- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:本文主要研究古建筑装配式戗角整体拼装节点的技术,研究装配式木制戗角在实际施工和拼装过程中存在的优势和缺陷。现场发现拼装缺陷有:一戗角根部和檐柱、灯芯木的连接强度不足,接头位置容易开裂变形;二、拼装单元在混凝土基层用抱箍的形式,极易出现变形和位移,造成面层瓦屋面开裂渗水。
针对以上两个问题逐一进行分析改变或改良节点的连接方式以达到更好的质量效果。主要技术改良有:一、在灯芯木和檐柱上增加钢抱箍、对拉螺栓等锚固方式连接,同时在出檐转角桁条的位置也增设直榫和老戗木底部进行榫;二、在混凝土基层上的连接采用预埋螺杆的方式进行戗根处锚固固定,同时在出檐口的位置安装限位钢板锚固件来保证戗角不出现整体松动下滑,从而保证屋面层的完整性,不出现开裂渗水。
在进行改良和技术处理后的拼装接缝处节点在性能和稳定性上有着显著的提升,同时也避免了原有拼装节点存在的部分弊病。该技术改良和实施有着一定的新颖性,针对古建戗角整体拼装施工的问题改善、解决,提供了参考依据,也让拼装工作的综合时效上,可以获得大幅度的提升。
第一章 木制戗角拼装节点优点缺陷分析研究
1.1典型木制戗角原始拼装做法
苏式古建筑屋面木基层是指在桁条以上包括飞椽、勒望、里口木、封檐板等一系列的独有的木制构件[1]。苏式木结构古建筑中的戗角,是由木工先行施工后,瓦工在木工的基础上再进行瓦作施工后共同形成的一个施工节点,已达到所需的戗角发戗的要求。木结构戗角一般可以分为两种:嫩戗发戗、水戗发戗。本文主要研究探讨另一种较为复杂的形式,其木构造的主要组成可以分为以下内容:老戗、嫩戗、菱角木、扁担木、弯里口木、摔网椽、立脚飞椽、弯遮檐板、孩儿木、千斤销、戗山木等[]。通常实际施工时需要安设第一根来作为后期安装木制戗角的一个基准,木制戗角也是参考这一水平距离进行安装的。本文主要研究的是第二种戗角,现将戗角安装的关键步骤分述如下:
在木戗角安装之前,现在施工时可以先把老戗、嫩戗、菱角木、扁担木、孩儿木、组装在一起形成一个小的整体,这样现场就可以减少安装,也避免了后期存在高空作业的风险,提升工效。特别注意的地方是保证嫩戗与老戗的拼装角度以及连接的位置、起翘高度等,拼装之前可以先进行放样试拼装,从而避免不必要的安装误差从而保证施工质量。


一般老戗的安装形式因为建筑形式的不同其安装的形式也有两种:歇山老戗、攒尖老戗。主要在戗角的尾部的组装形式不尽相同。
歇山建筑的老戗一般将其下端安装于两侧廊桁相交处,而上端则安装于两侧步桁相交处,两侧相交的桁条须按敲交做法。在施工过程中安装老戗的位置需要先定位出来,然后弹出安装中线,安装中线一般在上下两处相交的桁条斜面上,在相交位置弹出安装中线上根据老戗的宽度弹出外边线,这样施工时能够更好辨识出安装的位置和角度。老戗伸出的长度则需要根据安装校准后的叉势才能确定外伸长度。待老戗中心线和斜角中线试拼装吻合后,一般要用工具开凿出一个宽同老戗,前深后浅的斜面,斜面保持与老戗底面平行后平稳放置。老戗上部与步桁相交时,也是同样的方式在老戗尾部也按同样方法在凿刻出前低后高的椀形,戗根趴于步桁之上。歇山建筑老戗的安装详见图1-3;攒尖建筑老戗安装详见图1-4:
