传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置及嵌塞方法与流程

[0001]
本发明属于建筑结构工程技术领域，涉及一种传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置及嵌塞方法。


背景技术：

[0002]
中国传统木结构建筑是以木结构框架为主的建筑体系，以土、木、砖、瓦、石为主要建筑材料，由柱、梁、檩、枋、斗拱等大木构件形成框架结构承受来自屋面、楼面的荷载以及风力、地震荷载，形成了以抬梁式和穿斗式为代表的两种主要形式的木结构体系。这种木结构体系的关键技术是榫卯结构，即木质构件间的连接不需要其他材料制成的辅助连接构件，主要是依靠两个木质构件之间的插接。这种构件间的连接方式使木结构具有柔性的结构特征，抗震性强，并具有可以预制加工、现场装配、营造周期短的明显优势。
[0003]
榫卯节点榫头与卯口间存在缝隙是一种极其普遍的现象，榫卯节点也因此大都处于带缝工作状态。缝隙的存在与古建筑木结构原始的营造技术有关。为了便于安装就位，设计、加工的榫头必须小于卯口尺寸，特别是当梁、柱尺寸较大时，榫头与卯口预留的安装间隙会更大。此外，木材本身的生物学特质致使其不可避免地易遭受虫蛀和环境腐蚀，加之木材自然干缩，榫卯间缝隙有持续扩大的趋势。缝隙会放松节点对梁、枋平面内的约束，并对节点承载力和稳定性产生消极作用。缝隙修补的传统方法是木楔填塞，但木楔功能单一且易于丢失，不利于传统木结构建筑受力及抗震。


技术实现要素：

[0004]
本发明所要解决的技术问题是提供一种传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置及嵌塞方法，结构简单，采用两个相互铰接的长板与两个相互铰接的短板铰接形成角度可调的封闭四边形结构，在两个短板上分别设置刻度盘和指针，限位杆穿过两个短板相互铰接的阻尼棒与两个长板配合的三通实现连接限位，形状记忆合金丝由张拉器与三通连接且与限位杆平行，有利于监测梁柱节点榫卯缝隙变化，在地震作用中自主复位，有利于消耗地震能量。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置，它包括由长板、短板、刻度盘、三通、张拉器和限位杆；两个相互铰接的长板与两个相互铰接的短板铰接形成角度可调的封闭四边形结构，刻度盘与短板连接，两个长板相互铰接的销轴之间设置与长板配合的三通，两个短板相互铰接的阻尼棒上设置与其配合的张拉器，张拉器的形状记忆合金丝与三通连接，限位杆穿过阻尼棒与三通螺纹配合，形状记忆合金丝与限位杆相互平行。
[0006]
所述长板的宽度和短板的宽度相同，长板的长度大于短板的长度。
[0007]
所述阻尼棒为圆形杆体，位于杆体两端设置阻尼套，位于杆体上设置贯穿的安装孔和限位孔，张拉器的拉力杆与安装孔配合，限位杆与限位孔配合。
[0008]
所述刻度盘为弧形结构，与其中一个短板的一侧连接，与刻度盘对应的指针与另
一个短板一端的上侧面连接。
[0009]
所述三通包括与主管轴线垂直连接的支管，以及位于支管一侧与主管轴线垂直贯穿连接的连接柱，限位杆的一端与连接柱连接。
[0010]
所述张拉器包括与拉力杆配合的夹紧螺母和张紧螺母，以及与拉力杆连接的形状记忆合金丝。
[0011]
所述拉力杆为一端设置螺纹的杆体，丝孔轴向贯穿杆体，位于螺纹端轴向设置丝槽与丝孔联通。
[0012]
所述夹紧螺母的数量为两个，形状记忆合金丝的一端位于两夹紧螺母之间被夹紧；张紧螺母与阻尼棒抵触。
[0013]
所述形状记忆合金丝的一端设置铅块，形状记忆合金丝的一端穿过三通的支管，铅块与主管抵触。
