一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法
【專利摘要】一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于，它包括以下步驟：(I)按照木柱(1)、木梁(2)和節(jié)點(3)的尺寸，選擇對應長度的竹板(4)，在木柱(1)和木梁(2)上分別鉆木柱安裝孔(101)和木梁安裝孔(201)；(II)竹板(4)兩端分別用對穿螺栓(5)固定于木柱(1)和木梁(2)上，形成三角形穩(wěn)定受力結構。本發(fā)明通過采用與木材紋理相近但力學性能顯著增強的竹板作為加固元件，在卯榫節(jié)點角部區(qū)形成三角形穩(wěn)定受力模式，從而顯著提高卯榫節(jié)點木框架的水平受力性能和變形能力，滿足后續(xù)使用要求，延長了現(xiàn)有木結構建筑的使用壽命和承載能力。
【專利說明】 一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑科學【技術領域】，具體講就是涉及一種竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，用于木建筑的維修加固和改造。
【背景技術】
[0002]利用木材建造房屋是我國傳統(tǒng)建筑的重要表現(xiàn)形式，古代木結構建造的房屋很多都經(jīng)過了數(shù)百年的歷史，是中華文明的重要組成部分，包含豐富的歷史文化內(nèi)涵在里面，但是時間比較久遠，同時由于木材質本身的特點，很多木結構建筑面臨中需要維修的境況?，F(xiàn)代新建的木結構建筑也需要盡可能牢固。現(xiàn)有的木結構多數(shù)為卯榫節(jié)點木框架結構，由于木材長時間暴露往往容易腐爛損傷，因此很多既有木結構亟待維修加固。對于卯榫節(jié)點木框架而言，其薄弱位置為卯榫節(jié)點處，一般通過加固節(jié)點等方法來提高木框架的承載能力和抗震能力。對卯榫節(jié)點的加固方法，常見的有橫、豎替木加固方法，碳纖維布加固方法，馬口鐵加固方法等，但是這些傳統(tǒng)的加固方法多存在影響維護期結構使用、破壞立面效果和妨害節(jié)點周邊木構件等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的木結構維修加固過程中往往會影響維護期結構使用，甚至破壞現(xiàn)有木結構的技術缺陷，提供一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，通過采用與木材紋理相近但力學性能顯著增強的竹板作為加固元件，在卯榫節(jié)點角部區(qū)形成三角形穩(wěn)定受力模式，從而顯著提高卯榫節(jié)點木框架的水平受力性能和變形能力，滿足后續(xù)使用要求，延長了現(xiàn)有木結構建筑的使用壽命和承載能力。
[0004]技術方案
[0005]為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明設計一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于，它包括以下步驟:
[0006]1.按照木柱、木梁和節(jié)點的尺寸，選擇對應長度的竹板，在木柱和木梁上分別鉆木柱安裝孔和木梁安裝孔；
[0007]I1.竹板兩端分別用對穿螺栓固定于木柱和木梁上，形成三角形穩(wěn)定受力結構。
[0008]進一步，所述步驟I中木梁在兩側木柱之間的距離不大于4m時，竹板厚度為15mm ?20mm、寬度為 60mm ?IOOmm ;
[0009]所述木梁在兩側木柱之間的距離大于4m時，竹板厚度為20mm?25mm、寬度為IOOmm ?150mmo
[0010]進一步，所述步驟I中所述竹板與木梁連接處距卯榫節(jié)點中心距離為木梁在兩側木柱之間距離的1/8?1/6，竹板與木柱連接處距卯榫節(jié)點中心距離為木柱度的1/7?1/5。
