一種低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,該榫卯節(jié)點包括木柱,及通過榫卯節(jié)點與木柱連接的木梁構(gòu)成的木構(gòu)架,所述榫卯節(jié)點通過兩條平行包覆于木柱外周并與木梁相連的上、下低屈服點開孔鋼帶加固;上、下低屈服點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、下低屈服點開孔鋼帶上設(shè)有條形長孔,條形長孔兩側(cè)的上、下低屈服點開孔鋼帶上分布有貫穿木螺絲的穿孔,通過木螺絲分別嵌入木柱與木梁中固定。該榫卯節(jié)點利用低屈服點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)。在低屈服點鋼帶開數(shù)個條形長孔,提高了節(jié)點的耗能性能,加固效果顯著。
【專利說明】
一種低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,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)點為典型的半剛性連接,從而使得各節(jié)點剛?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)點逐漸變得松動、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位移的同時,木結(jié)構(gòu)的耗能能力也有所下降。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對以上【背景技術(shù)】存在的缺陷或不足,本實用新型的目的在于提供一種低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,解決現(xiàn)有榫卯節(jié)點加固方式中存在的耗能能力低的問題,約束榫卯節(jié)點的轉(zhuǎn)動,提高了榫卯節(jié)點的抗彎、抗剪能力,大幅度提高了節(jié)點的耗能性能。
[0005]本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0006]作為本實用新型的一種實施方式,一種低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,該榫卯節(jié)點包括木柱,及通過榫卯節(jié)點與木柱連接的木梁構(gòu)成的木構(gòu)架,所述榫卯節(jié)點通過兩條平行包覆于木柱外周并與木梁相連的上、下低屈服點開孔鋼帶加固;所述上、下低屈服點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、下低屈服點開孔鋼帶上設(shè)有條形長孔,條形長孔兩側(cè)的上、下低屈服點開孔鋼帶上分布有貫穿木螺絲的穿孔,通過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,所述條形長孔沿上、下低屈服點開孔鋼帶長度方向各平行分布有兩條。
[0010]優(yōu)選地,所述條形長孔位于木柱與木梁相接處的上、下低屈服點開孔鋼帶上。
[0011]優(yōu)選地,所述條形長孔的上、下邊緣與上、下低屈服點開孔鋼帶的邊緣距離為16mm,所述條形長孔的長度為90?120mm。
[0012]優(yōu)選地,在條形長孔兩側(cè)的上、下低屈服點開孔鋼帶上貫穿木螺絲的穿孔密度大于上、下低屈服點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,本實用新型采用低屈服點開孔鋼帶加固古建筑木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點。低屈服點鋼的化學(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。低屈服點鋼的力學(xué)特點是屈服強度低且相對穩(wěn)定,屈強比較小,具有良好的抗低周疲勞性能,伸長率大,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程中能吸收大量的能量。因此,利用低屈服點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)點核心區(qū)部分的低屈服點鋼帶開數(shù)個條形長孔,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,開孔區(qū)域的低屈服點鋼帶首先進(jìn)入屈服,同時具有足夠的塑性變形能力來吸收能量,提高了節(jié)點的耗能性能。該方法施工方便,加固效果顯著,具有良好的社會及經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的側(cè)視圖;
[0015]圖2本本實用新型的俯視圖。
[0016]圖3是本實用新型低屈服點開孔鋼帶的構(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;4、上低屈服點開孔鋼帶;
5、下低屈服點開孔鋼帶;6、木螺絲;7、條形長孔a; 8、條形長孔b; 9、條形長孔c; 10:條形長孔
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【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明,但并不作為對本實用新型做任何限制的依據(jù)。
