[发明专利]一种采用角钢加固木结构节点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加固方法，具体是一种采用角钢加固节点，以提升节点、房屋整体强度的方法。

背景技术

木结构及砖木结构由于历史和经济等原因在我国农村分布较广，尤其在西南、西北高烈度区，还存在着大量的木构架承重建筑。由于这些都是农民自建房，抗震构造措施不完善，尤其是节点部位很多都是用直榫直接连接，抗震性能较差。一旦发生烈度较高地震，将会对人民生命及财产安全构成严重威胁。汶川地震中，川西南、川北、陕南、甘南等重灾区大量木结构节点出现拔脱榫和折榫等现象(如图1所示)。

传统的农村木结构房屋建造工艺比较粗糙，为方便施工许多节点直接用直榫连接且卯眼普遍比榫头大，造成榫卯装上后不够紧密。由于木材的硬度不大，木材本身会发生干缩，同时农村木结构普遍没有经过防腐防潮处理，在经过一定年限后，榫头会发生腐蚀。以上这些情况都会造成榫和卯的连接不够紧密，节点处的刚度较低，当房屋受到地震、风力等较大外力时，节点将会承受较大的拉伸、压缩、剪切和扭转作用，极易造成拔榫、脱榫现象，使房屋发生较大的侧向位移，甚至坍塌(如图2所示)。榫卯节点由于没有经过专业设计，尺寸大小不合理且由于节点受到腐蚀，节点的承载力较低，在受到较大外力下，节点将会发生折榫现象。

目前国内对木结构节点加固的办法主要包括：用扒钉、碳纤维布对节点进行加固等。用扒钉加固时，它的承载能力与加固前相比有一定的提高。但是，扒钉刚度较小且扒钉在反复荷载作用下，它的刚度退化较快，破坏也较快。总体而言，扒钉加固措施相对于加固前有一定的效果，但此效果也只有在低烈度区的受力较小的节点处的才能显现出来，对高烈度区和受力较大的节点处效果不是很明显。碳纤维布加固措施的价格较高且施工较不方便，在农村使用受到限制。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种方法，在梁柱节点变形相对较大处，用角钢对节点进行加固，提高节点的承载能力防止节点出现折榫，提高节点刚度，限制在大的外力作用下房屋可能产生大的侧移以改善原来的脱榫和拔榫现象，进而提高房屋的抗震性能。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种采用角钢加固木结构节点的方法，所述的角钢的两端带有翼板，按照下述步骤确定角钢规格后，利用角钢两端的翼板通过自攻螺丝与梁、柱连接：

步骤一，测量需要加固节点的转动角度，判定节点是否需要加固，如需要加固则执行步骤二；

步骤二，确定梁和柱的线刚度比β：

当梁/柱的截面为圆形时，线刚度i为：

i=α1α2πEd464l]]>    式1

当梁/柱的截面为矩形时，线刚度i为：

i=α1α2πEbh312l]]>    式2

式1和式2中，E为梁/柱的抗弯弹性模量，d为梁/柱的圆形截面的直径，b为梁/柱的圆形截面的宽，h为梁/柱的圆形截面的高，l为梁/柱的长度；

参数α₁的取值范围为[0.90,0.95]，参数α₂的取值范围为[0.80,0.95]；

梁和柱的线刚度比β为：

    式3

步骤三，确定角钢的规格：

角钢的长度l_y取值范围为L为梁跨度；

角钢的截面面积S_y需要满足下式5：