[发明专利]一种木结构抗震用耗能扒钉

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑结构用构件，具体涉及一种新型木结构抗震用耗能扒钉，主要（但非排他地）用于地震前木结构榫卯节点的抗震加固，也可以用于一般木结构房屋的抗震加固。

背景技术

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。

发明内容

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，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。

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。

附图说明

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。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式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1，所述耗能器部分2设置在连接钉1的中部，耗能器部分2和连接钉1通过焊接相连，所述连接钉1两端分别钉在木柱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。