一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点的制作方法

本实用新型属于古建筑木结构减震耗能技术领域，特别涉及一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点。

背景技术：

古建筑木结构由于年代久远，经历过无数的地风吹雨淋、地震、战争、微生物腐蚀等不利因素的作用，产生了不同程度的老化和损伤，因此古建筑木结构的加固修缮是目前亟待解决的问题。古建筑木结构榫卯节点不仅可以产生一定的转动还可以承担一定的弯矩荷载具有典型的半刚性特点，一方面其具有良好的减震耗能作用，另一方面榫卯节点古建筑木结构中最脆弱的部位，破坏往往发生在榫卯节点处。

古建筑木结构梁柱节点主要采用榫卯连接方式，主要分为燕尾榫及直榫连接方式，为典型的半刚性连接。其承载能力及抗弯刚度较低，且在使用过程中由于自然环境及地震作用下容易因挤压变形产生无法自动回复的残余变形，从而使榫卯节点产生松动，进而造成整体结构的倾斜歪闪，严重威胁着结构的使用寿命及使用安全，因此榫卯节点为结构的薄弱位置，一般通过加固节点就能有效提高木框架的承载能力和抗震性能。

传统的榫卯节点加固修缮方法存在几个关键的缺点：(1)影响结构的建筑外观。(2)榫头和卯头的挤压破坏、拔榫破坏的问题未能得到有效的问题。(3)缺乏自复位性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，有效地解决了传统方法中形象结构外观、榫头和卯口的挤压破坏、拔榫破坏和缺乏自复位的缺陷；在不改变榫卯节点受力特点前提下，可提高榫卯节点承载力，将能量传递至自复位装置去耗能，减少拔榫量，该装置具有震后自复位功能，从而可提高榫卯节点的使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，包括木柱，以及通过榫卯节点连接在木柱上的木梁构成的木构架，在木梁与木梁榫卯对接的上下侧面上各开一个槽，通过固定在梁上的基座将一对自复位装置铰接在所述槽中；

所述自复位装置由上下两个锯齿板上下咬合并叠合在一起，通过螺杆贯穿两个锯齿板，并通过垫有碟形弹簧的螺母连接。

上述方案中，一对自复位装置通过螺杆铰接在所述槽中，并紧贴槽底面。

上述方案中，所述锯齿板包括锯齿段和连接段，锯齿段上设有咬合齿和螺杆贯穿孔，相互叠合后的锯齿板两端连接段延伸出叠合端，且在端部设有连接孔。

上述方案中，所述锯齿段上开设的螺杆贯穿孔为沿长度方向的长圆孔。

上述方案中，所述碟形弹簧分别垫在螺母与锯齿板锯齿段之间，且相邻碟形弹簧相互扣合对接。

上述方案中，所述咬合齿的截面为三角形或矩形。

上述方案中，所述上下两个锯齿板咬合齿的齿间距应对应相同且截面形状相同。

上述方案中，两对梁上基座分别将相互叠合的两个锯齿板的连接段夹持，并通过螺杆将两个锯齿板铰接；基座铰接的连接段为半圆柱型结构。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点通过加设一对自复位装置并铰接在木梁与木梁榫卯对接的槽底部，其具有极强的耗能自复位能力。本实用新型的结构形式简单，施工简单易操作，构件之间的连接方式简单，各构件可提前预制成块，各个构件之间可以通过人工在现场快速安装及拆卸以及更换。本实用新型的全部构件的材料均造价低廉且便于获得。本实用新型节点处自复位耗能阻尼器应用前景广泛，既可以用于木结构古建筑的保护修缮工作，也可在现代木结构中发挥作用。本实用新型具有良好的隐蔽性，整个装置在榫卯节点处，保证不会破坏木结构古建筑的外观，以保护其历史风貌与建筑外观。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成

本技术：
的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型的安装后示意图；

图2是本实用新型构造形式示意图；

图3是本实用新型局部放大示意图；

图4是本实用新型在榫卯节点处与梁连接整体透视示意图。

图中的附图标记分别表示：1、木柱；2、木梁；3、自复位装置；4、锯齿板；5、螺杆；6、螺母；7、贯穿孔；8、碟形弹簧；9、基座；10、槽。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

