[發明專利]一種中柱與穿梁節點榫卯結構及其安裝方法

在審

• 申請號: 201710932287.5
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107574928A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 左春麗;周臻;陳桂如;王文雅;周佼佼;產嬋;岳金方
• 申請（專利權）人: 揚州工業職業技術學院
• 主分類號: E04B1/26
• 分類號: E04B1/26;E04B1/58;E04B1/49
• 代理公司: 北京集智東方知識產權代理有限公司11578
• 代理人: 張紅,程立民

技術領域

本發明屬于古建筑技術領域，具體涉及一種中柱與穿梁節點榫卯結構及其安裝方法。

背景技術

目前，我國現存大量各類型古建筑，是傳承我國優秀傳統建筑文化的活化石。但是，對于存世較長的古建筑而言，普遍存在梁柱節點發生脫離的現象，對整體古建筑結構的穩定性造成了很大的隱患。通過調研發現，在各類型梁柱結構中，中柱和采用透榫結構的穿梁之間的榫卯節點出現的拔榫現象最為嚴重。中柱和穿梁構成的梁柱結構是古建筑的整體支架的主要支撐部，因此，對維持古建筑的整體結構穩定性至關重要。通過對揚州地區古建筑的調研也發現，中柱和穿梁節點的榫卯結構出現的拔榫現象最多，也最嚴重，有的甚至導致古建筑的整體結構發生位移，傾斜，使得古建筑存在倒塌的風險。

傳統的中柱和穿梁節點的榫卯結構如附圖1所示，在中柱上設置卯孔，卯孔穿過整個中柱，在卯孔的兩端相向對接的穿梁上設置榫頭。榫頭包括榫頸和榫額，均為長方體，當對接的穿梁通過榫頭插入中柱的卯孔中對接后，一端穿梁的榫額抵靠在另一端穿梁的榫頸上，二者匹配連接。這是目前絕大多數中柱與穿梁節點的具體榫卯結構形式。其存在的缺點主要有以下幾點：一、穿梁和中柱通過榫頭和卯孔對接，在水平方向上僅靠穿梁的榫頭與中柱卯孔之間連接緊密程度決定，對接的榫頭之間沒有連接件，也即穿梁和穿梁之間沒有抗拔榫設計，這是穿梁容易出現拔榫現象的首要原因；二、對于構成古建筑主體木架的中柱和穿梁而言，由于中柱和穿梁之間也沒有設置抗拔榫部件，使得穿梁容易從中柱中拔出；三、由于整個卯孔是開設在中柱上部的柱身中，即不是開設在中柱的頂部，無法采用常見的燕尾榫頭是的榫卯結構具備抗拔榫能力。

現有技術中也公開了一些旨在加強穿梁和中柱的榫卯節點的發明申請。公布號為CN103835525A的中國發明申請公開了一種古建筑木構架的剛木組合式加固裝置，通過在穿梁的上方設置一個木制構件，木制構件的一端設置燕尾榫插入卯孔的上方的燕尾槽中以于中柱連接，另一端設置水平拉結件，然后通過豎向的插接木栓將木制構件固定在穿梁上。上述發明雖然一定程度上加固了榫卯節點的強度，但是由于木制構件設置在穿梁榫頭的上方，且緊靠一個豎向的木栓來連接木制構件和穿梁。一方面此種設計導致抗拔榫力集中在榫頭的上部，容易造成應力集中繼而導致榫頭歪斜或卯眼開裂；另一方面，相對于整個榫頭而言，該木制構件燕尾榫能提供的抗拔榫力以及木制構件與水平拉結件與穿梁的連接強度均不足。公布號為CN106906906A的中國發明專利申請公開了一種用于木結構建筑梁柱的豎向半燕尾榫節點連接結構，在中柱的卯眼中采用兩個豎向的半燕尾榫互相卡接，以提高榫頭節點的連接強度。這種設計仍然存在應力集中的問題，當發生地震時，突然施加的應力會全部集中在匹配卡接的半燕尾榫的榫頭處，導致互相卡接的燕尾榫處出現斷裂。

可見，現有技術中在穿梁和中柱的榫卯節點處設計的加固措施雖然使得榫卯節點具備一定的抗拔榫能力，但是均存在應力點集中，抗拔榫強度低，設計復雜等中的一個或多個技術缺陷。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的技術缺陷，提供了一種中柱與穿梁節點榫卯結構，以解決現有技術中抗拔榫設計存在的應力點集中，抗拔榫強度低的問題，且該榫卯結構設計簡單，便于施工。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種中柱與穿梁節點榫卯結構，包括第一穿梁，第二穿梁，中柱，中柱的柱身上設置對穿柱身的卯眼，第一穿梁和第二穿梁從卯眼兩端的開口處相向插接于卯眼中；第一穿梁和第二穿梁均包括用于插接的榫頭，其中榫頭包括榫頸和從榫頸延伸出的榫額；在榫頸和榫額的前端部均開設燕尾槽，榫頸前端部的燕尾槽從榫頭的端面沿縱向延伸至榫頸和榫額的交接平面，榫額前端部的燕尾槽從榫頭的端面沿縱向延伸至榫頸和榫額的交接平面，使得第一穿梁和第二穿梁插接時，第一穿梁的榫頸上的燕尾槽和第二穿梁的榫額上的燕尾槽對接形成銀錠槽，第一穿梁的榫額上的燕尾槽和第二穿梁的榫頸上的燕尾槽對接形成銀錠槽；在卯眼的下端面上設置銀錠槽，且該銀錠槽與第一穿梁和第二穿梁對接時榫頭下端面上形成的銀錠槽對接；若干個第一銀錠榫插入第一穿梁和第二穿梁對接時榫頭下端面上形成的銀錠槽中，且使得最后插入的第一銀錠榫從榫頭下端面突出一部分以嵌入卯眼下端面上的銀錠槽中，若干個第二銀錠榫插入第一穿梁和第二穿梁對接時榫頭上端面上形成的銀錠槽中，且使得最后插入的第一銀錠榫的上端面與榫頭上端面齊平；卯眼的上方設置墊木孔，墊木插接在墊木孔中。

本發明進一步改進在于，墊木插接在墊木孔中，使得墊木的兩端不超出墊木孔的兩端開口，在開設有墊木孔的柱身處設置卡箍。