[0014]
如上所述的传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置的嵌塞方法，它包括如下步骤：s1，将两个长板相互铰接的一端置入需嵌塞的梁柱节点缝隙；s2，旋转两个夹紧螺母使形状记忆合金丝处于松弛状态；s3，推压两个短板的铰接位置，调整两个长板的张合角度，使两个长板与梁柱节点契合；此时，指针所指向刻度盘上的刻度值会发生波动；s4，再次旋转两个夹紧螺母夹紧形状记忆合金丝；s5，旋转张紧螺母使其与阻尼棒抵触驱动两个短板推压两个长板张开张紧形状记忆合金丝，两个长板张开与梁柱节点榫卯缝隙完全嵌塞；此时，指针所指向刻度盘上的刻度值不再波动；s6，记录指针指向刻度盘上的刻度值。
[0015]
一种传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置，它包括由长板、短板、刻度盘、三通、张拉器和限位杆；两个相互铰接的长板与两个相互铰接的短板铰接形成角度可调的封闭四边形结构，刻度盘与短板连接，两个长板相互铰接的销轴之间设置与长板配合的三通，两个短板相互铰接的阻尼棒上设置与其配合的张拉器，张拉器的形状记忆合金丝与三通连接，限位杆穿过阻尼棒与三通螺纹配合，形状记忆合金丝与限位杆相互平行。结构简单，通过两个相互铰接的长板与两个相互铰接的短板铰接形成角度可调的封闭四边形结构，在两个短板上分别设置刻度盘和指针，通过限位杆穿过两个短板相互铰接的阻尼棒与两个长板配合的三通实现连接限位，形状记忆合金丝由张拉器与三通连接且与限位杆平行，有利于监测梁柱节点榫卯缝隙变化，在地震作用中自主复位，有利于消耗地震能量。
[0016]
在优选的方案中，长板的宽度和短板的宽度相同，长板的长度大于短板的长度。结构简单，使用时，两个长板相互铰接的一端置入需嵌塞的梁柱节点缝隙内，推压两个短板的铰接位置调整两个长板的张合角度。
[0017]
在优选的方案中，阻尼棒为圆形杆体，位于杆体两端设置阻尼套，位于杆体上设置贯穿的安装孔和限位孔，张拉器的拉力杆与安装孔配合，限位杆与限位孔配合。结构简单，使用时，阻尼棒两端的阻尼套与短板的轴孔配合，限位杆穿过限位孔与三通的连接柱连接，在推压两个短板的铰接位置调整两个长板的张合角度时，限位杆起到限位作用，使阻尼棒及三通不随两个短板的角度张合变化而转动，保证形状记忆合金丝始终与封闭四边形结构对角线平行，角度调整方便，适应性好。
[0018]
在优选的方案中，刻度盘为弧形结构，与其中一个短板的一侧连接，与刻度盘对应的指针与另一个短板一端的上侧面连接。结构简单，使用时，当长板与梁柱节点榫卯缝隙完全嵌塞后，指针所指向刻度盘上的刻度值不再波动时，记录该刻度值，有利于对梁柱节点榫卯缝隙发展情况进行监测。
[0019]
在优选的方案中，三通包括与主管轴线垂直连接的支管，以及位于支管一侧与主管轴线垂直贯穿连接的连接柱，限位杆的一端与连接柱连接。结构简单，使用时，主管与长板上的轴孔配合绕其转动，支管用于连接形状记忆合金丝，连接柱用于连接限位杆。
[0020]
在优选的方案中，张拉器包括与拉力杆配合的夹紧螺母和张紧螺母，以及与拉力杆连接的形状记忆合金丝。结构简单，使用时，张拉器用于在两个长板置于梁柱节点榫卯缝隙后，旋转张紧螺母驱动两个短板推压两个长板张开与梁柱节点榫卯缝隙完全解除达到嵌塞效果。
[0021]
在优选的方案中，拉力杆为一端设置螺纹的杆体，丝孔轴向贯穿杆体，位于螺纹端轴向设置丝槽与丝孔联通。结构简单，使用时，拉力杆上的丝孔用于形状记忆合金丝穿过，再从丝槽一侧引出形状记忆合金丝，使形状记忆合金丝的一端位于两个夹紧螺母之间，便于夹紧形状记忆合金丝。
[0022]
