[發明專利]一種古建筑木結構容許榫卯節點滑移的鋼組合件加固裝置

有效

• 申請號: 201610141615.5
• 申請日: 2016-03-13
• 公開（公告）號: CN105781138B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 徐帥;郭小東
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及一種古建筑木結構的榫卯節點的鋼組合件加固裝置，屬于古建筑木結構建筑保護和加固工程技術領域。

背景技術

古建筑木結構是我國的重要物質文化遺產，是古人留下的重要財富，其建造法式、建造技術等獨具一格，匠心獨運。由于古代建造技術并不屬于文化范疇，所以除了《營造法式》和《清式營造則例》等少數典籍存世之外，大部分的建造技藝都需要從建筑本身去追溯，因此，對古建筑木結構進行保護具有重要意義。

傳統的榫卯節點鋼件加固方法一般都采約束節點變形的方法，從而限制了榫卯節點的滑移變形。而木結構的榫卯連接構造是其重要的抗震防線，榫卯節點屬于半剛性節點，具有良好的耗能能力，限制榫卯節點的滑移變形即改變原結構的傳力機制。針對這種情況，可以通過調整鋼組合件的連接方式，使榫卯節點可以發生一定的滑移，當滑移量較大時，再進行約束，從而充分發揮原結構的耗能能力，又對榫卯節點進行保護。

本發明的目的是設計一種能夠容許榫卯節點發生一定滑移的鋼組合件加固裝置，可用于古建筑木結構的榫卯節點加固工程中。通過在鋼組合件的連接協同部分設計一定的間隙，使梁上加固件和柱上加固件能夠發生一定的相對變形(沿梁軸線方向)，從而容許榫卯節點發生同樣的相對滑移變形。同時，當滑移值連到間隙的上限值時，滑移停止，梁上加固件和柱上加固件開始受力，保護榫卯節點不發生拔出破壞。在安裝完鋼組合件加固裝置后還可在其表面布置地仗層實現隱蔽式加固的意圖。

該加固裝置對古建筑木結構的損傷較小、可拆卸，屬于可逆式加固技術范疇；在加固后還可做面層處理，屬于可隱蔽式加固技術范疇；既可以限制節點的滑移變形，防止拔榫破壞，又容許榫卯節點滑移耗能，屬于性能化加固技術范疇。因此，該加固裝置具有廣闊的應用空間和重要的推廣價值。

發明內容

本發明的目的在于針對古建筑木結構榫卯連接節點，設計一種可以容許榫卯節點一定滑移的鋼組合件加固裝置，該加固裝置具有構造簡單、安裝方便、可拆卸、加固效果良好等特點，且安裝后還可利用面層裝飾達到隱蔽式加固的目的。

為實現上述加固效果，本發明采用的技術方案如下：

一種古建筑木結構容許榫卯節點滑移的鋼組合件加固裝置，該裝置的古建筑木結構的榫卯節點由木框架梁和木框架柱構成，木框架梁固定在木框架柱上。鋼組合件加固裝置主要由梁上加固件、柱上加固件和構造板組成。梁上加固件由緊固件和梁上緊固件固定在木框架梁上，柱上加固件由柱上緊固件固定在木框架柱上，構造板由緊固件固定在木框架梁上。

所述的梁上加固件固定在木框架梁的節點附近，其厚度、沿梁軸線方向的寬度、沿梁截面高的長度應根據梁上加固件和柱上加固件協同抗彎和抗剪計算確定。其中，梁上加固件和柱上加固件之間的連接協同部分沿梁軸線方向的長度和梁上加固件沿梁截面高度方向的長度應滿足梁上加固件和柱上加固件協同抗彎的設計要求；除連接協同部分外的梁上加固件沿梁軸線方向的剩余長度和梁上加固件沿梁截面高度方向的長度，應滿足梁上加固件和柱上加固件協同抗剪的設計要求。

所述的柱上加固件固定在木框架柱的節點處，柱上加固件的中線與木框架梁的軸線重合，柱上加固件沿木框架梁的軸線方向上固定，柱上加固件的厚度、沿木框架柱軸線方向的寬度、柱上有效錨固長度應根據梁上加固件和柱上加固件協同抗彎和抗剪計算確定。其中，柱上加固件沿柱軸線方向的寬度應滿足梁上加固件和柱上加固件協同抗彎的設計要求；柱上有效錨固長度應滿足滿足梁上加固件和柱上加固件協同抗彎和抗剪的設計要求。所述柱上有效錨固長度為柱上加固件與木框架柱連接段中真正參與受力的部分的長度。

所述連接協同部分根據設計要求做成梯形或十字形或T形結構，其沿梁軸線方向的凈長應根據梁上加固件和柱上加固件協同抗彎的設計要求確定；其沿梁高度方向的凈長，應根據梁上加固件和柱上加固件協同抗剪的設計要求確定。連接協同部分的間隙長度應根據設計要求確定，該間隙值應小于榫長的1/4。所述沿梁軸線方向的凈長即沿梁軸線方向，梁上加固件和柱上加固件可接觸并受力的長度；所述沿梁高度方向的凈長即沿梁高度方向，梁上加固件和柱上加固件可接觸并受力的長度；所述連接協同部分的間隙即梁上加固件和柱上加固件沿梁軸線方向的間隙。

所述梁上加固件和柱上加固件為環向包裹構件后并沿表面布置的結構，同時分別設置梁上緊固件和柱上緊固件，防止發生平面外失穩。梁上緊固件和柱上緊固件的數量和型號應滿足梁上加固件和柱上加固件協同抗彎和抗剪的設計要求，即梁上緊固件和柱上緊固件不應先于連接協同部分破壞。