一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410114906.6

申请日:

2014.03.25

公开号:

CN103938887A

公开日:

2014.07.23

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E04G 23/04申请日:20140325|||公开

IPC分类号:

E04G23/04

主分类号:

E04G23/04

申请人:

上海市建筑科学研究院(集团)有限公司; 上海建科工程改造技术有限公司

发明人:

许清风; 刘琼; 李向民; 张富文; 贡春成

地址:

200032 上海市徐汇区宛平南路75号

优先权:

专利代理机构:

上海申新律师事务所 31272

代理人:

刘懿

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内容摘要

一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于,它包括以下步骤:(I)钢支撑(1)加工:根据卯榫节点木框架的对角线尺寸确定钢支撑的规格,并进行加工;所述钢支撑(1)包括圆形钢圈(101),圆形钢圈(101)直径两端通过螺栓固定装有左钢杆(2)和右钢杆(3);(II)钢支撑(1)安装:将钢支撑(1)固定在卯榫节点木框架的对角线位置,两端与节点区预设的节点板(4)采用焊接连接,形成钢斜撑。本发明提供一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,提高了卯榫节点木框架的承载力,又满足其变形需求,不仅施工方便,不影响施工期的使用,又具有可拆卸可循环的优点。

权利要求书

1.  一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于,它包括以下步骤:
(I)钢支撑(1)加工:根据卯榫节点木框架的对角线尺寸确定钢支撑的规格,并进行加工;
所述钢支撑(1)包括圆形钢圈(101),圆形钢圈(101)直径两端通过螺栓固定装有左钢杆(2)和右钢杆(3);
(II)钢支撑(1)安装:将钢支撑(1)固定在卯榫节点木框架的对角线位置,两端与节点区预设的节点板(4)采用焊接连接,形成钢斜撑。

2.
  如权利要求1所述的一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于:所述步骤(I)中当卯榫节点木框架对角线不大于4200mm时,左钢杆(2)和右钢杆(3)为直径28mm~32mm的Q235钢杆,圆形钢圈(101)为直径350mm~450mm,厚度3mm~5mm,宽度50mm~70mm的Q235钢环,当卯榫节点木框架对角线在4200mm~6000mm时,左钢杆(2)和右钢杆(3)为直径34mm~38mm的Q235钢杆,圆形钢圈(101)为直径450mm~550mm,厚度5mm~7mm,宽度70mm~90mm的Q235钢环。

3.
  如权利要求1所述的一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于:所述步骤(I)中左钢杆(2)和右钢杆(3)与圆形钢圈(101)之间连接采用螺栓式连接,左钢杆(2)和右钢杆(3)与圆形钢圈(101)之间对应装有左垫片和右垫片。

4.
  如权利要求1所述的一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于:所述步骤(II)中采用螺栓和钢箍(5)将节点板(4)固定在卯榫节点木框架对角线位置的木柱上,节点板(4)、钢箍(5)规格与左钢杆(2)和右钢杆(3)匹配。

5.
  如权利要求1所述的一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于:所述步骤(II)中将钢支撑(1)固定在卯榫节点木框架的对角线位置时需对钢支撑(1)定位,保证其轴线穿过对角线两端节点的中心。

