插板式橫紋增強型木結構榫卯節點的製作方法
2023-05-22 17:05:51 1
插板式橫紋增強型木結構榫卯節點的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種插板式橫紋增強型木結構榫卯節點，包括木柱、木樑、榫頭增強用插板式高強材料和木質銷栓，所述木柱和木樑通過榫頭卯口節點方式連接；所述木樑沿梁高方向在榫頭上開設有槽口，並沿木樑高度方向貫通，所述槽口布置在榫頭內部、或布置在榫頭兩側、或內部和兩側均有布置；所述榫頭增強用插板式高強材料插入上述槽口，榫頭增強用插板式高強材料的高強方向與木樑高度方向一致，榫頭增強用插板式高強材料為木材或竹材，榫頭增強用插板式高強材料表面塗布有膠粘劑；所述榫頭增強用插板式高強材料通過木質銷栓與木樑榫頭連接成整體。本發明主要用於傳統木結構建築的榫卯節點加固增強。
【專利說明】插板式橫紋増強型木結構榫卯節點
【技術領域】
[0001]本發明涉及建築結構工程【技術領域】，具體為一種插板式橫紋增強型木結構榫卯節點。
【背景技術】
[0002]我國木結構建築歷史悠久，全國各地都有分布，木結構建築約佔全部古代建築的50%以上，其優秀的技法具有極高的歷史、文物、藝術和科學價值。傳統木結構最顯著的特點就是柱和梁組成的構架採用榫卯的連接形式，早在7000多年前的河姆渡遺址中就發現大量的木結構榫卯連接節點，隨後的中國古代木構建築木構件之間普遍採用榫卯連接。榫卯就是指根據構件的連接的需要，將其中一個構件的端頭做成榫頭，另一構件交接處做成卯口，然後經過這兩個部位的結合而將構件連接起來的節點。發展到今天的現代木結構，結構形式不斷變化，性能越來越好。傳統木結構榫卯節點中，穿設在卯口內部的榫頭，主要就是通過其橫紋承壓性能將作用在其上的荷載傳遞到柱上，因此較高的橫紋承壓性能才能保證，榫頭在外力作用下始終與卯口內壁保持較為嚴密的結合，並通過摩擦，以及機械轉動耗能，最終達到良好減震抗震目的。
[0003]由於我國的傳統居住習慣，在廣大的農村地區存在著大量的木結構、磚木架結構和土木結構等木構架承重建築。由於這些建築均為居民自住，均沒有經過正規的抗震設計，在地震中往往造成了大量的人員傷亡及經濟財產損失，這些建築結構在地震的破壞中常常是由於節點的破壞導致，由於這些自然力的破壞，再加上各種人為因素，以及木材自身的固有缺陷和不足，在榫頭和卯口發生接觸擠壓變形後，榫頭寬度增大高度減小、卯口寬度增大，榫頭與卯口的連接緊密性下降，從而降低了榫卯連接節點的抗彎性能，常見的破壞模式有卯口擴大、榫頭拔出、榫頭根部折斷、榫頭剪斷破壞，以及榫頭橫紋壓潰等，節點性能的降低，最直接的後果就是構架在水平合作作用下結構穩定性的降低和側向位移的加大，從而加大結構的破壞直至倒塌。但同時，隨著我國木材資源供給關係的轉變，目前的木材工業用材資源已由傳統的天然林過渡到人工林，與天然林木材資源相比，這些木材中幼齡材所佔比例大，生長速度快、成材周期短，其密度較低、力學性能較差，尤其是橫紋承壓性能低，木材的自身不足更是加劇了榫卯節點性能的不足。作為木結構節點常用的榫卯結構，採用目前市面上的常用木材已經難以符合相關國家標準規範的要求，同時更無法滿足高烈度地區房屋建築的抗震要求，因此對榫卯節點的加固增強就顯得由為重要。
[0004]傳統的木結構榫卯節點常用的加固方式主要有以下幾種:
[0005]1、「一種木結構抗震用耗能扒釘(專利號2013200120080) 」中所述的扒釘加固；
[0006]2、「一種扁鋼加固的古建築木結構大木構架的榫卯節點(專利號200720032298.X) 」、「一種古建築木構件的鋼木組合式加固裝置(專利號2014201110165) 」、「用於古建築木結構邊跨榫卯節點的加固裝置(專利號200920108275.1) 」、「用於古建築木結構頂棚內榫卯節點的加固裝置(專利號200920108276.6) 」、「用於古建築木結構中間跨榫卯節點的加固裝置(專利號200920108277.0) 」，以及「木結構節點活動螺栓孔抗震加固扁鐵(專利號201020625251.6) 」中所述的扁鋼加固；
[0007]3、「一種耗能弧形鋼板加固的木結構榫卯節點(專利號201120137388.1) 」中所述的弧形鋼板加固；
[0008]4、「一種木結構榫卯節點的加固與耗能減震裝置(專利號201320561955.5) 」中所述的金屬節點緊固件加固；
[0009]5、「一種碳纖維布加固的古建築木結構大木構架的榫卯節點(專利號200720032300.3) 」中所述的碳纖維包裹加固。
[0010]這些加固方式大多存在以下缺點:
[0011]1.木結構榫卯節點加固增強處所用的扒釘、扁鋼、弧形鋼板、金屬節點板、碳纖維都是裸露在外，加固後的節點外形美觀性低，與木質材料的外觀協調統一性差，失去了木結構本身的建築美感；
[0012]2.從外觀上，採用鋼結構構件對木結構節點進行增強，易使人產生木建築結構安全性差的感覺，不利用環保低碳木結構建築的推廣使用；
[0013]3.採用金屬連接件，需要採用額外的防鏽處理和後期的使用維護措施，工藝繁瑣。
【發明內容】
