插板式橫紋增強(qiáng)型木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種插板式橫紋增強(qiáng)型木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國木結(jié)構(gòu)建筑歷史悠久，全國各地都有分布，木結(jié)構(gòu)建筑約占全部古代建筑的50%以上，其優(yōu)秀的技法具有極高的歷史、文物、藝術(shù)和科學(xué)價(jià)值。傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)就是柱和梁組成的構(gòu)架采用榫卯的連接形式，早在7000多年前的河姆渡遺址中就發(fā)現(xiàn)大量的木結(jié)構(gòu)榫卯連接節(jié)點(diǎn)，隨后的中國古代木構(gòu)建筑木構(gòu)件之間普遍采用榫卯連接。榫卯就是指根據(jù)構(gòu)件的連接的需要，將其中一個(gè)構(gòu)件的端頭做成榫頭，另一構(gòu)件交接處做成卯口，然后經(jīng)過這兩個(gè)部位的結(jié)合而將構(gòu)件連接起來的節(jié)點(diǎn)。發(fā)展到今天的現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式不斷變化，性能越來越好。傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)中，穿設(shè)在卯口內(nèi)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(nèi)壁保持較為嚴(yán)密的結(jié)合，并通過摩擦，以及機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)耗能，最終達(dá)到良好減震抗震目的。
[0003]由于我國的傳統(tǒng)居住習(xí)慣，在廣大的農(nóng)村地區(qū)存在著大量的木結(jié)構(gòu)、磚木架結(jié)構(gòu)和土木結(jié)構(gòu)等木構(gòu)架承重建筑。由于這些建筑均為居民自住，均沒有經(jīng)過正規(guī)的抗震設(shè)計(jì)，在地震中往往造成了大量的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，這些建筑結(jié)構(gòu)在地震的破壞中常常是由于節(jié)點(diǎn)的破壞導(dǎo)致，由于這些自然力的破壞，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(fā)生接觸擠壓變形后，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(jié)點(diǎn)的抗彎性能，常見的破壞模式有卯口擴(kuò)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(jié)點(diǎn)性能的降低，最直接的后果就是構(gòu)架在水平合作作用下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的降低和側(cè)向位移的加大，從而加大結(jié)構(gòu)的破壞直至倒塌。但同時(shí)，隨著我國木材資源供給關(guān)系的轉(zhuǎn)變，目前的木材工業(yè)用材資源已由傳統(tǒng)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占比例大，生長速度快、成材周期短，其密度較低、力學(xué)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(jié)點(diǎn)性能的不足。作為木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)常用的榫卯結(jié)構(gòu)，采用目前市面上的常用木材已經(jīng)難以符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，同時(shí)更無法滿足高烈度地區(qū)房屋建筑的抗震要求，因此對(duì)榫卯節(jié)點(diǎn)的加固增強(qiáng)就顯得由為重要。
[0004]傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)常用的加固方式主要有以下幾種:
[0005]1、“一種木結(jié)構(gòu)抗震用耗能扒釘(專利號(hào)2013200120080) ”中所述的扒釘加固；
[0006]2、“一種扁鋼加固的古建筑木結(jié)構(gòu)大木構(gòu)架的榫卯節(jié)點(diǎn)(專利號(hào)200720032298.X) ”、“一種古建筑木構(gòu)件的鋼木組合式加固裝置(專利號(hào)2014201110165) ”、“用于古建筑木結(jié)構(gòu)邊跨榫卯節(jié)點(diǎn)的加固裝置(專利號(hào)200920108275.1) ”、“用于古建筑木結(jié)構(gòu)頂棚內(nèi)榫卯節(jié)點(diǎn)的加固裝置(專利號(hào)200920108276.6) ”、“用于古建筑木結(jié)構(gòu)中間跨榫卯節(jié)點(diǎn)的加固裝置(專利號(hào)200920108277.0) ”，以及“木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)活動(dòng)螺栓孔抗震加固扁鐵(專利號(hào)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(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)(專利號(hào)201120137388.1) ”中所述的弧形鋼板加固；
[0008]4、“一種木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)的加固與耗能減震裝置(專利號(hào)201320561955.5) ”中所述的金屬節(jié)點(diǎn)緊固件加固；
[0009]5、“一種碳纖維布加固的古建筑木結(jié)構(gòu)大木構(gòu)架的榫卯節(jié)點(diǎn)(專利號(hào)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(diǎn):
[0011]1.木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)加固增強(qiáng)處所用的扒釘、扁鋼、弧形鋼板、金屬節(jié)點(diǎn)板、碳纖維都是裸露在外，加固后的節(jié)點(diǎn)外形美觀性低，與木質(zhì)材料的外觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一性差，失去了木結(jié)構(gòu)本身的建筑美感；
[0012]2.從外觀上，采用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行增強(qiáng)，易使人產(chǎn)生木建筑結(jié)構(gòu)安全性差的感覺，不利用環(huán)保低碳木結(jié)構(gòu)建筑的推廣使用；
[0013]3.采用金屬連接件，需要采用額外的防銹處理和后期的使用維護(hù)措施，工藝繁瑣?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0014]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種插板式橫紋增強(qiáng)型木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)，基于傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的建筑效果，將增強(qiáng)材料埋設(shè)隱藏在榫頭節(jié)點(diǎn)內(nèi)部，在不影響外觀可視性的基礎(chǔ)上，提高節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能。
[0015]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種插板式橫紋增強(qiáng)型木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)，包括木柱、木梁、榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料和木質(zhì)銷栓，所述木柱和木梁通過榫頭卯口節(jié)點(diǎn)方式連接；
[0016]所述木梁沿高度方向在榫頭上開設(shè)有槽口，并沿木梁高度方向貫通，所述槽口布置在榫頭內(nèi)部、或布置在榫頭兩側(cè)、或內(nèi)部和兩側(cè)均有布置；
[0017]所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料插入上述槽口，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料的高強(qiáng)方向與木梁高度方向一致，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料為木材或竹材，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料表面涂布有膠粘劑；
