[發明專利]用于穿斗式木構架典型節點的加固結構及方法

在審

• 申請號: 201710515483.2
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107060367A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 高亮
• 申請（專利權）人: 四川省建筑科學研究院
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 馮龍

技術領域

本發明涉及穿斗式結構加固領域，具體涉及用于穿斗式木構架典型節點的加固結構及方法。

背景技術

穿斗式結構是用穿枋把柱串聯起來，形成一榀木構架，檁條直接擱置在柱頭，在沿檁條方向，再用斗枋把柱串聯起來，由此而形成屋架的。穿斗式結構又稱立貼式結構，是中國古代三大構架結構建筑之一。

穿斗式木結構傳統民居是我國西南地區現存數量較多的民居形式，其關鍵受力構件的柱與枋通過榫卯形式連接，其中較為典型的穿斗式榫卯節點主要有透榫、鉤榫、互扎榫、栓榫等，不同形式的節點具有不同的轉動剛度。由于該種形式的民居主體結構材質為木材，在其具有較好的受壓、受彎、材質較輕且便于施工修繕等諸多優點的同時，也存在長期使用過程中易受外界環境作用侵蝕、變形老化及地震等不利因素作用所致構件材質劣化、連接松動、結構變形等情況，如典型節點的拔榫、折榫現象，出現了折榫或者拔榫的節點，其轉動剛度將明顯下降，進而導致木構架的歪閃偏斜，影響結構整體穩定性。

發明內容

本發明的目的在于提供用于穿斗式木構架典型節點的加固結構及方法，以解決傳統技術中穿斗式木結構節點處容易出現拔榫、折榫現象，從而導致關鍵受力構件轉動剛度下降，進而影響結構整體穩定性的問題，實現提高節點處的轉動剛度、降低構件產生過大變形的風險、提高結構安全性的目的。

本發明通過下述技術方案實現：

用于穿斗式木構架典型節點的加固結構，包括柱體、穿過柱體的穿枋，還包括第一墊板、第二墊板、彈性墊、角鋼；所述第一墊板位于穿枋上、下方的柱體左、右兩側，柱體左右兩側相對兩塊第一墊板之間的垂線、平行于穿枋軸線；所述第二墊板位于柱體左、右方的穿枋上、下兩側，穿枋上下兩側相對兩塊第二墊板之間的垂線、平行于柱體軸線；所述第一墊板、第二墊板外表面均設置彈性墊，彈性墊外側設置角鋼，所述角鋼的兩個平面分別與第一墊板外的彈性墊、第二墊板外的彈性墊接觸，且角鋼與柱體固定連接。

針對傳統技術中穿斗式木結構節點處的轉動剛度容易下降、影響結構整體穩定性的問題，本發明提出一種用于穿斗式木構架典型節點的加固結構，其中柱體與穿枋為現有穿斗形式，第一墊板位于穿枋上、下方的柱體左、右兩側，柱體左右兩側相對兩塊第一墊板之間的垂線、平行于穿枋軸線；第二墊板位于柱體左、右方的穿枋上、下兩側，穿枋上下兩側相對兩塊第二墊板之間的垂線、平行于柱體軸線。即是柱體與穿枋連接處設置第一墊板、第二墊板，以柱體和穿枋將空間分為四個區域，每個區域內都在柱體靠近穿枋的左右兩側側壁設置第一墊板，都在穿枋靠近柱體的端部上下兩側設置第二墊板，在第一墊板、第二墊板外側再設置彈性墊。角鋼的兩個平面分別與第一墊板外的彈性墊、第二墊板外的彈性墊接觸，即是每個區域內都設置角鋼，每個角鋼的兩個表面都分別與彈性片接觸，角鋼又與柱體固定連接。本發明通過在柱體與穿枋的連接處各方向都設置了墊板，由墊板提供彈性墊的安裝位置，通過墊板使得彈性墊能夠穩定可靠的安裝在墊板的平面上。彈性墊使用現有的彈性材料均可，使得整個穿斗結構成為半剛性結構，利用彈性墊的彈性變形能力消耗外部能量，極大程度上克服了外部物理干擾對典型節點的影響，彈性墊外部還設置有與柱體固定連接的角鋼，由于角鋼固定連接在柱體上，因此角鋼將其內部的彈性墊擠壓在第一墊板或第二墊板表面，確保彈性墊充分發揮其耗能作用，同時利用固定連接的角鋼進一步提高本結構的使用穩定性，能夠極大程度上避免連接松動、結構變形等情況出現。本發明通過第一墊板、彈性墊、角鋼，對柱體徑向方向的外力干擾提供有效抵消，通過第二墊板、彈性墊、角鋼，對柱體軸向方向的外力干擾提供有效抵消，因此解決了傳統技術中穿斗式木結構節點處的轉動剛度容易下降、影響結構整體穩定性的問題，實現了提高節點處的轉動剛度、降低構件產生過大變形的風險、提高結構安全性的目的。此外，由于角鋼、墊板、彈性墊等裝置均可按照所需加固節點的柱體、穿枋實際尺寸預制訂做，構件本身規格尺寸小，因此本發明相較于現有技術，還具有便于安裝操作，對原結構本身改動損傷較小，對傳統民居風貌本身影響很小，固定更換靈活方便，加固施工工期短等有益效果。同時，通過對結構整體有限元模型的時程分析表明，本發明能夠顯著改善整體結構的地震作用響應，應對地震等強外力作用的效果非常顯著。

優選的，所述柱體左右兩側的角鋼、彈性墊、第一墊板之間通過貫穿柱體的螺栓連接。即是通過貫穿柱體的螺栓，將柱體左側與右側的角鋼、彈性墊、第一墊板完全連接成整體，進一步提高本發明的結構強度與穩定性。