[发明专利]古建筑抱头梁与金柱节点加固处理结构

说明书

技术领域

本发明涉及古建筑抱头梁与金柱节点构造的保护修缮，具体说的是古建筑抱头梁与金柱节点加固处理结构。

背景技术

在古建大木构架中，水平构件与垂直构件相交的节点很多，最常见的有柱与梁、柱与枋、山柱与排山梁架、抱头梁、挑尖梁、穿插枋及单、双步梁与金柱相交部位等。目前，在古建筑大木构架的保护修缮过程中，梁架拔榫、榫头破坏的现象非常突出，尤其是在古建筑抱头梁与金柱节点处。其原因是由于古建筑的地基沉降不均匀或水平外力的作用下，造成抱头粱和金柱之间的榫头（多为透榫）极易拔出，拔榫就会削弱木构架整体的稳定性，且过大尺寸的拔榫很可能造成木构架严重倾斜、歪闪；另外，榫头插入卯口中，在长期外力的作用下，榫头由于卯口的挤压可能造成破坏，或者因卯口挤压变形造成自身截面尺寸减小并导致下沉，从而削弱梁柱之间的连接性能，特别是我国南方地区古建筑大木构架多采用穿枋结构，其梁、枋的连接均采用透榫，透榫适用于需要拉结，但又无法用上起下落的方法进行安装的部位，榫头常做成大进小出的形状，又称为大进小出榫，榫穿入柱的部分，按梁或枋本身高，而穿出部位，则按穿入部分减半，因此较容易出现拔榫的现象。

我国现有古建筑大木构架梁枋榫卯修缮是采用铁扒钉或角钢进行加固，将梁、枋、柱连接部位用铁扒钉、角钢、扁钢固定起来，以防止榫卯移位，这些加固措施虽然刚度较强，但柔韧性、抗扭转能力不足；如遇地基不均匀沉降或地面震动容易造成金属件与梁枋的连接部位松动，造成加固件失效，从而使节点的安全性仍受到威胁。其次，金属件加固节点时，铆钉嵌固木构件的过程中往往会破坏木构件；改变了古建筑木结构的原材料及施工工艺，且金属件加固木结构是通过“嵌入”或“固定”的方式达到加固的目的，这种不可逆加固技术不仅不利于加固件的检修或更换，也不利于木结构的保护。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种古建筑抱头梁与金柱节点加固处理结构，在不改变原材料及施工工艺的基础上，对古建筑抱头粱与金柱的节点进行加固处理。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：古建筑抱头梁与金柱节点加固处理结构，抱头梁的一端为透榫，在金柱上开设抱头梁卯口，透榫插入抱头梁卯口从金柱节另一侧透出，：抱头梁下方平行设有垫木，垫木由高度相同的中间薄段和薄段两端的厚段组成，在抱头梁卯口下方开设薄段卯口，薄段卯口的宽度小于抱头梁卯口的宽度，薄段卯口的大小与薄段大小相匹配，薄段卡入薄段卯口内，两端的厚段分别卡设在金柱的两侧，在一段厚段的端部开设断面为矩形的卯口A，在抱头梁下方相应的位置也开一个矩形卯口B，断面为矩形的暗榫插接入卯口A和卯口B中，将垫木与抱头梁一端连接起来；并在此厚段侧面和暗榫侧面开设相连通的燕尾卯口，利用一根燕尾榫水平插接将暗榫和垫木固定连接，在另一段的厚段的端部开设燕尾卯口A，在透榫的端部开设燕尾卯口B，上、下两端均为燕尾端的银锭榫将该厚段与透榫扣合在一起。

本发明所述的厚段的宽度与抱头梁的宽度相等。

本发明所述的厚段与薄段的连接面为弧面，弧面与金柱表面相贴合。

本发明有益效果是：

垫木一端同梁宽，另一端同透榫宽，这种处理可加大梁与柱的受力面积，使应力分布较均匀，能够有效降低节点处的弯矩和剪力。本加固结构是将垫木卡接在金柱的柱身上，在垫木的左端和抱头梁相应的下表面开矩形卯口，用一根断面为矩形的暗榫将垫木与梁插接固定。为防止暗榫在上下和左右方向移位，在垫木左端侧面和暗榫左侧开燕尾卯口，利用燕尾榫将垫木和暗榫插接固定；在垫木的右端侧面开燕尾卯口，并在抱头梁透榫末端相应位置开燕尾卯口，利用银锭榫扣合的方式，把抱头梁末端的透榫和垫木固定在一起。这种加固措施大大提高了梁、柱节点的整体性，如遇地震或突发振动，榫头与卯口的相互挤压和摩擦能消耗地震能量，减小结构整体的破坏，水平方向可通过垫木、竖向的暗榫和水平的燕尾榫，加强抱头梁与柱节点在左右和前后方向的拉结力，防止抱头梁拔榫；上、下方向可由垫木、暗榫和银锭榫来抵抗抱头梁所受的弯矩和剪力，从而达到加强抱头梁与金柱节点处整体的强度及抗震性能。

本专利与现有技术比较：

首先，本专利能够大大提高古建筑抱头梁与金柱节点的整体性和抗震性能，可以降低梁架因拔榫而破坏的几率，减少维修次数。

其次，这种加固结构用料较少，加工十分方便，实际加固操作工序较简单，既节省原材料，有利于环保，又大大降低维修施工的劳动强度，且在以后的古建筑保护修缮过程中，只需将垫木，竖向插接的暗榫、水平插接的燕尾榫、及上下方向扣合的银锭扣更换即可。