专利名称：用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种加固装置，更具体地说，关于一种用于古建筑的木结构边跨
榫卯节点的加固装置。
背景技术：
由于木材具有良好的抗弯、抗压、抗震性能及易于加工和维修等优点，因此我国古 代的建筑物基本都是利用木材来营造，如留传至今的大量木结构古建筑北京故宫、承德避 暑山庄、山西应县木塔等等。榫卯连接又是古建筑梁、柱连接的主要形式，具体是将梁端做 成榫头形式，柱顶做成卯口形式，使梁与柱连接后形成整体。但由于木材存在徐变大、弹性 模量低、易老化变形等缺点，在外力(地震和台风)作用下或自然作用(雨、雪侵蚀或微生 物破坏)下木结构容易产生各种破坏，其中最为严重的破坏症状之一是拔榫。拔榫将使得 梁端有效的支承面减小，且榫卯节点由原来的半刚性状态转变为易于旋转的铰接状态，不 仅使节点本身的抗弯、剪、扭能力降低，而且结构整体稳定性受到影响，很可能产生倾覆性 破坏。因此，对于拔榫的梁柱节点，需要进行维修加固。
现有对古建筑的榫卯节点进行加固方法主要有 1、用扁钢沿着梁柱截面握裹住已拔榫的梁和柱，然后用木钉将扁钢固定在梁、柱 构件上； 2、用马口钉直接将榫卯节点固定； 3 、用角钢或短木柱对拔榫的部位进行附加支撑。
但这些方法都存在有如下问题 1、影响梁柱节点外观； 2、对木构件本身有破坏作用，如采用铁钉加固构件与木梁柱固定，易造成木构件 铁钉位置开裂或强度降低等问题； 3、工艺复杂，加固构件数量多，如采用木钉加固构件时，为满足抗剪要求，对木钉
的截面尺寸、长度及数量有着严格的要求，因而制作工艺较为复杂，数量也较多； 4、不利于检修，对于某些铁质加固构件，经过长时间暴露于空气中会产生锈蚀问
题，却因为已死死固定在木构件上而不宜更换，造成加固效果下降且带来安全隐患。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能有效解决上述问题的用于古建筑木结构边跨 榫卯节点的加固装置，该加固装置具有使用材料少、加固效果好、对木结构没有破坏且不影 响古建筑参观的要求的特点。 本实用新型中用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置包括有至少一个用于 套住、固定古建筑柱的包覆件一和至少一个用于套住、固定古建筑梁的包覆件二，所述包覆 件一与包覆件二由连接件固定连接，所述包覆件一包括有两个能对称扣合锁固在所述柱表 面的扁钢卯与扁钢榫，所述包覆件二包括有两个能对称扣合锁固在所述梁表面的扁钢卯与
3扁钢榫。 所述包覆件一的扁钢卯与扁钢榫扣合后呈与所述柱的截面形状相同的圆形，所述
扁钢卯与扁钢榫分别为两个半圆形构件，该两个半圆形构件的一端设置有能相互扣合锁固
的榫槽与凸片，在另一端分别形成有能相互对合并由所述连接件穿设锁固的延伸片。 所述包覆件二的扁钢卯与扁钢榫扣合后呈与所述梁的截面形状相同的方形，所述
扁钢卯与扁钢榫分别为两个框形构件，该两个框形构件的一端设置有能相互扣合锁固的榫
槽与凸片，在另一端分别形成有能相互对合并由所述连接件穿设锁固的延伸片。 所述包覆件一和包覆件二中的所述凸片与所述榫槽呈相互对应的燕尾形。 所述包覆件一和包覆件二中的所述凸片呈T字形。 所述连接件为螺栓和螺母。 所述包覆件一和包覆件二中的两个构件相互扣合后，在所述两延伸片之间形成有 用于对梁或柱的握裹力大小进行调整的间隙。 所述包覆件一和包覆件二的材料为Q235钢，厚度为8-20毫米。 所述延伸片上设有至少一个用于穿设所述连接件的通孔。 本实用新型中用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置具有对古建筑木结构 没有破坏、满足参观要求、工艺简便、安装方便及易于检修、更换等优点。
图1为本实用新型实施例一中用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置与柱、 梁结构后的结构示意图； 图2为本实用新型实施例一中包覆件一的立体结构示意图； 图3为本实用新型实施例一中包覆件二的立体结构示意图； 图4为图1中所示用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置的侧视示意图； 图5为图4中所示用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置的右视示意图； 图6为图5中所示包覆件一与包覆件二连接处的放大示意图； 图7为本实用新型实施例一中凸片与榫槽另一种结构形式的示意图； 图8为本实用新型实施例二中用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置与柱、
