一種低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，該榫卯節(jié)點(diǎn)包括木柱，及通過(guò)榫卯節(jié)點(diǎn)與木柱連接的木梁構(gòu)成的木構(gòu)架，所述榫卯節(jié)點(diǎn)通過(guò)兩條平行包覆于木柱外周并與木梁相連的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固；上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶的上下邊緣分別與木梁的上下表面平行；兩條平行包覆于木柱與木梁的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶上設(shè)有條形長(zhǎng)孔，條形長(zhǎng)孔兩側(cè)的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶上分布有貫穿木螺絲的穿孔，通過(guò)木螺絲分別嵌入木柱與木梁中固定。該榫卯節(jié)點(diǎn)利用低屈服點(diǎn)鋼材料的良好的抗低周疲勞特性，能夠耗散地震能量，可以有效地減小結(jié)構(gòu)本身的地震反應(yīng)。在低屈服點(diǎn)鋼帶開數(shù)個(gè)條形長(zhǎng)孔，提高了節(jié)點(diǎn)的耗能性能，加固效果顯著。
【專利說(shuō)明】
一種低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，屬于古建筑木結(jié)構(gòu)加固修繕領(lǐng)域。適合傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)古建筑榫卯節(jié)點(diǎn)加固修繕需求。
【背景技術(shù)】
[0002]木結(jié)構(gòu)建筑是中華傳統(tǒng)建筑的主要形式，具有極高的歷史、科學(xué)和藝術(shù)價(jià)值。古建筑木結(jié)構(gòu)中的柱和額枋組成的構(gòu)架以及其他構(gòu)件之間采用榫卯連接，無(wú)需一鐵一釘，具體是將梁端做成榫頭形式，柱頂做成卯口形式，使梁與柱連接后形成整體。榫卯節(jié)點(diǎn)為典型的半剛性連接，從而使得各節(jié)點(diǎn)剛?cè)嵯酀?jì)，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(tái)風(fēng)、環(huán)境溫濕度等)和木材自身缺陷等原因，在榫卯節(jié)點(diǎn)部位發(fā)生擠壓變形后，榫和卯均出現(xiàn)不同程度的殘余變形，這就使得榫卯節(jié)點(diǎn)逐漸變得松動(dòng)、榫和卯之間空隙加大，更甚者出現(xiàn)局部拔榫、折榫破壞及卯口破壞等現(xiàn)象。
[0003]傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(duì)位移的同時(shí)，木結(jié)構(gòu)的耗能能力也有所下降。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)以上【背景技術(shù)】存在的缺陷或不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，解決現(xiàn)有榫卯節(jié)點(diǎn)加固方式中存在的耗能能力低的問(wèn)題，約束榫卯節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，提高了榫卯節(jié)點(diǎn)的抗彎、抗剪能力，大幅度提高了節(jié)點(diǎn)的耗能性能。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0006]作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，一種低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，該榫卯節(jié)點(diǎn)包括木柱，及通過(guò)榫卯節(jié)點(diǎn)與木柱連接的木梁構(gòu)成的木構(gòu)架，所述榫卯節(jié)點(diǎn)通過(guò)兩條平行包覆于木柱外周并與木梁相連的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固；所述上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶的上下邊緣分別與木梁的上下表面平行;兩條平行包覆于木柱與木梁的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶上設(shè)有條形長(zhǎng)孔，條形長(zhǎng)孔兩側(cè)的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶上分布有貫穿木螺絲的穿孔，通過(guò)木螺絲分別嵌入木柱與木梁中固定。
[0007]優(yōu)選地，所述上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶采用08F鋼材質(zhì)，其距離木梁端部距離為400?700mm，高度為30?60mm，厚度為3?5mm。
[0008]優(yōu)選地，所述上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶的上下邊緣與木梁的上下表面的距離為1 Omnin
[0009]優(yōu)選地，所述條形長(zhǎng)孔沿上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶長(zhǎng)度方向各平行分布有兩條。
[0010]優(yōu)選地，所述條形長(zhǎng)孔位于木柱與木梁相接處的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶上。
[0011]優(yōu)選地，所述條形長(zhǎng)孔的上、下邊緣與上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶的邊緣距離為16mm，所述條形長(zhǎng)孔的長(zhǎng)度為90?120mm。
[0012]優(yōu)選地，在條形長(zhǎng)孔兩側(cè)的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶上貫穿木螺絲的穿孔密度大于上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶端部的貫穿木螺絲的穿孔密度。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固古建筑木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)。低屈服點(diǎn)鋼的化學(xué)成分主要是純鐵，在化學(xué)組成上比普通低碳鋼的碳含量及合金元素含量要低，精煉程度較高。低屈服點(diǎn)鋼的力學(xué)特點(diǎn)是屈服強(qiáng)度低且相對(duì)穩(wěn)定，屈強(qiáng)比較小，具有良好的抗低周疲勞性能，伸長(zhǎng)率大，塑性變形能力好，在進(jìn)入塑性狀態(tài)后具有良好的滯回特性，并在彈塑性滯回變形過(guò)程中能吸收大量的能量。因此，利用低屈服點(diǎn)鋼材料的良好的抗低周疲勞特性，施加在結(jié)構(gòu)上的低屈服點(diǎn)鋼帶相當(dāng)于耗能裝置，能夠耗散地震能量，可以有效地減小結(jié)構(gòu)本身的地震反應(yīng)。另外，在梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)部分的低屈服點(diǎn)鋼帶開數(shù)個(gè)條形長(zhǎng)孔，使得該區(qū)域的鋼帶剛度低于未開孔區(qū)域鋼帶的剛度。這樣，在地震和風(fēng)震作用時(shí)，開孔區(qū)域的低屈服點(diǎn)鋼帶首先進(jìn)入屈服，同時(shí)具有足夠的塑性變形能力來(lái)吸收能量，提高了節(jié)點(diǎn)的耗能性能。該方法施工方便，加固效果顯著，具有良好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的側(cè)視圖；
[0015]圖2本本實(shí)用新型的俯視圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型低屈服點(diǎn)開孔鋼帶的構(gòu)造形式示意圖。
