CN110984622B - 一种古建筑保护固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种古建筑保护固定装置，属于古建筑防护技术领域。该固定装置柱网加固构件的中心柱位于雷公柱的延长线上，且中心柱的顶部与井字梁固定连接，第一连接件设置在两两相邻的檐柱之间，第一连接件平行于檐檩且位于檐檩的下方，第一连接件均与各檐柱固连围合成对称多边形结构；各第二连接件的一端固定在对应檐柱上，第二连接件的另一端均通过连接块固定在中心柱上，各斜撑件的一端与对应檐柱固连，斜撑件的另一端均固定在连接块上。本发明的固定装置采用与古建筑原有设计相近似的构造对柱网构件进行二次加固，能够明显提高整个结构的稳定性和抗震性，并且能实时监测整体结构的平衡性，提醒休憩的人们及时撤离并及时修缮古建筑。

Description

一种古建筑保护固定装置
技术领域
本发明涉及古建筑防护技术领域，具体涉及一种古建筑保护固定装置。
背景技术
古建筑是指具有历史意义的建国之前的民用建筑和公共建筑，其包括民国时期的建筑。当代建筑领域里，把使用木材和传统施工方法，遵照传统样式建成的建筑叫做“古建”；在中国，我们拥有极其宝贵的古建筑资源。
相对于西方文明，中国的古建筑充分发挥木材这种建筑材料的优势，以大屋顶和斗拱为象征。古建筑中的“亭”是我国古代文人墨客咏叹的对象，其作为我国古代园林建筑代表，多建于园林、佛寺、庙宇里供人休息，避雨，乘凉用的建筑物，面积较小，大多只有顶，没有围护结构。亭的形式按照平面形式可以分为四角、六角或八角形等。“亭”在结构上具有古建筑的共有特点，采取以柱子承重的木构架形式，由于柱是整个构架的承重部分，柱子和木构件维系着稳定体系，所以，古代建筑业的能工巧匠十分讲究柱子间的连络，以确保“亭”的整体性。其方法是，内外槽各圈立柱的柱头上皆有额枋联系，额枋搭在柱头上并与柱构连。这就使各孤立的柱子能够连成柱网站立在地基上。
另外，木构架的用材具有柔性，有一定的变形的能力，构架的全部节点又皆使用木榫卯，不是刚接，这就保证了古建筑物的刚度协调，满足了抗震的需求，使整个房屋的地震荷载大为降低，起到了抗震的作用。
“干千年，湿万年，不干不湿就半年”木材的易腐蚀性和易燃性造成了建筑保存年代不能久远的现象，木结构古建筑由于历经风雨，并且经过长期荷载，木材性能下降，易产生不同形式的破坏，导致整个机构的强度，抗震性能存在安全隐患，而亭作为人们小憩观景的场所，其柱的强度以及整个柱网结构一旦存在隐患，可能会坍塌造成人员伤亡，且对于保存古代建筑以及研究其蕴含的文化特质造成不利，因此有必要对“亭”的柱以及柱状网结构进行保护固定，做到既让古代建筑文化保存于世，也让古代文化遗产继续发挥其使用价值和观赏研究价值。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种古建筑保护固定装置。
本发明提供了一种古建筑保护固定装置，包括柱网加固构件，所述柱网加固构件包括多个第一连接件、中心柱、多个第二连接件以及多个斜撑件，所述中心柱位于雷公柱的延长线上，且中心柱的顶部通过多个第三连接件与井字梁固定连接，多个第三连接件对称设置在中心柱的外周壁上，所述第一连接件设置在两两相邻的檐柱之间，第一连接件平行于檐檩且位于檐檩的下方，所述第一连接件均与各檐柱固连围合成对称结构；各第二连接件和各斜撑件均与各檐柱一一对应，第二连接件水平设置且第二连接件的一端与檐柱固定连接，第二连接件的另一端通过连接块固定在中心柱上，各斜撑件的一端与对应檐柱固连，各斜撑件的另一端均固定在连接块上。
较佳地，上述装置还包括柱网变形监测机构，所述柱网变形监测机构设在檐檩的同一水平面上，柱网变形监测机构包括平衡组件和多个连接杆，所述平衡组件包括环形构件，所述环形构件套设在中心柱的外部，且能绕中心柱转动，所述环形构件的外周壁上至少设置一组相互对称的水平杆一和水平杆二，且水平杆一和水平杆二均平行于同一水平面上相互平行的两个檐檩，所述水平杆一以及水平杆二均通过连接杆和与之平行的檐檩铰接。
较佳地，上述装置还包括柱体加固构件，所述柱体加固构件套设在檐柱上，所述第一连接件、第二连接件和斜撑件均与对应檐柱上的柱体加固构件连接。
较佳地，第一连接件和第二连接件上均设有阻尼装置。
较佳地，柱网加固构件可以是钢构件也可以是木质构件。
较佳地，平衡组件上设有用于检测平衡组件转动角度的监测装置。
较佳地，监测装置包括设置在水平杆一或水平杆二外端部的压力传感器，所述压力传感器通过支撑装置与中心柱连接，且中心柱上还设有报警器和控制器，所述压力传感器和报警器均与控制器电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的古建筑保护固定装置采用与古建筑原有设计相近似的构造对柱网构件进行二次加固，不但没有破坏原有结构且对古建筑的外形无明显影响；
