[发明专利]一种加固榫卯节点装置

说明书

本发明属于古建筑修复领域，公开了一种加固榫卯节点装置，木梁通过榫卯节点与木柱相连接，木梁通过钢板一与加固装置相连接，木柱通过钢板二与加固装置相连接。加固装置由两块对称的木质雀替状木板、形状记忆合金板、碳纤维筋、构件一以及构件二组成，其中形状记忆合金条两端分别通过对拉螺栓与钢板一、钢板二相连接，两条碳纤维筋两端分别插入铁艺构件一、铁艺构件二中固定住，两块对称的木质雀替状木板相互拼合并将以上各构件包裹其中。该加固方法在用形状记忆合金条保证了榫卯节点的半刚性的同时，通过碳纤维筋限制梁柱之间的过大位移，从而起到抗连续倒塌的作用，并能实现变形后节点的自动复位，进而增强榫卯节点的加固效果。

技术领域

本公开属于古建筑修复领域，具体涉及一种加固榫卯节点装置。

背景技术

古建筑木结构中受力构件均采用榫卯进行连接，该节点具有显著的半刚性特性，对于风振或地震等的动力荷载有着较好的耗能作用。然而一般在年代久远的木结构古建筑中，榫卯节点部位往往出现残损，使结构承载力削弱，甚至存在榫卯节点在地震中先于梁柱等构件破坏的情况。因此，在木结构古建筑修缮加固工程中，榫卯节点往往是加固保护的关键部位。

常见的榫卯节点加固方式主要有钢材加固(采用角钢、钢板、钢筋、铁扒钉等作为加固材料)、碳纤维布(CFRP)加固。其中，钢材加固方法虽然可以提高榫卯节点的抗弯及抗剪承载力，却大幅度提高了节点的抗弯刚度，使节点变得“超刚”，大幅改变了古建筑木结构的基本受力特点及结构特性，使榫卯连接结构不再属于半刚性结构，在遭遇地震作用时降低了耗能作用，对抗震不利；此外，角钢、钢板、钢筋、铁扒钉等材料在结构服役期间易发生锈蚀，降低了加固安全储备，并影响建筑美观。纤维增强聚合物材料(FRP)强度大约是钢筋的10倍，重量仅为钢的1/5，具有重量轻、高弹性、高强度、高耐久性等特性，因此采用碳纤维筋加固榫卯节点，不但可以明显提高榫卯节点的抗弯承载力，且可以使榫卯节点获得合适的抗弯刚度。然而，单纯采用碳纤维筋进行加固具有明显的缺陷，即其为零阻尼材料，加固后仅能增强节点的强度和刚度，而不能提高其耗能能力，在应对地震作用时不能起到耗能减震的作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本公开的目的在于提供一种加固榫卯节点装置，解决现有加固榫卯节点中存在的耗能能力差的问题。

本公开的目的可以通过以下技术方案实现：

一种加固榫卯节点装置，包括形状记忆合金条，形状记忆合金条以卯口和榫头的连接点进行折弯，使得形状记忆合金条部分形成与紧邻木梁的长水平段，另一部分形成与紧邻木柱的长垂直段；

所述形状记忆合金条两端与对应的木梁和木柱进行紧固连接。

在一些实施例中，所述形状记忆合金条两端均设置有向内的填充口，所述填充口之间通过碳纤维筋进行连接。

在一些实施例中，所述填充口内填充有环氧树脂胶粘剂，所述碳纤维筋利用环氧树脂胶粘剂进行固定在填充口内。

在一些实施例中，所述碳纤维筋的两端点与填充口底端均保持有间距。

在一些实施例中，所述间距为5mm～10mm。

在一些实施例中，两块对称的木质雀替相互拼合并将所述形状记忆合金条、所述碳纤维筋的整体进行包裹。

在一些实施例中，所述形状记忆合金条的宽度等于0.9倍的所述木梁的宽度。

本公开的有益效果：

1、形状记忆合金是一种高阻尼材料；将常温形状记忆合金与纤维增强聚合物材料结合，可大幅度增强纤维增强聚合物材料的阻尼性能，在提高榫卯节点抗弯承载力及刚度的同时，能够通过阻尼耗能作用耗散地震能量，保持榫卯原有的半刚性特性。

2)在发生拔榫时，形状记忆合金条发生形变并可恢复变形，因此能实现榫卯节点变形后的自动复位。