攒尖顶的戗角位置及重檐歇山亭的一层戗角的组装方法也是和歇山的戗角组装方法一致的,安装在转角桁条的位置,不一样的地方是上端安装位置在灯芯木或者重檐转角柱的地方,与这些位置形成连接。本文以攒尖亭为例,来简单叙述下戗根上部的具体做法。在攒尖亭中亭子的中间位置都会留设一根灯心木,所有的戗角戗根部位都需要和灯芯木相交相连,此节点传统做法是采用榫卯连接,卯的位置留在灯心木上,榫的位置留在老戗的根部,两者相交即为安装成功。与此同时在安装时将老戗斜放在转角位置的桁条中后其中心线对准榫眼,用锤子慢慢将戗角敲击到榫眼之中,最终使戗角的出挑距离达到图纸设计要求。具体攒尖亭的老戗做法详见图1-5:
前文是木制戗角的传统安装做法和施工步骤,从以上的施工路径可以看出单一这个戗角的施工相当的复杂和繁琐。平时古建施工人员就是在现场安装施工,需要将大量的定制好原材料或者半成品运输至脚手架平台上,在脚手架上进行拼装、加工处理相关节点。如此频繁的高处作业和加上高处作业时间长会大大的降低施工工效,而且戗角的各个节点定位放线及施工工艺要求较高,这就需要经验丰富的技师来操作这一关键技术环节。
借鉴装配式的理念,可以将以上的施工步骤放在加工厂进行预制或者提前组织拼装,形成模块化的木结构戗角的拼装单元,从而提高现场组装人员的工作效率。在古建筑木结构的施工中也同时寻求更大程度的集约化、整体化,同时将更多地构件进行提前安装。在施工整体拼装便捷的同时,可以做到工厂集中化加工,批量化流水化生产安装,在后期维修的同时可以整体吊装更换,将节约后期维修管理的成。例如将老戗嫩戗菱角木扁担木提前拼装预制形成一个整体,然后进行摔网椽、立脚飞椽、卷戗板、封檐板等材料的组装为一体,形成一个木戗角整体拼装单元,进而减少现场的组装工程量,形成木制戗角的拼装单元为装配式木制戗角。因为通过这样组装后,戗角翼角这一节点就可以化零为整,可以进行整体吊装。
本节所要讨论的就是这个拼装单元的优缺点,同针对发现的这些缺陷和问题进行分析,查清缺陷和问题的原由。因为采用了戗角整体拼装的新的工艺也就随之带来相关的问题,本文力求针对这些常规做法的戗角拼装问题提供相应的解决方案、改良途径。具体的成品木制戗角拼装节点单元如图1-6、图1-7、图1-8;



典型的木制戗角拼装节点现状:一个新的拼装模式在应用的初期肯定会遇到一些瓶颈,这也是在所难免的。因为使用的人对新工艺的使用方式方法和新的拼装方式对现场适应性也需要慢慢摸索。同时鉴于现有古建筑施工单位对装配式木结构的研究深度有限,在现有建筑的建筑形式预制成品木制戗角使用的频率、重视程度不够,所以在这一木制戗角整体拼装方向的节点研究也受很大的局限。对于小规模的施工企业往往鉴于开发研究成本的因素和后期使用频率不高的原因,忽视了这个装配式木制戗角实际对产出是有裨益的。采用装配式戗角的工法施工较传统工艺有明显优势,本文针对项目管理的几个因素进行横向对比研究,从中发现装配式木制戗角装配节点在质量、安全、进度控制中相关问题。通过各方面的优势和不足分析,得到现实过程中使用的注意事项的关注点。
现在木结构拼装单元主要用于古建筑的歇山建筑和攒尖亭、还有广泛的用在仿古建筑的外立面的翼角位置,因为这些位置都是使用戗角的主要节点,也是实际古建筑和仿古建筑最重要和最需要提升效率的地方。因为翼角的位置也是平时施工时间长、施工工艺复杂的节点,施工质量的好坏,施工进度的快慢往往取决于这个节点。
表1- 1 现有木制戗角拼装单元对比传统方式优势与不足分析表
拼装单元的分析 | 优势 | 不足 | 备注 |
