CN103669897A - 一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点及制备方法，属于木结构传统建筑保护工程技术领域。本发明通过隐蔽安装于梁柱节点内部的连接长拉杆、加劲板和固定螺母，将梁柱构件连为整体，以提高节点的抗拔能力和刚度，并通过在剔凿处灌注环氧树脂类胶粘剂使构件外观恢复原状。本发明不仅能够提高节点的承载能力，从而保护为木结构传统建筑提供保护，还避免了以往从外部加固的方法对结构外观造成的损害。

Description

一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点及制备方法

技术领域

本发明涉及一种木结构传统建筑的木构架边跨榫卯节点的隐蔽式加固节点及制备方法，属于木结构传统建筑保护工程技术领域。 

背景技术

在我国现存的传统建筑形式中，大部分属于传统木结构建筑。我国木结构传统建筑的一个重要特点在于，梁柱间无需一铁一钉，通过榫卯连接“构木成架”。榫卯节点是通过将梁端做成榫头形式，将柱身做成卯口形式，以榫头和卯口的契合连接形成的梁柱连接形式，因此，木结构传统建筑的稳定性和安全性决定于榫卯节点的性能和工作状态。由于木材易老化，徐变大，以及使用年限久远等原因，榫卯节点拔榫是我国现存木结构传统建筑所面临的共性问题，严重威胁了建筑的稳定和安全。特别是在风和地震等自然灾害的作用下，由于木构架侧向刚度不足而引起的建筑水平相对位移过大，进而产生二次弯矩，是造成木结构传统建筑发生局部或整体坍塌的主要原因。因此要保证木结构传统建筑的安全性，其根本方法在于提高木构架梁柱节点的侧向抗拔能力和侧向刚度。另一方面，由于大部分传统建筑属于文物建筑范畴，又要求人们所采取的各种措施“不改变建筑原貌”。 

目前对传统建筑榫卯节点进行加固的方法主要有： 

1、使用扁钢或者U型铁箍，握裹住梁柱，然后通过木钉将其连接与梁柱上固定。 

2、使用马口钉或者扒钉直接将节点固定。 

3、用角钢或短木柱对节点提供附加支撑。 

4、粘贴FPR材料对节点进行包裹固定。 

以上各种加固方法，均是通过在榫卯节点外部增加构件以达到加固效果，虽然操作较为简便，亦能提高节点性能，但是从外部增加的构件破坏了建筑的外观，无法满足“不改变建筑原貌”的保护要求。 

鉴于此，我们针对木结构传统建筑边跨节点，提供一种榫卯节点构件内部加固的隐蔽式加固节点，一方面能够提高节点的抗拔能力于侧向刚度，另一方面又不破坏构件外观，满足了文物建筑的保护要求。 

发明内容

本发明的目的在于针对木结构传统建筑木构架榫卯节点抗拔能力和节点刚度低的问题，提供一种木结构传统建筑边跨的隐蔽式加固节点及其制备方法，以改善木结构传统建筑木构架的稳定性与安全性。 

本发明采用的技术方案如下： 

一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点，其特征在于，包括原木柱、原木梁及其相互连接的榫卯节点，以及用于隐蔽加固的连接长拉杆、加劲板和固定螺母。连接长拉杆依次垂直贯穿原木柱、贯穿榫卯节点、平行地穿向原木梁，连接长拉杆的一端A在原木柱侧面通过螺母固定连接一块加劲板A’,加劲板A’位于原木柱表面开设的槽A”内，连接长拉杆的另一端B在原木梁中通过螺母固定连接另一块加劲板B’，加劲板B’所在原木梁的位置开有通孔槽B”，加劲板B’位于通孔槽中紧贴通孔槽壁。 

连接长拉杆平行于原木梁轴线方向。 

上述连接长拉杆优选采用两根平行的连接长拉杆，两根平行的连接长拉杆在原木柱的一端固定连接同一块加劲板A’，在原木梁中的一端固定连接同一 块加劲板B’。加劲板A’和加劲板B’均垂直于连接长拉杆。槽A”和通孔槽B”采用环氧树脂类胶粘剂灌注填满。 