本发明的柱网加固构件包括多个三角支撑结构，能够明显地提高整个柱网结构的稳定性；
本发明的柱网加固构件采用与亭子相应的对称设计，不但能保持良好的平衡性，还能快速传递并消耗应力，增强了整体结构的抗震性能；
本发明还通过柱网变形监测机构对原有的柱网结构进行实时监测，并设置报警装置在整体结构失衡的情况下进行报警，提醒休憩的人们及时撤离，然后根据具体情况及时对古建筑进行修缮，延长古建筑的保存时间。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明柱网加固构件以及其与檐柱、檐檩的连接结构示意图；
图3为本发明柱网变形监测机构的连接结构示意图一；
图4为本发明柱网变形监测机构的连接结构示意图二；
图5为本发明柱网加固构件的俯视图；
图6为本发明柱网加固构件的正视图。
附图标记说明：
1.柱体加固构件，21.第一连接件，22.中心柱，23.第二连接件，24.斜撑件，3.柱网变形监测机构，31.平衡组件，311.环形构件，312.水平杆一，313.水平杆二，32.连接杆，4.檐柱，5.檐檩，6.第三连接件，7.井字梁，8.雷公柱，9.第一压力传感器，10.第二压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图1-6，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供的一种古建筑保护固定装置，包括柱网加固构件，所述柱网加固构件包括多个第一连接件21、中心柱22、多个第二连接件23以及多个斜撑件24，所述中心柱22位于雷公柱8的延长线上，且中心柱22的顶部通过多个第三连接件6与井字梁7固定连接，多个第三连接件6对称设置在中心柱22的外周壁上，所述第一连接件21设置在两两相邻的檐柱4之间，第一连接件21平行于檐檩5且位于檐檩5的下方，所述第一连接件21均与各檐柱4固连围合成对称结构；各第二连接件23和各斜撑件24均与各檐柱4一一对应，第二连接件23水平设置且第二连接件23的一端与檐柱4固定连接，第二连接件23的另一端通过连接块固定在中心柱22上，各斜撑件24的一端与对应檐柱4固连，各斜撑件24的另一端均固定在连接块上。
本实施例的柱网加固构件通过第一连接件21将相邻的檐柱4进行连接和加固，并围合成与亭子相同的对称形状，作为举例如亭子为六角亭则多个第一连接件21围合成正六边形；中心柱22位于雷公柱8下方的延长线上且与井字梁7固定连接，中心柱22还通过多个第二连接件23与檐檩5连接，在中心柱22和檐檩5之间进行加固，斜撑件24设在檐柱4和中心柱22之间，本实施例的上述结构在檐柱4，中心柱22以及檐檩5之间形成规则的网状结构，且在每根檐柱4和中心柱22之间都形成一个稳定的直角三角形支撑结构，提高了整体结构的加固效果，且由于网状结构利于应力分散，在保护其他主体的基础上提高了抗震性能。
上述装置还包括柱网变形监测机构3，所述柱网变形监测机构3设在檐檩5的同一水平面上，柱网变形监测机构3包括平衡组件31和多个连接杆32，所述平衡组件31包括环形构件311，所述环形构件311套设在中心柱22的外部，且能绕中心柱22转动，如图3所示，所述环形构件311的外周壁上至少设置一组相互对称的水平杆一312和水平杆二313，且水平杆一312和水平杆二313均平行于同一水平面上相互平行的两个檐檩5，所述水平杆一312以及水平杆二313均通过连接杆32和与之平行的檐檩5铰接。
柱网变形监测机构3的作用在于实时监测主体结构以及柱网加固结构的稳定性，柱网变形监测机构3的平衡组件31通过连接杆32与檐檩5连接且平衡组件31可转动的设在中心柱22上。作为举例本实施例的环形构件311可以是轴承，水平杆一312和水平杆二313对称设在环形构件311上且位于同一直线上，中心柱22位于连接杆32与水平杆一312和水平杆二313的连接点连线的中心点处；当柱网结构的任何一檐檩5或檐柱4发生偏移时，檐檩5和中心柱22之间的距离，也就是连接在檐檩5和水平杆一312或水平杆二313之间的连接杆32会受到拉力或者推力，从而使连接杆32带动水平杆一312或水平杆二313受到外力，使平衡组件31转动，可以通过观察平衡组件31的位置变化来检测整体结构的变形情况并及时采取修缮措施。
需要说明的是平衡组件31上可在两两平行的檐檩5之间设置一组水平杆一312和水平杆二313，如图4所示，为六角亭的平衡组件31的结构示意图。
