[发明专利]古民居木结构加固构件及其加固方法

说明书

本发明提供一种古民居木结构加固构件，包括连接座与连接板；连接板固定在木梁的侧表面；连接座包括筒部和支座连接部；筒部由两块以上的壳体单元环绕固定在木柱侧面；筒部与木梁邻接的壳体单元的外表面设置有支座连接部，支座连接部包括两个侧板和设置有彼此对齐的插接槽孔第一插接板和第二插接板。插接槽孔上设有定位槽；在连接板上的导向条的引导下；连接板依次穿过第一插接板和第二插接板的插接槽孔，在重力作用下沉至插接槽孔底部，导向条与定位槽错位，形成卡接条，防止连接板从连接座中拔出。该加固构件，形成了梁柱之间的半刚性连接，在地震、风载作用下耗能性能好，且其加固方法操作简单，对木结构本身破坏较小。

技术领域

本发明涉及建筑结构加固领域，具体而言，涉及一种古民居木结构加固构件及其加固方法。

背景技术

中国古民居中，大部分为木结构承重。古民居是历史文化发展的重要体现，与宫殿、宗庙建筑相比，古民居的保护状态令人堪忧。一部分原因在于古民居中的木构件很少做“一步四灰”或油漆彩绘的外层保护，木结构抵抗老化和各种破坏的能力相对较差。此外，木结构在承受长期荷载的作用下，木材本身的性能下降更为明显，最终导致不同类型的破坏产生。木结构常见的破坏类型有：开裂、腐朽、变形、拔榫、虫蛀等。

榫卯连接是古建筑木结构中梁、柱连接的主要形式。但由于木材存在徐变大、弹性模量低、易老化变形等缺点，在外力如地震或风荷载等作用下或在自然作用如雨雪侵蚀或微生物的破坏下，木结构容易产生各种破坏，其中最为严重的破坏形式之一为拔榫。拔榫使两端有效支撑面积减小，且榫卯节点由原来的半刚性状态转变为易于旋转的铰接状态，不仅使节点本身的抗弯、抗剪、抗扭转能力降低，还使得结构整体稳定性受到影响，很可能产生倾斜破坏。因此，对于拔榫的梁柱节点应当及时进行维护加固。

常用的对古建筑的榫卯节点进行加固的方法主要有：(1)用扁钢沿着梁柱截面握裹住已拔榫的梁和柱，然后用木钉将扁钢固定在梁和柱构件上；(2)用马口钉直接将榫卯节点固定；(3)用角钢或短木桩对拔榫的部位进行附加支撑。

但上述方法存在如下问题：(1)影响梁柱节点外观；(2)对木结构本身有破坏作用，如采用铁定加固构件与木梁柱固定，易造成木构件铁定位置开裂或强度降低等问题；(3)工艺复杂，加固构件数量多，如采用木钉加固构件时，为满足抗剪要求，对木钉的截面尺寸、长度及数量有着严格的要求，因而制作工艺较为复杂，数量也较多；(4)不利于检修，对于某些铁质加固构件，经过长时间暴露于空气中会产生锈蚀问题，却因为已固定在木构件上不易更换，造成加固效果下降甚至带来安全隐患。

针对上述技术问题，一些已公开的发明或实用新型提出了一些解决方案。

公开号为CN201439645 U的实用新型中公开了一种用于古建筑木结构中间跨榫卯节点的加固装置。该加固装置包括一个用于套住、固定古建筑柱的包覆件一和两个或两个以上用于套住、固定古建筑梁的包覆件二，包覆件一与包覆件二由连接件固定连接，包覆件一包括由两个能对称扣合锁固在主表面的扁钢件，包覆件二包括两个能对称扣合锁固在梁表面的扁钢卯与扁钢榫。该加固构件具有对古建筑木结构没有破坏、工艺相对简单、易于检修和更换。但在该实用新型中，由于梁柱之间节点连接的加强，使梁柱节点刚度变大，由原有的半刚性节点变化为刚性节点，因此在荷载作用下，木结构各个构件的内里重新分布，造成了部分未加强的木构件承受的荷载增加，可能在长期荷载作用下或在地震、风载作用下遭到破坏。此外，将包覆件固定在古建筑梁或柱上的连接件仍然需要使用多个螺丝配合固定，安装使用并不方便。