一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點及制備方法
【專利摘要】一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點及制備方法，屬于木結構傳統建筑保護工程【技術領域】。本發明通過隱蔽安裝于梁柱節點內部的連接長拉桿、加勁板和固定螺母，將梁柱構件連為整體，以提高節點的抗拔能力和剛度，并通過在剔鑿處灌注環氧樹脂類膠粘劑使構件外觀恢復原狀。本發明不僅能夠提高節點的承載能力，從而保護為木結構傳統建筑提供保護，還避免了以往從外部加固的方法對結構外觀造成的損害。
【專利說明】一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種木結構傳統建筑的木構架邊跨榫卯節點的隱蔽式加固節點及制備方法，屬于木結構傳統建筑保護工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在我國現存的傳統建筑形式中，大部分屬于傳統木結構建筑。我國木結構傳統建筑的一個重要特點在于，梁柱間無需一鐵一釘，通過榫卯連接“構木成架”。榫卯節點是通過將梁端做成榫頭形式，將柱身做成卯口形式，以榫頭和卯口的契合連接形成的梁柱連接形式，因此，木結構傳統建筑的穩定性和安全性決定于榫卯節點的性能和工作狀態。由于木材易老化，徐變大，以及使用年限久遠等原因，榫卯節點拔榫是我國現存木結構傳統建筑所面臨的共性問題，嚴重威脅了建筑的穩定和安全。特別是在風和地震等自然災害的作用下，由于木構架側向剛度不足而引起的建筑水平相對位移過大，進而產生二次彎矩，是造成木結構傳統建筑發生局部或整體坍塌的主要原因。因此要保證木結構傳統建筑的安全性，其根本方法在于提高木構架梁柱節點的側向抗拔能力和側向剛度。另一方面，由于大部分傳統建筑屬于文物建筑范疇，又要求人們所采取的各種措施“不改變建筑原貌”。
[0003]目前對傳統建筑榫卯節點進行加固的方法主要有:
[0004]1、使用扁鋼或者U型鐵箍，握裹住梁柱，然后通過木釘將其連接與梁柱上固定。
[0005]2、使用馬口釘或者扒釘直接將節點固定。
[0006]3、用角鋼或短木柱對節點提供附加支撐。
[0007]4、粘貼FPR材料對節點進行包裹固定。
[0008]以上各種加固方法，均是通過在榫卯節點外部增加構件以達到加固效果，雖然操作較為簡便，亦能提高節點性能，但是從外部增加的構件破壞了建筑的外觀，無法滿足“不改變建筑原貌”的保護要求。
[0009]鑒于此，我們針對木結構傳統建筑邊跨節點，提供一種榫卯節點構件內部加固的隱蔽式加固節點，一方面能夠提高節點的抗拔能力于側向剛度，另一方面又不破壞構件外觀，滿足了文物建筑的保護要求。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于針對木結構傳統建筑木構架榫卯節點抗拔能力和節點剛度低的問題，提供一種木結構傳統建筑邊跨的隱蔽式加固節點及其制備方法，以改善木結構傳統建筑木構架的穩定性與安全性。
[0011]本發明采用的技術方案如下:
[0012]一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點，其特征在于，包括原木柱、原木梁及其相互連接的榫卯節點，以及用于隱蔽加固的連接長拉桿、加勁板和固定螺母。連接長拉桿依次垂直貫穿原木柱、貫穿榫卯節點、平行地穿向原木梁，連接長拉桿的一端A在原木柱側面通過螺母固定連接一塊加勁板A’，加勁板A’位于原木柱表面開設的槽A”內，連接長拉桿的另一端B在原木梁中通過螺母固定連接另一塊加勁板B’，加勁板B’所在原木梁的位置開有通孔槽B”，加勁板B’位于通孔槽中緊貼通孔槽壁。
[0013]連接長拉桿平行于原木梁軸線方向。
[0014]上述連接長拉桿優選采用兩根平行的連接長拉桿，兩根平行的連接長拉桿在原木柱的一端固定連接同一塊加勁板A’，在原木梁中的一端固定連接同一塊加勁板B’。加勁板A’和加勁板B’均垂直于連接長拉桿。槽A”和通孔槽B”采用環氧樹脂類膠粘劑灌注填滿。
[0015]所述連接長拉桿兩端應分別套絲，或者采用絲桿。