在优选的方案中，夹紧螺母的数量为两个，形状记忆合金丝的一端位于两夹紧螺母之间被夹紧；张紧螺母与阻尼棒抵触。结构简单，使用时，在形状记忆合金丝穿过拉力杆的丝孔之前，与拉力杆配合的夹紧螺母的数量为一个，当形状记忆合金丝穿过拉力杆的丝孔并从丝槽一侧引出后，此时再将另一个夹紧螺母与拉力杆配合，使形状记忆合金丝的一端位于两个夹紧螺母之间。
[0023]
在优选的方案中，形状记忆合金丝的一端设置铅块，形状记忆合金丝的一端穿过三通的支管，铅块与主管抵触。结构简单，使用时，远离铅块一端的形状记忆合金丝依次穿过主管、支管和拉力杆，铅块与主管抵触，安装方便快捷，形状记忆合金丝自复位功能可协助梁柱节点在地震作用中自主复位。
[0024]
如上传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置的嵌塞方法，它包括如下步骤：s1，将两个长板相互铰接的一端置入需嵌塞的梁柱节点缝隙；s2，旋转两个夹紧螺母使形状记忆合金丝处于松弛状态；s3，推压两个短板的铰接位置，调整两个长板的张合角度，使两个长板与梁柱节点契合；此时，指针所指向刻度盘上的刻度值会发生波动；s4，再次旋转两个夹紧螺母夹紧形状记忆合金丝；s5，旋转张紧螺母使其与阻尼棒抵触驱动两个短板推压两个长板张开张紧形状记忆合金丝，两个长板张开与梁柱节点榫卯缝隙完全嵌塞；此时，指针所指向刻度盘上的刻度值不再波动；s6，记录指针指向刻度盘上的刻度值。该方法操作简单方便，具有监测梁柱节点榫卯缝隙发展的功效。
[0025]
一种传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置及嵌塞方法，它包括由长板、短板、刻度盘、三通、张拉器和限位杆，通过两个相互铰接的长板与两个相互铰接的短板铰接形成角度可调的封闭四边形结构，在两个短板上分别设置刻度盘和指针，通过限位杆穿过两个短板相互铰接的阻尼棒与两个长板配合的三通实现连接限位，形状记忆合金丝由张拉器与三通
连接且与限位杆平行。克服了原传统木结构梁柱节点缝隙依靠木楔填塞功能单一，不利于建筑物受力及抗震的问题。具有结构简单，便于监测梁柱节点榫卯缝隙变化，在地震作用中自主复位，有利于消耗地震能量的特点。
附图说明
[0026]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1为本发明的结构示意图。
[0027]
图2为本发明长板的结构示意图。
[0028]
图3为本发明其中一个短板与刻度盘连接的结构示意图。
[0029]
图4为本发明另一个短板与指针连接的结构示意图。
[0030]
图5为本发明阻尼棒的结构示意图。
[0031]
图6为本发明三通的结构示意图。
[0032]
图7为本发明张拉器的结构示意图。
[0033]
图8为本发明形状记忆合金丝的结构示意图。
[0034]
图9为本发明限位杆的结构示意图。
[0035]
图10为本发明的使用状态图。
[0036]
图中：长板1，销轴11，短板2，阻尼棒21，阻尼套22，安装孔23，限位孔24，刻度盘3，指针31，三通4，主管41，支管42，连接柱43，张拉器5，拉力杆51，夹紧螺母52，张紧螺母53，形状记忆合金丝54，丝孔55，丝槽56，铅块57，限位杆6。
具体实施方式
[0037]