[0011]進一步，所述步驟II中通過安裝木墊塊保證木梁兩側寬度與木柱直徑兩側寬度一致，以保證竹板軸心與木梁軸心平行受力。[0012]進一步，所述木塾塊長度為180mm?220mm,木塾塊寬度為140mm?180mm。
[0013]進一步，所述步驟I中木梁上選定的螺栓位置位于木梁的一半高度處，木柱上選定的螺栓位置位于木柱的中心位置
[0014]進一步，在選定的螺栓位置先用沖擊鉆進行鉆孔，鉆孔直徑較對穿螺栓的直徑大1mm ?2mm ；
[0015]當木梁在兩側木柱之間的距離不大于4m時,對穿螺栓直徑選IOmm?12mm ；
[0016]當木梁在兩側木柱之間的距離大于4m時,對穿螺栓直徑選用14mm?16mm。
[0017]進一步，所述步驟II中，在使用對穿螺栓連接前，在對穿螺栓兩端增加墊片，并擰緊對穿螺栓。
[0018]有益效果
[0019]本發(fā)明通過采用與木材紋理相近但力學性能顯著增強的竹板作為加固元件，在卯榫節(jié)點角部區(qū)形成三角形穩(wěn)定受力模式，從而顯著提高卯榫節(jié)點木框架的水平受力性能和變形能力，滿足后續(xù)使用要求，延長了現(xiàn)有木結構建筑的使用壽命和承載能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明做進一步說明。
[0022]實施例
[0023]如附圖1所示，一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于，它包括以下步驟:
[0024]1.按照木柱1、木梁2和節(jié)點3的尺寸，選擇對應長度的竹板4，在木柱I和木梁2上分別鉆木柱安裝孔101和木梁安裝孔201 ；
[0025]I1.竹板4兩端分別用對穿螺栓5固定于木柱I和木梁2上，形成三角形穩(wěn)定受力結構。
[0026]所述步驟I中木梁2在兩側木柱I之間的距離不大于4m時，竹板4厚度為15mm?20mm、寬度為 60mm ?IOOmm ;
[0027]所述木梁2在兩側木柱I之間的距離大于4m時，竹板4厚度為20mm?25mm、寬度為 10Omm ?1 SOmnin
[0028]所述步驟I中所述竹板4與木梁2連接處距卯榫節(jié)點3中心距離為木梁2在兩側木柱I之間距離的1/8?1/6，竹板3與木柱I連接處距卯榫節(jié)點3中心距離為木柱I高度的1/7?1/5。
[0029]所述步驟II中通過安裝木墊塊保證木梁2兩側寬度與木柱I直徑兩側寬度一致，以保證竹板4軸心與木梁2軸心平行受力。
[0030]所述木塾塊6長度為180mm?220mm,木塾塊6寬度為140mm?180mm。
[0031]所述步驟I中木梁2上選定的螺栓位置位于木梁2的一半高度處，木柱I上選定的螺栓位置位于木柱I的中心位置。
[0032]在選定的螺栓位置先用沖擊鉆進行鉆孔，鉆孔直徑較對穿螺栓5的直徑大1_?2mm ；
[0033]當木梁2在兩側木柱I之間的距離不大于4m時,對穿螺栓5直徑選IOmm?12mm ；
[0034]當木梁2在兩側木柱I之間的距離大于4m時,對穿螺栓5直徑選用14mm?16mm。
[0035]所述步驟II中，在使用對穿螺栓5連接前，在對穿螺栓5兩端增加墊片，并擰緊對穿螺栓5。
[0036]取卯榫節(jié)點木框架層高為2600mm，跨度為3600mm ;木柱截面為圓形，直徑為200mm ;木梁截面為矩形，寬度和高度分別為IOOmm和200mm。木柱和木梁采用燕尾榫方式連接，燕尾榫長度50mm,榫頭寬度50mm,榫尾寬度40mm。頂部施加恒定豎向荷載,單根木柱豎向荷載取為20kN。然后通過MTS作動器慢速施加水平往復荷載，加載速率為0.3mm/s。在最大荷載出現(xiàn)后，隨著變形的增加，破壞荷載及其相應變形取荷載下降到最大荷載的85%時相應的荷載和相應變形。如果木框架出現(xiàn)拔榫破壞，拔榫時對應的荷載可以視作破壞荷載。
[0037]試驗表明，未進行加固的對比卯榫節(jié)點木框架的水平承載力峰值為3.lkN，水平位移為 75.5mm。