质量控制 | 完全改造,节点施工质量有保证 | 拼装单元之间的连接处 理需要控制,拼装单元节点处理尤为关键 | 预制节点地面安装,操 作性精准度更高,拼装前的节点处理更好 |
投资控制 | 一次性研发之后,后期收益高 | 前期投资较大 | 主要是前期拼装节点实验和组装工艺的费用 |
进度控制 | 工期短,现场安装固定即可 | 工期长,施工要求高 | 现场施工精度不如预 制,施工时间长,工艺复杂 |
安全管理 | 一次性预制安装,风险管理好, | 需要高空作业,施工周期长,安全隐患多 | 现场施工节点多且时间长,安全系风险大 |
信息材料管理 | 整体资料易实施控制 | 需要跟踪每个节点的材料信息 | / |
内外部协调 | 协调量小,小构件拼装已基本结束 | 协调量大,需要各个配件木材都需要现场到位 | / |
根据表 1-1比较结果得知,装配式木制戗角单元预制拼装方案在质量方面效果优于常规方案,常规方案在质量管理节点方面比预制拼装方案有优势,因而预制拼装方案的质量管理方面。尤其是拼装节点的连接和固定是目标控制和实现装配式推广应用的难点,需要引起重视,尤其要保证拼装单元的节点连接措施必须可靠,修正节点和拼装质量是提升装配式木结构的途径和手段。在进度控制方面因为可以实施大量的前期预制加工和组装工作,将戗角的小构件都可以在工厂制作安装,施工的精度也要比常规现场安装好。投资上前期需要较大,因为需要做相关实验分析和工厂预制实验、效果对比,在这一系列的过程中,往往要耗费大量的人力、物力去尝试和容错。这也是小企业不愿意采用和施工的一个道理,在当下时间成本、资金成本的考量下,往往就退而求其次,采用现场直接加工传统做法施工戗角的手段。在信息和协调上采用整体戗角拼装的手段也是易于现场把控和协调,材料的堆场不需要太大,后期跟踪的单元也比较少,便于管理。
表1- 2 现有木制戗角拼装单元与现场组装成本分析表
因素分析 | 拼装单元 | 现场组装 | 对比分析(一个戗角单元为例) |
时间 | 耗时3.5小时 | 7.5小时熟练工 | 在外立面脚手架上施工大大降低了工效 |
材料 | 材料损耗率在2%以内 | 材料损耗率在5%以上 | 现场加工不能定尺制作,需要各种削切辅助用工 |
人工 | 机械加工,人工含量小 | 人工含量高 | 现场施工人工耗时长工艺复杂 |
机械 | 一次性吊装安装 | 材料分批吊装安装 | 拼装方式大幅缩短了安装时间以及降低多次吊装的安全风险 |
后期维修保养 | 在拆除屋面基层后木结构戗角部分可以局部更换,整体更新尤为方便 | 需要人工拆除,拆除困难且部分配件为一次性使用不能重复利用 | 装配式只需拆除连接构件后,部分修复后可以整体重复使用 |
同时通过表1-2人材机成本分析进行对比,可以显而易见地知道装配式拼装戗角在实际运用过程中会比现场组装在人材机这三个方面都有很大程度的优越性。
在预制戗角的过程中可以有效做到安全文明施工,可以在集中车间场地内做好成品安装,免去了现场切削的木屑和再放线加工,场地内施工试拼装的时间也缩短,也同时减少安全隐患。机械的使用上也是同样显著的,不光是减少了零星戗角材料的吊装时,还可以大幅度减少小构件的现场安装和尺寸调整的问题,以一次性整体安装到位为最佳效果。
在工期的优势性在这里体现也尤为明显,以整体拼装为主的效率远远高于现场制作安装。同时在现场施工时可以将穿插流水时间节点提前更早,以便于在施工过程中压缩工期,能够把竣工验收的时间提前。
