一种古建木材加固结构的制作方法

本实用新型涉及传统建筑保护与修缮领域，更具体地说，它涉及一种古建木材加固结构。

背景技术：

在传统建筑保护与修缮领域，木质材料为古建筑的主要结构材料，木质材料维修中对支撑柱通常的做法是小修、小补和零星的补配等，损坏较严重的采用附加支撑机构，然后用碳纤维加固或金属箍加固，其中最常见的便是木质支撑柱的加固机构，木质支撑柱用于支撑房屋的上部结构，并将承载力传递于垫木质支撑柱下方的柱石。

目前，公告号为CN204001806U的中国实用新型专利公开了一种古建木作加固构件，它包括平行设置的钢箍和纵向连接钢箍的金属竖肋组成金属结构框架，在金属结构框架外侧为无机材料构成的填充层，所述构件外表面设有密封层；所述钢箍和金属竖肋材料为金属板材料，钢箍和金属竖肋表面打有孔，金属锚栓或螺丝穿过所述的孔将钢箍和金属竖肋与木作结构连接。

上述技术方案，采用金属锚栓或螺丝穿过钢箍和金属竖肋与木质材料的连接方式固定连接，而常见的用于支撑的金属材质其热膨胀系数大于木质材料的热膨胀系数；在受高温影响下，金属材质相对于木质材料在长度方向上产生较大的变化，从而使金属竖肋上的用于安装金属锚栓或螺丝孔位与木质材料上的产生错位，促使金属锚栓或螺丝与木质材料产生位移，扩大了木质材料上因安装金属锚栓或螺丝而产生的安装孔，破坏木质材料，使金属锚栓或螺丝松动，降低了古建木作加固构件的结构强度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型在于提供一种古建木材加固结构，通过竖直肋柱与木质支撑柱榫接的手段，达到受温度影响而不会降低古建木作加固构件的结构强度的效果目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种古建木材加固结构，包括两个卡箍和竖直肋柱，所述卡箍呈环形且固定套设于木质支撑柱的上下两端，所述竖直肋柱为多个且周向固定于木质支撑柱，所述卡箍设有紧固件，所述竖直肋柱与木质支撑柱呈榫接设置，所述卡箍通过紧固件固定连接于竖直肋柱。

通过采用上述技术方案，卡箍与竖直肋柱通过紧固件相固定，但是紧固件未穿入到木质支撑柱内，通过榫接实现了竖直肋柱与木质支撑柱在不需要使用紧固件固定的条件下两者相固定，因此在受到温度影响，金属材质的竖直肋柱在长度方向上的变化大于木质支撑柱长度方向上的变化时，也不会影响到紧固件，从而不会影响加固结构的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述竖直肋柱横截面为梯形，所述木质支撑柱设有与竖直肋柱适配的梯形槽，所述梯形槽靠近木质支撑柱中心的一端为梯形的下底。

通过采用上述技术方案，将竖直肋柱与木质支撑柱固定，而竖直肋柱在纵向的热膨胀不会影响木质支撑柱，竖直肋柱卡置于木质支撑柱，增加了竖直肋柱的稳定性，梯形槽的侧壁对竖直肋柱的侧壁施加压力，将竖直肋柱挤压于梯形槽底面上，增强了两者间的摩擦力，避免了竖直肋柱的滑动。

本实用新型进一步设置为：所述紧固件为螺栓，所述卡箍设有安装螺栓的沉孔，所述螺栓穿过沉孔与竖直肋柱呈螺纹连接。

通过采用上述技术方案，螺栓实现了竖直肋柱与卡箍固定连接。

本实用新型进一步设置为：所述木质支撑柱靠近两端的侧壁上设有与卡箍适配的环形凹陷，所述卡箍的内壁与环形凹陷的侧壁贴合。

通过采用上述技术方案，将木质支撑柱与卡箍紧密贴合，并用环形凹陷限定了卡箍的位置，防止卡箍和竖直肋柱滑落。

本实用新型进一步设置为：所述卡箍上下两端设有弹性垫块，所述垫块与卡箍抵触，位于木质支撑柱上端的所述垫块与上部结构抵触，位于木质支撑柱下端的所述垫块与柱石抵触，所述环形凹陷的端面与垫块抵触。

通过采用上述技术方案，在高温情况下，竖直肋柱受热膨胀后的体积大于木质支撑柱受热膨胀后的体积，竖直肋柱支撑卡箍使卡箍向上滑动，挤压上方的垫块，通过垫块对上部需木质支撑柱支撑的结构提供支撑力，又避免竖直肋柱的热膨胀破坏上部需木质支撑柱支撑的结构；在低温下，竖直肋柱受冷后收缩的体积大于木质支撑柱受冷收缩后的体积，竖直肋柱拉扯卡箍使之向木质支撑柱的中部靠拢，通过垫块挤压环形凹陷的底部，避免竖直肋柱的冷收缩后破坏环形凹陷。

