CN112431430B - 梁柱节点的加固保护装置及其安装方法 - Google Patents

梁柱节点的加固保护装置及其安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供了一种梁柱节点的加固保护装置及其安装方法。所述加固保护装置主要包括：分别设置于木梁上下两侧的环形套箍、连接杆、竖向板和弧形板。环形套箍由两个半环形套箍对接并通过设置在半环形套箍上的第一连接耳连接构成并套装在木柱上，设置于半环形套箍侧壁上的第二连接耳能够与木梁贴合且与木梁连接。弧形板安装于半环形套箍和木柱之间，并通过第一紧固件将半环形套箍、弧形板和木柱固定连接。竖向板一端与设置于木梁上侧的半环形套箍上的第二连接耳固定连接，另一端与设置于木梁下侧的半环形套箍上的第二连接耳固定连接。该加固保护装置的结构简单新颖，安装方便；同时，该加固保护装置能够极大提升梁柱节点的承载能力和牢固性。

Description

梁柱节点的加固保护装置及其安装方法
技术领域
本发明涉及古建筑木结构加固修缮技术领域，尤其涉及一种梁柱节点的加固保护装置及其安装方法。
背景技术
榫卯节点的半榫节点中，木柱左右木梁的半榫搭接穿过木柱。这样的结构往往会导致大大削弱柱截面。在地震作用下，整体构架变形较大，在榫卯节点较密集处、柱截面削弱处以及接长处易出现木柱折断现象。榫卯节点处的承载能力和抗弯曲能力变薄弱，最终导致木结构房屋倒塌。由此对生命财产安全造成重大损失，所以对以木结构为主的高烈度地震区域的房屋的加固改造极为重要。
我国古代传统木结构建筑中，常在梁柱榫卯节点处设置雀替，以有效提高节点的转动刚度，使其具有较好的抗震耗能效果。而现代则更加侧重于利用外部构件的形式来对榫卯节点进行加固与修复，例如，使用碳纤维布、马口铁或扁钢等来实现榫卯节点的加固与修复。
本发明借鉴古代使用雀替加固榫卯节点的思路，采用现代的加固方法，来对梁柱榫卯节点进行加固，能够实现更好的加固效果。
发明内容
本发明实施例提供一种梁柱节点的加固保护装置及其安装方法，用以解决榫卯节点处的承载能力较差的问题。
根据本发明第一方面的实施例，提供了一种梁柱节点的加固保护装置，包括：半环形套箍，所述半环形套箍的两端均设有第一连接耳，所述半环形套箍的外侧壁上设有第二连接耳，两个所述半环形套箍能够对接成环形套箍套装在木柱上并通过所述第一连接耳相互连接，所述第二连接耳能够与木梁贴合且与木梁连接。
根据本发明的实施例，所述半环形套箍上设置有第一紧固件，所述第一紧固件由所述半环形套箍的侧壁贯穿所述木柱，以使所述半环形套箍和所述木柱固定连接。
根据本发明的实施例，所述加固保护装置包括两个所述环形套箍，并且两个所述环形套箍能够分别安装在所述木梁的上下两侧。
根据本发明的实施例，所述木柱与所述半环形套箍之间设有弧形板，所述弧形板的内侧面与所述木柱相贴合，所述弧形板的外侧面与所述半环形套箍的内侧面相贴合，所述第一紧固件延伸穿过所述弧形板。
根据本发明的实施例，所述第二连接耳的两侧均设有竖向板，所述竖向板与所述第二连接耳固定连接。
根据本发明的实施例，所述竖向板上设置有第二紧固件，所述第二紧固件由所述竖向板的侧壁贯穿所述木梁，以使所述竖向板与所述木梁固定连接。
根据本发明的实施例，两个所述环形套箍的第二连接耳之间设置有第三紧固件，所述第三紧固件由所述第二连接耳的表面贯穿所述木梁，以使所述第二连接耳与所述木梁固定连接。
根据本发明的实施例，所述半环形套箍的内侧面、所述第一连接耳的安装面、所述第二连接耳与所述木梁的接触面以及所述竖向板与所述第二连接耳的接触面上均设有花纹。
