CN205444972U - 一种古建筑大木柱脚加固装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种古建筑大木柱脚加固装置，包括木柱，及支撑木柱的柱顶石，沿柱顶石上方的木柱柱脚外周环依次绕有内、外环铅合金空心圆柱筒将木柱柱脚包裹，外环铅合金空心圆柱筒外周设置有与内、外环铅合金空心圆柱筒等高的空心圆台，在木柱柱脚与内环铅合金空心圆柱筒之间，内、外环铅合金空心圆柱筒之间，及外环铅合金空心圆柱筒与空心圆台之间密实填充有橡胶层。该装置在柱脚反复抬升和滑移时减震耗能，并能在柱脚发生倾斜时产生挤压变形耗散能量；竖直方向可以抵抗压力，变形能力强，从而实现耗能减震。圆台在柱脚倾斜时提供支撑力，形成抗倾覆弯矩。该装置施工方便，加固效果显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种古建筑大木柱脚加固装置，属于古建筑木结构加固修缮领域。适合传统木结构古建筑柱脚加固修缮需求。
背景技术
古建筑木结构中的木柱作为将上部荷载传递到基础的竖直受力构件，在建筑的整体稳定中发挥着重要作用，而木柱柱脚作为其上的重要部位，又在结构抗震方面起关键作用。柱脚的处理方法有将柱脚平摆浮搁于柱础之上，在柱脚做管脚榫或套顶榫与柱础连接。当柱脚平摆浮搁于柱础之上，柱脚和柱础之间的摩擦滑移具有隔震耗能的作用，有利于上部结构的稳定。但是由于柱脚截面面积和其材质的限制，其所消耗的能量有限，且柱脚的自复位能力较差。当柱脚做管脚榫与柱础连接时，榫卯节点起到限位的作用。当柱脚发生倾斜时，榫卯节点提供一定的抗倾覆力矩，但由于其自身截面尺寸较小，作用有限。套顶榫虽然相对管脚榫会提供更大的抗倾覆弯矩，但由于套顶榫截面尺寸相比柱脚较小，在地震作用下容易发生变形，或在柱子倾斜度较大时发生破坏，进而造成整体上部结构的倾斜歪闪，不利结构的安全。
目前柱脚加固方面相关的试验方案为柱脚由地梁相连，正交的地梁再由弧形的木构件榫卯连接。这种试验方法虽然增加了柱端截面面积，加强了各构件之间的连接，提高了整体结构的稳定性以及柱脚的抗倾覆能力，但是增加了柱脚的抗弯刚度，改变了柱脚的摩擦滑移耗能的结构特性，使结构不再属于柔性结构，进而大幅度增加上部结构的地震反应，对抗震不利；另外，这种加固方法并没有增强柱脚的耗能能力，却因在柱子周围设置地梁，影响了建筑空间分布和整体的美观。
实用新型内容
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古建筑大木柱脚加固装置，解决现有的柱脚在地震作用下存在的“抗倾覆能力差、恢复力差、耗能能力弱”等问题。该柱脚加固装置由钢板、铅合金与橡胶组成，橡胶可以在柱脚反复抬升和滑移时减震耗能，并能在柱脚发生倾斜时产生挤压变形耗散能量。铅合金在竖直方向可以抵抗压力，变形能力强，从而实现耗能减震。外围空心圆台可以起到斜撑的作用，在柱脚倾斜时提供支撑力，其水平分力与础石表面的橡胶和柱脚之间的摩擦力形成抗倾覆弯矩，从而提升柱脚的抗弯能力，进而改善了柱脚隔震耗能和抗倾覆能力差、恢复力差等缺陷。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。
作为本实用新型的一种实施方式，一种古建筑大木柱脚加固装置，包括木柱，及支撑木柱的柱顶石，沿柱顶石上方的木柱柱脚外周环依次绕有内、外环铅合金空心圆柱筒将木柱柱脚包裹，外环铅合金空心圆柱筒外周设置有与内、外铅合金空心圆柱筒等高的空心圆台，在木柱柱脚与内环铅合金空心圆柱筒之间，内、外环铅合金空心圆柱筒之间，以及外环铅合金空心圆柱筒与空心圆台之间密实填充有橡胶层。
优选地，木柱柱脚外围与内环铅合金空心圆柱筒之间、以及内环铅合金空心圆柱筒与外环铅合金空心圆柱筒之间距离为10～20mm，内外环铅合金空心圆柱筒高度为350～450mm。
优选地，铅合金空心圆柱筒的铅合金板材厚度为4～10mm。
优选地，沿所述外环铅合金空心圆柱筒上端距离10～20mm处设置与铅合金空心圆柱筒等高的空心圆台。
优选地，所述空心圆台底部半径比柱顶石边长小40～60mm。
优选地，所述空心圆台由钢板制作，钢板厚度为10～20mm。
优选地，木柱柱脚与内环铅合金空心圆柱筒之间，内、外环铅合金空心圆柱筒之间，以及橡胶的填充厚度为10～20mm。
