[發明專利]一種古建柱腳加固裝置

在審

• 申請號: 201910041209.5
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN109653530A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 謝啟芳;李勝英;張云;郭甜甜
• 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: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種古建柱腳加固裝置，包括多塊限位板和圓箍，各限位板繞柱腳設置并拼接形成一個供木柱腳置入的環，所述圓箍位于限位板上方且環繞木柱，圓箍與限位板之間通過金屬耗能元件連接。該裝置通過增加柱底橫截面來改善由于柱搖擺引起的恢復力，有利于傳統古建大直徑柱的抗震加固。地震作用下，柱架的反復抬升與回位造成了柱架的搖擺，通過該裝置金屬耗能元件變形耗能，有利于減震穩定。整體裝置簡單易行，具有較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于古建筑結構加固技術領域，特別涉及一種古建柱腳加固裝置。

背景技術

我國的古建筑有著悠久的歷史底蘊，并且其獨特的建造風格以及結構在世界建造史上也占有十分重要的地位，其科學價值以及藝術性更是不可估量。其中，中國古建筑木結構房屋建筑受材料制約和功能需要，每一單體建筑在平面上都要設置若干柱子承托上部梁架。因此，在古建筑木構架中，柱子作為承重構件是非常重要的。由原木制成的木柱在遭受風雨侵蝕、蟲蛀、地震等自然災害后，容易出現縫隙、裂痕，從而影響木柱的承載能力和使用壽命，因而對古建筑木柱進行加固，是十分重要的。

在古建筑木結構中，將木柱直接平擺浮擱于礎石之上，形成連接上部結構與臺基之間的柱腳節點。在反復荷載作用下，柱腳的反復抬升、回位導致木柱產生搖擺現象，木柱會沿柱腳邊緣轉動，產生恢復彎矩，具有半剛性特點。因此可以將柱架簡化為具有一定抗側能力的“搖擺柱”，研究表明，當柱架側向變形很小時，柱架產生的抗力對結構是有益的，然而當柱架的變形轉角超過了柱的寬高比時，柱架產生的抗力對結構是不利的，大的轉角甚至會導致結構的倒塌。其中總恢復力的兩個主要組成部分：一個是來自系梁的彎矩阻力，另一個是由于柱搖擺引起的恢復力，當結構變形小時，由于柱搖擺引起的恢復力是總恢復力的主要部分，因此整體結構的底部的柱腳接頭對木結構的恢復力矩和結構性能起著重要作用。

目前的一些木柱加固方案中，主要有墩接、嵌肋加固、柱腳由地梁環繞相連，增大截面加固等，采用墩接方式，施工過程較復雜，這種方式不能提高原有柱子的受力性能，也減弱了原結構的整體性能，其中對于嵌肋加固方案，制造成本較高，而且柱體的橫向抗變形能力也較差，也就是說其延性差，不易被推廣應用。柱腳用地梁增大截面加固，這種方法不利于柱腳的耗能能力。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種古建柱腳加固裝置，可提高柱腳抗傾覆能力，增加整體剛度穩定性，有利于減震耗能。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種古建柱腳加固裝置，包括多塊限位板1、銷釘2、金屬耗能元件3、螺栓4、圓箍5。各限位板1繞柱腳設置并拼接形成一個供木柱6的柱腳置入的環，所述圓箍5圓箍(5)位于限位板1上方且環繞木柱，圓箍5與限位板1之間通過金屬耗能元件3連接。

所述限位板1有四塊，每塊為雙層結構，其在柱橫截面的形狀為L形，且兩邊的內側均為1/4弧形，四塊限位板1依次拼接，相鄰限位板1的上下層相互交錯，形成內部為環形的結構，其中環形的內部用于置入柱腳。

所述相鄰限位板1的上下層之間通過銷釘2固定。

所述限位板1由木材制成，長寬均為500mm，高150mm，中間圓弧直徑為250～300mm，銷釘孔2直徑12mm。

所述圓箍5位于限位板1上方200mm處。

所述圓箍5由兩部分被組成，每部分均為半圓環形的鋼板，通過螺栓4將兩部分拼接。

所述金屬耗能元件3由軟鋼制成，上下端為平直段，中間為圓弧段。

所述金屬耗能元件3上端平直段為豎直結構，與圓箍5外表面焊接固定，下端平直段為水平結構，與限位板1通過螺栓4固定。

所述圓弧段的弧頂向外。