根据本发明的实施例，所述半环形套箍的侧壁厚度、所述弧形板的厚度以及所述竖向板的厚度均为6-10mm，所述第二连接耳为U型连接耳，所述U型连接耳的水平面与所述木梁相贴合，所述U型连接耳与所述木梁的贴合面的厚度为5-8mm。
根据本发明第二方面的实施例，提供了一种用于如上所述的梁柱节点的加固保护装置的安装方法，包括如下步骤：
将弧形板与半环形套箍固定连接，对接半环形套箍并通过第一连接耳固定连接以形成环形套箍套装在木柱上；
将第二连接耳和木梁相贴合并且固定连接，同时将半环形套箍、弧形板和木柱三者固定连接；
在第二连接耳的两侧固定安装竖向板，并且将竖向板与木梁固定连接。
在本发明实施例提供的梁柱节点的加固保护装置中，所述半环形套箍得两端均设有第一连接耳，两个所述半环形套箍对接形成环形套箍套装在木柱上，并通过第一连接耳将两个半环形套箍紧固连接，此外，所述半环形套箍的侧壁上还设有第二连接耳，所述第二连接耳能够与木梁贴合且与木梁紧固连接。
该梁柱节点的加固保护装置，结构简单新颖，安装较为方便；同时，通过设置该加固保护装置能够极大地提升梁柱节点的承载能力和梁柱节点的牢固性。
另外，在本发明实施例提供的安装方法中，将弧形板与半环形套箍固定连接后，对接半环形套箍并通过第一连接耳固定连接以形成环形套箍套装在木柱上；
将第二连接耳和木梁相贴合并且固定连接，同时将半环形套箍、弧形板和木柱三者固定连接；
在第二连接耳的两侧固定安装竖向板，并且将竖向板与木梁固定连接。
该安装方法能够实现较为简单方便地安装梁柱节点的加固保护装置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的梁柱节点的加固保护装置与梁柱节点的安装结构示意图；
图2是图1的主视图；
图3是图1的左视图；
图4是图1的俯视图；
图5是本发明实施例提供的梁柱节点的加固保护装置的环形套箍的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的梁柱节点的加固保护装置的弧形板的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的梁柱节点的加固保护装置的竖向板的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的梁柱节点的加固保护装置的结构示意图。
附图标记：
1：环形套箍；101：半环形套箍；102：第一连接耳；103：第二连接耳；2：木柱；3：木梁；4：第一紧固件；5：弧形板；6：竖向板；7：第二紧固件；8：第三紧固件；9：第四紧固件；10：第五紧固件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
下面结合图1至图8对本发明实施例提供的梁柱节点的加固保护装置及其安装方法进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别限定。
如图1至图5以及图8所示，本发明第一方面的实施例提供了一种梁柱节点的加固保护装置。该梁柱节点的加固保护装置包括半环形套箍101，半环形套箍101的两端均设有第一连接耳102，半环形套箍101的外侧壁上设有第二连接耳103，两个半环形套箍101能够对接成环形套箍1套装在木柱2上并通过第一连接耳102相互连接，第二连接耳103能够与木梁3贴合且与木梁3连接。
其中，两个半环形套箍101对接成环形套箍1并且由各半环形套箍101上的第一连接耳102通过第四紧固件9固定连接。此处应当说明的是，第四紧固件9包括但不限于螺栓。同时，以上所述的半环形套箍101由耗能材料制成。例如，半环形套箍101由耗能软钢材料制成。
