一种木结构梁柱榫卯节点加固修复装置技术领域
本发明涉及一种木结构梁柱榫卯节点加固修复装置。
背景技术
木结构作为一种古老的结构形式，在我国大部分地区存在广泛的应用。作为一种建筑材料，木材有着取材方便、施工过程简单、施工速度快的特点。然而，由于木材本身的特点，在经历一段时期的使用之后，结构性能会发生退化，特别是木材存在先天缺陷，如木节、虫蛀、腐朽时，性能的退化将会变得更加明显。在这些性能退化中，木结构榫卯节点的承载力降低是一类典型的退化类型。榫卯节点常见破坏类型，如腐朽、开裂、拔榫，将会严重影响节点的承载性能，特别是节点的抗剪性能。
目前，常见木结构榫卯节点加固修复的方法主要有：通过铁钉直接将榫卯节点固定；用角钢或短木柱对拔榫的部位进行附加支撑；用短钢将梁柱截面包裹住，再用木钉将扁钢固定在梁柱上；将梁体卸掉重新换梁；运用纤维增强复合塑料（FiberReinforcedPlastics，FRP）加固木梁。这些方法在一定程度上均能够提高节点承载能力，但是这些方法仍然存在不足之处，如：铁钉固定法本身将会对结构造成破坏；附加支撑法对于节点抗剪承载力提高不明显；扁钢法对于木钉的要求高，且制作工艺复杂；换梁法破坏了木结构建筑本身的文物和历史价值；FRP加固法对于木结构开裂前提下，承载力提高不明显，降低了结构延性系数，FRP对于物体表面要求进行打磨处理，使得施工复杂，并且运用FRP加固后的构件破坏类型为脆性破坏，不利于形成“强节点弱构件”的性能设计原则，节点抗震性能将会降低。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种施工简便、费用低、加固效果显著的木结构梁柱榫卯节点加固修复装置。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种木结构梁柱榫卯节点加固修复装置，包括用于箍住木梁榫头端的横向抱箍和用于箍住木柱卯口段的竖向抱箍，所述横向抱箍的两个抱箍板朝向竖向抱箍的一端均焊接有法兰板，所述竖向抱箍朝向横向抱箍的一侧抱箍板焊接有槽型钢板，所述槽型钢板上开设有多个与法兰板上通孔相对应的孔洞，所述槽型钢板通过多个弹性螺纹紧固件组件穿过相应的孔洞和通孔后与法兰板相连接。
在进一步的优选方案中，所述弹性螺纹紧固件组件包含弹簧、螺丝和螺母，所述弹簧套设在螺丝上且位于槽型钢板和法兰板之间，所述螺丝与螺母紧固配合。
在进一步的优选方案中，所述横向抱箍和竖向抱箍均包含两个抱箍板和至少一个螺纹紧固件组件，所述抱箍板均由中间的箍板和两边的翼板组成，所述翼板开设有至少一个连接孔，两个抱箍板的翼板通过螺纹紧固件组件穿过相应的连接孔后相互抱紧。
在进一步的优选方案中，所述翼板与箍板焊接成型或一体成型。
在进一步的优选方案中，所述箍板呈圆弧形或弯折形。
在进一步的优选方案中，所述螺纹紧固件组件包含螺丝和螺母，所述螺丝与螺母紧固配合。
在进一步的优选方案中，所述螺丝为螺栓、螺杆或双头螺柱。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该木结构梁柱榫卯节点加固修复装置既克服了木结构建筑在长期的自然环境下榫卯节点刚度下降的问题，也避免了修复施工过程中对原木结构的破坏，同时又提高了地震作用下榫卯节点的耗能能力，施工简便，费用低，加固效果显著。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图。
图2为本发明实施例的俯视图。
图3为本发明实施例的左视图。
图4为横向抱箍的结构爆炸图。
图5为纵向抱箍的结构爆炸图。
图中标记：100-横向抱箍，110-抱箍板，111-箍板，112-翼板，120-法兰板，121-通孔，200-竖向抱箍，210-抱箍板，211-箍板，212-翼板，220-槽型钢板，221-孔洞，300-弹性螺纹紧固件组件，310-螺丝，320-螺母，330-弹簧，400-螺纹紧固件组件，410-螺丝，420-螺母。
