專利名稱：一種碟式膨脹器及其使用方法
技術領域：
本發明涉及一種木結構加固，特別是關于一種古建筑木結構榫卯節點加固用的碟形膨脹器。
背景技術：
現存木結構制成的房屋等中，主體結構的立柱與橫梁之間的木構架連接，主要是靠木榫插入榫孔，有些還要用膠粘接；特別是在古建筑中，基本全部是采用立柱與橫梁之間的木榫卯直接連接的方式。榫卯節點有幾種不同的構造形式，其中直榫榫卯節點被大量采用，直榫節點的梁端榫頭截面和柱身卯口均為矩形，二者尺寸相配合，榫頭插入卯口，形成約束連接。由于施工安裝需要，榫頭高度略大于卯口高度，榫頭頂面與卯口上沿之間留有約 25mm的間隙，俗稱漲眼。節點裝配完成后，按傳統做法，一般在縫隙內楔入木楔子頂緊填充， 利用楔面產生的張緊力防止榫頭在卯口中松動，以保證連接質量。常規的木楔子一般形狀為具有單方向斜面的楔形，其具有很好的填充縫隙加固立柱與橫梁之間連接的作用；但是由于木楔子是單方向傾斜，一旦發生地震等強大外力晃動時，很容易使木楔松動，以致被擠出卯口。榫卯節點松動給結構安全帶來嚴重隱患，特別是許多古建筑年久失修，榫卯節點松動會引起結構傾斜，抗震性差。榫卯節點松動是古建木結構中常見的壞損現象，重復的使用木楔頂緊方法，不能根本解決問題。如何對其采取長久有效的加固措施，是當下需要解決的難題。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是提供一種用于直榫榫卯節點加固，且在結構承受外力作用時，不易產生松動的碟式膨脹器。為實現上述目的，本發明采取以下技術方案一種碟式膨脹器，其特征在于它包括一塊插板，所述插板的前、后兩面分別設置有一凹槽，所述插板的左、右兩端分別設置有一段楔形開口，兩所述楔形開口內分別插設有一金屬楔片，其中一所述金屬楔片的兩側面各焊接一長螺絲，兩所述長螺絲位于所述插板的兩所述凹槽內，且兩所述長螺絲露出所述插板的一端共同穿設在一鋼擋板上，所述擋板通過兩螺母固定連接在兩所述長螺絲上。所述插板的中部間隔設置兩個具有臺階段的通孔，每一所述通孔內穿設有一螺栓，每一所述螺栓的另一端固定連接一螺母。所述插板呈長方形或正方形。上述碟式膨脹器的使用方法，包括以下步驟1)將焊接有一金屬楔片的兩根長螺絲沿著插板的兩凹槽插入，使金屬楔片插設在插板一端的楔形開口中；幻將插板連接有金屬楔片的一端插入立柱與橫梁之間的卯口中，然后敲擊插板露出的一端，使插板另一端在楔形開口處呈漲開狀態；3)將另一金屬楔片插入插板外側的楔形開口中，并敲擊金屬楔片，使該側的插板在楔形開口處呈漲開狀態，以消除立柱與橫梁之間的卯口間隙；4)將帶有兩個通孔的鋼擋板穿過兩條長螺絲，貼緊外端楔片端面力)在兩條長螺絲上安裝兩個螺母，并緊固螺母至極限；6)截去兩螺母以外多余的長螺絲。在實施所述步驟1)之前，先在所述插板中部間隔設置的兩通孔中分別穿設一螺栓，再在每一所述螺栓的另一端固定連接一螺母。本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點1、本發明由于采用平面的插板代替木楔，在插板兩端分別設置了一楔形開口，在每個楔形開口處分別插入一斜面金屬楔片，因此可以通過敲擊將兩金屬楔片從兩端楔入插板，使插板兩端膨脹，呈蝶形雙向固定。 2、本發明膨脹器漲緊后，形成四個楔面擠壓卯口和榫頭，外側兩個正向斜面代替原單斜面木楔的作用，嵌固作用明顯加強；而內側兩個反向斜面可以起到膨脹螺栓的膨脹防松脫作用。3、本發明由于在內側的金屬楔片兩側設置了兩根位于插板凹槽內的長螺絲，并在外側的金屬楔片外面設置了一穿過長螺絲的鋼擋片，且在鋼擋片外面設置兩個固定長螺絲的螺母，因此不但可以保證發明作用力的整體性，而且可以進一步壓緊金屬楔片，使其與插板之間不會產生松脫。4、本發明由于在插板中部間隔設置了兩個通孔，在兩個通孔中分別設置了螺栓，并通過螺母將兩螺栓固定，因此可以有效地防止兩金屬楔片擠入插板時造成插板劈裂為上、下兩部分，從而進一步保證了本發明的有效性。5、采用本發明膨脹器代替傳統木楔，不但不需要其它任何附加物，而且符合“不改變文物建筑原狀的修復準則”，6、本發明膨脹器安裝使用方便，一旦其被固緊在卯口中，即使遭遇很大的外力晃動，也不易產生松脫， 它可以廣泛用于加固古建木結構的直榫榫卯節點，有效地提高結構的安全性能。
圖1是本發明結構示意2是圖1的俯視示意3是本發明插板結構示意4是圖3的側視示意5是圖3的俯視示意6是本發明鋼擋片結構示意7是本發明使用狀態示意圖