在本发明实施例提供的梁柱节点的加固保护装置中，半环形套箍101得两端均设有第一连接耳102，两个半环形套箍101对接形成环形套箍1套装在木柱2上，并通过第一连接耳102将两个半环形套箍101紧固连接，此外，半环形套箍101的侧壁上还设有第二连接耳103，第二连接耳103能够与木梁3贴合且与木梁3紧固连接。
该梁柱节点的加固保护装置，结构简单新颖，安装较为方便；同时，通过设置该加固保护装置能够极大地提升梁柱节点的承载能力和梁柱节点的牢固性，并且，由耗能软钢材料制成的半环形套箍101能够消耗由震动产生的能量，提升梁柱节点的抗震性能。
在本发明的一个实施例中，如图1和图8所示，半环形套箍101上设置有第一紧固件4，第一紧固件4由半环形套箍101的侧壁贯穿木柱2，以使半环形套箍101和木柱2固定连接。
此处应当说明的是，对于第一紧固件4的具体类型，本发明不作任何限定，第一紧固件4包括但不限于螺栓。
通过设置第一紧固件4，使得木柱2与半环形套箍101固定连接起来。根据上述描述可知，半环形套箍101上的第二连接耳103与木梁3固定连接。由此，使得木柱2与木梁3间接连接为一体结构，增加了梁柱节点的承载能力和抗弯曲能力。
在本发明的一个实施例中，如图1至图5以及图8所示，所述加固保护装置包括两个环形套箍1，并且两个环形套箍1能够分别安装在木梁3的上下两侧。
具体地，木梁3上侧安装有由两个半环形套箍101对接并且通过第一连接耳102和第四紧固件9固定连接的环形套箍1，此环形套箍1套装在木柱2上，木梁3上侧的环形套箍1的第二连接耳103与木梁3的上侧面贴合，并且第二连接耳103与木梁3固定连接。
木梁3下侧安装有由两个半环形套箍101对接并且通过第一连接耳102和第四紧固件9固定连接的环形套箍1，此环形套箍1套装在木柱2上，木梁3下侧的环形套箍1的第二连接耳103与木梁3的下侧面贴合，并且第二连接耳103与木梁3固定连接。
位于木梁3上侧和下侧的环形套箍1上均设有第一紧固件4，第一紧固件4由半环形套箍101的侧壁贯穿木柱2，以使半环形套箍101和木柱2固定连接。
根据以上描述的实施例可知，在木梁3的上下两侧均安装环形套箍1，能够增加梁柱节点的稳定性，进一步提升了梁柱节点的抗剪承载能力、抗弯承载能力以及抗震能力。
如图1至图6所示，在本发明的一个实施例中，木梁3的上下两侧均安装有由半环形套箍101对接而成的环形套箍1，并且木柱2与半环形套箍101之间设有弧形板5，弧形板5的内侧面与木柱2相贴合，弧形板5的外侧面与半环形套箍101的内侧面相贴合，半环形套箍101上的第一紧固件4穿过半环形套箍101的侧壁和弧形板5并贯穿木柱2，以使半环形套箍101、弧形板5以及木柱2固定连接。
如图1至图6所示，在本发明的又一实施例中，木梁3的上下两侧均安装有由半环形套箍101对接而成的环形套箍1，并且木柱2与半环形套箍101之间设有弧形板5，弧形板5的内侧面与木柱2相贴合，弧形板5的外侧面与半环形套箍101的内侧面相贴合，弧形板5与半环形套箍101固定连接，例如，弧形板5与半环形套箍101焊接为一个整体，然后通过半环形套箍101上的第一紧固件4将木柱2与弧形板5和半环形套箍101这一整体进行固定连接。
此处应当强调的是，以上所述的弧形板5由耗能材料制成。例如，弧形板5由耗能软钢材料制成。
