CN113047474A - 一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体 - Google Patents

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谢启芳
李胜英
张保壮
张利朋
张锡成
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Abstract

一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，包括水平放置的木梁，所述木梁顶部放置有高强钢填板，位于高强钢填板两面外侧设置有木质填充墙板，所述木质填充墙板与高强钢填板之间通过设置在高强钢填板表面的形状记忆合金棒和空心螺杆连接。本发明通过形状记忆合金棒的超弹性特性减小或基本消除木支撑的不可恢复变形。具有维护成本低、维护方便的特点。

Description

一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体
技术领域
本发明涉及古建筑木结构技术领域，特别涉及一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体。
背景技术
传统木结构古建筑木质填充墙体具有良好的抗震性能。但是，传统木质填充墙有个缺点，在地震作用下，木质填充墙体消耗地震能量的方式往往是自身发生破坏。这种破坏通常是很难修缮的，需要整片墙体进行更换，这就不可避免的给修复工作带来不便同时要消耗大量资金。
因此，能否设计一种耗能装置来保护传统木质填充墙板是此邻域需要解决的问题。同时，对于古代木结构建筑，为了保护其蕴含的历史、文物、艺术、和科学价值，设置耗能部件时因采用隐蔽的方式，不能影响建筑外观。
因此需要设计一种古建筑隐蔽式耗能填充墙。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，通过形状记忆合金棒的超弹性特性减小或基本消除木支撑的不可恢复变形。具有维护成本低、维护方便的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，包括水平放置的木梁1，所述木梁1顶部放置有高强钢填板3，位于高强钢填板3两面外侧设置有木质填充墙板2，所述木质填充墙板2与高强钢填板3之间通过设置在高强钢填板3表面的形状记忆合金棒5和空心螺杆6连接。
所述高强钢填板3厚度根据形状记忆合金抗弯承载力确定，确定依据同普通螺栓连接计算方法，长度小于两木柱净间距、大于最外侧的记忆合金棒5或空心螺杆6的间距，记忆合金棒5和空心螺杆6布置在偏离木质填充墙板2平均高度线较远处，采用一记忆合金棒5和一空心螺杆6成对布置形式，高度低于木质填充墙板2的高度。
所述高强钢填板3底部通过螺栓8连接压紧装置7，压紧装置7和底部木梁1通过螺栓8进行连接，底部木梁1需要预先留设螺栓孔。
所述木质填充墙板2厚度可为木梁1宽度减去高强钢填板3的厚度再除以2再扣去1mm～2mm。
所述木质填充墙板2与压紧装置7相交处应预留槽缝，槽缝应尽有足够的宽度与深度。
所述压紧装置7底部宽度设置为(梁宽-高强钢填板的宽度)/2，压紧装置7三角形钢板高度可以设置为宽度的3倍。
所述形状记忆合金棒5直径与钢制套筒4内径相同，空心螺杆6外径与钢制套筒4的外径相同，形状记忆合金棒5数量等于空心螺6杆数量。
所述钢制套筒4数量为形状记忆合金棒5数量的两倍。
本发明的有益效果：
形状记忆合金棒和空心螺杆组合使用，提高填充墙的耗能能力，通过形状记忆合金棒和空心螺杆的弯曲变形实现填充墙的耗能，通过形状记忆合金棒的超弹性特性减小或基本消除木支撑的不可恢复变形。震后空心螺杆可更换，降低维修时间成本，可维护性高。
附图说明
图1为本发明实施例的空心螺杆做为耗能零件的古建筑隐蔽式耗能墙体示意图。
图2为本发明实施例的金属件连接的结构示意图。
图3为本发明实施例的高强钢填板的结构示意图。
图4为本发明实施例的压紧装置的结构示意图。
图5为本发明实施例的钢制套筒和形状记忆合金的结构示意图。
图6为本发明实施例的空心螺杆的结构示意图。
图中：1-木梁、2-木质填充墙板、3-高强钢填板、4-钢制套筒、5-形状记忆合金棒、6-空心螺杆、7-压紧装置、8-螺栓。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-图6所示：一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，包括：木梁1、木质填充墙板2、高强钢填板3、钢制套筒4、形状记忆合金棒5、空心螺杆6、压紧装置7、螺栓8。
所述古建筑隐蔽式耗能填充墙体实施时：高强钢填板3厚度可根据形状记忆合金抗弯承载力确定，确定依据同普通螺栓连接计算方法。长度小于两木柱净间距、大于最外侧的记忆合金棒5或空心螺杆6的间距，记忆合金棒5和空心螺杆6布置在偏离木质填充墙板2平均高度线较远处，采用一记忆合金棒5和一空心螺杆6成对布置形式。结构侧移时，上下梁间距会减小，为防止对上下梁间的高强钢填板3产生挤压，所以高强钢填板3的高度要比木质填充墙板2的高度要低。
所述古建筑隐蔽式耗能填充墙体实施时：高强钢填板3和压紧装置7需进行螺栓8连接，压紧装置7和底部木梁1通过螺栓8进行连接，底部木梁1需要预先留设螺栓孔。
所述古建筑隐蔽式耗能填充墙体实施时：木质填充墙板2按传统工艺制作，但是较薄，每片木质填充墙板2厚度为传统填充墙板减去高强钢填板3的厚度再除以2再扣去1mm～2mm。
所述古建筑隐蔽式耗能填充墙体实施时：木质填充墙板2与压紧装置7相交处应预留槽缝，槽缝应尽有足够的宽度与深度，避免木质填充墙板2与压紧装置7在地震时产生挤压。
所述古建筑隐蔽式耗能填充墙体实施时：高强钢填板3和木质填充墙板2都需先预留螺栓孔。
所述古建筑隐蔽式耗能填充墙体实施时：压紧装置7底部宽度可设置为(梁宽-高强钢填板的宽度)/2，压紧装置7三角形钢板高度可以设置为宽度的3倍左右，为防止螺栓8和底部木梁1先破坏，压紧装置7的数量应足够多。
所述古建筑隐蔽式耗能填充墙体实施时：形状记忆合金棒5直径与钢制套筒4内径相同。为方便木质填充墙板2留设相同直径的孔洞，空心螺杆6外径与钢制套筒4的外径相同。形状记忆合金棒5数量等于空心螺6杆数量。
所述古建筑隐蔽式耗能填充墙体实施时：钢制套筒4数量为形状记忆合金棒5数量的两倍。
所述古建筑隐蔽式耗能填充墙体实施时：为***形状记忆合金棒5和空心螺杆6，根据状记忆合金棒5和空心螺杆6排列分布，在高强钢填板3和木质填充墙板2钻孔，木质填充墙板2孔直径可大于钢制套筒4外径1mm。
实施例一
如图1所示，古建筑隐蔽式耗能填充墙体，木梁1、木质填充墙板2、高强钢填板3、钢制套筒4、形状记忆合金棒5、空心螺杆6、压紧装置7、螺栓8。木梁1为结构原本木梁，其横向宽度110mm；木梁1钻孔数量为8，螺栓孔孔径14mm。木质填充墙板2厚度为35mm，钻孔数为8，孔径为20。高强钢填板3厚度为20mm，钻孔数量为16，孔径11mm、14mm、20mm。钢制套筒4长度为35mm，外径为20mm，内径为11mm。形状记忆合金棒5数量为4，长度为100mm，直径为10mm；空心螺杆6数量为4，长度为100mm，外径为20mm，内径为18mm。以上构件处木梁1外均在工厂制备、在现场组装：高强钢填板3用压紧装置7与木梁1连接，连接方式均为螺栓连接。形状记忆合金棒5连接木质填充墙板2和高强钢填板3，并套入钢制套筒4。空心螺杆6连接木质填充墙板2和高强钢填板3。装配完成后选择使用结构胶填充钢制套筒4与木质填充墙板2的空隙。