[0019]圖1給出了一種低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點的側(cè)視圖,圖2給出了一種低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點的俯視圖,圖3給出了本實用新型低屈服點開孔鋼帶的構(gòu)造形式示意圖。本榫卯節(jié)點包括木柱I,及通過榫卯節(jié)點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3通過兩條平行包覆于木柱I外周并與木梁2相連的上低屈服點開孔鋼帶4、下低屈服點開孔鋼帶5加固;上低屈服點開孔鋼帶4、下低屈服點開孔鋼帶5的上下邊緣分別與木梁2的上下表面平行,上低屈服點開孔鋼帶4、下低屈服點開孔鋼帶5分別距離木梁2端部距離(即圖2所示低屈服點開孔鋼帶4、5平直段長度)為
400?700mm,上低屈服點開孔鋼帶4、下低屈服點開孔鋼帶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的上低屈服點開孔鋼帶4、下低屈服點開孔鋼帶5上分別設(shè)有條形長孔a7、條形長孔b8、條形長孔c9、條形長孔dlO,其中,條形長孔a7、條形長孔b8平行分布在上低屈服點開孔鋼帶4上,條形長孔c9、條形長孔dlO平行分布在下低屈服點開孔鋼帶5上,并且,條形長孔a7、條形長孔b8、條形長孔c9、條形長孔dlO位于木柱I與木梁2相接處的上低屈服點開孔鋼帶4和下低屈服點開孔鋼帶5上。條形長孔a7、條形長孔b8、條形長孔c9、條形長孔dlO的上、下邊緣與上低屈服點開孔鋼帶4、下低屈服點開孔鋼帶5的邊緣距離為16mm,條形長孔的長度為90?120mm。
[0021]條形長孔a7、條形長孔b8、條形長孔c9、條形長孔ClO兩側(cè)的上、下低屈服點開孔鋼帶4、5上分布有貫穿木螺絲6的穿孔,通過木螺絲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。在條形長孔a7、條形長孔b8、條形長孔c9、條形長孔ClO兩側(cè)的上低屈服點開孔鋼帶
4、下低屈服點開孔鋼帶5上貫穿木螺絲6的穿孔密度大于上低屈服點開孔鋼帶4、下低屈服點開孔鋼帶5端部的貫穿木螺絲6的穿孔密度。
[0022]以上所述,僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】,但本實用新型的保護(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)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,該榫卯節(jié)點包括木柱(I),及通過榫卯節(jié)點(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(3)通過兩條平行包覆于木柱(I)外周并與木梁(2)相連的上、下低屈服點開孔鋼帶(4、5)加固;所述上、下低屈服點開孔鋼帶(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、下低屈服點開孔鋼帶(4、5)上設(shè)有條形長孔(7、8、9、10),條形長孔(7、8、9、10)兩側(cè)的上、下低屈服點開孔鋼帶(4、5)上分布有貫穿木螺絲(6)的穿孔,通過木螺絲(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所述的低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,其特征在于:所述上、下低屈服點開孔鋼帶(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所述的低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,其特征在于:所述上、下低屈服點開孔鋼帶(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所述的低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,其特征在于:所述條形長孔(7、8、9、10)沿上、下低屈服點開孔鋼帶(4、5)長度方向各平行分布有兩條。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,其特征在于:所述條形長孔(7、8、9、10)位于木柱(I)與木梁(2)相接處的上、下低屈服點開孔鋼帶(4、5)上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,其特征在于:所述條形長孔(7、8、9、10)的上、下邊緣與上、下低屈服點開孔鋼帶(4、5)的邊緣距離為16mm,所述條形長孔(7、8、9、10)的長度為90?120mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低屈服點開孔鋼帶加固的古建筑大木構(gòu)架榫卯節(jié)點,其特征在于:在條形長孔(7、8、9、10)兩側(cè)的上、下低屈服點開孔鋼帶(4、5)上貫穿木螺絲(6)的穿孔密度大于上、下低屈服點開孔鋼帶(4、5)端部的貫穿木螺絲(6)的穿孔密度。
【文檔編號】E04G23/02GK205531428SQ201620080710
【公開日】2016年8月31日
【申請日】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
【申請人】西安建筑科技大學(xué)