CN101457549B - 木或竹框架结构消能减震节点 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种抗震木(竹)框架结构的消能减震节点，其特征是包括柱套、减震片和U形卡，其中减震片与柱套相连接，框架梁9通过U形卡6与减震片紧密结合，形成具有适当的刚度、强度和一定延展性的框架节点。优点：第一，刚性节点将木(竹)梁、柱连接成具抗震能力的框架结构体系，不需要墙体承载，可以充分利用材料的力学性能，降低造价；第二，采用了消能减震技术，提高了结构的安全性；第三，采用消能减震节点的木(竹)框架结构建筑，尤其适合在我国镇(乡)村民居建筑中推广，这种建筑可以在工厂生产，现场安装，避免了我国镇(乡)村居民自建住宅无技术支持，无抗震设防的情况，将大大改善镇(乡)村居民自建住宅的安全性、舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种抗震木(竹)框架结构的消能减震节点，属于结构建材技术领域。
背景技术
我国传统木结构建筑采用原木材料，梁柱为榫卯连接，这种结构体系有两大致命的弱点：(1)节点连接强度不足，刚度小，在水平侧力作用下，不能形成稳定的几何不变体系；(2)节点延性小，强震作用下容易产生脆性破坏。研究表明，此类结构抗震性能差，且木材利用率低。北美从20世纪70年代以来，在木结构建筑方面作了大量的研究与开发工作，特别在木结构住宅建筑的开发与应用领域已经相当成熟，先后开发了胶合木材、复合木材、人造板材等建筑材料，这些都已经成为当今欧美国家住宅建筑的主要材料，相应的标准也比较成熟。欧美一些发达国家，90％以上的低层住宅为木结构建筑。然而，欧美的木结构建筑采用密排木龙骨加高强木质材料面板构成墙体承载体系，即剪力墙结构体系，这种结构体系虽然有较强的抗震能力，但消耗材料多，造价超过3500元人民币/m2，不适宜在我国镇(乡)村推广。
发明内容
本发明的目的在于提出一种木(竹)结构专用的消能减震节点，将木(竹)梁、柱连接成具有抵御水平地震作用的框架结构体系，该结构体系不需要墙体承载，因而，既不同于中国传统木结构体系，也不同于北美的墙承载木结构体系，在节点连接和结构体系两个方面具有创新性。
本发明的技术解决方案：其特征是包括柱套、减震片和U形卡及U形卡封板、螺母，其中减震片与柱套对应相接，U形卡通过封板与螺母将A框架梁、B框架梁与减震片紧密结合。
本发明的优点：第一，刚性节点将木(竹)梁、柱连接成具抗震能力的框架结构体系，不需要墙体承载，可以充分利用材料的力学性能，降低造价；第二，采用了消能减震技术，提高了结构的安全性；第三，采用消能减震节点的木(竹)框架结构建筑，尤其适合在我国镇(乡)村民居建筑中推广，这种建筑可以在工厂生产，现场安装，避免了我国镇(乡)村居民自建住宅无技术支持，无抗震设防的情况，将大大改善镇(乡)村居民自建住宅的安全性、舒适性；
附图说明
附图1是消能减震框架结构中的柱套结构示意图，
附图2是消能减震框架结构中的U形卡结构示意图，
附图3是消能减震框架结构中的节点构造示意图，
附图4是消能减震框架结构中的梁柱与节点的连接示意图。
图中的1是上柱套，2是下柱套，3是柱套横隔板，4是上减震片，5是下减震片，6是U形卡，7是U形卡封板，8是螺母，9是A框架梁、10是B框架梁，11是上框架柱、12是下框架柱。
具体实施方式
对照附图1、其结构是包括柱套、减震片和U形卡6及U形卡封板、螺母，其中减震片与柱套对应相接，U形卡6通过封板8与螺母将A框架梁9、B框架梁10与减震片紧密结合。
所述的柱套分上柱套1与下柱套2，上柱套1与下柱套2中间有一柱套横隔板3，上柱套1与下柱套2将上框架柱11、下框架柱12牢固连接。
所述的减震片分上减震片4、下减震片5，上减震片4、下减震片5分别与上柱套1、下柱套2对应相接，上减震片4、下减震片5之间的距离等于梁的截面高度加1mm。
所述的A框架梁9、B框架梁10从节点的侧面放入上减震片4、下减震片5之间。
所述的U形卡6与封口板7通过螺母8紧固。
本消能减震节点具有恰当刚度、强度和延性，在强震作用下，框架通过节点消耗地震能量输入，保证了强震作用下柱、梁的安全，避免结构的脆性破坏，以此达到我国《建筑抗震设计规范》所规定的抗震设防目标。
柱套的作用是将上、下层柱牢固连接成一整体，并承受框架梁传至柱的内力。消能减震片的作用是固定框架梁，并承受两端弯矩与剪力，消耗强震作用下的地震能量。U形卡的作用是侧向固定框架梁，并将梁与减震片固定为一整体，框架安装时，框架梁从节点侧面放入减震节点内，通过U形卡、封板及螺母梁与减震片紧密结合；
工作过程
消能减震节点的工作原理是：柱套将上、下柱连接成一整体，保证了上、下柱在节点处的连接强度，同时，柱套侧板可以提高柱端的抗弯强度和抗剪强度；框架梁的竖向剪力通过柱套隔板传给柱，这样的构造使柱端全截面承压，不会造成柱端应力集中，相对螺栓连接而言，可以大大提高节点的抗剪承载力；正常使用状态下，减震片与柱套形成刚性节点，将梁、柱连接成可以抵御侧向荷载的框架，强震作用下，减震片承受反复荷载作用，通过自身的非线性变形消耗地震的能量输入，通过适当的设计，可以将绝大部分的变形都集中在减震片上，避免木(竹)材料的脆性破坏，增加结构的延性，且塑性铰出现在梁上，这样的构造可以充分减轻地震反应，保证结构在超越设防烈度的大震作用下不倒塌。
Claims (3)
1.木或竹框架结构消能减震节点，其特征是包括柱套、减震片和U形卡及U形卡封板、螺母，其中减震片与柱套对应相接，U形卡通过U形卡封板与螺母将A框架梁、B框架梁与减震片紧密结合，柱套分上柱套与下柱套，上柱套与下柱套中间有一柱套横隔板，上柱套与下柱套将上、下两层框架柱紧密连接，减震片分上减震片、下减震片，上减震片、下减震片分别与上柱套、下柱套对应相接，上减震片、下减震片之间的距离根据框架梁的截面高度确定，即减震片之间的净距离等于梁截面高度加1mm。
2.根据权利要求1所述的木或竹框架结构消能减震节点，其特征是所述的框架梁从减震节点的侧面放入上减震片、下减震片之间。
3.根据权利要求1所述的木或竹框架结构消能减震节点，其特征是所述的U形卡与U形卡封板通过螺母紧固。
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