通过在半环形套箍101与木柱2之间增设弧形板5，弧形板5的内侧面与木柱2相贴合，弧形板5的外侧面与半环形套箍101的内侧面相贴合，能够有效避免由于环形套箍1套设太紧而导致的木柱2损坏问题。同时，弧形板5是由耗能软钢材料制成的，在产生震动时，通过由耗能软钢材料制成的弧形板5消耗由震动所产生的能量，有效提升了梁柱节点的抗震能力。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图7和图8所示，第二连接耳103的两侧均设有竖向板6，竖向板6与第二连接耳103固定连接。例如，该梁柱节点的加固保护装置中共设有四个竖向板6，四个竖向板6均匀布置在第二连接耳103的两侧和木梁3的前后两侧。又例如，竖向板6与第二连接耳103通过第五紧固件10固定连接。
此处应当说明的是，以上所述的竖向板6由耗能材料制成。例如，竖向板6由耗能软钢材料制成。
还应理解的是，第五紧固件10包括但不限于螺栓。
根据以上描述的实施例可知，竖向板6能够将木梁3上侧的环形套箍1和木梁3下侧的环形套箍1连接起来，使得整个梁柱节点的加固保护装置具有更好的牢固性，提升了梁柱节点的抗剪承载力和抗弯承载力。同时，由耗能软钢材料制成的竖向板6也能够提升梁柱节点的抗震性能。
在本发明的一个实施例中，如图1和图8所示，竖向板6上设置有第二紧固件7，第二紧固件7由竖向板6的侧壁贯穿木梁3，以使竖向板6与木梁3固定连接。
此处应当说明的是，第二紧固件7包括但不限于螺栓。
通过第二紧固件7将竖向板6与木梁3固定连接，进一步提升了梁柱节点的抗剪承载力和抗弯承载力。
在本发明的一个实施例中，两个环形套箍1的第二连接耳103之间设置有第三紧固件8，第三紧固件8由第二连接耳103的表面贯穿木梁3，以使第二连接耳103与木梁3固定连接。用以增加梁柱节点与加固保护装置的紧固力，提升梁柱节点的牢固性。
此处应当说明的是，第三紧固件8包括但不限于螺栓。
在本发明的一个实施例中，半环形套箍101的内侧面、第一连接耳102的安装面、第二连接耳103与木梁3的接触面以及竖向板6与第二连接耳103的接触面上均设有花纹。
根据以上描述的实施例可知，通过在半环形套箍101的内侧面、第一连接耳102的安装面、第二连接耳103与木梁3的接触面以及竖向板6与第二连接耳103的接触面上设置花纹，增大梁柱节点的加固保护装置与木梁3和木柱2之间的摩擦力，能够实现更好的加固和保护梁柱节点。
在本发明的一个实施例中，半环形套箍101的侧壁厚度、弧形板5的厚度以及竖向板6的厚度均为6-10mm。例如，半环形套箍101的侧壁厚度、弧形板5的厚度以及竖向板6的厚度可以都做成10mm，也可以做成在6-10mm范围内的不同厚度值。
第二连接耳103为U型连接耳，U型连接耳的水平面与木梁3相贴合，U型连接耳与木梁3的贴合面的厚度为5-8mm。
还应说明的是，第一紧固件4、第二紧固件7、第三紧固件8、第四紧固件9以及第五紧固件10为螺钉时，各螺钉尺寸和安装间距均应符合《钢结构设计规范》中GB50017-2017的标准。
同时，半环形套箍101、弧形板5和竖向板6在使用耗能软钢材料时，其钢材强度等级为Q345。
本发明还需要强调的是，对于第一连接耳102和第二连接耳103以及第一紧固件4、第二紧固件7、第三紧固件8、第四紧固件9和第五紧固件10，仅是用于区分不同的连接耳以及不同的紧固件，并不用于限定连接耳和紧固件的等级。“第一”、“第二”等描述并不对本发明构成任何限定。
另外，在本发明第二方面的实施例中，提供了一种用于如上所述的梁柱节点的加固保护装置的安装方法，该安装方法具体为：
将弧形板5与半环形套箍101固定连接，例如弧形板5与半环形套箍101焊接连接，将两个半环形套箍101对接，通过第一连接耳102和第四紧固件9紧固连接以构成环形套箍1套装在木柱2上；