Claims (8)

1.一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，其特征在于，包括水平放置的木梁(1)，所述木梁(1)顶部放置有高强钢填板(3)，位于高强钢填板(3)两面外侧设置有木质填充墙板(2)，所述木质填充墙板(2)与高强钢填板(3)之间通过设置在高强钢填板(3)表面的形状记忆合金棒(5)和空心螺杆(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，其特征在于，所述高强钢填板3长度小于两木柱净间距、大于最外侧的记忆合金棒(5)或空心螺杆(6)的间距，记忆合金棒(5)和空心螺杆(6)布置在偏离木质填充墙板(2)平均高度线较远处，采用一记忆合金棒(5)和一空心螺杆(6)成对布置形式，高度低于木质填充墙板(2)的高度。
3.根据权利要求1所述的一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，其特征在于，所述高强钢填板(3)底部通过螺栓(8)连接压紧装置(7)，压紧装置(7)和底部木梁(1)通过螺栓(8)进行连接，底部木梁(1)需要预先留设螺栓孔。
4.根据权利要求1所述的一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，其特征在于，所述木质填充墙板(2)厚度为传统填充墙板减去高强钢填板(3)的厚度再除以(2)再扣去1mm～2mm。
5.根据权利要求1所述的一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，其特征在于，所述木质填充墙板(2)与压紧装置(7)相交处应预留槽缝，槽缝应尽有足够的宽度与深度。
6.根据权利要求5所述的一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，其特征在于，所述压紧装置(7)底部宽度设置为(梁宽-高强钢填板的宽度)/2，压紧装置(7)三角形钢板高度可以设置为宽度的3倍。
7.根据权利要求1所述的一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，其特征在于，所述形状记忆合金棒(5)直径与钢制套筒(4)内径相同，空心螺杆(6)外径与钢制套筒(4)的外径相同，形状记忆合金棒(5)数量等于空心螺(6)杆数量。
8.根据权利要求1所述的一种古建筑隐蔽式耗能填充墙体，其特征在于，所述钢制套筒(4)数量为形状记忆合金棒(5)数量的两倍。
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