木结构梁柱榫卯节点加固结构及其施工方法与流程

本发明涉及一种木结构梁柱榫卯节点加固结构及其施工方法，属于木结构加固领域。

背景技术：

在中华上下五千年的历史长河中，中国传统建筑是这条长河中璀璨的瑰宝。木结构古建筑无疑是其中一个重要的篇章，木结构古建筑以以木材、砖瓦为主要建筑材料，以木构架结构为主要的结构方式。此结构方式，由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间的结点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。木结构有质轻、取材方便、施工过程简单、施工速度快的特点，但木材本身在经历一段时期的使用之后，结构性能会发生退化，特别是木材存在先天缺陷，如：木节、虫蛀、腐朽时，性能的退化将会变得更加明显。因此处于现代的古建筑木结构房屋通常都需要加固。

现今古建筑木结构房屋的加固修善技术主要有：在木构架墙体部分用胶合板墙替换；采用类似脚手架的钢构架支撑木构架；在柱子旁增设扶壁墙；落架大修：全部或局部拆落木构架，对残损构件或残损点逐个进行修整、更换残损严重的构件，再重新安装，并在安装时进行整体加固；打牮拨正：即在不拆落木构架的情况下，使倾斜、扭转、拔榫的构建复位，再进行整体加固；这些加固技术在一定程度具有加固作用，但这些技术仍有不足之处：如：落架大修的工作量大、造价大、施工周期长且对于古建筑会使其失去文物价值；打牮拨正施工时一样要先揭除瓦顶，拆下望板和部分椽，并将擦端的榫卯缝隙清理干净，这样工作量也较大；增设胶合板墙和扶壁墙虽然提高抗侧刚度，但对整体刚度没有提高，且对原结构的文物价值有较大的影响；增设钢铁构架占用空间较大，破坏古木结构的美观性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种施工简便快捷，成本低，加固效果好的木结构梁柱榫卯节点加固结及其施工方法。

本发明采用以下方案实现：一种木结构梁柱榫卯节点加固结构，包括通过榫头卯口配合连接的横梁和立柱，位于立柱的残损部位扣设有一槽钢，槽钢的长度方向与立柱高度方向一致，槽钢通过第一抱箍固定于立柱上；所述横梁上靠近立柱部位安装有位于两侧的支托钢板，两侧支托钢板还与套在立柱上的第二抱箍固定在一起，所述槽钢与第二抱箍焊接在一起。

进一步的，所述槽钢的槽宽大于立柱的半径，横梁两侧的支托钢板通过螺栓连接在一起以夹紧横梁。

进一步的，所述立柱位于横梁的端部，所述第二抱箍位于立柱的榫卯节点处；所述槽钢与横梁位于相对立的两侧，所述槽钢和第二抱箍上开设有供横梁的榫头穿过的槽口；所述支托钢板与第二抱箍焊接在一起。

进一步的，所述立柱位于横梁中间位置，立柱两侧的横梁上均安装有支托钢板，所述第二抱箍为两个并分别位于立柱榫卯节点的上侧和下侧；所述槽钢安装位置与横梁所在方向错开90°。

进一步的，所述槽钢位于榫卯节点上方或下方，位于榫卯节点上方的槽钢下端与位于榫卯节点上侧的第二抱箍焊接在一起，位于位于榫卯节点下方的槽钢上端与位于榫卯节点下侧的第二抱箍焊接在一起。

进一步的，所述支托钢板朝向立柱一端设置有位于上、下侧的连接耳片，支托钢板上侧连接耳片与榫卯节点上侧的第二抱箍连接，支托钢板下侧连接耳片与榫卯节点下侧的第二抱箍连接。

