[實用新型]嵌入形狀記憶合金疊層碳纖維布加固的古建筑木榫卯節點

有效

• 申請號: 201520792899.5
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN205077890U
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 張錫成;薛建陽;隋*;謝啟芳;白福玉;吳占景;董金爽;戚亮杰;許丹;周超鋒
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 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任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本實用新型涉及一種嵌入形狀記憶合金SMA的疊層碳纖維CFRP布加固的古建筑木結構榫卯節點，屬于古建筑木結構加固修繕領域。適合傳統木結構古建筑榫卯節點加固修繕需求。

背景技術

古建筑木結構中受力構件均采用榫卯連接，該節點具有顯著的半剛性特性，屬于典型的柔性連接，其抗彎承載能力及剛度均較低，且在干濕交替環境及外力作用下容易發生松動變形，產生無法自動恢復的殘余變位，影響結構受力性能，潛伏較大的安全隱患。因此，在古建筑木結構修繕加固工程中，榫卯節點往往是重點加固部位。

常見的榫卯節點加固方式主要有鋼材加固(采用角鋼、鋼板、鋼筋、鐵扒釘等作為加固材料)、碳纖維(CFRP)布加固。其中，鋼材加固方法雖然可以提高榫卯節點的抗彎及抗剪承載力，改善其耗能性能，卻大幅度提高了節點的抗彎剛度，使節點變得“超剛”，徹底改變了古建筑木結構的基本受力特點及結構特性，使榫卯連接結構不再屬于柔性結構，在遭遇地震作用時結構自身的地震反應會大幅度提高，對抗震不利；此外，角鋼、鋼板、鋼筋、鐵扒釘等材料在結構服役期間易發生銹蝕，降低了加固安全儲備并影響建筑美觀。碳纖維布抗拉強度大約是鋼筋的10倍，重量僅為鋼的1/5，具有重量輕、高彈性、高強度、高耐久性等特性。因此，采用碳纖維布加固榫卯節點，不但可以明顯提高榫卯節點的抗彎承載力，并且通過合理的配置可以使榫卯節點獲得合適的抗彎剛度。然而，單純采用碳纖維布進行加固具有明顯的缺陷，即碳纖維布為零阻尼材料，加固后僅能增強節點的強度和剛度，而不能提高其阻尼耗能能力，在應對地震作用時不能起到耗能減震的作用。

實用新型內容

針對以上背景技術存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于提供一種嵌入形狀記憶合金(SMA)的疊層CFRP布加固的古建筑木結構榫卯節點，解決現有方式加固榫卯節點中存在的阻尼耗能能力差的問題。該榫卯節點將馬氏體形狀記憶合金(SMA)絲埋置于疊層碳纖維布中，在提高榫卯節點抗彎承載力及剛度的同時，大幅度提高節點的耗能能力，進而提高碳纖維布加固榫卯節點的加固效果。

本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現的。

作為本實用新型的一種實施方式，嵌入形狀記憶合金疊層碳纖維布加固的古建筑木榫卯節點，該榫卯節點包括木柱，及通過榫卯節點與木柱連接的木梁枋構成的木構架，所述榫卯節點通過兩條平行包覆于木柱外周并與木梁枋相連的上、下疊層碳纖維布加固，所述上、下疊層碳纖維布的上下邊緣分別與木梁枋的上下表面平行，所述上、下疊層碳纖維布的端部分別設有通過上、下形狀記憶合金絲連接的上、下錨固金屬件，上、下錨固金屬件通過木螺絲嵌入木梁枋中固定。

優選地，所述上、下疊層碳纖維布通過環氧樹脂膠粘劑與木梁枋側表面及木柱周壁固定連接。

優選地，所述上、下疊層碳纖維布的上下邊緣分別與木梁枋的上下邊緣的距離為10mm；所述上、下疊層碳纖維布的高度為50～70mm。

優選地，所述上、下錨固金屬件分別由L形薄鋼板制作，L形薄鋼板的面板上均布有木螺絲連接圓形孔，L形薄鋼板的側板上均布有形狀記憶合金絲連接圓形孔。

優選地，木螺絲貫穿在所述木螺絲連接圓形孔中與木梁枋固定連接；木螺絲貫穿在所述木螺絲連接圓形孔中距離上、下疊層碳纖維布的端部為10mm。

優選地，所述上、下形狀記憶合金絲由若干根平行分布的合金絲構成，合金絲中間部分分別貫穿在所述形狀記憶合金絲連接圓形孔中，合金絲兩端部分分別環繞在木螺絲上。

優選地，所述合金絲的外徑為1～4mm。

優選地，所述上、下形狀記憶合金絲通過環氧樹脂膠粘劑嵌入上、下疊層碳纖維布中。

優選地，所述木螺絲的最大外徑為5～8mm。

優選地，與所述木梁枋的上下表面平行的上、下疊層碳纖維布平行段的長度為400～700mm。