图1给出了装置各构件整体分解示意图，如图1所示，本采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，包括木柱1，以及通过榫卯节点连接在木柱1上的木梁2构成的木构架，在木构架的木梁2与木梁2榫卯对接的上下侧面上各开一个槽10，自复位装置3放在槽底部。自复位装置两端的半圆柱型结构通过螺杆5(外部用螺母6固定)分别与固定在梁上的基座9连接，并且基座9与自复位装置两端铰接。

如图2结合图3所示，本自复位装置锯齿板4包括锯齿段和连接段，锯齿段上设有咬合齿和螺杆贯穿孔7，把螺杆5插进贯穿孔7内，并把若干蝶形弹簧8套入两端螺杆5上至与锯齿板4恰好贴合。相互叠合后的锯齿板两端连接段延伸出叠合端，且在端部设有连接孔。如图3所示，两个锯齿板通过两端的半圆柱型结构分别与基座9通过螺杆5和通过垫有碟形弹簧8的螺母6连接并固定。碟形弹簧8分别垫在螺母6与锯齿板锯齿段之间，且相邻碟形弹簧相互扣合对接。咬合齿的截面为三角形或矩形，上下两个锯齿板咬合齿的齿间距应对应相同且截面形状相同。锯齿段上开设的螺杆贯穿孔7为沿长度方向的长圆孔。

如图4所示，本自复位装置3在木柱1内，两个木梁2的榫卯节点连接。

地震时，梁柱倾斜，与其铰接的自复位装置会发生一定角度的转动，分别与两个梁连接的两片锯齿状板在梁的张拉作用下发生相对方向的位移，此时蝶形弹簧受拉储能从而使该装置充分耗能；当地震过去时，蝶形弹簧释放能量让该装置自复位。

应当指出，以上所述仅为本构件较佳的具体实施方式，但本构件的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本构件揭露的技术范围内，在不脱离本构件原理的前提下可轻易想到的改进、润饰、变化或替换，都应涵盖在本构件的保护范围之中。本实施例中未明确的各组成部分均可利用现有技术手段加以实现。

技术特征：

1.一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，其特征在于，包括木柱，以及通过榫卯节点连接在木柱上的木梁构成的木构架，在木梁与木梁榫卯对接的上下侧面上各开一个槽，通过固定在梁上的基座将一对自复位装置铰接在所述槽中；

所述自复位装置由上下两个锯齿板上下咬合并叠合在一起，通过螺杆贯穿两个锯齿板，并通过垫有碟形弹簧的螺母连接。

2.根据权利要求1所述的一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，其特征在于，一对自复位装置通过螺杆铰接在所述槽中，并紧贴槽底面。

3.根据权利要求1所述的一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，其特征在于，所述锯齿板包括锯齿段和连接段，锯齿段上设有咬合齿和螺杆贯穿孔，相互叠合后的锯齿板两端连接段延伸出叠合端，且在端部设有连接孔。

4.根据权利要求3所述的一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，其特征在于，所述锯齿段上开设的螺杆贯穿孔为沿长度方向的长圆孔。

5.根据权利要求3所述的一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，其特征在于，所述碟形弹簧分别垫在螺母与锯齿板锯齿段之间，且相邻碟形弹簧相互扣合对接。

6.根据权利要求3所述的一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，其特征在于，所述咬合齿的截面为三角形或矩形。

7.根据权利要求6所述的一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，其特征在于，所述上下两个锯齿板咬合齿的齿间距应对应相同且截面形状相同。

8.根据权利要求1所述的一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，其特征在于，两对梁上基座分别将相互叠合的两个锯齿板的连接段夹持，并通过螺杆将两个锯齿板铰接；基座铰接的连接段为半圆柱型结构。

技术总结
本实用新型公开了一种采用隐蔽式自复位装置加固的十字形榫卯节点，包括木柱，以及通过榫卯节点连接在木柱上的木梁构成的木构架，在木梁与木梁榫卯对接的上下侧面上各开一个槽，通过固定在梁上的基座将一对自复位装置铰接在槽中；自复位装置由上下两个锯齿板上下咬合并叠合在一起，通过螺杆贯穿两个锯齿板，并通过垫有碟形弹簧的螺母连接。本装置在不改变榫卯节点受力特点前提下，可提高榫卯节点承载力，将能量传递至自复位装置去耗能，减少拔榫量，该装置具有震后自复位功能，从而可提高榫卯节点的使用寿命。

技术研发人员：鲁启超;张锡成
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2019.12.23
技术公布日：2020.09.22