本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，特別是涉及一種竹木框架-耗能支撐抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，震后低損傷且能用于多層竹木框架結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的愈發(fā)重視，建筑業(yè)越來越倡導(dǎo)可再生建材的利用。木材和竹材因其自然生長(zhǎng)且可持續(xù)發(fā)展，被越來越多地應(yīng)用于房屋建筑。同時(shí)，竹木結(jié)構(gòu)也具有較低的全壽命建筑能耗、優(yōu)良的居住環(huán)境和建筑美觀等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)代城市規(guī)模不斷增大、節(jié)地要求不斷提高，研發(fā)適用于多層建筑的竹木結(jié)構(gòu)體系將是未來的發(fā)展方向?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系傳力明確，延性較好，同時(shí)在有著使用空間大，低碳節(jié)能以及施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，因此具有很大的發(fā)展?jié)摿?。然而傳統(tǒng)的帶支撐的低多層竹木框架結(jié)構(gòu)通過螺栓及竹木構(gòu)件的相對(duì)變形來耗散地震能量，震后整體結(jié)構(gòu)雖未發(fā)生倒塌，但連接部位的竹木構(gòu)件往往有明顯的破壞及很大的殘余變形，大大增加了震后結(jié)構(gòu)的維修難度，同時(shí)也加大了結(jié)構(gòu)修繕的費(fèi)用，嚴(yán)重限制了竹木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展。

針對(duì)現(xiàn)有竹木框架存在的問題，本發(fā)明提出一種適用于多層建筑的竹木結(jié)構(gòu)體系且震后易修復(fù)的裝置和技術(shù)，能夠有效提高多層竹木框架的初始抗側(cè)剛度，同時(shí)有效增加多層竹木框架的耗能性能，減輕多層竹木框架的震后損傷，大大降低多層竹木框架的震后修復(fù)難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有竹木框架結(jié)構(gòu)在地震作用下難以兼顧抗側(cè)剛度和抗震性能的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種竹木框架-耗能支撐抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，通過合理設(shè)置帶阻尼器的耗能支撐不但可以有效增加結(jié)構(gòu)在小震下的抗側(cè)剛度，而且能利用阻尼器的滑動(dòng)帶動(dòng)支撐的相對(duì)變形，有效提高結(jié)構(gòu)在大震下的耗能性能，同時(shí)減輕了支撐與結(jié)構(gòu)連接處的破壞程度，大幅降低了竹木框架結(jié)構(gòu)在震后的修復(fù)費(fèi)用和難度。

本發(fā)明所要解決的問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種木框架或竹框架-耗能支撐抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，包括木梁1、木柱2、梁柱節(jié)點(diǎn)3、木支撐4、第一摩擦型阻尼器5、第二摩擦型阻尼器6和柱腳7，所述木梁1兩端分別與木柱2一端通過螺栓連接，構(gòu)成梁柱結(jié)構(gòu)，木柱2固定于柱腳7上，其中：所述梁柱結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有木支撐4，木支撐4一端通過第一摩擦型阻尼器5和第一內(nèi)鋼板53連接木梁1，木支撐4另一端通過第二摩擦型阻尼器6和第二內(nèi)鋼板63連接木柱2下部；所述木支撐4與第一摩擦型阻尼器5、第二摩擦型阻尼器6的連接方式為螺栓連接，第一摩擦型阻尼器5與木梁1的連接方式為螺栓連接，所述第二摩擦型阻尼器6與木柱2的連接方式為螺栓連接，所述木柱2與柱腳7的連接方式為螺栓連接；所述的第一摩擦型阻尼器5由第一U型鋼51和NAO型摩擦材料52（Non-asbestos Organic material，以下簡(jiǎn)稱為NAO型摩擦材料）組成，第一內(nèi)鋼板53一端伸入木梁1內(nèi)，另一端伸入第一U型鋼51內(nèi)，第一U型鋼51兩邊上設(shè)有垂直于木梁1長(zhǎng)度方向的第一長(zhǎng)圓孔，第一內(nèi)鋼板53上設(shè)有平行于木梁1長(zhǎng)度方向的第二長(zhǎng)圓孔，第三螺栓10依次穿過第一U型鋼51一邊上的第一長(zhǎng)圓孔、第一內(nèi)鋼板53上的第二長(zhǎng)圓孔、第一U型鋼51另一邊上的第一長(zhǎng)圓孔，將第一U型鋼51與第一內(nèi)鋼板53連接起來，并可對(duì)第三螺栓10施加預(yù)緊力，所述第一長(zhǎng)圓孔和第二長(zhǎng)圓孔使摩擦型阻尼器5在地震作用下可充分摩擦耗能，NAO型摩擦材料52粘于第一U型鋼51兩邊內(nèi)側(cè)；在中震或大震下，摩擦型阻尼器所受的剪力大于其滑動(dòng)摩擦力，阻尼器中的摩擦面開始滑移耗能，木支撐相對(duì)框架梁和框架柱在阻尼器處發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，這種機(jī)制能大幅度減少框架梁、框架柱和梁柱節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)損傷。