如图1~图10中，一种传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置，它包括由长板1、短板2、刻度盘3、三通4、张拉器5和限位杆6；两个相互铰接的长板1与两个相互铰接的短板2铰接形成角度可调的封闭四边形结构，刻度盘3与短板2连接，两个长板1相互铰接的销轴11之间设置与长板1配合的三通4，两个短板2相互铰接的阻尼棒21上设置与其配合的张拉器5，张拉器5的形状记忆合金丝54与三通4连接，限位杆6穿过阻尼棒21与三通4螺纹配合，形状记忆合金丝54与限位杆6相互平行。结构简单，通过两个相互铰接的长板1与两个相互铰接的短板2铰接形成角度可调的封闭四边形结构，在两个短板2上分别设置刻度盘3和指针31，通过限位杆6穿过两个短板2相互铰接的阻尼棒21与两个长板1配合的三通4实现连接限位，形状记忆合金丝54由张拉器5与三通4连接与限位杆6平行，便于监测梁柱节点榫卯缝隙变化，在地震作用中自主复位，有利于消耗地震能量。
[0038]
优选地，限位杆6为杆状体，设置螺纹的一端与连接柱43配合。
[0039]
优选的方案中，所述长板1的宽度和短板2的宽度相同，长板1的长度大于短板2的长度。结构简单，使用时，两个长板1相互铰接的一端置入需嵌塞的梁柱节点缝隙内，推压两个短板2的铰接位置调整两个长板1的张合角度。
[0040]
优选的方案中，所述阻尼棒21为圆形杆体，位于杆体两端设置阻尼套22，位于杆体上设置贯穿的安装孔23和限位孔24，张拉器5的拉力杆51与安装孔23配合，限位杆6与限位孔24配合。结构简单，使用时，阻尼棒21两端的阻尼套22与短板2的轴孔配合，限位杆6穿过限位孔24与三通4的连接柱43连接，在推压两个短板2的铰接位置调整两个长板1的张合角
度时，限位杆6起到限位作用，使阻尼棒21及三通4不随两个短板2的角度张合变化而转动，保证形状记忆合金丝54始终与封闭四边形结构对角线平行，角度调整方便，适应性好。
[0041]
优选地，阻尼套22的材料为橡胶、塑料、铜-锌-铝系、铁-铬-钼系、锰-铜系合金或阻尼涂料，有利于减震、散热及延缓梁柱节点在地震中的动作时间和消耗地震能量。
[0042]
优选的方案中，所述刻度盘3为弧形结构，与其中一个短板2的一侧连接，与刻度盘3对应的指针31与另一个短板2一端的上侧面连接。结构简单，使用时，当长板1与梁柱节点榫卯缝隙完全嵌塞后，指针31所指向刻度盘3上的刻度值不再波动时，记录该刻度值，有利于对梁柱节点榫卯缝隙发展情况进行监测。
[0043]
优选的方案中，所述三通4包括与主管41轴线垂直连接的支管42，以及位于支管42一侧与主管41轴线垂直贯穿连接的连接柱43，限位杆6的一端与连接柱43连接。结构简单，使用时，主管41与长板1上的轴孔配合绕其转动，支管42用于连接形状记忆合金丝54，连接柱43用于连接限位杆6。
[0044]
优选的方案中，所述张拉器5包括与拉力杆51配合的夹紧螺母52和张紧螺母53，以及与拉力杆51连接的形状记忆合金丝54。结构简单，使用时，张拉器5用于在两个长板1置于梁柱节点榫卯缝隙后，旋转张紧螺母53驱动两个短板2推压两个长板1张开与梁柱节点榫卯缝隙完全解除达到嵌塞效果。
[0045]
优选的方案中，所述拉力杆51为一端设置螺纹的杆体，丝孔55轴向贯穿杆体，位于螺纹端轴向设置丝槽56与丝孔55联通。结构简单，使用时，拉力杆51上的丝孔55用于形状记忆合金丝54穿过，再从丝槽56一侧引出形状记忆合金丝54，使形状记忆合金丝54的一端位于两个夹紧螺母52之间，便于夹紧形状记忆合金丝54。
[0046]
优选的方案中，所述夹紧螺母52的数量为两个，形状记忆合金丝54的一端位于两夹紧螺母52之间被夹紧；张紧螺母53与阻尼棒21抵触。结构简单，使用时，在形状记忆合金丝54穿过拉力杆51的丝孔55之前，与拉力杆51配合的夹紧螺母52的数量为一个，当形状记忆合金丝54穿过拉力杆51的丝孔55并从丝槽56一侧引出后，此时再将另一个夹紧螺母52与拉力杆51配合，使形状记忆合金丝54的一端位于两个夹紧螺母52之间。
[0047]