[0016]所述的技術方案中，為實現隱蔽加固的目標，在柱身貫穿連接拉桿位置外側預先剔鑿或者鉆出矩形隱蔽槽A”，槽A”深度大于連接長拉桿在槽A”中外露尺寸2-3mm為宜，槽長寬尺寸均以大于加勁板長寬l_2mm為宜，在原木梁中連接長拉桿一端B的位置預先剔鑿出梁身通孔槽B”，通孔槽貫穿梁身高度，在通孔槽中連接長拉桿端B距離對面通孔槽壁的距離優選2-3_為宜，通孔槽垂直連接長拉桿方向的寬度以大于加勁板寬度1-2_為宜。
[0017]所述技術方案中，連接拉桿、加勁板和固定螺母，優選采用Q235或Q345鋼構件，節點上下連接拉桿的間距，拉桿的直徑和長度，加勁板的尺寸和厚度可根據控制節點剛度的要求計算確定。
[0018]所述的連接拉桿包括節點上連接拉桿和節點下連接拉桿,連接拉桿分別穿過貫通于梁和柱的鉆孔，一端貫穿位于柱外側的加勁板，以固定螺母固定，另一端貫穿位于梁身穿孔內的加勁板以固定螺母固定，從而起到提高抗拉拔和節點剛度的作用。
[0019]所述的技術方案中，為防止木材因應力集中而發生局部壓縮，分別在柱身外側和梁身穿孔內設置加勁板，以提高木材的局部抗壓能力。
[0020]所述的技術方案中，在加固構件安裝就位后，預先所剔鑿或者鉆出的隱蔽槽和梁身穿孔應以環氧樹脂類膠粘劑灌注，并將表面恢復至構件原狀，以達到隱蔽加固的目的，從而保護構件原有形貌。
[0021]上述加固節點的制備方法，包括如下步驟:
[0022](I)首先在原木柱節點外側剔鑿或者鉆出隱蔽槽A”，在原木梁梁身中剔鑿或者鉆出通孔槽B”。
[0023](2)、在原木柱和原木梁中連接長拉桿所在的相應位置鉆孔(10)；
[0024](3)、步驟(I)所制備的隱蔽槽A”和通孔槽B”分別放置一塊帶孔的加勁板，將連接長拉桿穿過原木柱和原木梁中的鉆孔以及加勁板的孔，并用螺母與加勁板固定連接；
[0025](4)、用環氧樹脂類膠粘劑，分別灌注隱蔽槽A”和通孔槽B”，并將表面修復平整，恢復構件原有形貌。
[0026]本發明具有以下優點:
[0027]1、通過隱蔽的方法，對木結構傳統建筑邊跨節點進行加固，提高節點的抗拔能力和節點剛度效果顯著，有利于木結構傳統建筑的保護。
[0028]2、加固以后，可將構件表面恢復原狀，滿足了文物建筑的保護需求。
[0029]3、施工過程不必將梁柱落架，在原位即可完成，具有構造簡單，施工便捷的特點。本發明通過隱蔽安裝于梁柱節點內部的連接長拉桿、加勁板和固定螺母，將梁柱構件連為整體，以提高節點的抗拔能力和剛度，并通過在剔鑿處灌注環氧樹脂類膠粘劑使構件外觀恢復原狀。本發明不僅能夠提高節點的承載能力，從而保護為木結構傳統建筑提供保護，還避免了以往從外部加固的方法對結構外觀造成的損害。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為本發明實施例用于木結構傳統建筑邊跨節點加固的使用狀態結構側視示意圖；
[0031]圖2為本發明實施例用于木結構傳統建筑邊跨節點加固的使用狀態結構立體示意圖；
[0032]圖3為本發明實施例中木柱的結構示意圖；
[0033]圖4為本發明實施例中木梁端部的結構示意圖；
[0034]圖5為本發明實施例中加固件的側視結構示意圖；
[0035]圖6本發明實施例中采用環氧樹脂膠粘劑恢復原狀后的結構立體示意圖；
[0036]I原木柱、2原木梁、3連接長拉桿、4螺母、5加勁板A’、5’加勁板B’、6連接長拉桿A端、6’連接長拉桿B端、7隱蔽槽、8通孔槽、9鉆孔
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖對本發明的具體實施例做進一步的詳細闡述。
[0038]參見圖1、圖2，本發明的節點加固構造包括原木柱1、原木梁2，以及隱蔽加固件上連接拉桿3、螺母4，加勁板和槽。
[0039]參見圖3、圖4，連接拉桿I兩端設有絲扣，用于固定螺母4，亦可直接采用絲桿作為連接拉桿I。加固時，連接拉桿穿過加勁板5和5’上預留孔，用固定螺母4固定。
[0040]參見圖5、圖6，在原木柱柱身外側和原木梁梁身的連接長拉桿盡端，分別剔鑿出隱蔽槽7和通孔槽8，用以方便安裝加勁板5和5’并隱蔽加固件。在柱身和梁端相應位置分別鉆出柱身連接拉桿和梁端連接長拉桿鉆孔9。
