一种双钢铅粘弹性阻尼器限位加固榫卯节点装置

1.本实用新型涉及，确切地说是一种双钢铅粘弹性阻尼器限位加固榫卯节点装置。


背景技术：

2.我国木结构古建筑在世界上享有极高声誉，其中榫卯连接是其一大特色。榫卯连接是一种半刚性连接，在地震作用下能够通过通过自身转动和摩擦吸收一部分能量，从而达到减震效果。但是在自然环境、人为损伤及地震作用下榫卯节点也是最容易发生破坏的，主要发生拔榫破坏，严重时可以导致房屋倒塌。因此，榫卯节点加固在木结构古建筑加固领域中至关重要。
3.目前对榫卯节点加固方式主要是金属连接构件加固和纤维复合增强材料（frp）加固。使用金属连接构件对其木结构进行加固,使其抗震性能得到提升,但是在一定程度上对木结构造成了不可恢复的二次损伤,对于后期的维修和更换造成了不便。纤维复合增强材料（frp）由于其重量较轻、强度高、耐腐蚀性能好以及易于切割的特点,在结构的修复加固过程中得到了广泛的应用。在模拟地震作用下,碳纤维布主要在梁柱交界处发生破坏,在竖向碳纤维布环箍和横向碳纤维布相交处易发生剪断。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种双钢铅粘弹性阻尼器限位加固榫卯节点装置，该装置与传统加固方式相比，不仅不会对木材造成二次损伤，而且有利于更换维护；另外，通过设置双粘弹性钢铅芯阻尼器，不仅提高了榫卯节点的抗拔榫能力，还有一定程度的耗能减震作用。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术手段：
6.一种双钢铅粘弹性阻尼器限位加固榫卯节点装置，包括横梁套箍、立柱套箍和阻尼器，所述的阻尼器设有连接成一体的板式钢铅粘弹性阻尼器、扇形钢铅粘弹性阻尼器；板式钢铅粘弹性阻尼器与横梁套箍连接；扇形钢铅粘弹性阻尼器与立柱套箍连接；
7.所述的板式钢铅粘弹性阻尼器设有约束钢板、剪切钢板，约束钢板设置在剪切钢板两侧，约束钢板、剪切钢板之间设有板式粘弹性橡胶层；约束钢板、剪切钢板及板式粘弹性橡胶层通过间隔设置的第一铅芯、第一软钢芯连接；所述的扇形钢铅粘弹性阻尼器设有扇形约束钢板、扇形剪切钢板，扇形约束钢板设置在扇形剪切钢板两侧，扇形约束钢板、扇形剪切钢板之间设有扇形粘弹性橡胶层，扇形约束钢板、扇形剪切钢板及扇形粘弹性橡胶层通过间隔设置的第二铅芯、第二软钢芯连接；约束钢板相应设置连接槽，扇形剪切钢板的顶端穿过连接槽与剪切钢板连接。
8.采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其突出的特点是：
9.第一：本实用新型采用多种材料复合型耗能减震，布置屈服点高的软钢芯，能提供较大的阻尼力，铅在剪切或挤压屈服后产生塑性变形耗散能量，高阻尼橡胶通过剪切滞回变形耗散振动的能量，不同材料同时耗能，可以用于控制结构的地震反应和风振反应。
10.第二：通过横梁套箍与立柱套箍连接固定，减少了对原结构的干预及破坏，不会对木结构造成二次伤害，是一种无损的加固方式。
11.第三：板式钢铅粘弹性阻尼器、扇形钢铅粘弹性阻尼器具有半刚性特性，地震发生时，扇形钢铅粘弹性阻尼器的扇形约束钢板和扇形剪切钢板发生相对转动，板式钢铅粘弹性阻尼器的双层约束钢板和单层剪切钢板发生相对位移，弹性体在剪切力的作用下产生形变耗能，减少榫卯节点发生拔榫的情况，阻尼器先承担一部分地震作用力，提高了结构整体和榫卯节点的耗能能力，减震作用明显加强。