[0018]所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料通過木質(zhì)銷栓與木梁榫頭連接成整體。
[0019]作為優(yōu)選，所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料含水率小于木梁含水率2-5%。
[0020]作為優(yōu)選，所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料與木梁樹種相同，或力學(xué)性能等同及優(yōu)于木梁樹種。
[0021]作為優(yōu)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(huán)氧樹脂。
[0022]本實(shí)用新型在插入卯口連接前榫頭預(yù)先經(jīng)過增強(qiáng)處理；榫頭增強(qiáng)處理為在與卯口咬合的部位，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和增強(qiáng)材料規(guī)格尺寸沿木梁高度方向預(yù)先開槽口 ；在榫頭連接處槽口內(nèi)插入高強(qiáng)材料增強(qiáng)前，高強(qiáng)材料表面涂布有膠粘劑；增強(qiáng)材料涂布膠粘劑并與榫頭復(fù)合后，可以有選擇性地沿木梁寬度方向在榫頭處，連同高強(qiáng)材料一起鉆孔，并穿設(shè)木質(zhì)銷栓，將高強(qiáng)插板材料與榫頭連接成整體。
[0023]本實(shí)用新型主要用于傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的榫卯節(jié)點(diǎn)加固增強(qiáng)。
[0024]有益效果:
[0025]本實(shí)用新型能夠有效提高傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)中榫頭部分的橫紋承壓強(qiáng)度，從而提尚禪卯的節(jié)點(diǎn)性能。
[0026]本實(shí)用新型在有效提高傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)性能的同時(shí)，保證了建筑結(jié)構(gòu)外觀效果，不破壞原有連接構(gòu)造，統(tǒng)一協(xié)調(diào)性好。
[0027]本實(shí)用新型施工工藝簡單，成本較低，可廣泛使用。
【附圖說明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型榫卯節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型木梁示意圖一；
[0030]圖3為本實(shí)用新型木梁示意圖二；
[0031]圖4為本實(shí)用新型木梁示意圖三。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0033]如圖1-4所示，一種插板式橫紋增強(qiáng)型木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)，包括木柱1、木梁2、榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料3和木質(zhì)銷栓4，所述木柱I和木梁2通過榫頭卯口節(jié)點(diǎn)方式連接；
[0034]所述木梁2沿高度方向在榫頭上開設(shè)有槽口，并沿木梁2高度方向貫通，所述槽口布置在榫頭內(nèi)部、或布置在榫頭兩側(cè)、或內(nèi)部和兩側(cè)均有布置；
[0035]所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料3插入上述槽口，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料3的高強(qiáng)方向與木梁2高度方向一致，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料3為木材或竹材，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料3表面涂布有膠粘劑；
[0036]所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料3通過木質(zhì)銷栓4與木梁2榫頭連接成整體。
[0037]所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料3的含水率小于木梁2含水率2-5%，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料3與木梁2樹種相同，或力學(xué)性能等同及優(yōu)于木梁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(huán)氧樹脂。
[0038]應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種插板式橫紋增強(qiáng)型木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括木柱、木梁、榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料和木質(zhì)銷栓，所述木柱和木梁通過榫頭卯口節(jié)點(diǎn)方式連接； 所述木梁沿高度方向在榫頭上開設(shè)有槽口，并沿木梁高度方向貫通，所述槽口布置在榫頭內(nèi)部、或布置在榫頭兩側(cè)、或內(nèi)部和兩側(cè)均有布置； 所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料插入上述槽口，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料的高強(qiáng)方向與木梁高度方向一致，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料為木材或竹材，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料表面涂布有膠粘劑； 所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料通過木質(zhì)銷栓與木梁榫頭連接成整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插板式橫紋增強(qiáng)型木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料含水率小于木梁含水率2-5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插板式橫紋增強(qiáng)型木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料與木梁樹種相同，或力學(xué)性能等同及優(yōu)于木梁樹種。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種插板式橫紋增強(qiáng)型木結(jié)構(gòu)榫卯節(jié)點(diǎn)，包括木柱、木梁、榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料和木質(zhì)銷栓，所述木柱和木梁通過榫頭卯口節(jié)點(diǎn)方式連接；所述木梁沿梁高方向在榫頭上開設(shè)有槽口，并沿木梁高度方向貫通，所述槽口布置在榫頭內(nèi)部、或布置在榫頭兩側(cè)、或內(nèi)部和兩側(cè)均有布置；所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料插入上述槽口，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料的高強(qiáng)方向與木梁高度方向一致，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料為木材或竹材，榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料表面涂布有膠粘劑；所述榫頭增強(qiáng)用插板式高強(qiáng)材料通過木質(zhì)銷栓與木梁榫頭連接成整體。本實(shí)用新型主要用于傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)建筑的榫卯節(jié)點(diǎn)加固增強(qiáng)。
【IPC分類】E04B1-58
【公開號(hào)】CN204370574
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420847054
【發(fā)明人】岳孔, 陸偉東, 劉偉慶, 楊成, 夏蛟, 王磊磊, 徐德良, 陳強(qiáng)
【申請(qǐng)人】南京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日