[發(fā)明專利]古建筑抱頭梁與金柱節(jié)點(diǎn)加固處理結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610381164.2
• 申請(qǐng)日: 2016-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN105888289B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉建華;梁志青;劉睿昊;韓仕華;劉元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽理工學(xué)院
• 主分類號(hào): E04G23/02
• 分類號(hào): E04G23/02
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)41120
• 代理人: 宋晨煒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及古建筑抱頭梁與金柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的保護(hù)修繕，具體說的是古建筑抱頭梁與金柱節(jié)點(diǎn)加固處理結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在古建大木構(gòu)架中，水平構(gòu)件與垂直構(gòu)件相交的節(jié)點(diǎn)很多，最常見的有柱與梁、柱與枋、山柱與排山梁架、抱頭梁、挑尖梁、穿插枋及單、雙步梁與金柱相交部位等。目前，在古建筑大木構(gòu)架的保護(hù)修繕過程中，梁架拔榫、榫頭破壞的現(xiàn)象非常突出，尤其是在古建筑抱頭梁與金柱節(jié)點(diǎn)處。其原因是由于古建筑的地基沉降不均勻或水平外力的作用下，造成抱頭粱和金柱之間的榫頭（多為透榫）極易拔出，拔榫就會(huì)削弱木構(gòu)架整體的穩(wěn)定性，且過大尺寸的拔榫很可能造成木構(gòu)架嚴(yán)重傾斜、歪閃；另外，榫頭插入卯口中，在長(zhǎng)期外力的作用下，榫頭由于卯口的擠壓可能造成破壞，或者因卯口擠壓變形造成自身截面尺寸減小并導(dǎo)致下沉，從而削弱梁柱之間的連接性能，特別是我國南方地區(qū)古建筑大木構(gòu)架多采用穿枋結(jié)構(gòu)，其梁、枋的連接均采用透榫，透榫適用于需要拉結(jié)，但又無法用上起下落的方法進(jìn)行安裝的部位，榫頭常做成大進(jìn)小出的形狀，又稱為大進(jìn)小出榫，榫穿入柱的部分，按梁或枋本身高，而穿出部位，則按穿入部分減半，因此較容易出現(xiàn)拔榫的現(xiàn)象。

我國現(xiàn)有古建筑大木構(gòu)架梁枋榫卯修繕是采用鐵扒釘或角鋼進(jìn)行加固，將梁、枋、柱連接部位用鐵扒釘、角鋼、扁鋼固定起來，以防止榫卯移位，這些加固措施雖然剛度較強(qiáng)，但柔韌性、抗扭轉(zhuǎn)能力不足；如遇地基不均勻沉降或地面震動(dòng)容易造成金屬件與梁枋的連接部位松動(dòng)，造成加固件失效，從而使節(jié)點(diǎn)的安全性仍受到威脅。其次，金屬件加固節(jié)點(diǎn)時(shí)，鉚釘嵌固木構(gòu)件的過程中往往會(huì)破壞木構(gòu)件；改變了古建筑木結(jié)構(gòu)的原材料及施工工藝，且金屬件加固木結(jié)構(gòu)是通過“嵌入”或“固定”的方式達(dá)到加固的目的，這種不可逆加固技術(shù)不僅不利于加固件的檢修或更換，也不利于木結(jié)構(gòu)的保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種古建筑抱頭梁與金柱節(jié)點(diǎn)加固處理結(jié)構(gòu)，在不改變?cè)牧霞笆┕すに嚨幕A(chǔ)上，對(duì)古建筑抱頭粱與金柱的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固處理。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，所采用的技術(shù)方案是：古建筑抱頭梁與金柱節(jié)點(diǎn)加固處理結(jié)構(gòu)，抱頭梁的一端為透榫，在金柱上開設(shè)抱頭梁卯口，透榫插入抱頭梁卯口從金柱節(jié)另一側(cè)透出，：抱頭梁下方平行設(shè)有墊木，墊木由高度相同的中間薄段和薄段兩端的厚段組成，在抱頭梁卯口下方開設(shè)薄段卯口，薄段卯口的寬度小于抱頭梁卯口的寬度，薄段卯口的大小與薄段大小相匹配，薄段卡入薄段卯口內(nèi)，兩端的厚段分別卡設(shè)在金柱的兩側(cè)，在一段厚段的端部開設(shè)斷面為矩形的卯口A，在抱頭梁下方相應(yīng)的位置也開一個(gè)矩形卯口B，斷面為矩形的暗榫插接入卯口A和卯口B中，將墊木與抱頭梁一端連接起來；并在此厚段側(cè)面和暗榫側(cè)面開設(shè)相連通的燕尾卯口，利用一根燕尾榫水平插接將暗榫和墊木固定連接，在另一段的厚段的端部開設(shè)燕尾卯口A，在透榫的端部開設(shè)燕尾卯口B，上、下兩端均為燕尾端的銀錠榫將該厚段與透榫扣合在一起。

本發(fā)明所述的厚段的寬度與抱頭梁的寬度相等。

本發(fā)明所述的厚段與薄段的連接面為弧面，弧面與金柱表面相貼合。

本發(fā)明有益效果是：

墊木一端同梁寬，另一端同透榫寬，這種處理可加大梁與柱的受力面積，使應(yīng)力分布較均勻，能夠有效降低節(jié)點(diǎn)處的彎矩和剪力。本加固結(jié)構(gòu)是將墊木卡接在金柱的柱身上，在墊木的左端和抱頭梁相應(yīng)的下表面開矩形卯口，用一根斷面為矩形的暗榫將墊木與梁插接固定。為防止暗榫在上下和左右方向移位，在墊木左端側(cè)面和暗榫左側(cè)開燕尾卯口，利用燕尾榫將墊木和暗榫插接固定；在墊木的右端側(cè)面開燕尾卯口，并在抱頭梁透榫末端相應(yīng)位置開燕尾卯口，利用銀錠榫扣合的方式，把抱頭梁末端的透榫和墊木固定在一起。這種加固措施大大提高了梁、柱節(jié)點(diǎn)的整體性，如遇地震或突發(fā)振動(dòng)，榫頭與卯口的相互擠壓和摩擦能消耗地震能量，減小結(jié)構(gòu)整體的破壞，水平方向可通過墊木、豎向的暗榫和水平的燕尾榫，加強(qiáng)抱頭梁與柱節(jié)點(diǎn)在左右和前后方向的拉結(jié)力，防止抱頭梁拔榫；上、下方向可由墊木、暗榫和銀錠榫來抵抗抱頭梁所受的彎矩和剪力，從而達(dá)到加強(qiáng)抱頭梁與金柱節(jié)點(diǎn)處整體的強(qiáng)度及抗震性能。

本專利與現(xiàn)有技術(shù)比較：

首先，本專利能夠大大提高古建筑抱頭梁與金柱節(jié)點(diǎn)的整體性和抗震性能，可以降低梁架因拔榫而破壞的幾率，減少維修次數(shù)。

其次，這種加固結(jié)構(gòu)用料較少，加工十分方便，實(shí)際加固操作工序較簡(jiǎn)單，既節(jié)省原材料，有利于環(huán)保，又大大降低維修施工的勞動(dòng)強(qiáng)度，且在以后的古建筑保護(hù)修繕過程中，只需將墊木，豎向插接的暗榫、水平插接的燕尾榫、及上下方向扣合的銀錠扣更換即可。