所述连接长拉杆两端应分别套丝，或者采用丝杆。 

所述的技术方案中，为实现隐蔽加固的目标，在柱身贯穿连接拉杆位置外侧预先剔凿或者钻出矩形隐蔽槽A”，槽A”深度大于连接长拉杆在槽A”中外露尺寸2-3mm为宜，槽长宽尺寸均以大于加劲板长宽1-2mm为宜，在原木梁中连接长拉杆一端B的位置预先剔凿出梁身通孔槽B”，通孔槽贯穿梁身高度，在通孔槽中连接长拉杆端B距离对面通孔槽壁的距离优选2-3mm为宜，通孔槽垂直连接长拉杆方向的宽度以大于加劲板宽度1-2mm为宜。 

所述技术方案中，连接拉杆、加劲板和固定螺母，优选采用Q235或Q345钢构件，节点上下连接拉杆的间距，拉杆的直径和长度，加劲板的尺寸和厚度可根据控制节点刚度的要求计算确定。 

所述的连接拉杆包括节点上连接拉杆和节点下连接拉杆，连接拉杆分别穿过贯通于梁和柱的钻孔，一端贯穿位于柱外侧的加劲板，以固定螺母固定，另一端贯穿位于梁身穿孔内的加劲板以固定螺母固定，从而起到提高抗拉拔和节点刚度的作用。 

所述的技术方案中，为防止木材因应力集中而发生局部压缩，分别在柱身外侧和梁身穿孔内设置加劲板，以提高木材的局部抗压能力。 

所述的技术方案中，在加固构件安装就位后，预先所剔凿或者钻出的隐蔽槽和梁身穿孔应以环氧树脂类胶粘剂灌注，并将表面恢复至构件原状，以达到隐蔽加固的目的，从而保护构件原有形貌。 

上述加固节点的制备方法，包括如下步骤： 

(1)首先在原木柱节点外侧剔凿或者钻出隐蔽槽A”，在原木梁梁身中剔凿或者钻出通孔槽B”。 

(2)、在原木柱和原木梁中连接长拉杆所在的相应位置钻孔（10）； 

（3）、步骤（1）所制备的隐蔽槽A”和通孔槽B”分别放置一块带孔的加劲板，将连接长拉杆穿过原木柱和原木梁中的钻孔以及加劲板的孔，并用螺母与加劲板固定连接； 

（4）、用环氧树脂类胶粘剂，分别灌注隐蔽槽A”和通孔槽B”，并将表面修复平整，恢复构件原有形貌。 

本发明具有以下优点： 

1、通过隐蔽的方法，对木结构传统建筑边跨节点进行加固，提高节点的抗拔能力和节点刚度效果显著，有利于木结构传统建筑的保护。 

2、加固以后，可将构件表面恢复原状，满足了文物建筑的保护需求。 

3、施工过程不必将梁柱落架，在原位即可完成，具有构造简单，施工便捷的特点。本发明通过隐蔽安装于梁柱节点内部的连接长拉杆、加劲板和固定螺母，将梁柱构件连为整体，以提高节点的抗拔能力和刚度，并通过在剔凿处灌注环氧树脂类胶粘剂使构件外观恢复原状。本发明不仅能够提高节点的承载能力，从而保护为木结构传统建筑提供保护，还避免了以往从外部加固的方法对结构外观造成的损害。 

附图说明

图1为本发明实施例用于木结构传统建筑边跨节点加固的使用状态结构侧视示意图； 

图2为本发明实施例用于木结构传统建筑边跨节点加固的使用状态结构立体示意图； 

图3为本发明实施例中木柱的结构示意图； 

图4为本发明实施例中木梁端部的结构示意图； 

图5为本发明实施例中加固件的侧视结构示意图； 

图6本发明实施例中采用环氧树脂胶粘剂恢复原状后的结构立体示意图； 

1原木柱、2原木梁、3连接长拉杆、4螺母、5加劲板A’、5’加劲板B’、6连接长拉杆A端、6’连接长拉杆B端、7隐蔽槽、8通孔槽、9钻孔 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例做进一步的详细阐述。 

