[實(shí)用新型]一種形狀記憶合金加固的古建筑大木構(gòu)架的榫卯節(jié)點(diǎn)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520321958.0
• 申請日: 2015-05-18
• 公開（公告）號: CN204691297U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張錫成;薛建陽;謝啟芳;隋*
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種形狀記憶合金加固的古建筑大木構(gòu)架的榫卯節(jié)點(diǎn)，屬于古建筑木結(jié)構(gòu)加固修繕領(lǐng)域。適合傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)古建筑榫卯節(jié)點(diǎn)加固修繕需求。

背景技術(shù)

古建筑木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)為典型的半剛性連接，其承載能力及抗彎剛度較低，且在自然環(huán)境及地震作用下容易發(fā)生松動變形，產(chǎn)生無法自動恢復(fù)的殘余變形，進(jìn)而造成整體結(jié)構(gòu)的傾斜歪閃，嚴(yán)重威脅著結(jié)構(gòu)的安全。因此，榫卯節(jié)點(diǎn)是古建筑木結(jié)構(gòu)修繕加固的重點(diǎn)部位。

榫卯節(jié)點(diǎn)加固常采用的材料主要有角鋼、鋼板、鋼筋、鐵扒釘?shù)葌鹘y(tǒng)材料及碳纖維布等新型材料。角鋼、鋼板、鋼筋、鐵扒釘?shù)葌鹘y(tǒng)材料加固榫卯節(jié)點(diǎn)雖然可以提高節(jié)點(diǎn)的承載力及耗能性能，但卻大大提高了半剛性節(jié)點(diǎn)的抗彎剛度，使節(jié)點(diǎn)“超剛”，改變了古建筑木結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性，使結(jié)構(gòu)不再屬于柔性結(jié)構(gòu)，進(jìn)而大幅度增加結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，對抗震不利；另一方面，角鋼、鋼板、鋼筋、鐵扒釘?shù)炔牧媳┞对诳諝庵幸装l(fā)生生銹、腐蝕等耐久性問題，潛伏安全隱患并影響建筑美觀；再者，由于角鋼、鋼板、鋼筋、鐵扒釘?shù)炔牧蠈儆趶椝苄圆牧希Y(jié)構(gòu)在經(jīng)歷大的地震作用后，這些材料本身會產(chǎn)生較大的殘余變形，無法恢復(fù)到初始狀態(tài)，需要更換加固材料，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行二次加固。新型材料碳纖維布是一種單向碳纖維加固產(chǎn)品，具有較強(qiáng)的抗拉承載力，但由于材料本身只能承受拉力，其垂直纖維方向的抗剪承載力幾乎為零，因此，采用碳纖維布加固榫卯節(jié)點(diǎn)，僅能提高榫卯節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力及抗彎剛度，無法提高其抗剪承載力；另一方面，碳纖維布脆性強(qiáng)，延性差，以其加固榫卯節(jié)點(diǎn)達(dá)不到提高節(jié)點(diǎn)耗能能力的目的；此外，碳纖維布及其黏合料屬于易燃品，其耐火性能極差，在明火或者高溫情況下易發(fā)生燃燒或者嚴(yán)重變形，不能繼續(xù)使用。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對以上背景技術(shù)存在的缺陷或不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種形狀記憶合金加固的古建筑大木構(gòu)架的榫卯節(jié)點(diǎn)，解決現(xiàn)有榫卯節(jié)點(diǎn)加固方式中存在的“超剛”、耐久性差、殘余變形大、耐火性差等問題。該榫卯節(jié)點(diǎn)采用奧氏體形狀記憶合金帶進(jìn)行加固，在未明顯提高榫卯節(jié)點(diǎn)抗彎剛度的情況下，大幅度提高了節(jié)點(diǎn)的耗能能力、耐久性能及耐火性能，并能實(shí)現(xiàn)變形后整體結(jié)構(gòu)的自動復(fù)位，進(jìn)而改善榫卯節(jié)點(diǎn)自恢復(fù)能力差的先天缺陷。

本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，一種形狀記憶合金加固的古建筑大木構(gòu)架的榫卯節(jié)點(diǎn)，包括木柱，及與木柱相連的木梁構(gòu)成的木構(gòu)架，所述木柱與木梁通過榫卯節(jié)點(diǎn)連接而成，所述榫卯節(jié)點(diǎn)通過兩條相互平行包覆于木柱外周并與木梁相連的上、下形狀記憶合金帶加固，所述上、下形狀記憶合金帶的上下邊緣分別與木梁的上下表面平行，形狀記憶合金帶通過木螺絲與木梁側(cè)表面及木柱側(cè)面固定連接。

優(yōu)選地，所述上、下形狀記憶合金帶自木梁與木柱相接的端部至其終止端長度為400～700mm，上、下形狀記憶合金帶高度為30～60mm，厚度為3～5mm。

優(yōu)選地，所述木螺絲沿上、下形狀記憶合金帶連接木柱與木梁之間的木柱、及木梁根端呈陣列分布，木螺絲沿木梁延伸段軸向呈雙排間距分布。

優(yōu)選地，所述木螺絲的最大外徑為5～8mm，相鄰木螺絲水平間距為20～50mm，所述木螺絲分別距離上、下形狀記憶合金帶的上下邊緣距離為10mm。

優(yōu)選地，所述相互平行的上、下形狀記憶合金帶距離木梁的上下邊緣距離為10mm。