梁结构后的结构示意图。
具体实施方式下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作进一步详细说明。 实施例一 如图l和图4所示，本实用新型中用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置包 括有加固装置包括有一个用于套住、固定古建筑中柱1的包覆件一 2、一个用于套住、固定 古建筑中梁3的包覆件二 4，及用于连接包覆件一 2和包覆件二 4的连接件5，其中 如图2所示，包覆件一 2包括有两个能对称扣合锁固在柱1表面的扁钢卯20与扁 钢榫21，包覆件一 2采用厚度为8-20毫米的Q235钢。扁钢卯20与扁钢榫21为扣合后呈 与柱的截面形状相同的圆形的两个半圆形构件，该两个半圆形构件扣合后刚好可以贴合、 包覆在柱1的外圆周表面，不过也可以使扣合后圆形的面积略小于柱1的截面，即在包覆时
4可以先去除柱1的表面层8-20毫米，进而使扁钢卯20与扁钢榫21刚好嵌入柱1的表面凹 槽，再在外表面涂漆，从而可以具有更好的外观效果，由于仅仅去除柱1的表面层，不会对 古建筑的柱l产生破坏。 扁钢卯20、扁钢榫21的一端分别为能相互扣合锁固的榫槽22与凸片23，在另一 端分别形成有能相互对合并由连接件穿设锁固的延伸片24，在延伸片24上设置有供连接 件5中螺栓穿设的通孔25，如图2所示，榫槽22与凸片23呈相互对应的燕尾形，在使用时 相互叠置进入，在水平往外的拉力作用下可以相互锁固。凸片22与榫槽23的形状也可以 如图7所示，凸片22呈T字形，而榫槽23具有能供T字形凸片22置入的槽口 。其中凸片 22与榫槽23的形状并不限与此，可以是其他只要能进行扣合锁固的结构都可以，不再另行 描述，另外，凸片22与榫槽23也可以由两片相互叠置的凸片所替代，并由螺丝等连接件固 定，这对本领域的技术人员来说，是容易实现的，因此不再另行说明。 如图3所示，包覆件二 4也包括有两个能对称扣合锁固在梁3表面的扁钢榫40与 扁钢卯41，包覆件二 4均采用厚度为8-20毫米的Q235钢，包覆件二 4的扁钢榫40与扁钢 卯41扣合后呈与梁3截面形状相同的方形，该扁钢榫40与扁钢卯41分别为两个框形构 件，该两个框形构件的一端设置有能相互扣合锁固的凸片42与榫槽43，在另一端分别形成 有能相互对合并由连接件穿设锁固的延伸片44，在延伸片44上设置有供连接件5中螺栓 穿设的通孔45，如图3所示，榫槽42与凸片43呈相互对应的燕尾形，在使用时相互叠置进 入，在水平往外的拉力作用下可以相互锁固。凸片42与榫槽43的形状也可以如图7所示， 凸片42呈T字形，而榫槽43具有能供T字形凸片42置入的槽口 。其中凸片42与榫槽43 的形状并不限与此，可以是其他只要能进行扣合锁固的结构都可以，不再另行描述，另外， 凸片42与榫槽43也可以由两相互叠置的凸片所替代，并由螺丝等连接件固定。 本实用新型中的所使用的连接件5为螺栓和螺母，其中螺栓依次穿过包覆件一 2 中的通孔25、包覆件二 4中的通孔45及包覆件一 2中的通孔25、并用螺母锁固，使包覆件 二 4的延伸片44插入包覆件一 2的延伸片24内，如图1所示，也可以相反，其中包覆件一 2 与包覆件二 4的各自两延伸片24、44在相互扣合后具有一定的间隙6，如图5和图6所示， 具有一定的调节量，在柱1或梁3的截面积有所改变时，具有一定的调节幅度，用来调整对 梁、柱握裹力的大小。 实施例二 如图8所示，本实施例中的用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置包括有一 个用于套住固定柱1的包覆件一 2、两个用于套住固定梁3的包覆件二 4，只要将包覆件一 2 的延伸片24加长即可。同理，包覆件二 4也可以是两个以上，以及包覆件一也可以是两个 或两个以上。其他结构均与实施例一中描述的相同，不再另行描述。 综上所述，本实用新型中用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置具有以下优 点 1、材料少，仅为扁钢及螺栓、螺母； 2、对古建筑的木结构无破坏由于采取扁钢对梁、柱进行加固，通过附加的握裹力 来加固节点，不仅有良好的效果，而且避免了对木结构的破坏，保证柱、梁自身的完整性； 3、满足古建筑参观的要求由于扁钢厚度小，加固榫卯节点后外露梁、柱的厚度小 于10mm，经过油漆彩画工艺施工，可遮挡铁箍；而螺栓、螺母的位置在梁顶正中部，参观者站在地面不易察觉，因而保证了节点的外观不受影响； 4、工艺简便，效果好通过螺栓、螺母固定扁钢，增加了对梁、柱的握裹力，满足了 榫卯节点的加固要求。 