[0017]圖中的附圖標(biāo)記分別表示:1、木柱;2、木梁;3榫卯節(jié)點(diǎn)；4、上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶；
5、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶;6、木螺絲;7、條形長(zhǎng)孔a; 8、條形長(zhǎng)孔b; 9、條形長(zhǎng)孔c; 10:條形長(zhǎng)孔
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【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型做任何限制的依據(jù)。
[0019]圖1給出了一種低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)的側(cè)視圖，圖2給出了一種低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)的俯視圖，圖3給出了本實(shí)用新型低屈服點(diǎn)開孔鋼帶的構(gòu)造形式示意圖。本榫卯節(jié)點(diǎn)包括木柱I，及通過(guò)榫卯節(jié)點(diǎn)3與木柱I連接的木梁2構(gòu)成的木構(gòu)架，其中:榫卯節(jié)點(diǎn)3通過(guò)兩條平行包覆于木柱I外周并與木梁2相連的上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5加固；上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5的上下邊緣分別與木梁2的上下表面平行，上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5分別距離木梁2端部距離(即圖2所示低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、5平直段長(zhǎng)度)為
400?700mm，上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5采用08F鋼材質(zhì)，其高度為30?60mm，厚度為3?5mm。上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、5的上下邊緣與木梁2的上下表面的距離為1mm0
[0020]兩條平行包覆于木柱I與木梁2的上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5上分別設(shè)有條形長(zhǎng)孔a7、條形長(zhǎng)孔b8、條形長(zhǎng)孔c9、條形長(zhǎng)孔dlO，其中，條形長(zhǎng)孔a7、條形長(zhǎng)孔b8平行分布在上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4上，條形長(zhǎng)孔c9、條形長(zhǎng)孔dlO平行分布在下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5上，并且，條形長(zhǎng)孔a7、條形長(zhǎng)孔b8、條形長(zhǎng)孔c9、條形長(zhǎng)孔dlO位于木柱I與木梁2相接處的上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4和下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5上。條形長(zhǎng)孔a7、條形長(zhǎng)孔b8、條形長(zhǎng)孔c9、條形長(zhǎng)孔dlO的上、下邊緣與上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5的邊緣距離為16mm，條形長(zhǎng)孔的長(zhǎng)度為90?120mm。
[0021]條形長(zhǎng)孔a7、條形長(zhǎng)孔b8、條形長(zhǎng)孔c9、條形長(zhǎng)孔ClO兩側(cè)的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、5上分布有貫穿木螺絲6的穿孔，通過(guò)木螺絲6分別嵌入木柱I與木梁2中進(jìn)行加固。木螺絲6的設(shè)置方式如圖1所示，所述木螺絲6的最大外徑為5?8mm，水平間距20?50mm，上下端距10mm。在條形長(zhǎng)孔a7、條形長(zhǎng)孔b8、條形長(zhǎng)孔c9、條形長(zhǎng)孔ClO兩側(cè)的上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶
4、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5上貫穿木螺絲6的穿孔密度大于上低屈服點(diǎn)開孔鋼帶4、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶5端部的貫穿木螺絲6的穿孔密度。
[0022]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，該榫卯節(jié)點(diǎn)包括木柱(I)，及通過(guò)榫卯節(jié)點(diǎn)(3)與木柱(I)連接的木梁(2)構(gòu)成的木構(gòu)架，其特征在于:所述榫卯節(jié)點(diǎn)(3)通過(guò)兩條平行包覆于木柱(I)外周并與木梁(2)相連的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)加固；所述上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)的上下邊緣分別與木梁(2)的上下表面平行;兩條平行包覆于木柱(1)與木梁(2)的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)上設(shè)有條形長(zhǎng)孔(7、8、9、10)，條形長(zhǎng)孔(7、8、9、10)兩側(cè)的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)上分布有貫穿木螺絲(6)的穿孔，通過(guò)木螺絲(6)分別嵌入木柱(I)與木梁(2)中固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)采用08F鋼材質(zhì)，其距離木梁(2)端部距離為400?700mm，高度為30?60mm，厚度為3?5mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)的上下邊緣與木梁(2)的上下表面的距離為10mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述條形長(zhǎng)孔(7、8、9、10)沿上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)長(zhǎng)度方向各平行分布有兩條。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述條形長(zhǎng)孔(7、8、9、10)位于木柱(I)與木梁(2)相接處的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述條形長(zhǎng)孔(7、8、9、10)的上、下邊緣與上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)的邊緣距離為16mm，所述條形長(zhǎng)孔(7、8、9、10)的長(zhǎng)度為90?120mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低屈服點(diǎn)開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點(diǎn)，其特征在于:在條形長(zhǎng)孔(7、8、9、10)兩側(cè)的上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)上貫穿木螺絲(6)的穿孔密度大于上、下低屈服點(diǎn)開孔鋼帶(4、5)端部的貫穿木螺絲(6)的穿孔密度。
【文檔編號(hào)】E04G23/02GK205531428SQ201620080710
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日
【發(fā)明人】張錫成, 許丹, 葛鴻鵬, 王輝, 吳占景, 董金爽, 戚亮杰, 周超鋒
【申請(qǐng)人】西安建筑科技大學(xué)