与现有技术相比，本实用新型采用一种古建筑大木柱脚加固装置，橡胶是一种低模量高阻尼的材料，其在大的应变下不破坏且能承受很高的荷载，在柱脚的挤压下橡胶发生变形耗散能量，柱脚周围的橡胶在柱脚滑移时具有摩擦隔震功能，此外增加了柱脚的恢复力。在橡胶层的周围加入等厚度铅合金层，铅合金强度和刚度比较大延性好，使柱脚能够承载更大的竖向荷载，同时柱脚挤压橡胶时铅合金限制了橡胶的横向流动。此外当铅合金发生变形时，也会消耗部分能量达到减震耗能的效果。最外围空心圆台由钢板制作，钢的刚度大延性好，柱脚倾斜时能起到斜撑作用，增加了柱脚的抗倾覆力，使柱脚在一定地震强度下不易发生倾倒。该装置施工方便，加固效果显著，具有良好的社会及经济效益。
附图说明
图1是本实用新型的侧视图；
图2是本实用新型的俯视图；
图3是本实用新型的剖面图；
图4是本实用新型的透视线框图。
图中的附图标记分别表示：1、柱顶石；2、木柱；3、内环铅合金空心圆柱筒；4、橡胶；5、外环铅合金空心圆柱筒；6、空心圆台。
具体实施方式
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。
图1给出了一种古建筑大木柱脚加固装置的侧视图，图2给出了一种古建筑大木柱脚加固装置的俯视图，图3给出了一种古建筑大木柱脚加固装置的剖视图。图4给出了一种古建筑大木柱脚加固装置的透视线框图。
如图1-4所示，本古建筑大木柱脚加固装置，包括木柱2，及支撑木柱2的柱顶石1，木柱2平摆浮搁于柱顶石1上，沿柱顶石1上方的木柱2柱脚外周一定范围内环绕有两个环形铅合金空心圆柱筒(内环铅合金空心圆柱筒3和外环铅合金空心圆柱筒5)，两个环形铅合金空心圆柱筒有一定厚度和高度，并且二者之间有一定距离间隔。外环铅合金空心圆柱筒5外周设置有与铅合金空心圆柱筒等高的空心圆台6，在木柱2柱脚与内环铅合金空心圆柱筒3之间、两个环铅合金空心圆柱筒之间，以及外环铅合金空心圆柱筒5与空心圆台6之间填充有橡胶层4，并填充密实。
本古建筑大木柱脚加固装置，在距离木柱2柱脚外围10～20mm处放置高度为350～450mm的内环铅合金空心圆柱筒3将木柱2柱脚包裹，在木柱2柱脚和内环铅合金空心圆柱筒3之间填充橡胶4并密实，在内环铅合金空心圆柱筒3外围10～20mm处再放置外环铅合金空心圆柱筒5，在内环铅合金空心圆柱筒3与外环铅合金空心圆柱筒5之间填充橡胶4并密实，在外环铅合金空心圆柱筒5的10～20mm处设置由钢板做成的与内外环铅合金空心圆柱筒等高的空心圆台6，在外环铅合金空心圆柱筒5与空心圆台6之间填充橡胶4。在距离外围铅合金空心圆柱筒一定范围内放置由等厚度钢板制作的空心圆台，并且保证其距离柱顶石边缘一定范围。最后在柱子，铅合金，钢板所围成的空间内浇筑液态橡胶并保证填充密实。
其中，内外环铅合金空心圆柱筒，铅合金板材厚度为4～10mm，高度350～450mm。空心圆台6的钢板厚度为10～20mm，圆台高度350～450mm，圆台底部半径比柱顶石边长小40～60mm。橡胶的填充厚度为10～20mm，橡胶具有弹性好，撕裂性、耐磨性优良的性能。
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。
Claims (7)
1.一种古建筑大木柱脚加固装置，其特征在于：包括木柱，及支撑木柱的柱顶石，沿柱顶石上方的木柱柱脚外周环依次绕有内、外环铅合金空心圆柱筒将木柱柱脚包裹，外环铅合金空心圆柱筒外周设置有与内、外环铅合金空心圆柱筒等高的空心圆台，在木柱柱脚与内环铅合金空心圆柱筒之间，内、外环铅合金空心圆柱筒之间，以及外环铅合金空心圆柱筒与空心圆台之间密实填充有橡胶层。
2.根据权利要求1所述的一种古建筑大木柱脚加固装置，其特征在于：木柱柱脚外围与内环铅合金空心圆柱筒之间、以及内环铅合金空心圆柱筒与外环铅合金空心圆柱筒之间距离为10～20mm，内外环铅合金空心圆柱筒高度为350～450mm。
3.根据权利要求1所述的一种古建筑大木柱脚加固装置，其特征在于：铅合金空心圆柱筒的铅合金板材厚度为4～10mm。
4.根据权利要求1所述的一种古建筑大木柱脚加固装置，其特征在于：沿所述外环铅合金空心圆柱筒上端距离10～20mm处设置与铅合金空心圆柱筒等高的空心圆台。
5.根据权利要求4所述的一种古建筑大木柱脚加固装置，其特征在于：所述空心圆台底部半径比柱顶石边长小40～60mm。
6.根据权利要求4所述的一种古建筑大木柱脚加固装置，其特征在于：所述空心圆台由钢板制作，钢板厚度为10～20mm。
7.根据权利要求1所述的一种古建筑大木柱脚加固装置，其特征在于：木柱柱脚与内环铅合金空心圆柱筒之间，内、外环铅合金空心圆柱筒之间橡胶的填充厚度为10～20mm。
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