一种木构架节点的装配式减震耗能加固装置

本发明涉及木构架节点加固，具体涉及一种木构架节点的装配式减震耗能加固装置。

背景技术：

1、古建筑木构架节点连接主要包括柱础连接和柱枋连接，柱脚与础石采用平摆搁置式半刚性连接而具有滑移隔震性能，木柱与木枋间采用不需要一钉一铆的榫卯结构便可使结构牢固稳定，传统节点构造因其独特设计使得结构具有良好的抗弯性能和抗震能力。但经历了数千年的自然环境变化和地震灾害影响，柱础节点因常年发生柱脚平摆滑移造成柱脚处损伤严重，其承载力和抗侧能力降低，极易发生结构倾覆垮塌；柱枋榫卯结构则因出现大量拔榫、脱落和歪闪现象，造成构件损伤、诱发结构破坏，甚至整体倒塌。

2、中国实用新型专利cn207813078u提供了“一种木结构民居梁柱中节点榫卯连接新型加固装置，该装置通过在榫卯节点处的木梁上下两面设置有钢板，从而提升整体性”。该装置考虑在节点木梁处的上下两面设置有贯通钢板，钢板在限制木梁拔榫方面具有一定效果，但该设计通过拧紧钢板增强钢板与木梁的摩擦力的同时，却增大了钢板与木柱的缝隙，改变了榫卯结构中木梁与立柱的连接方式，忽略了木柱与木梁的摩擦嵌压效应，造成木梁更易脱落木柱，其次，对木柱开孔贯通钢板易造成柱枋遭受侵害等不可恢复性的损伤。

3、中国实用新型专利cn216196846u提供了一种“用于古建筑木构架和斗拱层的预应力张拉-弹簧阻尼系统，将柱架层各固定件通过钢杆与粘滞阻尼器和线圈弹簧连接，通过施加预紧力，使得柱架层及斗拱层附加的粘滞阻尼器和线圈弹簧处于预张拉状态”。该装置能够耗散大量地震能量，提高木框架的耗能能力，但该设计仅将固定件设计到木柱柱脚上端位置处，并未考虑将地震能量分散到础石或基底处，是结构加固体系“头重脚轻”类加固方式。

4、因此，目前经常在木结构节点进行加固，以此来避免这些问题。然而，现有加固装置尚存以下问题：

5、(1)采用的加固装置结构复杂，不便于安装、拆卸与二次加固，同时采用的加固方式改变了榫卯结构的连接方式或忽略了柱脚本身的减震耗能效能，忽略传统古建筑良好的抗震性能。

6、(2)常见的加固装置需要在柱枋与柱脚内进行开孔或贯穿钢铁制材料，进而因木材出现应力集中或钢铁氧化问题造成柱枋遭受侵害等不可恢复性的损伤。

7、(3)现有木结构加固装置大多仅针对梁枋或柱脚节点进行单一加固，忽略梁枋与柱脚间的整体受力性能和合理传力性，易形成结构体系“头重脚轻”类加固方式。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种木构架节点的装配式减震加固装置，并对柱、枋和础石之间的柱枋节点和柱础节点加固采用最小干预性和可逆性原则，利用对柱础之间承接组件、柱枋之间的锚固组件与柱、枋、础三者之间的对拉体系组成整体性的装配式减震耗能加固装置，解决现有加固装置结构复杂，不便于安装、拆卸与二次加固的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种木构架节点的装配式减震耗能加固装置，其包括底座、柱础承接组件、对拉组件、柱枋锚固组件和钢抱箍，柱础承接组件设置在底座的上端，对拉组件与柱础承接组件连接，柱枋锚固组件设置在对拉组件的顶端，钢抱箍分别与对拉组件和柱枋锚固组件连接。

4、进一步地，对拉组件包括柱枋对拉件、柱础对拉件和枋础对拉件，柱础对拉件与柱础承接组件相连接，枋础对拉件分别与底座、柱础承接组件以及柱枋锚固组件相连接，柱枋对拉件与柱枋锚固组件相连接。

5、进一步地，柱础承接组件包括底座反臂支座、第一套筒伸臂支座和第一木柱套筒，底座反臂支座分别与底座、枋础对拉件和柱础对拉件连接，第一套筒伸臂支座分别与柱础对拉件和第一木柱套筒相连接。

6、进一步地，柱枋锚固组件包括抱箍反臂支座、第二木柱套筒和第二套筒伸臂支座，抱箍反臂支座分别与钢抱箍、枋础对拉件和柱枋对拉件连接，第二套筒伸臂支座分别与柱枋对拉件和第二木柱套筒相连接。