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。如圖1、圖2所示，本發明包括一長方形插板1，兩個金屬楔片2、3，兩根長螺絲4， 一個鋼擋板5和兩個螺母6。如圖3 圖5所示，本發明的插板1前、后兩面分別設置有一條凹槽11，插板1的左、右兩端分別設置有一段楔形開口 12、13。為了防止插板1在操作過程中開裂，在插板1 的上表面中部間隔設置有兩個通孔14，在每一通孔14的兩端分別具有一段臺階，在每一通孔14 一端的臺階上穿設一螺栓15，并在通孔14另一端的臺階上設置一個連接螺栓15的螺母16，以將螺栓15固定在插板1上。如圖1、圖2所示，本發明的兩根長螺絲4的一端分別焊接在其中一個金屬楔片2 的兩側，且金屬楔片2的楔口朝向兩根長螺絲4的延伸方向，當將焊接有長螺絲4的金屬楔片2插設在插板1 一端的楔形開口 12時，兩根長螺絲4恰好位于插板1的兩條凹槽11中。鋼擋板5上與兩條長螺絲4的位置對應設置有兩個通孔51 (如圖6所示)，另一金屬楔片3 的楔口可以插入插板1另一端的楔形開口 13中(如圖1所示)，鋼擋板5上的兩個通孔51 可以穿過兩條長螺絲4后，用兩個螺母6固定長螺絲4。本發明使用時(如圖1、圖7所示)，包括以下步驟1)在插板1中部的兩通孔14中穿設兩根螺栓15，并用螺母16固定；2)將焊接有一金屬楔片2的兩根長螺絲4沿著插板1的兩凹槽11插入，使金屬楔片2插設在插板1 一端的楔形開口 12中；3)將插板1連接有金屬楔片2的一端插入立柱17與橫梁18之間的卯口中，然后敲擊插板1露出的一端，使插板1另一端在楔形開口 12處呈漲開狀態；4)將另一金屬楔片3插入插板1外側的楔形開口 13中，并敲擊金屬楔片3，使該側的插板1在楔形開口 13處呈漲開狀態，以消除立柱與橫梁之間的卯口間隙；5)將帶有兩個通孔51的鋼擋板5穿過兩條長螺絲4，貼緊外端楔片3端面；6)在兩條長螺絲4上安裝兩個螺母6，并緊固螺母6至極限；7)截去兩螺母6以外多余的長螺絲4即成。上述各實施例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發明的保護范圍之外。
權利要求
1.一種碟式膨脹器，其特征在于它包括一塊插板，所述插板的前、后兩面分別設置有一凹槽，所述插板的左、右兩端分別設置有一段楔形開口，兩所述楔形開口內分別插設有一金屬楔片，其中一所述金屬楔片的兩側面各焊接一長螺絲，兩所述長螺絲位于所述插板的兩所述凹槽內，且兩所述長螺絲露出所述插板的一端共同穿設在一鋼擋板上，所述鋼擋板通過兩螺母固定連接在兩所述長螺絲上。
2.如權利要求1所述的一種碟式膨脹器，其特征在于所述插板的中部間隔設置兩個具有臺階段的通孔，每一所述通孔內穿設有一螺栓，每一所述螺栓的另一端固定連接一螺母。
3.如權利要求1或2所述的一種碟式膨脹器，其特征在于所述插板呈長方形。
4.如權利要求1或2所述的一種碟式膨脹器，其特征在于所述插板呈正方形。
5.如權利要求1 4任一項所述碟式膨脹器的使用方法，包括以下步驟1)將焊接有一金屬楔片的兩根長螺絲沿著插板的兩凹槽插入，使金屬楔片插設在插板一端的楔形開口中；2)將插板連接有金屬楔片的一端插入立柱與橫梁之間的卯口中，然后敲擊插板露出的一端，使插板另一端在楔形開口處呈漲開狀態；3)將另一金屬楔片插入插板外側的楔形開口中，并敲擊金屬楔片，使該側的插板在楔形開口處呈漲開狀態，以消除立柱與橫梁之間的卯口間隙；4)將帶有兩個通孔的鋼擋板穿過兩條長螺絲，貼緊外端楔片端面；5)在兩條長螺絲上安裝兩個螺母，并緊固螺母至極限；6)截去兩螺母以外多余的長螺絲。
6.如權利要求5所述的一種碟式膨脹器的使用方法，其特征在于所述步驟1)之前， 先在所述插板中部間隔設置的兩通孔中分別穿設一螺栓，再在每一所述螺栓的另一端固定連接一螺母。
全文摘要
本發明涉及一種碟式膨脹器及其使用方法，本發明碟式膨脹器的特征在于它包括一塊插板，所述插板的前、后兩面分別設置有一凹槽，所述插板的左、右兩端分別設置有一段楔形開口，兩所述楔形開口內分別插設有一金屬楔片，其中一所述金屬楔片的兩側面各焊接一長螺絲，兩所述長螺絲位于所述插板的兩所述凹槽內，且兩所述長螺絲露出所述插板的一端共同穿設在一鋼擋板上，所述鋼擋板通過兩螺母固定連接在兩所述長螺絲上。本發明不但可以使插板外側起到木楔子的作用，而且可以使插板內側起到膨脹螺栓的膨脹防松脫作用，一旦本發明的膨脹器楔入立柱和橫梁之間的卯口中，即使遭遇再大的外力晃動，也不會產生松脫。本發明可以廣泛用于木制結構的建筑中，特別是對古建筑結構的加固過程中。
文檔編號E04B1/48GK102383497SQ201110229700
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月11日 優先權日2011年8月11日
發明者關鍵光, 張濤, 韓揚, 黎冬青 申請人:北京市古代建筑研究所