[0014]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提出一種插板式橫紋增強型木結構榫卯節點，基於傳統木結構的建築效果，將增強材料埋設隱藏在榫頭節點內部，在不影響外觀可視性的基礎上，提高節點的力學性能。
[0015]本發明採用的技術方案為:一種插板式橫紋增強型木結構榫卯節點，包括木柱、木樑、榫頭增強用插板式高強材料和木質銷栓，所述木柱和木樑通過榫頭卯口節點方式連接;
[0016]所述木樑沿高度方向在榫頭上開設有槽口，並沿木樑高度方向貫通，所述槽口布置在榫頭內部、或布置在榫頭兩側、或內部和兩側均有布置；
[0017]所述榫頭增強用插板式高強材料插入上述槽口，榫頭增強用插板式高強材料的高強方向與木樑高度方向一致，榫頭增強用插板式高強材料為木材或竹材，榫頭增強用插板式高強材料表面塗布有膠粘劑；
[0018]所述榫頭增強用插板式高強材料通過木質銷栓與木樑榫頭連接成整體。
[0019]作為優選，所述榫頭增強用插板式高強材料含水率小於木樑含水率2-5%。
[0020]作為優選，所述榫頭增強用插板式高強材料與木樑樹種相同，或力學性能等同及優於木樑樹種。
[0021]作為優選，所述膠粘劑為脲醛樹脂及其改性樹脂、酚醛樹脂及其改性樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂及其改性樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、聚氨酯類樹脂或環氧樹脂。
[0022]本發明在插入卯口連接前榫頭預先經過增強處理；榫頭增強處理為在與卯口咬合的部位，根據設計要求和增強材料規格尺寸沿木樑高度方向預先開槽口 ；在榫頭連接處槽口內插入高強材料增強前，高強材料表面塗布有膠粘劑；增強材料塗布膠粘劑並與榫頭複合後，可以有選擇性地沿木樑寬度方向在榫頭處，連同高強材料一起鑽孔，並穿設木質銷栓，將高強插板材料與榫頭連接成整體。
[0023]本發明主要用於傳統木結構建築的榫卯節點加固增強。
[0024]有益效果:
[0025]本發明能夠有效提高傳統木結構榫卯節點中榫頭部分的橫紋承壓強度，從而提高榫卯的節點性能。
[0026]本發明在有效提高傳統木結構榫卯節點性能的同時，保證了建築結構外觀效果，不破壞原有連接構造，統一協調性好。
[0027]本發明施工工藝簡單，成本較低，可廣泛使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明榫卯節點結構示意圖；
[0029]圖2為本發明木樑示意圖一；
[0030]圖3為本發明木樑示意圖二；
[0031]圖4為本發明木樑示意圖三。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0033]如圖1-4所示，一種插板式橫紋增強型木結構榫卯節點，包括木柱1、木樑2、榫頭增強用插板式高強材料3和木質銷栓4，所述木柱I和木樑2通過榫頭卯口節點方式連接；
[0034]所述木樑2沿高度方向在榫頭上開設有槽口，並沿木樑2高度方向貫通，所述槽口布置在榫頭內部、或布置在榫頭兩側、或內部和兩側均有布置；
[0035]所述榫頭增強用插板式高強材料3插入上述槽口，榫頭增強用插板式高強材料3的高強方向與木樑2高度方向一致，榫頭增強用插板式高強材料3為木材或竹材，榫頭增強用插板式高強材料3表面塗布有膠粘劑；
[0036]所述榫頭增強用插板式高強材料3通過木質銷栓4與木樑2榫頭連接成整體。
[0037]所述榫頭增強用插板式高強材料3的含水率小於木樑2含水率2-5%，榫頭增強用插板式高強材料3與木樑2樹種相同，或力學性能等同及優於木樑2樹種。所述膠粘劑為脲醛樹脂及其改性樹脂、酚醛樹脂及其改性樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂及其改性樹脂、聚醋酸乙烯樹脂、聚氨酯類樹脂或環氧樹脂。
[0038]應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種插板式橫紋增強型木結構榫卯節點，其特徵在於:包括木柱、木樑、榫頭增強用插板式高強材料和木質銷栓，所述木柱和木樑通過榫頭卯口節點方式連接； 所述木樑沿高度方向在榫頭上開設有槽口，並沿木樑高度方向貫通，所述槽口布置在榫頭內部、或布置在榫頭兩側、或內部和兩側均有布置； 所述榫頭增強用插板式高強材料插入上述槽口，榫頭增強用插板式高強材料的高強方向與木樑高度方向一致，榫頭增強用插板式高強材料為木材或竹材，榫頭增強用插板式高強材料表面塗布有膠粘劑； 所述榫頭增強用插板式高強材料通過木質銷栓與木樑榫頭連接成整體。
2.根據權利要求1所述的插板式橫紋增強型木結構榫卯節點，其特徵在於:所述榫頭增強用插板式高強材料含水率小於木樑含水率2-5%。
3.根據權利要求1所述的插板式橫紋增強型木結構榫卯節點，其特徵在於:所述榫頭增強用插板式高強材料與木樑樹種相同，或力學性能等同及優於木樑樹種。
【文檔編號】E04B1/58GK104499579SQ201410830182
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優先權日:2014年12月26日
【發明者】嶽孔, 陸偉東, 劉偉慶, 楊成, 夏蛟, 王磊磊, 徐德良, 陳強 申請人:南京工業大學