本發(fā)明中，所述木梁1、木柱2、和木支撐4可以采用竹梁、竹柱和竹支撐代替。

本發(fā)明中，所述的第二摩擦型阻尼器6由第二U型鋼61和NAO型摩擦材料62（Non-asbestos Organic material，以下簡(jiǎn)稱為NAO型摩擦材料）組成，第二內(nèi)鋼板63一端伸入木柱2內(nèi)，另一端伸入第二U型鋼61內(nèi)，第二U型鋼61兩邊上設(shè)有垂直于木柱2長(zhǎng)度方向的第三長(zhǎng)圓孔，第二內(nèi)鋼板63上設(shè)有平行于木柱2長(zhǎng)度方向的第四長(zhǎng)圓孔，第三螺栓10依次穿過第二U型鋼61一邊上的第三長(zhǎng)圓孔、第二內(nèi)鋼板63上的第四長(zhǎng)圓孔、第二U型鋼61另一邊上的第三長(zhǎng)圓孔，將第二U型鋼61與第二內(nèi)鋼板63連接起來，并可對(duì)第三螺栓10施加預(yù)緊力，所述第二長(zhǎng)圓孔和第二長(zhǎng)圓孔使摩擦型阻尼器6在地震作用下可充分摩擦耗能，NAO型摩擦材料62粘于第二U型鋼61兩邊內(nèi)側(cè)。

本發(fā)明中，所述第一摩擦型阻尼器5通過第一外鋼板55與木支撐4相連，第一外鋼板55與第一U型鋼51焊接，第一外鋼板55與支撐4在對(duì)應(yīng)的安裝處預(yù)留螺栓孔，兩者連接方式為螺栓連接。

本發(fā)明中，所述第二摩擦型阻尼器6通過第二外鋼板65與木支撐4相連，第二外鋼板65與第二U型鋼61焊接，第二外鋼板65與支撐4在對(duì)應(yīng)的安裝處預(yù)留螺栓孔，兩者連接方式為螺栓連接。

本發(fā)明中，所述木梁1、木柱2、木支撐4為方木、膠合木或單板層積木（簡(jiǎn)稱LVL）中任一種。

本發(fā)明中，所述竹梁、竹柱和竹支撐為膠合竹。

本發(fā)明中，所述第一內(nèi)鋼板53和第一外鋼板55材質(zhì)采用低碳鋼。

本發(fā)明中，第二內(nèi)鋼板63和第二外鋼板65材質(zhì)采用低碳鋼。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明抗震性能好，適用于多層竹木結(jié)構(gòu)。在小震下，摩擦型阻尼器不滑動(dòng)，木（竹）支撐能有效提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，結(jié)構(gòu)整體側(cè)移變形?。辉谥姓鸹虼笳鹣?，摩擦型阻尼器所受剪力大于其滑動(dòng)摩擦力而開始滑移，整體結(jié)構(gòu)具有良好的變形和耗能能力，充分發(fā)揮了阻尼器耗能減震的作用。

（2）本發(fā)明破壞模式明確，結(jié)構(gòu)在震后易修復(fù)。在中震下，摩擦型阻尼器通過相對(duì)變形耗能，有效的控制了框架的側(cè)向變形；在大震下，支撐與梁柱連接的部位發(fā)生破壞，從而減輕了主體結(jié)構(gòu)的損傷。由于摩擦型阻尼器在地震作用下不發(fā)生破壞，只需要對(duì)破壞較為嚴(yán)重的支撐進(jìn)行更換，結(jié)構(gòu)在震后已修復(fù)且修復(fù)費(fèi)用較低。

（3）本發(fā)明構(gòu)造簡(jiǎn)單，所有構(gòu)件皆可在工廠預(yù)制并直接現(xiàn)場(chǎng)安裝，施工速度快、資源利用率高，符合建筑工業(yè)化及現(xiàn)代綠色建筑的發(fā)展要求，在實(shí)際的工程應(yīng)用中具有廣闊的前景。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明的一種竹木框架-耗能支撐抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系示意圖；

圖2顯示為圖1的A處局部放大圖；

圖3顯示為圖2中1-1處的摩擦型阻尼器及其與木（竹）梁、木（竹）支撐連接方式的剖面示意圖；

圖4顯示為圖2中摩擦型阻尼器的U型鋼內(nèi)側(cè)粘NAO型摩擦材料的示意圖；

圖5顯示為圖2中摩擦型阻尼器中內(nèi)鋼板構(gòu)造形式；

圖6顯示為圖1中B處柱腳局部放大圖；

圖7顯示為圖6中2-2處的柱腳連接方式剖面示意圖；

圖8顯示為圖6中3-3處的柱腳連接方式剖面示意圖；

圖9顯示為圖6中摩擦型阻尼器的U型鋼內(nèi)側(cè)粘NAO型摩擦材料的示意圖；

圖10顯示為圖6中摩擦型阻尼器中內(nèi)鋼板構(gòu)造形式。

圖中標(biāo)號(hào)：1為木梁，2為木柱2，3為梁柱節(jié)點(diǎn)，4為木支撐，5為第一摩擦型阻尼器，6為第二摩擦型阻尼器，7為柱腳，8為第一螺栓，9為第二螺栓，10為第三螺栓，51為第一Ｕ型鋼，52為第二NAO型摩擦材料，53為第一內(nèi)鋼板，55為第一外鋼板，61為第二Ｕ型鋼，62為第二NAO型摩擦材料，63為第二內(nèi)鋼板，65為第二外鋼板，71為第四螺栓，72為連接板。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

