[发明专利]一种古建筑木结构容许榫卯节点滑移的钢组合件加固装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种古建筑木结构的榫卯节点的钢组合件加固装置，属于古建筑木结构建筑保护和加固工程技术领域。

背景技术

古建筑木结构是我国的重要物质文化遗产，是古人留下的重要财富，其建造法式、建造技术等独具一格，匠心独运。由于古代建造技术并不属于文化范畴，所以除了《营造法式》和《清式营造则例》等少数典籍存世之外，大部分的建造技艺都需要从建筑本身去追溯，因此，对古建筑木结构进行保护具有重要意义。

传统的榫卯节点钢件加固方法一般都采约束节点变形的方法，从而限制了榫卯节点的滑移变形。而木结构的榫卯连接构造是其重要的抗震防线，榫卯节点属于半刚性节点，具有良好的耗能能力，限制榫卯节点的滑移变形即改变原结构的传力机制。针对这种情况，可以通过调整钢组合件的连接方式，使榫卯节点可以发生一定的滑移，当滑移量较大时，再进行约束，从而充分发挥原结构的耗能能力，又对榫卯节点进行保护。

本发明的目的是设计一种能够容许榫卯节点发生一定滑移的钢组合件加固装置，可用于古建筑木结构的榫卯节点加固工程中。通过在钢组合件的连接协同部分设计一定的间隙，使梁上加固件和柱上加固件能够发生一定的相对变形(沿梁轴线方向)，从而容许榫卯节点发生同样的相对滑移变形。同时，当滑移值连到间隙的上限值时，滑移停止，梁上加固件和柱上加固件开始受力，保护榫卯节点不发生拔出破坏。在安装完钢组合件加固装置后还可在其表面布置地仗层实现隐蔽式加固的意图。

该加固装置对古建筑木结构的损伤较小、可拆卸，属于可逆式加固技术范畴；在加固后还可做面层处理，属于可隐蔽式加固技术范畴；既可以限制节点的滑移变形，防止拔榫破坏，又容许榫卯节点滑移耗能，属于性能化加固技术范畴。因此，该加固装置具有广阔的应用空间和重要的推广价值。

发明内容

本发明的目的在于针对古建筑木结构榫卯连接节点，设计一种可以容许榫卯节点一定滑移的钢组合件加固装置，该加固装置具有构造简单、安装方便、可拆卸、加固效果良好等特点，且安装后还可利用面层装饰达到隐蔽式加固的目的。

为实现上述加固效果，本发明采用的技术方案如下：

一种古建筑木结构容许榫卯节点滑移的钢组合件加固装置，该装置的古建筑木结构的榫卯节点由木框架梁和木框架柱构成，木框架梁固定在木框架柱上。钢组合件加固装置主要由梁上加固件、柱上加固件和构造板组成。梁上加固件由紧固件和梁上紧固件固定在木框架梁上，柱上加固件由柱上紧固件固定在木框架柱上，构造板由紧固件固定在木框架梁上。

所述的梁上加固件固定在木框架梁的节点附近，其厚度、沿梁轴线方向的宽度、沿梁截面高的长度应根据梁上加固件和柱上加固件协同抗弯和抗剪计算确定。其中，梁上加固件和柱上加固件之间的连接协同部分沿梁轴线方向的长度和梁上加固件沿梁截面高度方向的长度应满足梁上加固件和柱上加固件协同抗弯的设计要求；除连接协同部分外的梁上加固件沿梁轴线方向的剩余长度和梁上加固件沿梁截面高度方向的长度，应满足梁上加固件和柱上加固件协同抗剪的设计要求。

所述的柱上加固件固定在木框架柱的节点处，柱上加固件的中线与木框架梁的轴线重合，柱上加固件沿木框架梁的轴线方向上固定，柱上加固件的厚度、沿木框架柱轴线方向的宽度、柱上有效锚固长度应根据梁上加固件和柱上加固件协同抗弯和抗剪计算确定。其中，柱上加固件沿柱轴线方向的宽度应满足梁上加固件和柱上加固件协同抗弯的设计要求；柱上有效锚固长度应满足满足梁上加固件和柱上加固件协同抗弯和抗剪的设计要求。所述柱上有效锚固长度为柱上加固件与木框架柱连接段中真正参与受力的部分的长度。

所述连接协同部分根据设计要求做成梯形或十字形或T形结构，其沿梁轴线方向的净长应根据梁上加固件和柱上加固件协同抗弯的设计要求确定；其沿梁高度方向的净长，应根据梁上加固件和柱上加固件协同抗剪的设计要求确定。连接协同部分的间隙长度应根据设计要求确定，该间隙值应小于榫长的1/4。所述沿梁轴线方向的净长即沿梁轴线方向，梁上加固件和柱上加固件可接触并受力的长度；所述沿梁高度方向的净长即沿梁高度方向，梁上加固件和柱上加固件可接触并受力的长度；所述连接协同部分的间隙即梁上加固件和柱上加固件沿梁轴线方向的间隙。

所述梁上加固件和柱上加固件为环向包裹构件后并沿表面布置的结构，同时分别设置梁上紧固件和柱上紧固件，防止发生平面外失稳。梁上紧固件和柱上紧固件的数量和型号应满足梁上加固件和柱上加固件协同抗弯和抗剪的设计要求，即梁上紧固件和柱上紧固件不应先于连接协同部分破坏。