一种低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，该榫卯节点包括木柱，及通过榫卯节点与木柱连接的木梁构成的木构架，所述榫卯节点通过两条平行包覆于木柱外周并与木梁相连的上、下低屈服点开孔钢带加固；上、下低屈服点开孔钢带的上下边缘分别与木梁的上下表面平行；两条平行包覆于木柱与木梁的上、下低屈服点开孔钢带上设有条形长孔，条形长孔两侧的上、下低屈服点开孔钢带上分布有贯穿木螺丝的穿孔，通过木螺丝分别嵌入木柱与木梁中固定。该榫卯节点利用低屈服点钢材料的良好的抗低周疲劳特性，能够耗散地震能量，可以有效地减小结构本身的地震反应。在低屈服点钢带开数个条形长孔，提高了节点的耗能性能，加固效果显著。
【专利说明】
一种低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，属于古建筑木结构加固修缮领域。适合传统木结构古建筑榫卯节点加固修缮需求。
【背景技术】
[0002]木结构建筑是中华传统建筑的主要形式，具有极高的历史、科学和艺术价值。古建筑木结构中的柱和额枋组成的构架以及其他构件之间采用榫卯连接，无需一铁一钉，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。榫卯节点为典型的半刚性连接，从而使得各节点刚柔相济，具有一定的抗弯能力及良好的抗震性能。然而由于外界因素作用(地震、台风、环境温湿度等)和木材自身缺陷等原因，在榫卯节点部位发生挤压变形后，榫和卯均出现不同程度的残余变形，这就使得榫卯节点逐渐变得松动、榫和卯之间空隙加大，更甚者出现局部拔榫、折榫破坏及卯口破坏等现象。
[0003]传统木结构榫卯节点的加固方式很多，主要有U型铁箍加固、L型铁箍加固、外包扁钢加固、扒钉加固等。这些加固方式均采用屈服点较高的普通钢材，由于采用的钢材为普通钢材，这些既有加固方式在限制榫卯间相对位移的同时，木结构的耗能能力也有所下降。
【实用新型内容】
[0004]针对以上【背景技术】存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，解决现有榫卯节点加固方式中存在的耗能能力低的问题，约束榫卯节点的转动，提高了榫卯节点的抗弯、抗剪能力，大幅度提高了节点的耗能性能。
[0005]本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。
[0006]作为本实用新型的一种实施方式，一种低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，该榫卯节点包括木柱，及通过榫卯节点与木柱连接的木梁构成的木构架，所述榫卯节点通过两条平行包覆于木柱外周并与木梁相连的上、下低屈服点开孔钢带加固；所述上、下低屈服点开孔钢带的上下边缘分别与木梁的上下表面平行;两条平行包覆于木柱与木梁的上、下低屈服点开孔钢带上设有条形长孔，条形长孔两侧的上、下低屈服点开孔钢带上分布有贯穿木螺丝的穿孔，通过木螺丝分别嵌入木柱与木梁中固定。
[0007]优选地，所述上、下低屈服点开孔钢带采用08F钢材质，其距离木梁端部距离为400?700mm，高度为30?60mm，厚度为3?5mm。
[0008]优选地，所述上、下低屈服点开孔钢带的上下边缘与木梁的上下表面的距离为1 Omnin
[0009]优选地，所述条形长孔沿上、下低屈服点开孔钢带长度方向各平行分布有两条。
[0010]优选地，所述条形长孔位于木柱与木梁相接处的上、下低屈服点开孔钢带上。
[0011]优选地，所述条形长孔的上、下边缘与上、下低屈服点开孔钢带的边缘距离为16mm，所述条形长孔的长度为90?120mm。
[0012]优选地，在条形长孔两侧的上、下低屈服点开孔钢带上贯穿木螺丝的穿孔密度大于上、下低屈服点开孔钢带端部的贯穿木螺丝的穿孔密度。
[0013]与现有技术相比，本实用新型采用低屈服点开孔钢带加固古建筑木结构榫卯节点。低屈服点钢的化学成分主要是纯铁，在化学组成上比普通低碳钢的碳含量及合金元素含量要低，精炼程度较高。低屈服点钢的力学特点是屈服强度低且相对稳定，屈强比较小，具有良好的抗低周疲劳性能，伸长率大，塑性变形能力好，在进入塑性状态后具有良好的滞回特性，并在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量的能量。因此，利用低屈服点钢材料的良好的抗低周疲劳特性，施加在结构上的低屈服点钢带相当于耗能装置，能够耗散地震能量，可以有效地减小结构本身的地震反应。另外，在梁柱节点核心区部分的低屈服点钢带开数个条形长孔，使得该区域的钢带刚度低于未开孔区域钢带的刚度。这样，在地震和风震作用时，开孔区域的低屈服点钢带首先进入屈服，同时具有足够的塑性变形能力来吸收能量，提高了节点的耗能性能。该方法施工方便，加固效果显著，具有良好的社会及经济效益。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的侧视图；
[0015]图2本本实用新型的俯视图。
[0016]图3是本实用新型低屈服点开孔钢带的构造形式示意图。
[0017]图中的附图标记分别表示:1、木柱;2、木梁;3榫卯节点；4、上低屈服点开孔钢带；
5、下低屈服点开孔钢带;6、木螺丝;7、条形长孔a; 8、条形长孔b; 9、条形长孔c; 10:条形长孔
