[實用新型]一種榫卯節點三維形狀記憶合金加固的自復位結構

有效

• 申請號: 201720378097.9
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN206636254U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 吳瑩瑩;張錫成
• 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: 姚詠華

技術領域

本實用新型涉及一種榫卯節點三維形狀記憶合金加固的自復位結構，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

中國古建筑是中華文明的重要組成部分，其主要建造工藝之榫卯連接則是不需一釘一鐵依靠多種榫頭形式與卯口的搭架滿足房屋各處結構承載及功能使用的需求，榫卯節點為典型的半剛性連接，從而使得各節點剛柔相濟，具有一定的抗彎能力及良好的抗震性能。

然而由于外界因素作用(地震、臺風、環境溫濕度等)和木材自身缺陷等原因，在榫卯節點部位發生擠壓變形后，榫和卯均出現不同程度的殘余變形，這就使得榫卯節點逐漸變得松動、榫和卯之間空隙加大，更甚者出現折榫破壞及卯口破壞等現象。因此尋求針對木結構的合理加固方法無疑是一件有意義的事情。

傳統木結構榫卯節點的加固方式很多，主要有U型鐵箍加固、L型鐵箍加固、外包扁鋼加固、扒釘加固等。這些加固方式均采用屈服點較高的普通鋼材，由于采用的鋼材為普通鋼材，這些既有加固方式在限制榫卯間相對位移時產生一定的耗能能力，但其加固方式產生的殘余變形大，且不能達到結構自復位的效果，在長期荷載作用下，不能保證建筑的自身結構穩定和美觀性能。此外，在遭遇平行于木構架方向上的地震作用時，榫卯節點將發生平面內的彎曲，極易造成榫頭折斷而產生平面內的永久變形。

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榫卯節點三維形狀記憶合金加固的自復位結構，以加固古建筑大木構架榫卯節點平面內穩定，解決現有榫卯節點加固方式中裝置無法自復位的問題，同時約束榫卯節點受到的豎向荷載產生的彎矩、剪力，大幅度提高了節點的耗能性能。

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，一種榫卯節點三維形狀記憶合金加固的自復位結構，包括木柱，及通過榫卯節點連接木柱與木梁構成的木構架，在所述木構架的木柱與木梁垂直相交的內側壁上連接有兩條弧形條狀合金片，在所述榫卯節點處的木柱與木梁外側壁上連接有兩條條狀合金片，并通過木螺絲分別貫穿弧形條狀合金片和條狀合金片，且嵌入木柱與木梁中固定。

優選地，所述弧形條狀合金片為1/4圓弧狀結構，其兩端分別與木柱和木梁相切，且弧形條狀合金片分別與木柱和木梁的軸線平行。

優選地，所述條狀合金片為直線型條狀的板，在條狀板的端部向外傾斜轉角4度。

優選地，所述條狀合金片的一端連接在木梁外側壁上，另一端連接在木柱外側壁上，且條狀合金片與木梁的軸線平行，其兩端部在木柱和木梁表面貼合。

優選地，所述弧形條狀合金片與木柱和木梁表面相接段為1/10圓弧，弧形條狀合金片邊緣線與木柱和木梁邊線距離為30mm。

優選地，所述條狀合金片與木柱和木梁相接段長度為20mm，條狀合金片邊緣線木梁邊線距離為60mm。

優選地，所述弧形條狀合金片和條狀合金片兩端設有至少各有兩個木螺絲的穿孔，穿孔沿弧形條狀合金片和條狀合金片橫向均布。

優選地，所述弧形條狀合金片和條狀合金片采用鎳鈦材質。

與現有技術相比，本實用新型采用形狀記憶合金加固古建筑木結構榫卯節點。形狀記憶合金中的鎳鈦合金應用和制備技術較成熟，其性能也較好，包括形狀記憶效應、超彈性、阻尼特性、耐蝕耐磨特性。

若構件殘余變形較大，合金條的拉應力超過其彈性極限，而在動荷載消失后，利用其相變偽彈性(超彈性)可以一定程度達到自復位效果。其阻尼特性，在外力作用下(如地震等)榫卯節點處產生由彎矩或剪力引起的反復豎向力，可由上下合金弧條通過彎曲抵抗力(拉力)進行動荷載的衰減。同時，裝置的前后合金條能提供水平前后向的抗彎抗剪耗能能力，四條合金條一定程度上消耗沿梁方向可能發生的拔榫產生的拉力等。其裝置針對榫卯節點大多的破壞形式都有一定的抵抗和耗能作用。且該裝置造型美觀似開放的花朵具有觀賞性，同時形狀簡易也便于安裝，具有良好的經濟和社會效益。

附圖說明

圖1是本實用新型的效果圖；

圖2是本實用新型的主視圖；

圖3是本實用新型的俯視圖；

圖4是本實用新型的上SMA條示意圖；

圖5是本實用新型的前SMA條示意圖。

圖中的附圖標記分別表示：1、木柱；2、木梁；3、上弧形條狀合金片；4、下弧形條狀合金片；5、前條狀合金片；6、后條狀合金片；7、木螺絲。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。