7、进一步地，底座与柱础承接组件之间、钢抱箍与柱枋锚固组件之间分别设有加劲肋板。

8、进一步地，钢抱箍包括上、下u型钢抱箍，上、下u型钢抱箍之间可拆卸连接。

9、进一步地，底座上开设有若干个圆孔，底座中部开设有用于放置木柱的圆槽。

10、本发明具有以下有益效果：

11、(1)该木构架节点的装配式减震耗能加固装置具有结构简单、易于加工、造价成本低、使用周期长等优点，此外，该装置便于工作人员快速安装、维护和二次更换。

12、(2)本发明通过在柱础节点、柱枋节点处分别设置装配式连接的柱础承接组件和柱枋锚固组件，组件包括底座、钢抱箍、底座反臂支座、抱箍反臂支座、木柱套筒、加劲肋以及套筒伸臂支座，该组件在提高木构架中的柱础节点、柱枋节点的抗弯能力和耗能能力的同时，能够保留柱脚处的隔震滑移性能，减少对柱脚处破坏以及最大程度减少对榫卯节点的破坏。

13、(3)本发明设计对拉组件将柱础节点、柱枋节点实现整体加固，除了节点处布置的三角加劲肋能够提高节点刚度外，柱枋锚固组件、柱础承接组件和对拉组件间能够相互配合，若木构件单侧发生倾斜或滑移，另一侧构件能够将所受到的外力通过对拉件进行削弱，并通过对拉件传递给木柱或直接传力至础石。

技术特征：

1.一种木构架节点的装配式减震耗能加固装置，其特征在于，包括：底座(1)、柱础承接组件(2)、柱枋锚固组件(3)、对拉组件(4)和钢抱箍(5)，所述柱础承接组件(2)设置在所述底座(1)的上端，所述对拉组件(4)与所述柱础承接组件(2)连接，所述柱枋锚固组件(3)设置在所述对拉组件(4)的顶端，所述钢抱箍(5)分别与所述柱枋锚固组件(3)和所述对拉组件(4)连接。

2.根据权利要求1所述的木构架节点的装配式减震耗能加固装置，其特征在于，所述对拉组件(4)包括柱础对拉件(40)、枋础对拉件(41)和柱枋对拉件(42)，所述柱础对拉件(40)与所述柱础承接组件(2)相连接，所述枋础对拉件(41)分别与所述底座(1)、所述柱础承接组件(2)以及所述柱枋锚固组件(3)相连接，所述柱枋对拉件(42)与所述柱枋锚固组件(3)相连接。

3.根据权利要求2所述的木构架节点的装配式减震耗能加固装置，其特征在于，所述柱础承接组件(2)包括底座反臂支座(20)、第一套筒伸臂支座(21)和第一木柱套筒(22)，所述底座反臂支座(20)分别与所述底座(1)、所述柱础对拉件(40)和所述枋础对拉件(41)连接，所述第一套筒伸臂支座(21)分别与所述柱础对拉件(40)和所述第一木柱套筒(22)相连接。

4.根据权利要求2所述的木构架节点的装配式减震耗能加固装置，其特征在于，所述柱枋锚固组件(3)包括抱箍反臂支座(30)、第二木柱套筒(31)和第二套筒伸臂支座(32)，所述抱箍反臂支座(30)分别与所述钢抱箍(5)、所述柱枋对拉件(42)和所述枋础对拉件(41)连接，所述第二套筒伸臂支座(32)分别与所述柱枋对拉件(42)和所述第二木柱套筒(31)相连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的木构架节点的装配式减震耗能加固装置，其特征在于，所述底座(1)与所述柱础承接组件(2)之间、钢抱箍(5)与柱枋锚固组件(3)之间分别设有加劲肋板(6)。

6.根据权利要求5所述的木构架节点的装配式减震耗能加固装置，其特征在于，所述钢抱箍(5)包括包括上、下u型钢抱箍，所述上、下u型钢抱箍之间可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的木构架节点的装配式减震耗能加固装置，其特征在于，所述底座(1)上开设有若干个圆孔，所述底座(1)中部开设有用于放置木柱的圆槽。

技术总结
本发明公开了一种木构架节点的装配式减震耗能加固装置，涉及木构架节点加固技术领域。本发明主要为了解决现有加固装置结构复杂，不便于安装、拆卸与二次加固的问题，提出以下技术方案：其包括底座、柱础承接组件、对拉组件、柱枋锚固组件和钢抱箍，柱础承接组件设置在底座的上端，对拉组件设置在柱础承接组件的两侧，柱枋锚固组件设置在对拉组件的顶端，钢抱箍分别与对拉组件和柱枋锚固组件连接。产生有益效果：本发明在提高木构架中的柱础节点、柱枋节点的抗弯能力和耗能能力的同时，能够保留柱脚处的隔震滑移性能，减少对柱脚处破坏以及最大程度减少对榫卯节点的破坏，若木构件单侧发生倾斜时，另一侧构件能够将所受到的外力进行削弱。

技术研发人员：褚云朋,谭森龙,古松,丛宇,戴旭彬,贾彬
受保护的技术使用者：西南科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5