[發明專利]一種形狀記憶合金阻尼器增強的榫卯節點及其增強方法

有效

• 申請號: 202010953894.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112095791B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 謝啟芳;李勝英;張保壯;吳亞杰;鄭建國
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: E04B1/26
• 分類號: E04B1/26;E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種形狀記憶合金阻尼器增強的榫卯節點及其增強方法，增強的榫卯節點包括木梁、木柱、榫卯節點、形狀記憶合金阻尼器、連接件一和連接件二，木梁通過榫卯節點與木柱相連，木梁和木柱分別通過連接件一和連接件二與形狀記憶合金阻尼器相連。形狀記憶合金阻尼器包括木質底板、木質面板和形狀記憶合金彈簧，其中木質底板和木質面板分別通過連接件二和連接件一與木柱和木梁連接，木質面板和木質底板通過形狀記憶合金彈簧相連。增強方法通過木梁和木柱的相對轉動帶動木質面板轉動，進而拉伸或擠壓形狀記憶合金彈簧，達到耗能目的。本發明能夠在部改變古建筑木結構原營造特征的情況下，有效提升榫卯節點的承載能力和耗能能力。

技術領域

本發明涉及木結構抗震加固與消能減震技術領域，特別涉及一種形狀記憶合金阻尼器增強的榫卯節點及其增強方法。

背景技術

古建筑木結構通過榫卯連接的梁柱節點具有一定的轉動能力和良好的耗能能力，但經歷數次地震作用后，榫卯節點存在一定松動等殘損，影響其抗震承載能力和節點剛度，進而造成整體結構抗震承載力降低以及結構位移過大，面臨整體變形過大甚至倒塌的風險。因此，增強榫卯節點，保證其抗震承載力和剛度對結構安全性至關重要。

現有木結構榫卯節點加固方法，如采用扁鋼等各種形式的鋼材加固法以及采用纖維布等纖維復合材料加固法等，雖然能取得良好的加固效果，但由于所選加固材料與古建筑木結構的本體材料——木材相差較遠，外觀上存在一定的違和感，且限制梁柱的位移，影響梁柱節點的轉動能力和耗能能力。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種形狀記憶合金阻尼器增強的榫卯節點及其增強方法，該方法能夠實現古建筑木結構的加固，還能最大限度地保留古建筑木結構的特色。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種形狀記憶合金阻尼器增強的榫卯節點，包括木梁1端部設置的榫頭3和木柱2內側面的卯口4，榫頭3插入卯口4，木梁1與木柱2之間設置有形狀記憶合金阻尼器，木梁1通過連接件一8與形狀記憶合金阻尼器相連，木柱2通過連接件二9與形狀記憶合金阻尼器相連。

所述形狀記憶合金阻尼器包括木質底板6、木質面板5和形狀記憶合金彈簧7，在木質底板6右半部和木質面板5左半部分加工成半板厚的帶槽帶10的扇形木板，所述槽帶10是以榫頭3的轉動點為圓心，以木質底板6半徑的1/3和2/3為半徑的兩圓弧狀槽帶，槽帶10的寬和厚大于形狀記憶合金彈簧7的外徑，形狀記憶合金彈簧7居中放置在槽帶10里，并通過粘結在槽帶10端部鋼板15的掛鉤連接木質底板6和木質面板5。

所述連接件一8包括兩第一鋼帶13，兩第一鋼帶13一端通過高強螺栓11和碟形彈簧12固定于木梁1上，另一端通過高強螺栓11和碟形彈簧12與木質面板5相連；

所述第一鋼帶13采用L形鋼帶，第一鋼帶13采用Q345B鋼，厚度4mm，鋼帶的鍍鋅量為275g/m²。

所述連接件二9包括兩第二鋼帶14，兩第二鋼帶14一端通過高強螺栓11和碟形彈簧12固定于木柱2外側，另一端通過高強螺栓11和碟形彈簧12與木質夾板6相連；

所述第二鋼帶14采用半圓弧狀鋼帶，第二鋼帶14采用Q345B鋼，厚度4mm，鋼帶的鍍鋅量為275g/m²。

所述木質面板5和木質底板6的尺寸參照《營造法式》的雀替尺寸要求，木質底板6和木質面板5的疊合平放總長度為木構架凈面闊的1/4，木質底板高為木構架凈面闊的1/8，木質底板6和木質面板5的厚為0.3倍柱徑，木質底板6和木質面板5的總厚度小于等于梁1寬度。

木質底板6所包含區域是以木構架凈面闊的1/8為半徑的不規則弧形面，所述面板5包含區域是以木構架凈面闊的1/8為半徑的15°弧形區加不規則弧形區域。