5、易于检修、更换对于老化的加固构件，可轻松更换，解决了旧有"永久性"加固 方法带来的结构安全隐患问题。 6、加工、安装方便，本实用新型中的加固装置可现场测量尺寸，异地加工，然后回 到现场进行组装。该法解决了常规加固方法中仅能在现场套箍加固造成的施工不便等问 题。 7、加固榫卯节点的扁钢采取榫卯形式扣接，由于扁钢的抗拉、压、剪强度是木材的 10-20倍，在出现拔榫后，扁钢通过扣接对节点进行加固，可有效实现对榫卯节点的保护。
权利要求一种用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置，其特征在于，包括有至少一个用于套住、固定古建筑柱的包覆件一和至少一个用于套住、固定古建筑梁的包覆件二，所述包覆件一与包覆件二由连接件固定连接，所述包覆件一包括有两个能对称扣合锁固在所述柱表面的扁钢卯与扁钢榫，所述包覆件二包括有两个能对称扣合锁固在所述梁表面的扁钢卯与扁钢榫。
2. 根据权利要求1所述的用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置，其特征在于， 所述包覆件一的扁钢卯与扁钢榫扣合后呈与所述柱的截面形状相同的圆形，所述扁钢卯与 扁钢榫分别为两个半圆形构件，该两个半圆形构件的一端设置有能相互扣合锁固的榫槽与 凸片，在另一端分别形成有能相互对合并由所述连接件穿设锁固的延伸片。
3. 根据权利要求1所述的用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置，其特征在于， 所述包覆件二的扁钢卯与扁钢榫扣合后呈与所述梁的截面形状相同的方形，所述扁钢卯与 扁钢榫分别为两个框形构件，该两个框形构件的一端设置有能相互扣合锁固的榫槽与凸 片，在另一端分别形成有能相互对合并由所述连接件穿设锁固的延伸片。
4. 根据权利要求2或3所述的用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置，其特征在 于，所述包覆件一和包覆件二中的所述凸片与所述榫槽呈相互对应的燕尾形。
5. 根据权利要求2或3所述的用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置，其特征在 于，所述包覆件一和包覆件二中的所述凸片呈T字形。
6. 根据权利要求1至3中任意一项所述的用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装 置，其特征在于，所述连接件为螺栓和螺母。
7. 根据权利要求2或3所述的用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置，其特征在 于，所述包覆件一和包覆件二中的两个构件相互扣合后，在所述两延伸片之间形成有用于 对梁或柱的握裹力大小进行调整的间隙。
8. 根据权利要求2或3所述的用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置，其特征在 于，所述包覆件一和包覆件二的材料为Q235钢，厚度为8-20毫米。
9. 根据权利要求2或3所述的用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置，其特征在 于，所述延伸片上设有至少一个用于穿设所述连接件的通孔。
专利摘要本实用新型公开了一种用于古建筑木结构边跨榫卯节点的加固装置，其包括有至少一个用于套住、固定柱的包覆件一和至少一个用于套住、固定梁的包覆件二，所述包覆件一与包覆件二由连接件固定连接，所述包覆件一包括有两个能对称扣合锁固在柱表面的扁钢卯与扁钢榫，所述包覆件二包括有两个能对称扣合锁固在梁表面的扁钢卯与扁钢榫。该加固装置具有对古建筑木结构没有破坏、满足参观要求、工艺简便、安装方便及易于检修、更换等优点。
文档编号E04G23/02GK201460250SQ20092010827
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者周乾, 李振宝, 纪金豹, 闫维明 申请人:故宫博物院