优选的方案中，所述形状记忆合金丝54的一端设置铅块57，形状记忆合金丝54的一端穿过三通4的支管42，铅块57与主管41抵触。结构简单，使用时，远离铅块57一端的形状记忆合金丝54依次穿过主管41、支管42和拉力杆51，铅块57与主管41抵触，安装方便快捷，形状记忆合金丝54自复位功能可协助梁柱节点在地震作用中自主复位。
[0048]
如上所述的传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置的嵌塞方法，它包括如下步骤：s1，将两个长板1相互铰接的一端置入需嵌塞的梁柱节点缝隙；s2，旋转两个夹紧螺母52使形状记忆合金丝54处于松弛状态；s3，推压两个短板2的铰接位置，调整两个长板1的张合角度，使两个长板1与梁柱节点契合；此时，指针31所指向刻度盘3上的刻度值会发生波动；s4，再次旋转两个夹紧螺母52夹紧形状记忆合金丝54；s5，旋转张紧螺母53使其与阻尼棒21抵触驱动两个短板2推压两个长板1张开张紧形状记忆合金丝54，两个长板1张开与梁柱节点榫卯缝隙完全嵌塞；此时，指针31所指向刻度盘3上的刻度值不再波动；s6，记录指针31指向刻度盘3上的刻度值。该方法操作简单方便，具有监测梁柱节点榫
卯缝隙发展效果。
[0049]
如上所述的传统木结构梁柱节点缝隙嵌塞装置及嵌塞方法，安装使用时，两个相互铰接的长板1与两个相互铰接的短板2铰接形成角度可调的封闭四边形结构，在两个短板2上分别设置刻度盘3和指针31，限位杆6穿过两个短板2相互铰接的阻尼棒21与两个长板1配合的三通4实现连接限位，形状记忆合金丝54由张拉器5与三通4连接与限位杆6平行，便于监测梁柱节点榫卯缝隙变化，在地震作用中自主复位，有利于消耗地震能量。
[0050]
使用时，两个长板1相互铰接的一端置入需嵌塞的梁柱节点缝隙内，推压两个短板2的铰接位置调整两个长板1的张合角度。
[0051]
使用时，阻尼棒21两端的阻尼套22与短板2的轴孔配合，限位杆6穿过限位孔24与三通4的连接柱43连接，在推压两个短板2的铰接位置调整两个长板1的张合角度时，限位杆6起到限位作用，使两个长板1和两个短板2的张合角度以限位杆6为轴线保持对称，角度调整方便，适应性好。
[0052]
使用时，当长板1与梁柱节点榫卯缝隙完全嵌塞后，指针31所指向刻度盘3上的刻度值不再波动时，记录该刻度值，有利于对梁柱节点榫卯缝隙发展情况进行监测。
[0053]
使用时，主管41与长板1上的轴孔配合绕其转动，支管42用于连接形状记忆合金丝54，连接柱43用于连接限位杆6。
[0054]
使用时，张拉器5用于在两个长板1置于梁柱节点榫卯缝隙后，旋转张紧螺母53驱动两个短板2推压两个长板1张开与梁柱节点榫卯缝隙完全解除达到嵌塞效果。
[0055]
使用时，拉力杆51上的丝孔55用于形状记忆合金丝54穿过，再从丝槽56一侧引出形状记忆合金丝54，使形状记忆合金丝54的一端位于两个夹紧螺母52之间，便于夹紧形状记忆合金丝54。
[0056]
使用时，在形状记忆合金丝54穿过拉力杆51的丝孔55之前，与拉力杆51配合的夹紧螺母52的数量为一个，当形状记忆合金丝54穿过拉力杆51的丝孔55并从丝槽56一侧引出后，此时再将另一个夹紧螺母52与拉力杆51配合，使形状记忆合金丝54的一端位于两个夹紧螺母52之间。
[0057]
使用时，远离铅块57一端的形状记忆合金丝54依次穿过主管41、支管42和拉力杆51，铅块57与主管41抵触，安装方便快捷，形状记忆合金丝54自复位功能可协助梁柱节点在地震作用中自主复位。
[0058]
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。