一种古建筑木结构松动透榫节点加固结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种古建筑木结构松动透榫节点加固结构,涉及古建筑木结构加固技术领域，包括通过透榫节点方式连接的木梁和木柱，且透榫节点上的四个直角处分别安装有第一填充连接组合件、第二填充连接组合件和两个支撑角钢，第一填充连接组合件、第二填充连接组合件和两个支撑角钢均横向抱紧固定在木柱上，第一填充连接组合件、第二填充连接组合件均与位于同侧的支撑角钢拉紧固定。本实用新型专利技术能大幅提高松动透榫节点的抗弯刚度、极限承载力和耗能能力，遏制松动透榫节点发生顺纹撕裂破坏及受弯破坏，此外还能提高节点的延性，限制松动透榫节点的脱榫，避免其发生拔榫破坏。避免其发生拔榫破坏。避免其发生拔榫破坏。

A loose tenon joint reinforcement structure of ancient building wood structure

【技术实现步骤摘要】
一种古建筑木结构松动透榫节点加固结构


[0001]本技术涉及古建筑木结构加固
，具体而言，涉及一种古建筑木结构松动透榫节点加固结构。

技术介绍

[0002]古建筑木结构的一个重要特征是梁、柱等结构构件均采用榫卯节点的连接形式，所谓榫卯连接，即将榫卯的枋端做成榫头形式，将柱身做成卯口形式，将榫头插入卯口中，从而形成的一种凹凸结合的特殊连接体系。然而，历经数百年的风化、地震灾害及自然界生物的侵害，榫卯节点往往存在着不同程度的腐朽虫蛀，干缩裂缝，节点松动及榫头拔出等残损问题。这些损伤不仅影响了榫卯节点的正常工作，更是潜在地威胁着古建筑木结构的安全。
[0003]在众多的古建筑残损形式中，榫卯节点连接松动是古建筑木结构的重要残损特征。由透榫节点的构造形式及其拼装技术可知，透榫节点为插接节点，为满足安装需要，榫头与卯口间要有一定的初始缝隙。当结构遭遇千百年的自然灾害、生物侵蚀以及木材自身的材料干缩后，榫头与卯口之间的缝隙会扩张，接触状态变差，最终导致节点性能退化。由木材的力学性能可知木材的横纹抗压强度是顺纹抗压强度的(1/3～1/10)；因此现实中松动透榫节点大多顺纹受压的卯口变形比较小，横纹受压的榫头变形较大，榫头沿高度方向削减严重。由透榫节点的特殊构造可知，构件截面较富余，安全冗余度较高，但透榫节点处存在截面削弱，因此成为结构的薄弱环节；当透榫节点失效后，整体结构将容易变成机构而破坏。故对松动的透榫节点在满足古建修缮加固原则的基础上，针对其残损特点进行必要加固，恢复节点协调与其连接的构件变形，尤为重要。/>[0004]传统古建筑木结构的榫卯节点加固方式主要有铁件加固法、FRP加固法等。铁件加固法可利用钢材优秀的延性，提高节点耗能能力；但铁件长期暴露在潮湿空气中容易发生锈蚀，导致钢材受力性能退化较快以及铁件间连接性能的降低，并且铁件加固大多会对木材本身造成损伤。FRP加固法具有轻质、高强、耐腐蚀、易裁剪、便于施工、节省人工等优点，但FRP加固法存在不能大幅度提高节点承载力等缺陷。此外，当前对榫卯节点的加固方法大多是补强加固，较少有对残损榫卯节点进行加固。根据文献可知，透榫节点在地震等外力作用下容易发生榫头变截面处顺纹撕裂，继而榫根折断和榫根附近处受弯破坏。因此提出一种针对松动透榫节点的破坏特点，使节点恢复既定功能，大幅提高刚度和承载能力，并且能够有效限制榫头拔出，防止节点拔榫失效后，整体结构变成机构而破坏的加固方法尤为重要。
[0005]申请号为200720032300.3的专利申请中公开了“一种碳纤维布加固的古建筑木结构大木构架的榫卯节点，木柱与木梁通过榫卯连接而成大木构架、碳纤维布，大木构架的榫卯节点通过粘贴在木柱和木梁上的横向碳纤维布进行加固，横向碳纤维布的上下边缘与木梁的上下边缘平行，横向碳纤维布通过垂直于木梁长度方向的碳纤维布环箍锚固在木梁上”。该技术中碳纤维布因采用有机胶粘结，易发生与木材之间的剥离，且加固会在碳纤维
布达到极限抗拉强度前失去作用，使加固对榫卯节点承载力及刚度提高有限。
[0006]申请号为201610141475.1的专利申请中公开了“一种古建筑木结构容许滑移的节点加固装置，分别在榫卯节点处的梁端和柱端设置钢件，梁上的钢件与梁协同工作，柱上的钢件与柱协同工作，利用梁上的钢件约束柱上钢件的变形，从而使榫卯节点在发生一定滑移量后被钢组合件约束，不再继续变形”。但该技术中紧固加固件的栓锚插入木梁与木柱体内会对木结构本体造成损伤，且梁柱上的栓锚容易拔出，使得加固装置失效。
[0007]申请号为201820004021.4的专利申请中公开了“一种古建筑木结构榫卯节点加固装置，包括木梁和木柱，木梁上设有限位套，木柱在木梁上侧与下侧的部位上分别设有固定套，固定套与限位套之间设有拉接杆，位于木梁上侧的固定套与限位套的下端连接，位于木梁下侧的固定套与限位套的上端连接”。但该技术中杆件受压易失稳，失稳后将失去拉结作用，达不到通过加固榫卯节点来提高整体结构承载性能的效果。
[0008]因此，针对传统木结构榫卯节点加固方法的缺陷与不足，现急需一种能大幅提高松动透榫节点的抗弯刚度、极限承载力和耗能能力的古建筑木结构松动透榫节点加固结构，从而有效遏制松动透榫节点发生顺纹撕裂破坏及受弯破坏，提高节点的延性，限制松动透榫节点的脱榫，避免发生拔榫破坏。