本发明的另一技术方案：一种木结构梁柱榫卯节点加固结构的施工方法，包括以下步骤：（1）对实际工程中木结构梁柱榫卯节点处的残损程度的判定；（2）测量残损立柱的直径以及残损部位的长度，选用槽钢，槽钢的槽宽不小于立柱的半径，槽钢的长度不小于立柱上残损部位的长度；（3）将槽钢通过第一抱箍安装在立柱残损部位上，第一抱箍安装在立柱的未受损部位上；（4）测量横梁的高度和横梁上靠近节点处残损部位的长度，选用支托钢板，支托钢板高度高于横梁高度，长度不小于横梁上残损部位的长度；（5）将支托钢板安装在横梁两侧，两侧支托钢板通过螺栓连接在一起，并在立柱上安装第二抱箍，第二抱箍与横梁上的支托钢板通过螺栓连接或焊接在一起；（6）将槽钢与第二抱箍焊接在一起。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该木结构梁柱榫卯节点加固结施工方法简单，占用空间少，具有简洁美观、结构稳定；采用局部加固，针对性强，造价低，无需对屋架进行落架施工，显著提升加固后框架承载能力，提高了木结构的整体刚度和抗侧移刚度。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1构造示意图；

图2是图1中A处放大示意图；

图3是图2的左视图；

图4是图2的截面图；

图5是图1中B处放大示意图；

图6是图5的左视图；

图7是图5的截面图；

图8是本发明实施例2构造示意图；

图9是图8中D处放大示意图；

图10是图9的左视图；

图11是图9的截面图；

图中标号说明:1-横梁、2-立柱、3-槽钢、4-第一抱箍、5-支托钢板、6-第二抱箍、7-连接耳片、8-螺栓、9-法兰板。

具体实施方式

实施例1：一种木结构梁柱榫卯节点加固结构，包括通过榫头卯口配合连接的横梁1和立柱2，位于立柱2的残损部位扣设有一槽钢3，槽钢3的长度方向与立柱高度方向一致，槽钢3通过第一抱箍4固定于立柱2上；所述横梁1上靠近立柱部位安装有位于两侧的支托钢板5，两侧支托钢板6还与套在立柱上的第二抱箍6固定在一起，所述槽钢3与第二抱箍6焊接在一起，槽钢的长度应当完全覆盖立柱检测出的残损区域，支托钢板5的长度应该覆盖节点附近横梁的残损部位，第一抱箍和第二抱箍均位于槽钢内侧；槽钢加固立柱的残损部位、支托钢板加固木梁与节点连接部位，槽钢、支托钢板和第二抱箍三者为一个工作整体，通过槽钢3和支托钢板顶替残损部位承载力的作用，该加固施工方法简单，占用空间少，起到简洁美观的效果，采用局部加固，造价成本低，无需对屋架进行落架施工，并且加固后框架承载能力有显著提升，提高了木结构房屋的整体刚度和抗侧移刚度。

在本实施例中，所述槽钢3的槽宽大于立柱的半径，支托钢板的高度大于横梁高度，使得支托钢板上、下侧露出横梁上下侧面，两侧支托钢板露出部位上开设有螺栓孔，横梁两侧的支托钢板5通过螺栓8连接在一起以夹紧横梁1。

在本实施例中，所述立柱2位于横梁1的端部，即立柱为边柱或角柱，所述第二抱箍6位于立柱2的榫卯节点处；所述槽钢3与横梁1位于相对立的两侧，所述槽钢3和第二抱箍6上开设有供横梁的榫头穿过的槽口；所述支托钢板5与第二抱箍6焊接在一起。

在本实施例中，所述第一抱箍4和第二抱箍6均有至少两片弧形板通过法兰板9和螺栓8连接围合而成。

本实施例木结构梁柱榫卯节点加固结构的施工方法，包括以下步骤：（1）对实际工程中木结构梁柱榫卯节点处的残损程度的判定；（2）测量残损立柱的直径以及残损部位的长度，选用槽钢，槽钢的槽宽不小于立柱的半径，槽钢的长度不小于立柱上残损部位的长度；（3）将槽钢通过第一抱箍安装在立柱残损部位上，第一抱箍安装在立柱的未受损部位上；（4）测量横梁的高度和横梁上靠近节点处残损部位的长度，选用支托钢板，支托钢板高度高于横梁高度，长度不小于横梁上残损部位的长度；（5）将支托钢板安装在横梁两侧，两侧支托钢板通过螺栓连接在一起，并在立柱上安装第二抱箍，第二抱箍与横梁上的支托钢板通过螺栓连接或焊接在一起；（6）将槽钢与第二抱箍焊接在一起。

