弹性板3之间设有金属垫片73，金属垫片73的厚度为4
‑
5cm。
43.实施例2：
44.作为本实用新型进一步优选的实施方式，本实施例与实施例1相同的特征不再赘述，不同的特征在于：
45.本实施例中的第一扇形钢板2与基板1一体成型，稳定性更好。
46.实施例3：
47.作为本实用新型进一步优选的实施方式，本实施例与实施例1或2相同的特征不再赘述，不同的特征在于：
48.本实施例中的基板1和锁紧钢板6的表面均设有增大摩擦的防滑花纹，防滑性能好，
49.实施例4：
50.作为本实用新型进一步优选的实施方式，本实施例与实施例1或2相同的特征不再赘述，不同的特征在于：
51.本实施例中的钢箍5采用软钢制成。地震发生时，钢箍5发生形变，既可以损耗部分能量，同时也可降低对柱子的破坏。
52.使用方式及原理：
53.参照图1、图6，本实用新型的阻尼器在使用时，钢箍5箍在柱子8外侧，基板1及锁紧钢板6通过双头螺栓61固定在梁9上，地震发生时，与梁9相联的基板1和第一扇形钢板2部分以及与柱子8相联的钢箍5和第二扇形钢板4部分先于榫卯节点产生相对转动，弹性板3在剪切力的作用下发生形变、耗散能量，阻尼器先承担一部分地震作用力，通过该阻尼器的剪切耗能，减少地震作用对榫卯节点的伤害，提高了榫卯节点的耗能能力。
54.上述实施例仅仅是本实用新型的部分实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
55.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。