[发明专利]一种古建筑木构架的刚木组合式加固装置

说明书

技术领域

本发明涉及古建筑梁架结构的保护修缮，具体说的是在不改变原材料及施工工艺的基础上，对古建筑粱枋与柱子的节点加固处理。

背景技术

目前，在古建筑大木构架的保护修缮过程中，梁架拔榫、榫头破坏的现象非常突出，尤其是在古建筑外廊处。其原因是由于古建筑的地基沉降不均匀或水平外力的作用下，造成挑尖粱、抱头粱和檐柱之间的榫头极易拔出，拔榫就会削弱木构架整体的稳定性，且过大尺寸的拔榫很可能造成木构架严重倾斜、歪闪；另外，榫头插入卯口中，在长期外力的作用下，榫头由于卯口的挤压可能造成破坏，或者因卯口挤压变形造成自身截面尺寸减小并导致下沉，从而削弱梁柱之间的连接性能，特别是我国南方地区古建筑大木构架多采用穿枋结构，其梁、枋的连接均采用直榫头，因此更容易出现拔榫的现象。例如，山西是我国现存古建筑最多的省份，在科研项目“晋东南地区道教宫观建筑保护修缮对策研究”中，提到山西武乡会仙观三清殿的挑尖粱和穿枋之间、五架梁上的童柱和穿枋之间、三架梁上的童柱和穿枋之间的卯口约90%拔榫。

我国现有古建筑大木构架梁枋榫卯修缮是采用铁扒钉或角钢进行加固，将梁、枋、柱连接部位用铁扒钉、角钢、扁钢固定起来，以防止榫卯移位，这些加固措施虽然刚度较强，但柔韧性、抗扭转能力不足；如遇地基不均匀沉降或地面震动容易造成金属件与梁枋的连接部位松动，造成加固件失效，从而使节点的安全性仍受到威胁。其次，金属件加固节点时，铆钉嵌固木质构件的过程中往往会破坏木质构件；改变了古建筑木结构的原材料及施工工艺，且金属件加固木结构是通过“嵌入”或“固定”的方式达到加固的目的，这种不可逆加固技术不仅不利于加固件的检修或更换，也不利于木结构的保护。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种古建筑木构架的刚木组合式加固装置，无需用铁扒钉或角钢固定，在不影响古建筑外部结构的情况下，以防止榫卯移位，此种加固技术柔韧性高、抗扭转能力强；加固技术不仅能够进行检修或更换，而且利于木结构的保护修缮。

本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种古建筑木构架的刚木组合式加固装置，梁枋的榫头插接在柱身的卯口中，所述的梁枋上方设有木质构件，木质构件的一端设有与柱身榫接的燕尾榫，其另一端设有水平拉结件，水平拉结件通过竖向的插接木栓固定在梁枋上。

本发明所述的梁枋下方的柱身上，设有两个对称扣合用于支撑梁枋的扁钢半圆箍。

本发明所述的梁枋的榫头为透榫或半榫。

本发明有益效果是：

1、本专利能够大大提高古建筑大木构架的梁、枋、柱榫卯节点的整体性和抗震性能，同时，可以降低梁架因拔榫而破坏的几率，减少维修次数。

2、插接木栓用料较少，加工十分方便，实际加固操作工序较简单，既节省原材料，有利于环保，又大大降低维修施工的劳动强度，且在古建筑保护修缮过程中，只需将所有的插接木栓和扁钢扣合件更换即可。

3、无需用铁扒钉或角钢固定，以木质结构以防止榫卯移位，此种加固技术柔韧性高、抗扭转能力强。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图;

图2是本发明的立体装配图；

图中：1、梁枋，2、柱身，3、木质构件，301、燕尾榫，302、水平拉结件，303、插接木栓，4、扁钢半圆箍。

具体实施方式

 如图所示，本专利所采用的技术方案是梁、枋、柱的连接不仅仅是依靠它们榫卯之间的摩擦力，还要在梁枋与柱子连接处的上方左右各增加一根木质构件，在坚持不改变古建筑原材料及施工工艺原则的基础上，此构件一端做燕尾榫与柱身插接，燕尾榫可以加强水平方向的拉结力，在水平拉结件和梁枋上表面开卯口，再用断面为20x20的木栓通过插销的方式，把梁枋和水平木质拉结件固定在一起，竖向的插接木栓和水平的拉结构件通过组合方式，将梁枋和柱身固定起来。为了加强木质构件的强度及抗弯性能，另在梁枋与柱之连接部位的下端的柱身上，采用两个对称扣合的扁钢半圆箍通过螺栓锁固在柱身上，以防止梁枋节点的下沉及加强节点的刚度和抗剪力。这种刚木组合的加固措施大大提高了梁、枋、柱节点的整体性，如遇地震或突发振动，榫头与卯口的相互挤压和摩擦能消耗地震能量，减小结构整体的破坏，水平方向有燕尾榫加强整体的拉结力，下方向有扁钢扣合件加强整体的强度。这种加固处理梁架只可能发生插接木栓断裂的情况，大部分榫卯依然能够保存完好，修复时只需要将所有的木栓、扁钢扣合件更换即可。

 实施例1