在本实施例中，步骤（3）中，所述槽钢3安装在与横梁1相对立的一侧；步骤（5）中，所述第二抱箍安装在立柱2的榫卯节点处并位于槽钢内侧，所述槽钢3和第二抱箍6上开设有供横梁的榫头穿过的槽口。

实施例2：一种木结构梁柱榫卯节点加固结构，包括通过榫头卯口配合连接的横梁1和立柱2，位于立柱2的残损部位扣设有一槽钢3，槽钢3的长度方向与立柱高度方向一致，槽钢3通过第一抱箍4固定于立柱2上；所述横梁1上靠近立柱部位安装有位于两侧的支托钢板5，两侧支托钢板6还与套在立柱上的第二抱箍6固定在一起，所述槽钢3与第二抱箍6焊接在一起。

在本实施例中，所述槽钢3的槽宽大于立柱的半径，支托钢板的高度大于横梁高度，使得支托钢板上、下侧露出横梁上下侧面，两侧支托钢板露出部位上开设有螺栓孔，横梁两侧的支托钢板5通过螺栓连接在一起以夹紧横梁1。

在本实施例中，所述立柱2位于横梁1中间位置，即立柱为中柱，立柱2两侧的横梁上均安装有支托钢板5，所述第二抱箍6为两个并分别位于立柱榫卯节点的上侧和下侧；所述槽钢3安装位置与横梁1所在方向错开90°。

在本实施例中，所述槽钢3位于榫卯节点上方或下方，位于榫卯节点上方的槽钢3下端与位于榫卯节点上侧的第二抱箍6焊接在一起，位于位于榫卯节点下方的槽钢3上端与位于榫卯节点下侧的第二抱箍6焊接在一起，槽钢可以根据残损情况采用分段式，一段设置在节点上方，一段设置在节点下方。

在本实施例中，所述支托钢板5朝向立柱一端设置有位于上、下侧的连接耳片7，支托钢板上侧连接耳片与榫卯节点上侧的第二抱箍连接，支托钢板下侧连接耳片与榫卯节点下侧的第二抱箍连接。

在本实施例中，所述第一抱箍4和第二抱箍6均有至少两片弧形板通过法兰板9和螺栓8连接围合而成。

本实施例木结构梁柱榫卯节点加固结构的施工方法，包括以下步骤：（1）对实际工程中木结构梁柱榫卯节点处的残损程度的判定；（2）测量残损立柱的直径以及残损部位的长度，选用槽钢，槽钢的槽宽不小于立柱的半径，槽钢的长度不小于立柱上残损部位的长度；（3）将槽钢通过第一抱箍安装在立柱残损部位上，第一抱箍安装在立柱的未受损部位上；（4）测量横梁的高度和横梁上靠近节点处残损部位的长度，选用支托钢板，支托钢板高度高于横梁高度，长度不小于横梁上残损部位的长度；（5）将支托钢板安装在横梁两侧，两侧支托钢板通过螺栓连接在一起，并在立柱上安装第二抱箍，第二抱箍与横梁上的支托钢板通过螺栓连接或焊接在一起；（6）将槽钢与第二抱箍焊接在一起。

在本实施例中，步骤（3）中，所述槽钢3安装位置与横梁1所在方向错开90°。；步骤（5）中，所述第二抱箍6为两个并分别位于立柱榫卯节点的上侧和下侧；根据立柱残损部位所在位置，将槽钢安装在榫卯节点上方或下方，如果槽钢安装在榫卯节点上方，则槽钢3下端与位于榫卯节点上侧的第二抱箍6焊接在一起，槽钢上部用第一抱箍固定；如果槽钢安装在于榫卯节点下方，则槽钢3上端与位于榫卯节点下侧的第二抱箍6焊接在一起，槽钢下部用第一抱箍固定；如果榫卯节点的上方和下方都有残损，则可以将槽钢进行分段安装。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。