[發明專利]點陣式橫紋增強型木結構榫卯節點

有效

• 申請號: 201410831335.8
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104532960A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 岳孔;楊成;劉偉慶;陸偉東;夏蛟;王磊磊;徐德良;陳強
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: E04B1/58
• 分類號: E04B1/58;E04B1/26
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明涉及建筑結構工程技術領域，具體為一種點陣式橫紋增強型木結構榫卯節點。

背景技術

我國木結構建筑歷史悠久，全國各地都有分布，木結構建筑約占全部古代建筑的50％以上，其優秀的技法具有極高的歷史、文物、藝術和科學價值。傳統木結構最顯著的特點就是柱和梁組成的構架采用榫卯的連接形式，早在7000多年前的河姆渡遺址中就發現大量的木結構榫卯連接節點，隨后的中國古代木構建筑木構件之間普遍采用榫卯連接。榫卯就是指根據構件的連接的需要，將其中一個構件的端頭做成榫頭，另一構件交接處做成卯口，然后經過這兩個部位的結合而將構件連接起來的節點。發展到今天的現代木結構，結構形式不斷變化，性能越來越好。傳統木結構榫卯節點中，穿設在卯口內部的榫頭，主要就是通過其橫紋承壓性能將作用在其上的荷載傳遞到柱上，因此較高的橫紋承壓性能才能保證，榫頭在外力作用下始終與卯口內壁保持較為嚴密的結合，并通過摩擦，以及機械轉動耗能，最終達到良好減震抗震目的。

由于我國的傳統居住習慣，在廣大的農村地區存在著大量的木結構、磚木架結構和土木結構等木構架承重建筑。由于這些建筑均為居民自住，均沒有經過正規的抗震設計，在地震中往往造成了大量的人員傷亡及經濟財產損失，這些建筑結構在地震的破壞中常常是由于節點的破壞導致，由于這些自然力的破壞，再加上各種人為因素，以及木材自身的固有缺陷和不足，在榫頭和卯口發生接觸擠壓變形后，榫頭寬度增大高度減小、卯口寬度增大，榫頭與卯口的連接緊密型下降，從而降低了榫卯連接節點的抗彎性能，常見的破壞模式有卯口擴大、榫頭拔出、榫頭根部折斷、榫頭剪斷破壞，以及榫頭橫紋壓潰等，節點性能的降低，最直接的后果就是構架在水平合作作用下結構穩定性的降低和側向位移的加大，從而加大結構的破壞直至倒塌。但同時，隨著我國木材資源供給關系的轉變，目前的木材工業用材資源已由傳統的天然林過渡到人工林，甚至是速生豐產林木材，與天然林木材資源相比，這些木材中幼齡材所占比例大，生長速度快、成材周期短，其密度較低、力學性能較差，尤其是橫紋承壓性能低，木材的自身不足更是加劇了榫卯節點性能的不足。作為木結構節點常用的榫卯結構，采用目前市面上的常用木材已經難以符合相關國家標準規范的要求，同時更無法滿足高烈度地區房屋建筑的抗震要求，因此對榫卯節點的加固增強就顯得由為重要。

傳統的木結構榫卯節點常用的加固方式主要有以下幾種：

1、“一種木結構抗震用耗能扒釘(專利號2013200120080)”中所述的扒釘加固；

2、“一種扁鋼加固的古建筑木結構大木構架的榫卯節點(專利號200720032298.X)”、“一種古建筑木構件的鋼木組合式加固裝置(專利號2014201110165)”、“用于古建筑木結構邊跨榫卯節點的加固裝置(專利號200920108275.1)”、“用于古建筑木結構頂棚內榫卯節點的加固裝置(專利號200920108276.6)”和“用于古建筑木結構中間跨榫卯節點的加固裝置(專利號200920108277.0)”，以及“木結構節點活動螺栓孔抗震加固扁鐵(專利號201020625251.6)”中所述的扁鋼加固；

3、“一種耗能弧形鋼板加固的木結構榫卯節點(專利號201120137388.1)”中所述的弧形鋼板加固；

4、“一種木結構榫卯節點的加固與耗能減震裝置(專利號201320561955.5)”中所述的金屬節點緊固件加固；

5、“一種碳纖維布加固的古建筑木結構大木構架的榫卯節點(專利號200720032300.3)”中所述的碳纖維包裹加固。

這些加固方式大多存在以下缺點：節點加固增強處所用的扒釘、扁鋼、弧形鋼板、金屬節點板、碳纖維都是裸露在外，加固后的節點外形美觀性低，與木質材料的外觀協調統一性差，失去了木結構建筑本身的美感；采用金屬連接件，需要采用額外的防銹處理和后期的使用維護措施，工藝繁瑣。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種點陣式橫紋增強型木結構榫卯節點，基于傳統木結構的建筑效果，將增強材料埋設隱藏在榫頭節點內部，在不影響外觀可視性的基礎上，提高節點的力學性能。

本發明采用的技術方案為：一種點陣式橫紋增強型木結構榫卯節點，包括木柱、木梁和榫頭增強用點陣式高強材料，所述木柱和木梁通過榫頭卯口節點方式連接；

所述木梁沿高度方向在榫頭上開設有孔洞，并沿木梁高度方向貫通，所述孔洞直徑比榫頭增強用點陣式高強材料直徑小0.5-2.0mm；