[發明專利]一種穿斗式木結構古建筑柱架耗能加固裝置及搭設方法

有效

• 申請號: 201610828554.X
• 申請日: 2016-09-18
• 公開（公告）號: CN106285139B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 張錫成;王瑞鵬;薛建陽;葛鴻鵬
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種穿斗式木結構古建筑柱架耗能加固裝置及搭設方法，包括連接柱子的上梁和中梁，在上梁上設有梁端固定件，在柱子上設有柱底固定件，上梁上的梁端固定件和柱子上的柱底固定件上分別連接有鋼拉索，各鋼拉索通過若干個節點力轉換器連接，各節點力轉換器之間連接有線圈彈簧。本結構梁端固定件總長度l₀不小于上梁凈跨長度Ln的1/5，梁端固定件的高度不小于上梁高的2/3，柱底固定件沿柱子縱向高度h不小于柱子凈高H_n的1/4，寬度不小于柱子寬的2/3，該斜拉索搭設結構通過對稱扭轉預應力套筒向鋼拉索施加預應力，應用粘滯阻尼器與線圈彈簧耗能大大緩解了地震對建筑結構造成的沖擊和破壞，為一種增強整體剛度，并減小梁柱相對位移的較佳結構形式。

技術領域

本發明屬于古建筑木結構加固與修繕保護領域，具體涉及一種穿斗式木結構古建筑柱架耗能加固裝置，適合傳統木結構古建筑抗震加固及修繕需求。

背景技術

木結構古建筑是我國古建筑的主要結構形式，由于建造年代久遠，加上地震、自然風化以及蟲害的影響，絕大多數都存在著不同程度的殘損或者破壞，主要表現為木材開裂、槽朽、構件撓曲變形、節點拔榫等形式，使得木結構古建筑結構性能退化嚴重，潛伏極大的結構安全隱患，亟需修繕加固。當下木結構古建筑普遍采用的修繕加固方法主要為整體加固以及構件加固，其中整體加固方法分為落架大修、支頂拔正、修整加固等；構件加固則有墩接加固、嵌補加固、鐵件加固、支頂加固、化學加固、FRP加固等形式。

相對于構件加固，經過整體加固修復后的建筑構架抗震性能提升明顯，建筑空間整體性和剛度有較大的提高。在木構架變形小，構件位移不大的維修工程中，修整加固：即在不揭除瓦頂和不拆動構架的情況下，直接對木構架進行整體加固。就是一種合理且最優的加固方式。

而尋找用一種設計合理且工作穩定的修整加固方式，旨在提高柱架體系整體性，減小梁柱相對位移并在結構震動過程中提供抗力以耗散地震能量，成為目前本領域亟待解決的技術問題。粘滯性阻尼器的使用，可以在不增加結構剛度的情況下，吸收地震能，減小地震效應并且不影響結構自身動力參數，成為解決以上難題的一大切入點。通過粘滯性阻尼器與預應力鋼索的協同作用，以上亟待解決難題在發明中得以解決。

發明內容

針對同類加固方法對于整體剛度提升不明顯，且抗位移和抗變形能力提升不高的缺陷，本發明的目的在于，提供一種預應力斜拉索-阻尼器柱架加固結構(下文簡稱“預應力斜拉索體系”)及搭設方法，相比于同類加固方法，具有結構性能穩定，加固后整體剛度提升明顯，梁柱節點咬合緊密等優點。該方法適用于穿斗式古建筑的梁柱維修加固，且可成為一種仿古建筑的抗震構造有效措施。

本發明是通過下述技術方案來實現的。

一種穿斗式木結構古建筑柱架耗能加固裝置，包括柱子，及連接柱子的上梁和中梁，在上梁上設有若干個梁端固定件，在柱子上設有柱底固定件，上梁上的若干個梁端固定件和柱子上的柱底固定件上分別連接有鋼拉索，各鋼拉索通過若干個節點力轉換器連接，各節點力轉換器之間連接有線圈彈簧。

進一步，上梁上設有三個梁端固定件，各梁端固定件通過螺釘與上梁連接。

進一步，所述梁端固定件和柱底固定件的上端為框型結構，下端為鋼拉索連接板，鋼拉索連接板上設有貫穿鋼拉索的穿孔；各個梁端固定件通過角鋼相互連接固定。

進一步，三個梁端固定件中兩端的梁端固定件為框型結構，中間的梁端固定件和柱底固定件為墊板，鋼絞線貫穿上梁和柱子與墊板連接。

進一步，連接上梁中部的梁端固定件的鋼拉索上套有預應力套筒，連接上梁兩端的梁端固定件的鋼拉索上進一步套有粘滯性阻尼器。

進一步，所述節點力轉換器為一個開有偏心孔的連接件，偏心孔的四周分布有連接線圈彈簧開孔、連接梁端固定件開孔和連接柱底固定件開孔，其中，連接梁端固定件開孔有兩個，其間距大于其中一個梁端固定件開孔與連接線圈彈簧開孔之間的距離。