1.3木制戗角拼装节点缺陷分析
1.3.1典型木制装配式戗角在混凝土基层上拼装缺陷分析
以下就木制戗角拼装单元在混凝土屋面上的拼装方式和缺陷做现状分析,在许多古建筑或者仿古建筑的屋面形式上会用到这个节点做法,譬如苏州桃花源、绿城桃李春风等仿古合院系列。考虑到做古建外立面的施工单位一般和土建单位不是同一家施工单位,同时古建外立面进场时土建单位已将混凝土结构施工完毕,所以在施工衔接上存在一定滞后和脱节。现在一般用抱箍进行连接固定,局部空隙处用木楔塞实,形成受力的节点。

图1-9、图1-10是混凝土基层上安装木构戗角的典型做法,广泛的应用于现有仿古建筑的戗角构造之中,现在采用膨胀螺栓在混凝土板上进行锚固后采用镀锌扁铁的双抱箍进行连接固定。针对这种通用做法也存在一定的弊端:a.抱箍在老戗的根部进行固定存在一定的空隙,利用木楔固定后期会存在一定的变形,木材收缩或者渗水会产生腐烂影响节点的强。b.后期打孔的膨胀螺栓的质量对戗角也产生一定的质量隐患,应为基层现在都有保温等结合层,所以对膨胀螺栓的型号和打孔深度要有标准的要求,必须打在混凝土的屋面板上,形成有效的连接。c.抱箍的质量和连接方式会对戗角的拼装质量控制起到关键的影响,因为抱箍的戗角前段进行屋面施工后集中受力,会对戗角限位抱箍产生反作用力,如果不能保证抱箍的刚度,抱箍产生在各个90°折角位置会有形变而导致拼装单元的变形,进而使屋面面层和戗角根部会有开裂;同时因为没有竖向拉结,产生一定的滑移,影响质量和安全。d.在大风的风荷载作用下因为拼装单元没有进行横向的限位,极其容易发生横向移动变形。
以上主要是混凝土基层上拼装单元连接的缺陷分析,这一节内容主要讲木制戗角拼装单元使用在歇山建筑上的缺陷分析。歇山建筑的安装有别于以上两种形式,将木制戗角拼装单元安装正常转角位置的桁条和檐柱桁条上,与轴线基本上呈45°角。因为是整体戗角拼装的工艺,不像从前老戗单独固定安装在转角位置上,以整体的方式安装,就需要更好的提前将拼装单元进行预留好接口。
图1-12是常规的歇山建筑木制戗角的安装示意图,针对拼装后发现有以下主要问题:1、在拼装单元的戗根部原来的榫卯连接基础上,拼装时在灯芯木上对准拼装单元的预留榫口,老戗的前端放置在转角的桁条交叉的位置。在施工保护层和防水层后进行瓦面施工发戗盖瓦,后期会发现在拼装单元的筑脊位置,会慢慢开裂形成一条宽1-2cm左右的通缝。这个缝的位置需要在屋面上部才能肉眼所见,不容易引起注意,但随着时间的推移,在雨水多季节里往往形成一道漏水的接缝,影响内部木结构的使用寿命,雨水渗透至檐口位置,造成低洼处封檐板和木椽的腐蚀。2、在歇山建筑拼装单元施工时,拼装单元简单的将老戗根部架设在金桁上,一般采用铁钉或者木楔固定,同时靠上部荷载之后的重量起到稳定作用。但是随着上部荷载的增加,会出现拼装单元向下滑移的现象。
本章主要针对古建筑木结构戗角的常规做法的介绍,同时将装配式木制戗角拼装单元概念提出。然后将木制戗角拼装单元进行针对性管理、成本分析,分析拼装单元的优势和缺陷,主要得到以下几个结论:
(1)对比原始做法在脚手架上进行组装,装配式木制拼装单元存在天然的优势,在工期、成本上进行人材机对比分析有着明显优势,材料方面可以减少近3%的损耗,人工方面也大幅度的减少现场用工。
(2)在缺陷分析方面,通过表1-1的分析可以得知,主要是对比原有组装方式会存在拼装单元的接缝,而能否处理好接缝和拼装单元衔接问题就是整个拼装的成败关键,所以本文也是主要针对拼装单元的接缝和拼装节点的处理和技术研究。