實(shí)施例１：如圖1所示，本發(fā)明的一種竹木框架-耗能支撐抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，能用于多層竹木框架結(jié)構(gòu)，主要包括木（竹）梁1、木（竹）柱2、梁柱節(jié)點(diǎn)3、木（竹）支撐4、第一摩擦型阻尼器5、第二摩擦型阻尼器6、柱腳7。所述的摩擦型阻尼器5位于所述木（竹）支撐4與木（竹）梁1之間，所述的第二摩擦型阻尼器6位于所述木（竹）支撐4與木（竹）柱2之間。所述的木（竹）梁1與木（竹）柱2、所述的木（竹）支撐4與第一摩擦型阻尼器5、所述的木（竹）支撐4與第二摩擦型阻尼器6、所述的第一摩擦型阻尼器5與木（竹）梁1、所述的第二摩擦型阻尼器6與木（竹）柱2以及柱腳7的連接方式均為螺栓連接。

如圖2所示，第一摩擦型阻尼器5的第一內(nèi)鋼板53在與木（竹）梁1連接處預(yù)留螺栓孔，并通過第一螺栓8連接；摩擦型阻尼器5的第一外鋼板55在與木（竹）支撐4連接處預(yù)留螺栓孔，并通過第二螺栓9連接。

如圖3所示，第一NAO型摩擦材料52位于第一U型鋼51與第一內(nèi)鋼板53間；第一U型鋼51與第一內(nèi)鋼板53通過第三螺栓10連接并施加預(yù)緊力，第一外鋼板55與第一U型鋼51的連接方式為焊接，焊接形式為雙面角焊。

如圖4所示，第一U型鋼51與第一內(nèi)鋼板53在連接處預(yù)留垂直于木（竹）梁1長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)圓孔；第一NAO型摩擦材料52粘于第一U型鋼51內(nèi)側(cè)，以保證摩擦型阻尼器5在地震作用下充分耗能，此種摩擦型材料具有功能性強(qiáng)、環(huán)保、材料及配方簡(jiǎn)單和價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)。

如圖5所示，第一內(nèi)鋼板53在與第一U型鋼51連接處預(yù)留平行于木（竹）梁1長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)圓孔，這一設(shè)計(jì)是為了給摩擦阻尼器5提供充分摩擦的空間，以達(dá)到地震作用下充分耗能減震的目的；第一內(nèi)鋼板53在與木（竹）梁1連接處預(yù)留螺栓孔。

如圖6所示，柱腳7的連接板72在連接處預(yù)留螺栓孔，與下部結(jié)構(gòu)或者基礎(chǔ)通過第四螺栓71連接；柱腳7處的摩擦型阻尼器6高出地面或樓面一段距離，以達(dá)到阻尼器在兩個(gè)方向上均能滑動(dòng)耗能；第二內(nèi)鋼板63在與木（竹）柱2連接處預(yù)留螺栓孔，并通過第一螺栓8連接；第二外鋼板65與木（竹）支撐4連接處預(yù)留螺栓孔，兩者通過螺栓連接。

如圖7所示，第二NAO型摩擦材料62位于第二U型鋼61與第二內(nèi)鋼板63間；第二U型鋼61與第二內(nèi)鋼板63通過第三螺栓10連接并施加預(yù)緊力，第二外鋼板65與第二U型鋼61的連接方式為焊接，焊接形式為雙面角焊。

如圖8所示，木（竹）柱2在連接處預(yù)先開槽及坡口，第二摩擦型阻尼器6的第二內(nèi)鋼板63與柱腳7的連接板72的連接方式為焊接，焊接形式為雙面角焊。

如圖9所示，第二U型鋼61與第二內(nèi)鋼板63在連接處預(yù)留垂直于木（竹）柱2長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)圓孔；第二NAO型摩擦材料62粘于第二U型鋼61內(nèi)側(cè)，以保證第二摩擦型阻尼器6在地震作用下充分耗能，此種摩擦型材料具有功能性強(qiáng)、環(huán)保、材料及配方簡(jiǎn)單和價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)。

如圖10所示，柱腳處第二摩擦型阻尼器6的第二內(nèi)鋼板63為異型鋼板，與木（竹）柱2連接處預(yù)留螺栓孔，兩者采用螺栓連接；與第二U型鋼61連接處預(yù)留平行于木（竹）柱2長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)圓孔，給第二摩擦型阻尼器6提供充分摩擦的空間。