具体实施方式
为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~5所示，一种木结构梁柱榫卯节点加固修复装置，包括用于箍住木梁榫头端的横向抱箍100和用于箍住木柱卯口段的竖向抱箍200，所述横向抱箍100的两个抱箍板110朝向竖向抱箍200的一端均焊接有呈圆弧形的法兰板120，所述竖向抱箍200朝向横向抱箍100的一侧抱箍板210焊接有槽型钢板220，所述槽型钢板220上开设有多个与法兰板120上通孔121相对应的孔洞221，所述槽型钢板220通过多个弹性螺纹紧固件组件300穿过相应的孔洞221和通孔121后与法兰板120相连接，以形成一个紧固的整体。
在本发明实施例中，所述弹性螺纹紧固件组件300包含弹簧330、螺丝310和螺母320，所述弹簧330套设在螺丝310上且位于槽型钢板220和法兰板120之间，所述螺丝310与螺母320紧固配合。为了方便调节，所述螺丝310采用螺杆，当然也可以采用螺栓或双头螺柱。
在本发明实施例中，所述横向抱箍100和竖向抱箍200均包含两个抱箍板110、210和至少一个螺纹紧固件组件，所述抱箍板110、210均由中间的箍板111、211和两边的翼板112、212组成，所述翼板112、212开设有至少一个连接孔，两个抱箍板的翼板112、212通过螺纹紧固件组件400穿过相应的连接孔后相互抱紧。
在本发明实施例中，所述抱箍板110、210的材质为钢材料，所述翼板112、212与箍板111、211焊接成型，当然也可以是一体成型，例如铸造成型或锻压成型。在设计翼板112、212时，应根据箍板111、211的尺寸进行设计，设计内容包括翼板112、212的厚度、长度、宽度、连接孔数量和开孔位置。
在本发明实施例中，所述箍板111、211呈圆弧形，以使抱箍110、210适用于圆形梁柱；当然，所述箍板111、211还可以呈多段弯折形，以使抱箍110、210也适用于方形或其它多边形梁柱。
在本发明实施例中，所述螺纹紧固件组件400包含螺丝410和螺母420，所述螺丝410与螺母420紧固配合。为了方便调节，所述螺丝410采用螺杆，当然也可以采用螺栓或双头螺柱。
施工前，需要对木结构梁柱榫卯节点处的梁柱尺寸进行实地测量，并根据测量结果设计箍板111、211的弧度、厚度和长度，再根据箍板111、211的尺寸设计翼板112、212的厚度、长度、宽度、连接孔数量和开孔位置，最后将翼板112、212焊接于箍板111、211上，整个加固修复装置都可以在工厂预先定制做好；另外，还要对梁柱榫卯节点切除后木梁截面的表面进行处理，如腐蚀部分处理、表面凿平处理，处理后木梁截面要求平整无局部凸起。
施工时，包括以下步骤：将竖向抱箍200固定于木柱卯口段，并使带有槽型钢板220的一侧抱箍板111、211朝向木梁；将横向抱箍100固定于木梁榫头端，并使法兰板120上的通孔121一一对应于槽型钢板220上的孔洞221；通过弹性螺纹紧固件组件300将槽型钢板220与法兰板120连接成一个整体。
采用本发明的加固修复装置，既克服了木结构建筑的榫卯节点刚度在长期自然环境下的下降问题，也避免了修复施工过程中对原木结构的破坏；在两个抱箍110、210的连接处采用弹簧330和螺纹紧固件相结合的方式，提高了梁柱榫卯节点在地震时的耗能能力，最大程度地保护木结构建筑的稳定性。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的木结构梁柱榫卯节点加固修复装置。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。