使得半环形套箍101上的第二连接耳103与木梁3相贴合，并通过第三紧固件8将第二连接耳103与木梁3紧固连接；
将第一紧固件4由半环形套箍101侧壁延伸至弧形板5并贯穿至木柱2，以使半环形套箍101、弧形板5和木柱2紧固连接；
通过第五紧固件10将竖向板6安装在第二连接耳103的两侧，同时使用第二紧固件7将竖向板6与木梁3紧固连接。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种梁柱节点的加固保护装置，其特征在于，包括：半环形套箍(101)，所述半环形套箍(101)的两端均设有第一连接耳(102)，所述半环形套箍(101)的外侧壁上设有第二连接耳(103)，两个所述半环形套箍(101)能够对接成环形套箍(1)套装在木柱(2)上并通过所述第一连接耳(102)相互连接，所述第二连接耳(103)能够与木梁(3)贴合且与木梁(3)连接，
所述半环形套箍(101)上设置有第一紧固件(4)，所述第一紧固件(4)由所述半环形套箍(101)的侧壁贯穿所述木柱(2)，以使所述半环形套箍(101)和所述木柱(2)固定连接，所述半环形套箍(101)为耗能软钢半环形套箍，
所述加固保护装置包括两个所述环形套箍(1)，并且两个所述环形套箍(1)能够分别安装在所述木梁(3)的上下两侧，
两个所述环形套箍(1)的第二连接耳(103)之间设置有第三紧固件(8)，所述第三紧固件(8)由所述第二连接耳(103)的表面贯穿所述木梁(3)，以使所述第二连接耳(103)与所述木梁(3)固定连接，所述木柱(2)与所述半环形套箍(101)之间设有弧形板(5)，所述弧形板(5)的内侧面与所述木柱(2)相贴合，所述弧形板(5)的外侧面与所述半环形套箍(101)的内侧面相贴合，所述第一紧固件(4)延伸穿过所述弧形板(5)，弧形板(5)为耗能软钢弧形板，
所述第二连接耳(103)的两侧均设有竖向板(6)，所述竖向板(6)与所述第二连接耳(103)固定连接，所述竖向板(6)为耗能软钢竖向板，
所述竖向板(6)上设置有第二紧固件(7)，所述第二紧固件(7)由所述竖向板(6)的侧壁贯穿所述木梁(3)，以使所述竖向板(6)与所述木梁(3)固定连接。
2.根据权利要求1所述的梁柱节点的加固保护装置，其特征在于，所述半环形套箍(101)的内侧面、所述第一连接耳(102)的安装面、所述第二连接耳(103)与所述木梁(3)的接触面以及所述竖向板(6)与所述第二连接耳(103)的接触面上均设有花纹。
3.根据权利要求2所述的梁柱节点的加固保护装置，其特征在于，所述半环形套箍(101)的侧壁厚度、所述弧形板(5)的厚度以及所述竖向板(6)的厚度均为6-10mm，所述第二连接耳(103)为U型连接耳，所述U型连接耳的水平面与所述木梁(3)相贴合，所述U型连接耳与所述木梁(3)的贴合面的厚度为5-8mm。
4.一种用于权利要求1至3中任一项所述的梁柱节点的加固保护装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
将弧形板(5)与半环形套箍(101)固定连接，对接半环形套箍(101)并通过第一连接耳(102)固定连接以形成环形套箍(1)套装在木柱(2)上；
将第二连接耳(103)和木梁(3)相贴合并且固定连接，同时将半环形套箍(101)、弧形板(5)和木柱(2)三者固定连接；
在第二连接耳(103)的两侧固定安装竖向板(6)，并且将竖向板(6)与木梁(3)固定连接。
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