12.进一步的优选技术方案如下：
13.所述的板式钢铅粘弹性阻尼器设有两块约束钢板，一块剪切钢板。
14.通过设置三层结构，使两块约束钢板和一块剪切钢板发生相对位移时耗能，减少榫卯节点发生拔榫的情况。
15.所述的扇形钢铅粘弹性阻尼器设有三块扇形约束钢板、两块扇形剪切钢板。
16.通过设置层结构，三块扇形约束钢板、两块扇形剪切钢板发生相对转动，耗能，减少榫卯节点发生拔榫的情况。
17.所述的横梁套箍设有第一连接板，第一连接板与约束钢板通过第一螺栓连接。
18.通过设置第一连接板、第一螺栓，方便部件的连接。
19.所述的立柱套箍设有第二连接板，第二连接板与连接锁紧钢板通过第二螺栓连接；连接锁紧钢板与扇形约束钢板的底端连接固定。
20.通过设置第二连接板、连接锁紧钢板及第二螺栓，方便部件连接。
21.所述的连接锁紧钢板与扇形约束钢板焊接连接。
22.部件焊接连接，结构更简单，连接更稳定。
23.所述的扇形剪切钢板与剪切钢板焊接连接。
24.部件焊接连接，结构更简单，连接更稳定。
25.所述的板式钢铅粘弹性阻尼器、扇形钢铅粘弹性阻尼器上分别设有盲孔，盲孔用于连接设置第一铅芯和第二铅芯；盲孔的开口处设有盖板，盖板封闭盲孔。
26.通过设置盲孔，第一铅芯和第二铅芯插接入盲孔后，再用盖板封闭开口处，可以将第一铅芯和第二铅芯封闭，避免其氧化。
27.所述的第一软钢芯、第二软钢芯、第一铅芯和第二铅芯直径均为mm。
28.上述设置，使部件能较好地发挥连接作用。
附图说明
29.图1是本实用新型的使用状态图。
30.图2是本实用新型的立体图。
31.图3是本实用新型的板式钢铅粘弹性阻尼器的俯视图。
32.图4是图3中a-a向剖视图。
33.图5是本实用新型的扇形钢铅粘弹性阻尼器的正视图。
34.图6是图5中的b-b向剖视图。
35.附图标记说明：1、立柱；2、横梁；3、横梁套箍；301、第一连接板；302、第一螺栓；4、立柱套箍；401、第二连接板；402、第二螺栓；5、扇形剪切钢板；6、扇形约束钢板；601、连接锁
紧钢板；7、约束钢板；8、剪切钢板；9、盖板；101、第一铅芯；111、第一软钢芯；102、第二铅芯；112、第二软钢芯；121、板式粘弹性橡胶层；122、扇形粘弹性橡胶层。
具体实施方式
36.下面结合实施例，进一步说明本实用新型。
37.参见图1-图6可知，本实用新型的一种双钢铅粘弹性阻尼器限位加固榫卯节点装置，由横梁套箍3、立柱套箍4和阻尼器组成。
38.结合图3、图4可知，所述的阻尼器设有连接成一体的板式钢铅粘弹性阻尼器、扇形钢铅粘弹性阻尼器；板式钢铅粘弹性阻尼器与横梁套箍3连接；扇形钢铅粘弹性阻尼器与立柱套箍4连接；所述的板式钢铅粘弹性阻尼器设有约束钢板7、剪切钢板8，约束钢板7设置在剪切钢板8两侧，约束钢板7、剪切钢板8之间设有板式粘弹性橡胶层121；约束钢板7、剪切钢板8及板式粘弹性橡胶层121通过间隔设置的第一铅芯101、第一软钢芯102连接。
39.结合图5、图6可知，所述的扇形钢铅粘弹性阻尼器设有扇形约束钢板6、扇形剪切钢板5，扇形约束钢板6设置在扇形剪切钢板5两侧，扇形约束钢板6、扇形剪切钢板5之间设有扇形粘弹性橡胶层122，扇形约束钢板6、扇形剪切钢板5及扇形粘弹性橡胶层122通过间隔设置的第二铅芯102、第二软钢芯112连接；约束钢板7相应设置连接槽，扇形剪切钢板5的顶端穿过连接槽与剪切钢板8连接。