上述装置还包括柱体加固构件1，所述柱体加固构件1套设在檐柱4上，所述第一连接件21、第二连接件23和斜撑件24均与对应檐柱4上的柱体加固构件1连接。
为了提高整个结构的抗震性，因此在第一连接件21和第二连接件23上均设有阻尼装置，阻尼装置可以是弹簧阻尼器。
其中，柱网加固构件可以是钢构件也可以是木质构件，柱网加固构件中的各部件采用钢构件时，固定连接方式可以采用焊接，采用木质构件时固定方式可以选择榫卯。
为了更方便的获知平衡组件31的转动角度，判断是否需要采取修缮措施，因此在平衡组件31上设有用于检测平衡组件31转动角度的监测装置。
其中，如图3所示，监测装置包括设置在水平杆一312或水平杆二313外端部的第一压力传感器9和第二压力传感器10，所述第一压力传感器9和第二压力传感器10均通过支撑装置与中心柱22连接，且中心柱22上还设有报警器和控制器，所述第一压力传感器9、第二压力传感器10和报警器均与控制器电连接。当水平杆一312或水平杆二313转动时会触及设在水平杆一312或水平杆二313外端部两侧的压力传感器，压力传感器检测到压力信号并将压力信号传递给控制器，控制器启动报警器报警，提醒人们撤离。
本发明的古建筑保护固定装置采用与古建筑原有设计相近似的构造对柱网构件进行二次加固，不但没有破坏原有结构且对古建筑的外形无明显影响；
本发明的柱网加固构件包括多个三角支撑结构，能够明显提高整个结构的稳定性，且柱网加固构件采用与亭子相对应的对称设计能够保持良好的平衡性，增强了整体结构的抗震性能；
本发明还通过柱网变形监测机构对原有的柱网结构进行实时监测，并设置报警装置在整体结构失衡的情况下进行报警，提醒休憩的人们及时撤离，然后根据具体情况及时对古建筑进行修缮，延长古建筑的保存时间。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种古建筑保护固定装置，其特征在于，包括柱网加固构件，所述柱网加固构件包括多个第一连接件（21）、中心柱（22）、多个第二连接件（23）以及多个斜撑件（24），所述中心柱（22）位于雷公柱（8）的延长线上，且中心柱（22）的顶部通过多个第三连接件（6）与井字梁（7）固定连接，多个第三连接件（6）对称设置在中心柱（22）的外周壁上，所述第一连接件（21）设置在两两相邻的檐柱（4）之间，第一连接件（21）平行于檐檩（5）且位于檐檩（5）的下方，所述第一连接件（21）均与各檐柱（4）固连围合成对称结构；各第二连接件（23）和各斜撑件（24）均与各檐柱（4）一一对应，第二连接件（23）水平设置且第二连接件（23）的一端与檐柱（4）固定连接，第二连接件（23）的另一端通过连接块固定在中心柱（22）上，各斜撑件（24）的一端与对应檐柱（4）固连，各斜撑件（24）的另一端均固定在连接块上；
还包括柱网变形监测机构（3），所述柱网变形监测机构（3）设在檐檩（5）的同一水平面上，柱网变形监测机构（3）包括平衡组件（31）和多个连接杆（32），所述平衡组件（31）包括环形构件（311），所述环形构件（311）套设在中心柱（22）的外部，且能绕中心柱（22）转动，所述环形构件（311）的外周壁上至少设置一组相互对称的水平杆一（312）和水平杆二（313），且水平杆一（312）和水平杆二（313）均平行于同一水平面上相互平行的两个檐檩（5），所述水平杆一（312）以及水平杆二（313）均通过连接杆（32）与所述两个檐檩（5）一一对应铰接。
2.如权利要求1所述的古建筑保护固定装置，其特征在于，还包括柱体加固构件（1），所述柱体加固构件（1）套设在檐柱（4）上，所述第一连接件（21）和第二连接件（23）均与对应檐柱（4）上的柱体加固构件（1）连接。
3.如权利要求1所述的古建筑保护固定装置，其特征在于，所述第一连接件（21）和第二连接件（23）上均设有阻尼装置。
4.如权利要求1所述的古建筑保护固定装置，其特征在于，所述柱网加固构件可以是钢构件也可以是木质构件。
5.如权利要求1所述的古建筑保护固定装置，其特征在于，所述平衡组件（31）上设有用于检测平衡组件（31）转动角度的监测装置。
6.如权利要求5所述的古建筑保护固定装置，其特征在于，所述监测装置包括设置在水平杆一（312）或水平杆二（313）外端部的第一压力传感器（9）和第二压力传感器（10），所述第一压力传感器（9）和第二压力传感器（10）均通过支撑装置与中心柱（22）连接，且中心柱（22）上还设有报警器和控制器，所述第一压力传感器（9）、第二压力传感器（10）和报警器均与控制器电连接。
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