(3)本章内容将拼装单元存在的问题进行分析分为两个情况:拼装单元在混凝土基层上安装的强度不足、连接件易变形和拼装单元有滑移;拼装单元在歇山转角桁条位置的拼装节点根部锚固连接的强度不足,出现拼装单元根部滑移,上部屋面防水开裂,瓦件掉落。
第二章 装配式木制戗角拼装节点改进对策分析研究
首先确定本次装配式木制戗角拼装节点的改造总目标分为三个方面: 一是解决木戗角在混凝土上节点连接改造、左右限位等问题,暨避免戗角在屋面瓦作施工的重量后,戗角前端施工受力后木制戗角滑移和抱箍的受力变形,避免因拼装节点的变形造成上部戗根开裂,破坏防水和砂浆保护层。二是改善在歇山、攒尖式建筑形势下拼装单元的老戗根部开裂影响屋面防水和质量观感的问题,防止因为拼装单元滑移变形的相关后续质量问题。解决拼装节点质量问题及破坏的后期影响、拼装节点改造的关键是对节点的破坏机理进行分析,找出形成问题的根源,并为拼装节点的改造和技术研究提供支持。
总体思路:分析收集原有资料、现场拼装实际操作,整理汇编现场问题和差异资料,采取对现有拼装节点的问题症结进行溯源追踪同时结合各节点的影响因素分析,提出木制戗角拼装方式改造的总体对策。总思路有:对现有的连接强度差、变形过大的戗角节点,通过分析研究,将拼装的节点进行利用改造,在整体的节点上增设连接件或者改变连接件的位置,发挥装配式拼装的优势。在原有拼装方式基本可以满足要求时只增加辅助连接,对于节点改造有影响的就采用新的节点技术改造这一改造的方向策略。
2.2木制戗角拼装节点改造改进措施
2.2.1木制装配式戗角在混凝土基层上拼装缺陷改造分析和措施
在混凝土基层上的木制拼装单元因为是木制结构单元和混凝土的弹性模量存在较大的差异,木制拼装单元在混凝土基层上会受气温变化、木材含水率变化、屋面盖瓦受力等因数影响,节点的受力对比安装时会有变化。需要增加拼装单元的刚度和连接是应对节点变形破坏和节点改造中核心问题。改造时考虑增加拼装连接的节点的刚度,尽可能的减小因拼装节点自身变形引起的相关问题。
(1)对于原有的抱箍固定的戗根的基础上改变思路,不采用后期膨胀螺栓打孔固定,从而避免在打孔过程中在混凝土钢筋处无法打孔、固定不足,或是打孔位置发生在结合层导致膨胀螺栓松动失去锚固力的可能性。改进方法:在屋面板浇筑前提前定位放线,将锚固用的螺杆预埋焊接在屋面板筋或是角梁主筋位置,从而可以保证连接的强度。
(2)在预埋戗角根部的预埋锚固螺栓的同时对木制戗角的本身刚度进行改良,在根部中间预埋钢板,钢板上做好打孔位置的预留好孔洞以便后期穿设螺杆。在螺杆穿设的位置开槽设置扁铁垫片,紧固螺丝设置在扁铁垫片之上。这样的施工做法可以有效的控制拼装单元的前端受力后的尾部的变形,同时也便于一次性吊装到位,减少原有抱箍形式安装的工程量。图2-1为采用双螺杆对穿连接的示例图。
(3)在处理完戗角的固定和锚固的同时,通过改变传统单一受力路径参考木结构加固规范和设计规范[3],在檐口位置甚至预埋钢板做到对木制单元的水平限位,预埋构件如图2-2;钢板预埋在混凝土基层上保证钢板预埋件的牢固,同时竖向钢板能有效的对拼装单元做到有限的水平位移,让节点拼装缝隙和变形能够有效控制。
通处理好戗角前端上图预埋件的安装,将木制拼装单元的老戗的前端进行固定在这个预埋件预埋的插口之中,然后在竖向钢板的预留孔洞里创设对穿螺杆来限制竖向移动,可以很好地防止拼装单元的水平和垂直方向位移,做到控制拼装单元的有限制位移和变形。