技术实现思路

[0009]本技术的目的在于提供一种古建筑木结构松动透榫节点加固结构，能大幅提高松动透榫节点的抗弯刚度、极限承载力和耗能能力，遏制松动透榫节点发生顺纹撕裂破坏及受弯破坏，此外还能提高节点的延性，限制松动透榫节点的脱榫，避免其发生拔榫破坏。
[0010]为实现本技术目的，采用的技术方案为：一种古建筑木结构松动透榫节点加固结构，包括通过透榫节点方式连接的木梁和木柱，且透榫节点上的四个直角处分别安装有第一填充连接组合件、第二填充连接组合件和两个支撑角钢，第一填充连接组合件、第二填充连接组合件和两个支撑角钢均横向抱紧固定在木柱上，第一填充连接组合件、第二填充连接组合件均与位于同侧的支撑角钢拉紧固定。
[0011]进一步的，所述木柱上均设有两组环箍，一组环箍将第一填充连接组合件与第二填充连接组合件共同抱紧在木柱上，另一组环箍将两个支撑角钢共同抱紧在木柱上。
[0012]进一步的，所述环箍为碳纤维布，且第一填充连接组合件、第二填充连接组合件和两个支撑角钢上均开设有供环箍穿过的通孔。
[0013]进一步的，所述环箍与木柱之间还设有环氧树脂粘接层。
[0014]进一步的，所述第一填充连接组合件、第二填充连接组合件和两个支撑角钢的水平部均开设有贯穿孔，且位于木柱同一侧的贯穿孔内共同插设有螺杆，螺杆的两端均安装有锁紧螺母。
[0015]进一步的，位于所述木柱同一侧的螺杆为多个，多个螺杆均匀分布在木梁两侧。
[0016]进一步的，所述第一填充连接组合件位于透榫节点中的榫头上方，且第一填充连接组合件包括连接角钢、橡胶垫和压紧钢板，连接角钢、压紧钢板和橡胶垫从上至下层叠安装，且橡胶垫上具有宽度变窄的插接部，橡胶垫的插接部卡设在透榫节点中的榫头与卯口之间。
[0017]进一步的，所述橡胶垫与压紧钢板之间灌注有结构胶。
[0018]进一步的，所述第二填充连接组合件包括双角钢和增厚钢板，增厚钢板贴合固定在双角钢的下表面，且双角钢与增厚钢板上均具有嵌入部，双角钢与增厚钢板上嵌入部共同卡设在透榫节点中的榫头与卯口之间。
[0019]进一步的，所述双角钢与增厚钢板之间灌注有结构胶。
[0020]本技术的有益效果是，
[0021]1、本技术中将第一填充连接组合件、第二填充连接组合件、两个支撑角钢分别安装在透榫节点的四个直角处，使第一填充连接组合件与第二填充连接组合件、两个支撑角钢抱紧在木柱上，并将位于同一侧的第一填充连接组合件与支撑角钢、位于同一侧的第二填充连接组合件与支撑角钢拉紧固定，使第一填充连接组合件、第二填充连接组合件和两个支撑角钢的水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种古建筑木结构松动透榫节点加固结构，其特征在于，包括通过透榫节点方式连接的木梁(2)和木柱(1)，且透榫节点上的四个直角处分别安装有第一填充连接组合件(3)、第二填充连接组合件(4)和两个支撑角钢(8)，第一填充连接组合件(3)、第二填充连接组合件(4)和两个支撑角钢(8)均横向抱紧固定在木柱(1)上，第一填充连接组合件(3)、第二填充连接组合件(4)均与位于同侧的支撑角钢(8)拉紧固定；所述木柱(1)上均设有两组环箍(6)，一组环箍(6)将第一填充连接组合件(3)与第二填充连接组合件(4)共同抱紧在木柱(1)上，另一组环箍(6)将两个支撑角钢(8)共同抱紧在木柱(1)上。2.根据权利要求1所述的古建筑木结构松动透榫节点加固结构，其特征在于，所述环箍(6)为碳纤维布，且第一填充连接组合件(3)、第二填充连接组合件(4)和两个支撑角钢(8)上均开设有供环箍(6)穿过的通孔(11)。3.根据权利要求1所述的古建筑木结构松动透榫节点加固结构，其特征在于，所述环箍(6)与木柱(1)之间还设有环氧树脂粘接层。4.根据权利要求1所述的古建筑木结构松动透榫节点加固结构，其特征在于，所述第一填充连接组合件(3)、第二填充连接组合件(4)和两个支撑角钢(8)的水平部均开设有贯穿孔(10)，且位于木柱(1)同一侧的贯穿孔(10)内共同插设有螺杆(7)，螺杆(7)的两端均安装有锁紧螺母(9)。5.根据权利要求4所述的古建筑木结构松动透榫节点加固结构，其特征在于，位于所述木柱(1)同一侧的螺杆(7)为多个，多个螺杆(7)均匀分布在木梁(2)两侧。6.根据权利要求1所述的古建筑木结构松动透榫节点加固结构，其特征在于，所述第一填充连接组合件(3)位于透榫...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚云朋，施毕新，古松，王思琪，崔航，丛宇，唐飞，代运，胡金典，黄涵，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：新型
国别省市：