说明书

一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法
技术领域
本发明属于建筑科学技术领域,具体讲就是涉及一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,用于木建筑的维修加固和改造。
背景技术
利用木材建造房屋是我国传统建筑的重要表现形式,古代木结构建造的房屋很多都经过了数百年的历史,是中华文明的重要组成部分,包含丰富的历史文化内涵在里面,例如安徽古建筑群,贵州苗族木楼等都是木质建筑群落,但是时间比较久远,同时由于木材质本身的特点,很多木结构建筑面临中需要维修的境况。现代新建的木结构建筑也需要尽可能牢固。现有的木结构多数为卯榫节点木框架结构,由于木材长时间暴露往往容易腐烂损伤,因此很多既有木结构亟待维修加固。对于卯榫节点木框架而言,其薄弱位置为卯榫节点处,一般通过加固节点等方法来提高木框架的承载能力和抗震能力。对卯榫节点的加固方法,常见的有横、竖替木加固方法,碳纤维布加固方法,马口铁加固方法等,但是这些传统的加固方法多存在影响维护期结构使用、破坏立面效果和妨害节点周边木构件等不足。
发明内容
本发明的目的就是本发明的目的是针对现有的木结构维修加固过程中往往会影响维护期结构使用,甚至破坏现有木结构的技术缺陷,提供一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,提高了卯榫节点木框架的承载力,又满足其变形需求,不仅施工方便、不影响施工期的使用,又具有可拆卸可循环的优点。
技术方案
为了实现上述技术目的,本发明设计一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于,它包括以下步骤:
I.钢支撑加工:根据卯榫节点木框架的对角线尺寸确定钢支撑的规格,并进行加工;
所述钢支撑包括圆形钢圈,圆形钢圈直径两端通过螺栓固定装有左钢杆和右钢杆;
II.钢支撑安装:将钢支撑固定在卯榫节点木框架的对角线位置,两端与节点区预设的节点板采用焊接连接,形成钢斜撑。
进一步,所述步骤中当卯榫节点木框架对角线不大于4200mm时,左钢杆和右钢杆为直径28mm~32mm的Q235钢杆,圆形钢圈为直径350mm~450mm,厚度3mm~5mm,宽度50mm~70mm的Q235钢环,当卯榫节点木框架对角线在4200mm~6000mm时,左钢杆和右钢杆为直径34mm~38mm的Q235钢杆,圆形钢圈为直径450mm~550mm,厚度5mm~7mm,宽度70mm~90mm的Q235钢环。
进一步,所述步骤I中左钢杆和右钢杆与圆形钢圈之间连接采用螺栓式连接,左钢杆和右钢杆与圆形钢圈之间对应装有左垫片和右垫片。
进一步,所述步骤II中采用螺栓和钢箍将节点板固定在卯榫节点木框架对角线位置的木柱上,节点板、钢箍规格与左钢杆和右钢杆匹配。
进一步,所述步骤II中将钢支撑固定在卯榫节点木框架的对角线位置时需对钢支撑定位,保证其轴线穿过对角线两端节点的中心。
有益效果
本发明提供一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,提高了卯榫节点木框架的承载力,又满足其变形需求,不仅施工方便,不影响施工期的使用,又具有可拆卸可循环的优点。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例
如附图1所示,一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于,它包括以下步骤:
I.钢支撑1加工:根据卯榫节点木框架的对角线尺寸确定钢支撑的规格,并进行加工;
所述钢支撑1包括圆形钢圈101,圆形钢圈101直径两端通过螺栓固定装有左钢杆2和右钢杆3;
II.钢支撑1安装:将钢支撑1固定在卯榫节点木框架的对角线位置,两端与节点区预设的节点板4采用焊接连接,形成钢斜撑。
所述步骤I中当卯榫节点木框架对角线不大于4200mm时,左钢杆2和右钢杆3为直径28mm~32mm的Q235钢杆,圆形钢圈101为直径350mm~450mm,厚度3mm~5mm,宽度50mm~70mm的Q235钢环,当卯榫节点木框架对角线在4200mm~6000mm时,左钢杆2和右钢杆3为直径34mm~38mm的Q235钢杆,圆形钢圈101为直径450mm~550mm,厚度5mm~7mm,宽度70mm~90mm的Q235钢环。
所述步骤I中左钢杆2和右钢杆3与圆形钢圈101之间连接采用螺栓式连接,左钢杆2和右钢杆3与圆形钢圈101之间对应装有左垫片和右垫片。
所述步骤II中采用螺栓和钢箍4将节点板5固定在卯榫节点木框架对角线位置的木柱上,节点板4、钢箍5规格与左钢杆2和右钢杆3匹配。
所述步骤II中将钢支撑1固定在卯榫节点木框架的对角线位置时需对钢支撑1定位,保证其轴线穿过对角线两端节点的中心。
取具体数值卯榫节点木框架层高为2600mm,跨度为3600mm;木柱截面为圆形,直径为200mm;木梁截面为矩形,宽度和高度分别为100mm和200mm。木柱和木梁采用燕尾榫方式连接,燕尾榫长度50mm,榫头宽度50mm,榫尾宽度40mm。顶部施加恒定竖向荷载,单根木柱竖向荷载取为20kN。然后通过MTS作动器慢速施加水平往复荷载,加载速率为0.3mm/s。在最大荷载出现后,随着变形的增加,破坏荷载及其相应变形取荷载下降到最大荷载的85%时相应的荷载和相应变形。如果木框架出现拔榫破坏,拔榫时对应的荷载可以视作破坏荷载。
试验表明,未进行加固的对比卯榫节点木框架的水平承载力峰值为3.1kN,水平位移为75.5mm。
另取一品框架,采用本发明所述的钢支撑进行加固,钢杆直径为28mm,钢环厚度为3mm、宽度为50mm、直径为400mm。
试验结果表明,加固后卯榫节点木框架的水平承载力为5.5kN,水平位移为75.8mm。水平承载力提高了77%。
本发明提供的一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,提高了卯榫节点木框架的承载力,又满足其变形需求,不仅施工方便,不影响施工期的使用,又具有可拆卸可循环的优点。