本实用新型进一步设置为：所述木质支撑柱中部也设有环形凹陷，所述环形凹陷卡嵌卡箍，所述卡箍与竖直肋柱呈固定连接。

通过采用上述技术方案，在竖直肋柱中部增设了卡箍，增强了竖直肋柱的强度，避免受热膨胀后因与上部需支撑的结构抵触而产生弯曲趋势，避免弯曲趋势产生的力破坏木质支撑柱。

本实用新型进一步设置为：位于中间的所述卡箍上下两端各设有垫块，所述垫块卡置于中间的卡箍与环形凹陷端面之间。

通过采用上述技术方案，在中间卡箍受到竖直肋柱热膨胀或冷收缩时，利用垫块缓解了卡箍对环形凹陷端面的挤压，避免卡箍破坏环形凹陷。

本实用新型进一步设置为：所述木质支撑柱外套设有外壳，所述外壳的内壁与木质支撑柱侧壁贴合。

通过采用上述技术方案，用外壳包裹加固结构，防止因增设加固结构影响古建整体的美感。

本实用新型进一步设置为：所述外壳与竖直肋柱形成的空腔内填充有填充胶。

通过采用上述技术方案，将外壳与竖直肋柱形成的空腔填充满，增强了结构强度，并也避免了雨水积压于空腔内，防止使木质支撑柱长期受潮而腐朽。

本实用新型进一步设置为：所述外壳包括两个半圆弧板，所述半圆弧板以榫卯结构固定连接。

通过采用上述技术方案，使外壳安装更加方便，结构也更加稳定，更加美观。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：不受金属热膨胀的影响，加强了支撑力，结构稳定，使用寿命长，造型美观。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例的爆炸示意图；

图3为实施例用于体现木质支撑柱的结构示意图；

图4为实施例的剖面示意图。

附图标记：1、木质支撑柱；11、梯形槽；111、空腔；12、环形凹陷；2、螺栓；3、竖直肋柱；4、外壳；41、半圆弧板；411、榫头；412、榫槽；5、垫块；6、卡箍；61、卡箍构件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种古建木材加固结构，如图1和图2所示，包括圆环形的卡箍6和横截面为梯形的竖直肋柱3，卡箍6与竖直肋柱3固定连接成框架包裹于木质支撑柱1外，竖直肋柱3有四根并且周向设置于木质支撑柱1；木质支撑柱1上周向设置有与竖直肋柱3适配的梯形槽11，竖直肋柱3通过卡置于梯形凹槽内以达到竖直肋柱3与木质支撑柱1榫接的效果。

如图2和图3所示，卡箍6包括四个圆弧形的卡箍构件61，卡箍构件61靠近竖直肋柱3的两侧的圆弧侧壁上设有四个沉头通孔，竖直肋柱3与沉头通孔向对应的位置设有螺纹孔，卡箍构件61通过螺栓2固定连接于竖直肋柱3；卡箍6有三个并分别安装于竖直肋柱3的上部、中部和底部，竖直肋柱3的上部、中部和底部开设有与卡箍6适配的环形凹陷12，卡箍6内壁与环形凹陷12的侧壁贴合。

环形凹陷12均设有两个环形的弹性垫块5，垫块5分别设置于卡箍6上下两端，当竖直肋柱3受到温度影响膨胀或收缩时，而金属材质的热膨胀系数大于木材的热膨胀系数，竖直肋柱3受热后膨胀的体积大于木质支撑柱1受热膨胀后的体积，而竖直肋柱为长杆状，其膨胀方向主要在其长度方向上，而横截面面积小，受热膨胀的体积变化小可忽略不计；竖直肋柱3受热后变长，拉动卡箍6相对于木质支撑柱1发生位移并挤压垫块5，垫块5将卡箍6对房屋的上部结构、柱石和环形凹陷的端面之间的刚性连接转变呈柔性连接，避免了因竖直肋柱3的热胀冷缩使卡箍6发生位移而破坏上部结构、柱石和环形凹陷的端面。

该古建木材加固结构还包括有外壳4，外壳4为圆管状，其内壁紧密贴合木质支撑柱1侧壁，外壳4包括有两个半圆弧板41，半圆弧板41的侧边上分别设有相互适配的榫头411和榫槽412，两个半圆弧板41通过榫头411和榫槽412接插固定连接，为了加强连接的稳固性，榫头411和榫槽412的表面涂抹胶粘剂后进行榫接。外壳4既保护了卡箍6与竖直肋柱3免受雨水的侵蚀，使卡箍6与竖直肋柱3使用寿命更长，并且将加固的痕迹掩盖起来，避免了加固结构影响木质支撑柱1的美观性。

如图4所示，外壳4与竖直肋柱3形成的空腔111内填充有填充胶，将外壳4与竖直肋柱3形成的空腔111填充满，增强了结构强度，并也避免了雨水积压于空腔111内，防止使木质支撑柱1长期受潮而腐朽。

具体工作原理：在正常情况下，通过卡箍6与竖直肋柱3固定连接呈框架以辅助木质支撑柱1支撑房屋的上层结构，通过竖直肋柱3增加木质支撑柱1的抗压强度，加强了木质支撑柱1的结构强度。

在高温情况下，竖直肋柱3受热膨胀后的体积大于木质支撑柱1受热膨胀后的体积，竖直肋柱3支撑卡箍6使两端卡箍6向两端滑动，上方卡箍6挤压其上方的垫块5，通过垫块5对房屋的上部结构提供支撑力，又避免竖直肋柱3的热膨胀破坏上部需木质支撑柱1支撑的结构；下方卡箍6挤压其下方的垫块5，通过垫块5缓解了卡箍6对柱石的刚性挤压，避免了热膨胀破坏柱石。

在低温情况下，竖直肋柱3受低温影响的体积变化量小于木质支撑柱1的体积变化，竖直肋柱3拉动卡箍6使两端卡箍6向中间滑动，竖直肋柱3上部卡箍6挤压其下方的垫块5，竖直肋柱3下部卡箍6挤压其上方垫块5，避免了卡箍6直接抵触环形凹陷12的端面，防止竖直肋柱3的受冷收缩破坏木质支撑柱1。

在竖直肋柱3热胀冷缩时，可能因受力不均匀使一端卡箍6无法相对于木质支撑柱1上下滑动，中间卡箍6受到竖直肋柱3了拉力向上或向下移动，通过垫块5夹压环形凹陷12的端面，避免热胀冷缩破坏木质支撑柱1。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。