[0038]另取一規(guī)格完全相同的卯榫節(jié)點木框架。在節(jié)點區(qū)采用螺栓連接竹板加固。竹板厚度為20mm厚，寬度為60mm。木梁和木柱上螺栓連接點到節(jié)點中心距離均為500mm。由于木柱直徑為200mm，木梁寬度為100mm，為了保證竹板與木框架平面平行，需在木梁表面附加木墊塊，木墊塊厚度為50mm,寬度為150mm,長度為200mm。
[0039]試驗結果表明，采用竹板加固后卯榫節(jié)點木框架的水平承載力峰值4.9kN，水平位移為174.5mm。分別交對比木框架提高了 58%和131%。
[0040]本發(fā)明通過采用與木材紋理相近但力學性能顯著增強的竹板作為加固元件，在卯榫節(jié)點角部區(qū)形成三角形穩(wěn)定受力模式，從而顯著提高卯榫節(jié)點木框架的水平受力性能和變形能力，滿足后續(xù)使用要求，延長了現(xiàn)有木結構建筑的使用壽命和承載能力。
【權利要求】
1.一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于，它包括以下步驟: (I)按照木柱(I)、木梁⑵和節(jié)點⑶的尺寸，選擇對應長度的竹板(4)，在木柱(I)和木梁(2)上分別鉆木柱安裝孔(101)和木梁安裝孔(201)； (II)竹板(4)兩端分別用對穿螺栓(5)固定于木柱(I)和木梁(2)上，形成三角形穩(wěn)定受力結構。
2.如權利要求1所述的一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于:所述步驟⑴中木梁⑵在兩側木柱⑴之間的距離不大于4m時，竹板⑷厚度為15mm?20mm、寬度為60mm?IOOmm ； 所述木梁⑵在兩側木柱(I)之間的距離大于4m時,竹板⑷厚度為20mm?25mm、寬度為 IOOmm ?150mm。
3.如權利要求1所述的一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于:所述步驟(I)中所述竹板(4)與木梁(2)連接處距卯榫節(jié)點(3)中心距離為木梁(2)在兩側木柱(I)之間距離的1/8?1/6，竹板(3)與木柱⑴連接處距卯榫節(jié)點(3)中心距離為木柱(I)高度的1/7?1/5。
4.如權利要求1所述的一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于:所述步驟(II)中通過安裝木墊塊保證木梁(2)兩側寬度與木柱(I)直徑兩側寬度一致，以保證竹板(4)軸心與木梁(2)軸心平行受力。
5.木如權利要求4所述的一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于:所述木塾塊(6)長度為180mm?220mm,木塾塊(6)寬度為140mm?180mm。
6.如權利要求1所述的一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于:所述步驟(I)中木梁(2)上選定的螺栓位置位于木梁(2)的一半高度處，木柱(I)上選定的螺栓位置位于木柱(I)的中心位置。
7.如權利要求6所述的一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于:在選定的螺栓位置先用沖擊鉆進行鉆孔，鉆孔直徑較對穿螺栓(5)的直徑大Imm?2mm; 當木梁⑵在兩側木柱(I)之間的距離不大于4m時，對穿螺栓(5)直徑選IOmm?1 2mm ； 當木梁⑵在兩側木柱⑴之間的距離大于4m時，對穿螺栓(5)直徑選用14mm?1 Bmnin
8.如權利要求1所述的一種用竹板加固卯榫節(jié)點木框架的方法，其特征在于:所述步驟(II)中，在使用對穿螺栓(5)連接前，在對穿螺栓(5)兩端增加墊片，并擰緊對穿螺栓(5)。
【文檔編號】E04B1/58GK103938885SQ201410114903
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權日:2014年3月25日
【發(fā)明者】許清風, 張富文, 李向民, 劉瓊, 貢春成 申請人:上海市建筑科學研究院(集團)有限公司, 上海建科工程改造技術有限公司