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1、10申请公布号CN103938887A43申请公布日20140723CN103938887A21申请号201410114906622申请日20140325E04G23/0420060171申请人上海市建筑科学研究院(集团)有限公司地址200032上海市徐汇区宛平南路75号申请人上海建科工程改造技术有限公司72发明人许清风刘琼李向民张富文贡春成74专利代理机构上海申新律师事务所31272代理人刘懿54发明名称一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法57摘要一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于,它包括以下步骤I钢支撑1加工根据卯榫节点木框架的对角线尺寸确定钢支撑的规格,并进行加工;所述钢支。

2、撑1包括圆形钢圈101,圆形钢圈101直径两端通过螺栓固定装有左钢杆2和右钢杆3;II钢支撑1安装将钢支撑1固定在卯榫节点木框架的对角线位置,两端与节点区预设的节点板4采用焊接连接,形成钢斜撑。本发明提供一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,提高了卯榫节点木框架的承载力,又满足其变形需求,不仅施工方便,不影响施工期的使用,又具有可拆卸可循环的优点。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN103938887ACN103938887A1/1页21一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于,。

3、它包括以下步骤I钢支撑1加工根据卯榫节点木框架的对角线尺寸确定钢支撑的规格,并进行加工所述钢支撑1包括圆形钢圈101,圆形钢圈101直径两端通过螺栓固定装有左钢杆2和右钢杆3;II钢支撑1安装将钢支撑1固定在卯榫节点木框架的对角线位置,两端与节点区预设的节点板4采用焊接连接,形成钢斜撑。2如权利要求1所述的一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于所述步骤I中当卯榫节点木框架对角线不大于4200MM时,左钢杆2和右钢杆3为直径28MM32MM的Q235钢杆,圆形钢圈101为直径350MM450MM,厚度3MM5MM,宽度50MM70MM的Q235钢环,当卯榫节点木框架对角线在4200MM。

4、6000MM时,左钢杆2和右钢杆3为直径34MM38MM的Q235钢杆,圆形钢圈101为直径450MM550MM,厚度5MM7MM,宽度70MM90MM的Q235钢环。3如权利要求1所述的一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于所述步骤I中左钢杆2和右钢杆3与圆形钢圈101之间连接采用螺栓式连接,左钢杆2和右钢杆3与圆形钢圈101之间对应装有左垫片和右垫片。4如权利要求1所述的一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于所述步骤II中采用螺栓和钢箍5将节点板4固定在卯榫节点木框架对角线位置的木柱上,节点板4、钢箍5规格与左钢杆2和右钢杆3匹配。5如权利要求1所述的一种用钢支撑加固卯。

5、榫节点木框架的方法,其特征在于所述步骤II中将钢支撑1固定在卯榫节点木框架的对角线位置时需对钢支撑1定位,保证其轴线穿过对角线两端节点的中心。权利要求书CN103938887A1/3页3一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法技术领域0001本发明属于建筑科学技术领域,具体讲就是涉及一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,用于木建筑的维修加固和改造。背景技术0002利用木材建造房屋是我国传统建筑的重要表现形式,古代木结构建造的房屋很多都经过了数百年的历史,是中华文明的重要组成部分,包含丰富的历史文化内涵在里面,例如安徽古建筑群,贵州苗族木楼等都是木质建筑群落,但是时间比较久远,同时由于木材质本身的特。

6、点,很多木结构建筑面临中需要维修的境况。现代新建的木结构建筑也需要尽可能牢固。现有的木结构多数为卯榫节点木框架结构,由于木材长时间暴露往往容易腐烂损伤,因此很多既有木结构亟待维修加固。对于卯榫节点木框架而言,其薄弱位置为卯榫节点处,一般通过加固节点等方法来提高木框架的承载能力和抗震能力。对卯榫节点的加固方法,常见的有横、竖替木加固方法,碳纤维布加固方法,马口铁加固方法等,但是这些传统的加固方法多存在影响维护期结构使用、破坏立面效果和妨害节点周边木构件等不足。发明内容0003本发明的目的就是本发明的目的是针对现有的木结构维修加固过程中往往会影响维护期结构使用,甚至破坏现有木结构的技术缺陷,提供一。

7、种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,提高了卯榫节点木框架的承载力,又满足其变形需求,不仅施工方便、不影响施工期的使用,又具有可拆卸可循环的优点。0004技术方案0005为了实现上述技术目的,本发明设计一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于,它包括以下步骤0006I钢支撑加工根据卯榫节点木框架的对角线尺寸确定钢支撑的规格,并进行加工0007所述钢支撑包括圆形钢圈,圆形钢圈直径两端通过螺栓固定装有左钢杆和右钢杆;0008II钢支撑安装将钢支撑固定在卯榫节点木框架的对角线位置,两端与节点区预设的节点板采用焊接连接,形成钢斜撑。0009进一步,所述步骤中当卯榫节点木框架对角线不大于4200M。