[0041]在加固施工完成后，采用環氧樹脂類膠粘劑灌注隱蔽槽8和梁身穿孔9，將表面恢復至構件原狀，以保護構件原有形貌。
[0042]本實施例的具體制備步驟如下:
[0043]1、首先在柱身節點外側剔鑿或者鉆出隱蔽槽，在梁身拉趕緊端所在位置剔鑿或者鉆出梁身穿孔。
[0044]2、在柱身和梁端相應位置鉆孔。
[0045]3、在梁身穿孔內放置一塊加勁板，將連接拉桿穿過柱身和梁端鉆孔以及梁身穿孔內的加勁板，并用螺母固定。
[0046]4、將另一塊加勁板放置于柱身隱蔽槽內并將連接拉桿穿過加勁板的穿孔，旋緊螺母固定。
[0047]5、用環氧樹脂類膠粘劑，分別灌注柱身隱蔽槽和梁身鉆孔，并將表面修復平整，恢復構件原有形貌。
【權利要求】
1.一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點，其特征在于，包括原木柱、原木梁及其相互連接的榫卯節點，以及用于隱蔽加固的連接長拉桿、加勁板和固定螺母。連接長拉桿依次垂直貫穿原木柱、貫穿榫卯節點、平行地穿向原木梁，連接長拉桿的一端A在原木柱側面通過螺母固定連接一塊加勁板A’，加勁板A’位于原木柱表面開設的槽A”內，連接長拉桿的另一端B在原木梁中通過螺母固定連接另一塊加勁板B’，加勁板B’所在原木梁的位置開有通孔槽B”，加勁板B’位于通孔槽中緊貼通孔槽壁；槽八”和通孔槽B”采用環氧樹脂類膠粘劑灌注填滿，將表面恢復至構件原狀。
2.根據權利I要求所述的一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點，其特征在于，連接長拉桿平行于原木梁軸線方向。
3.根據權利I要求所述的一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點，其特征在于，連接長拉桿采用兩根平行的連接長拉桿，兩根平行的連接長拉桿在原木柱的一端固定連接同一塊加勁板A’，在原木梁中的一端固定連接同一塊加勁板B’。加勁板A’和加勁板B’均垂直于連接長拉桿。
4.根據權利I要求所述的一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點，其特征在于，所述連接長拉桿兩端應分別套絲，或者采用絲桿。
5.根據權利I要求所述的一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點，其特征在于，所述連接長拉桿、加勁板和固定螺母，采用Q235或Q345鋼構件。
6.根據權利要求1-5所述的任--種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點,其特征在于，槽A”深度大于連接長拉桿在槽A”中外露尺寸2-3mm，槽A”長寬尺寸均大于加勁板長寬1_2mm，在原木梁中連接長拉桿一端B的位置預先剔鑿出梁身通孔槽B”貫穿梁身高度，在通孔槽中連接長拉桿端B距離對面通孔槽壁的距離為2-3mm，通孔槽垂直連接長拉桿方向的寬度大于加勁板寬度1_2mm。
7.制備權利要求1-4所述的一種木結構傳統建筑邊跨節點的隱蔽式加固節點的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)首先在原木柱節點外側剔鑿或者鉆出隱蔽槽A”，在原木梁梁身中剔鑿或者鉆出通孔槽B”； (2)、在原木柱和原木梁中連接長拉桿所在的相應位置鉆孔(9)； (3)、步驟(1)所制備的隱蔽槽A”和通孔槽B”分別放置一塊帶孔的加勁板，將連接長拉桿穿過原木柱和原木梁中的鉆孔以及加勁板的孔，并用螺母與加勁板固定連接； (4)、用環氧樹脂類膠粘劑，分別灌注隱蔽槽A”和通孔槽B”，并將表面修復平整，恢復構件原有形貌。
【文檔編號】E04B1/58GK103669897SQ201310507428
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月24日 優先權日:2013年10月24日
【發明者】蘇經宇, 宋曉勝, 郭小東 申請人:北京工業大學