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【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对本实用新型做任何限制的依据。
[0019]图1给出了一种低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点的侧视图，图2给出了一种低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点的俯视图，图3给出了本实用新型低屈服点开孔钢带的构造形式示意图。本榫卯节点包括木柱I，及通过榫卯节点3与木柱I连接的木梁2构成的木构架，其中:榫卯节点3通过两条平行包覆于木柱I外周并与木梁2相连的上低屈服点开孔钢带4、下低屈服点开孔钢带5加固；上低屈服点开孔钢带4、下低屈服点开孔钢带5的上下边缘分别与木梁2的上下表面平行，上低屈服点开孔钢带4、下低屈服点开孔钢带5分别距离木梁2端部距离(即图2所示低屈服点开孔钢带4、5平直段长度)为
400?700mm，上低屈服点开孔钢带4、下低屈服点开孔钢带5采用08F钢材质，其高度为30?60mm，厚度为3?5mm。上、下低屈服点开孔钢带4、5的上下边缘与木梁2的上下表面的距离为1mm0
[0020]两条平行包覆于木柱I与木梁2的上低屈服点开孔钢带4、下低屈服点开孔钢带5上分别设有条形长孔a7、条形长孔b8、条形长孔c9、条形长孔dlO，其中，条形长孔a7、条形长孔b8平行分布在上低屈服点开孔钢带4上，条形长孔c9、条形长孔dlO平行分布在下低屈服点开孔钢带5上，并且，条形长孔a7、条形长孔b8、条形长孔c9、条形长孔dlO位于木柱I与木梁2相接处的上低屈服点开孔钢带4和下低屈服点开孔钢带5上。条形长孔a7、条形长孔b8、条形长孔c9、条形长孔dlO的上、下边缘与上低屈服点开孔钢带4、下低屈服点开孔钢带5的边缘距离为16mm，条形长孔的长度为90?120mm。
[0021]条形长孔a7、条形长孔b8、条形长孔c9、条形长孔ClO两侧的上、下低屈服点开孔钢带4、5上分布有贯穿木螺丝6的穿孔，通过木螺丝6分别嵌入木柱I与木梁2中进行加固。木螺丝6的设置方式如图1所示，所述木螺丝6的最大外径为5?8mm，水平间距20?50mm，上下端距10mm。在条形长孔a7、条形长孔b8、条形长孔c9、条形长孔ClO两侧的上低屈服点开孔钢带
4、下低屈服点开孔钢带5上贯穿木螺丝6的穿孔密度大于上低屈服点开孔钢带4、下低屈服点开孔钢带5端部的贯穿木螺丝6的穿孔密度。
[0022]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，该榫卯节点包括木柱(I)，及通过榫卯节点(3)与木柱(I)连接的木梁(2)构成的木构架，其特征在于:所述榫卯节点(3)通过两条平行包覆于木柱(I)外周并与木梁(2)相连的上、下低屈服点开孔钢带(4、5)加固；所述上、下低屈服点开孔钢带(4、5)的上下边缘分别与木梁(2)的上下表面平行;两条平行包覆于木柱(1)与木梁(2)的上、下低屈服点开孔钢带(4、5)上设有条形长孔(7、8、9、10)，条形长孔(7、8、9、10)两侧的上、下低屈服点开孔钢带(4、5)上分布有贯穿木螺丝(6)的穿孔，通过木螺丝(6)分别嵌入木柱(I)与木梁(2)中固定。2.根据权利要求1所述的低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，其特征在于:所述上、下低屈服点开孔钢带(4、5)采用08F钢材质，其距离木梁(2)端部距离为400?700mm，高度为30?60mm，厚度为3?5mm。3.根据权利要求1所述的低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，其特征在于:所述上、下低屈服点开孔钢带(4、5)的上下边缘与木梁(2)的上下表面的距离为10mm。4.根据权利要求1所述的低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，其特征在于:所述条形长孔(7、8、9、10)沿上、下低屈服点开孔钢带(4、5)长度方向各平行分布有两条。5.根据权利要求4所述的低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，其特征在于:所述条形长孔(7、8、9、10)位于木柱(I)与木梁(2)相接处的上、下低屈服点开孔钢带(4、5)上。6.根据权利要求5所述的低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，其特征在于:所述条形长孔(7、8、9、10)的上、下边缘与上、下低屈服点开孔钢带(4、5)的边缘距离为16mm，所述条形长孔(7、8、9、10)的长度为90?120mm。7.根据权利要求1所述的低屈服点开孔钢带加固的古建筑大木构架榫卯节点，其特征在于:在条形长孔(7、8、9、10)两侧的上、下低屈服点开孔钢带(4、5)上贯穿木螺丝(6)的穿孔密度大于上、下低屈服点开孔钢带(4、5)端部的贯穿木螺丝(6)的穿孔密度。
【文档编号】E04G23/02GK205531428SQ201620080710
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】张锡成, 许丹, 葛鸿鹏, 王辉, 吴占景, 董金爽, 戚亮杰, 周超锋
【申请人】西安建筑科技大学