8、M时,左钢杆和右钢杆为直径28MM32MM的Q235钢杆,圆形钢圈为直径350MM450MM,厚度3MM5MM,宽度50MM70MM的Q235钢环,当卯榫节点木框架对角线在4200MM6000MM时,左钢杆和右钢杆为直径34MM38MM的Q235钢杆,圆形钢圈为直径450MM550MM,厚度5MM7MM,宽度70MM90MM的Q235钢环。0010进一步,所述步骤I中左钢杆和右钢杆与圆形钢圈之间连接采用螺栓式连接,左钢杆和右钢杆与圆形钢圈之间对应装有左垫片和右垫片。说明书CN103938887A2/3页40011进一步,所述步骤II中采用螺栓和钢箍将节点板固定在卯榫节点木框架对角线位置的木柱上。

9、,节点板、钢箍规格与左钢杆和右钢杆匹配。0012进一步,所述步骤II中将钢支撑固定在卯榫节点木框架的对角线位置时需对钢支撑定位,保证其轴线穿过对角线两端节点的中心。0013有益效果0014本发明提供一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,提高了卯榫节点木框架的承载力,又满足其变形需求,不仅施工方便,不影响施工期的使用,又具有可拆卸可循环的优点。附图说明0015附图1是本发明的结构示意图。具体实施方式0016下面结合附图对本发明做进一步说明。0017实施例0018如附图1所示,一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,其特征在于,它包括以下步骤0019I钢支撑1加工根据卯榫节点木框架的对角线尺寸确定钢。

10、支撑的规格,并进行加工0020所述钢支撑1包括圆形钢圈101,圆形钢圈101直径两端通过螺栓固定装有左钢杆2和右钢杆3;0021II钢支撑1安装将钢支撑1固定在卯榫节点木框架的对角线位置,两端与节点区预设的节点板4采用焊接连接,形成钢斜撑。0022所述步骤I中当卯榫节点木框架对角线不大于4200MM时,左钢杆2和右钢杆3为直径28MM32MM的Q235钢杆,圆形钢圈101为直径350MM450MM,厚度3MM5MM,宽度50MM70MM的Q235钢环,当卯榫节点木框架对角线在4200MM6000MM时,左钢杆2和右钢杆3为直径34MM38MM的Q235钢杆,圆形钢圈101为直径450MM550。

11、MM,厚度5MM7MM,宽度70MM90MM的Q235钢环。0023所述步骤I中左钢杆2和右钢杆3与圆形钢圈101之间连接采用螺栓式连接,左钢杆2和右钢杆3与圆形钢圈101之间对应装有左垫片和右垫片。0024所述步骤II中采用螺栓和钢箍4将节点板5固定在卯榫节点木框架对角线位置的木柱上,节点板4、钢箍5规格与左钢杆2和右钢杆3匹配。0025所述步骤II中将钢支撑1固定在卯榫节点木框架的对角线位置时需对钢支撑1定位,保证其轴线穿过对角线两端节点的中心。0026取具体数值卯榫节点木框架层高为2600MM,跨度为3600MM;木柱截面为圆形,直径为200MM;木梁截面为矩形,宽度和高度分别为100M。

12、M和200MM。木柱和木梁采用燕尾榫方式连接,燕尾榫长度50MM,榫头宽度50MM,榫尾宽度40MM。顶部施加恒定竖向荷载,单根木柱竖向荷载取为20KN。然后通过MTS作动器慢速施加水平往复荷载,加载速率为03MM/S。在最大荷载出现后,随着变形的增加,破坏荷载及其相应变形取荷载下降到最大荷载的说明书CN103938887A3/3页585时相应的荷载和相应变形。如果木框架出现拔榫破坏,拔榫时对应的荷载可以视作破坏荷载。0027试验表明,未进行加固的对比卯榫节点木框架的水平承载力峰值为31KN,水平位移为755MM。0028另取一品框架,采用本发明所述的钢支撑进行加固,钢杆直径为28MM,钢环厚度为3MM、宽度为50MM、直径为400MM。0029试验结果表明,加固后卯榫节点木框架的水平承载力为55KN,水平位移为758MM。水平承载力提高了77。0030本发明提供的一种用钢支撑加固卯榫节点木框架的方法,提高了卯榫节点木框架的承载力,又满足其变形需求,不仅施工方便,不影响施工期的使用,又具有可拆卸可循环的优点。说明书CN103938887A1/1页6图1说明书附图CN103938887A。

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