40.所述的板式钢铅粘弹性阻尼器设有两块约束钢板7，一块剪切钢板8。
41.通过设置三层结构，使两块约束钢板7和一块剪切钢板8发生相对位移时耗能，减少榫卯节点发生拔榫的情况。
42.所述的扇形钢铅粘弹性阻尼器设有三块扇形约束钢板6、两块扇形剪切钢板5。
43.通过设置5层结构，三块扇形约束钢板6、两块扇形剪切钢板5发生相对转动，耗能，减少榫卯节点发生拔榫的情况。
44.所述的横梁套箍3设有第一连接板301，第一连接板301与约束钢板7通过第一螺栓302连接。
45.通过设置第一连接板301、第一螺栓302，方便部件的连接。
46.所述的立柱套箍4设有第二连接板401，第二连接板401与连接锁紧钢板601通过第二螺栓402连接；连接锁紧钢板601与扇形约束钢板6的底端连接固定。
47.通过设置第二连接板401、连接锁紧钢板601及第二螺栓402，方便部件连接。
48.所述的连接锁紧钢板601与扇形约束钢板6焊接连接。
49.部件焊接连接，结构更简单，连接更稳定。
50.所述的扇形剪切钢板5与剪切钢板8焊接连接。
51.部件焊接连接，结构更简单，连接更稳定。
52.所述的板式钢铅粘弹性阻尼器、扇形钢铅粘弹性阻尼器上分别设有盲孔，盲孔用于连接设置第一铅芯101和第二铅芯102；盲孔的开口处设有盖板9，盖板9封闭盲孔。
53.通过设置盲孔，第一铅芯101和第二铅芯102插接入盲孔后，再用盖板9封闭开口处，可以将第一铅芯101和第二铅芯102封闭，避免其氧化。
54.所述的第一软钢芯111、第二软钢芯112、第一铅芯101和第二铅芯102直径均为30mm。
55.上述设置，使部件能较好地发挥连接作用。
56.第一连接板301和第二连接板401厚度均为15mm，约束钢板7、扇形约束钢板6每层厚度均为10-15mm；剪切钢板8、扇形剪切钢板5、连接锁紧钢板601厚度均为8-12mm。横梁套箍3与立柱套箍4均采用含碳量0.13%～0.20%的软钢制成，板式粘弹性橡胶层121和扇形粘弹性橡胶层122采用高阻尼橡胶制成。第一软钢芯111和第二软钢芯112横穿板式粘弹性阻尼器和扇形粘弹性阻尼器，两头与阻尼器最外侧两钢板焊接为一体。
57.采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其突出的特点是：
58.第一：本实用新型采用多种材料复合型耗能减震，布置屈服点高的软钢芯，能提供较大的阻尼力，铅在剪切或挤压屈服后产生塑性变形耗散能量，高阻尼橡胶通过剪切滞回变形耗散振动的能量，不同材料同时耗能，可以用于控制结构的地震反应和风振反应。
59.第二：通过横梁套箍与立柱套箍连接固定，减少了对原结构的干预及破坏，不会对木结构造成二次伤害，是一种无损的加固方式。
60.第三：板式钢铅粘弹性阻尼器、扇形钢铅粘弹性阻尼器具有半刚性特性，地震发生时，扇形钢铅粘弹性阻尼器的扇形约束钢板和扇形剪切钢板发生相对转动，板式钢铅粘弹性阻尼器的双层约束钢板和单层剪切钢板发生相对位移，弹性体在剪切力的作用下产生形变耗能，减少榫卯节点发生拔榫的情况，阻尼器先承担一部分地震作用力，提高了结构整体和榫卯节点的耗能能力，减震作用明显加强。
61.以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。