参见图1、图2，本发明的节点加固构造包括原木柱1、原木梁2，以及隐蔽加固件上连接拉杆3、螺母4，加劲板和槽。 

参见图3、图4，连接拉杆1两端设有丝扣，用于固定螺母4，亦可直接采用丝杆作为连接拉杆1。加固时，连接拉杆穿过加劲板5和5’上预留孔，用固定螺母4固定。 

参见图5、图6，在原木柱柱身外侧和原木梁梁身的连接长拉杆尽端，分别剔凿出隐蔽槽7和通孔槽8，用以方便安装加劲板5和5’并隐蔽加固件。在柱身和梁端相应位置分别钻出柱身连接拉杆和梁端连接长拉杆钻孔9。 

在加固施工完成后，采用环氧树脂类胶粘剂灌注隐蔽槽8和梁身穿孔9，将表面恢复至构件原状，以保护构件原有形貌。 

本实施例的具体制备步骤如下： 

1、首先在柱身节点外侧剔凿或者钻出隐蔽槽，在梁身拉赶紧端所在位置剔凿或者钻出梁身穿孔。 

2、在柱身和梁端相应位置钻孔。 

3、在梁身穿孔内放置一块加劲板，将连接拉杆穿过柱身和梁端钻孔以及梁身穿孔内的加劲板，并用螺母固定。 

4、将另一块加劲板放置于柱身隐蔽槽内并将连接拉杆穿过加劲板的穿孔，旋紧螺母固定。 

5、用环氧树脂类胶粘剂，分别灌注柱身隐蔽槽和梁身钻孔，并将表面修复平整，恢复构件原有形貌。 

Claims (7)

1.一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点，其特征在于，包括原木柱、原木梁及其相互连接的榫卯节点，以及用于隐蔽加固的连接长拉杆、加劲板和固定螺母。连接长拉杆依次垂直贯穿原木柱、贯穿榫卯节点、平行地穿向原木梁，连接长拉杆的一端A在原木柱侧面通过螺母固定连接一块加劲板A’,加劲板A’位于原木柱表面开设的槽A”内，连接长拉杆的另一端B在原木梁中通过螺母固定连接另一块加劲板B’，加劲板B’所在原木梁的位置开有通孔槽B”，加劲板B’位于通孔槽中紧贴通孔槽壁；槽A”和通孔槽B”采用环氧树脂类胶粘剂灌注填满，将表面恢复至构件原状。

2.根据权利1要求所述的一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点，其特征在于，连接长拉杆平行于原木梁轴线方向。

3.根据权利1要求所述的一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点，其特征在于，连接长拉杆采用两根平行的连接长拉杆，两根平行的连接长拉杆在原木柱的一端固定连接同一块加劲板A’，在原木梁中的一端固定连接同一块加劲板B’。加劲板A’和加劲板B’均垂直于连接长拉杆。

4.根据权利1要求所述的一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点，其特征在于，所述连接长拉杆两端应分别套丝，或者采用丝杆。

5.根据权利1要求所述的一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点，其特征在于，所述连接长拉杆、加劲板和固定螺母，采用Q235或Q345钢构件。

6.根据权利要求1-5所述的任一一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点，其特征在于，槽A”深度大于连接长拉杆在槽A”中外露尺寸2-3mm，槽A”长宽尺寸均大于加劲板长宽1-2mm，在原木梁中连接长拉杆一端B的位置预先剔凿出梁身通孔槽B”贯穿梁身高度，在通孔槽中连接长拉杆端B距离对面通孔槽壁的距离为2-3mm，通孔槽垂直连接长拉杆方向的宽度大于加劲板宽度1-2mm。

7.制备权利要求1-4所述的一种木结构传统建筑边跨节点的隐蔽式加固节点的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)首先在原木柱节点外侧剔凿或者钻出隐蔽槽A”，在原木梁梁身中剔凿或者钻出通孔槽B”；

(2)、在原木柱和原木梁中连接长拉杆所在的相应位置钻孔（9）；

（3）、步骤（1）所制备的隐蔽槽A”和通孔槽B”分别放置一块带孔的加劲板，将连接长拉杆穿过原木柱和原木梁中的钻孔以及加劲板的孔，并用螺母与加劲板固定连接；

（4）、用环氧树脂类胶粘剂，分别灌注隐蔽槽A”和通孔槽B”，并将表面修复平整，恢复构件原有形貌。

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