2.2.2木制装配式戗角在在转角桁条上拼装缺陷改造分析和措施
现在通行节点的拼装木戗角在木结构转角桁条节点之间的做法,往往就是对戗角的根部进行处理,增设蚂蟥搭和或者抱箍连接件的方式对根部进行固定,防止其向下滑落。但是在简单处理拼装节点后的效果仍然不理想,所以就需要再进一步的改进现有的拼装模式来更好控制节点变形。
(1)对于攒尖式建筑一般使用的方法是是用扁铁制作成一个圆形的抱箍,抱箍的尺寸要根据中间位置灯芯木的外径大小来确定,一般以刚好可以套入灯芯木。然后再将该抱箍的下端对应老戗的戗根焊对应根数的铁板,铁抱箍和铁板上都需要留设洞眼须,在组装完成位置确定后,会在留设洞眼的位置布设铁钉或者自攻螺丝来加固戗尾。攒尖顶灯芯木位置抱箍连接件的型号做充分调整,为了确保拼装单元的正常使用,将节点改进为增设对穿戗角戗根部位的螺杆连接,中间穿孔位置设置镀锌管,孔底做掏空处理,防止方形扁铁防止下滑变形;同时在灯芯木的位置设置上下双层抱箍连接件,共同受力。具体做法,详见图2-3


对于攒尖顶的抱箍在原有的单个基础作用的情况下增设戗角戗根的下部的抱箍连接件,与上部抱箍形成整体。在原有基础上增设一个扁铁抱箍在下部在扁铁上开孔,在戗根上开孔进行镀锌套管对穿螺杆锚固,这样的结构形式会更加的一体化。整个拼装单元都能有机地结合在一起,形成相互牵制的单元。
(2)为保证装配式拼装单元在安装后,在屋面施工的同时,屋面基层施工后屋面安装后受力下滑的限位,在戗角的与桁条交界的位置增设直榫,以增加对戗角拼装单元的滑动限位和受力。这样在转角桁条的位置施加了一个有限的水平限位,避免拼装单元整体下滑。

(3)在歇山建筑拼装单元根部搭设在转角桁条进行有效的连接,避免后期的整体位移,论文采用在檐柱位置增设插销或者将拼装单元通过对穿螺杆的方式进行一个固定连接,形成更好的拉力,控制后期施工后的变形。在同时保证装配式拼装单元在安装后,在屋面施工后能和木结构主体能有有限的连接,拼装单元能与原有木柱或桁条形成锚固,增加增加对戗角拼装单元的滑动限位和受力,可以有效的形成有机的整体。根据吕伟、高悦文、张锡成关于地震受力情况下的节点力学分析,通过钢结构辅助连接可以提升结构物和榫卯位置抗拔榫的能力[5]。

本文是在经过实际实际运用复核、同时借鉴了常规方法和原始拼装方法的不足,结合收集到的文字、图片资料和相关技术文献资料,在多方面的尝试以及实地试验使用后,选择了以上这些节点改良的方式,进行局部节点的性能的保证,做一个技术分析改良的总结。
主要技术改良改进总结如下:
(1)技术资料:在拼装节点的加工前进行技术分析,确定需要悬挑的长度后进行放样,确定老戗的规格尺寸。对各个悬挑长度统一规范,进行标准化的设定,并且详细记录在册,形成表格,让后期有据可查,有规可循,便于改进以后的标准化。
(2)节点形式创新:新做拼装节点在原有基础上单一的节点控制变化为多节点多方向维度的控制,以便更好地控制变形,保证质量。对单一的木结构进行改良,局部采用钢木结构来保证有效的刚度,控制合理的变形。
(3)加工检查创新:在平常制作拼装单元后,由单独的质检组装的班组进行组装放样以及复测,起到相互监管。针对加工问题进行集中汇编成册,形成质量控制点和加工精度控制点,进而保证后期现场组装的精度。
本章主要内容为木制戗角拼装单元的缺陷分析和改造对策,在对三种典型的拼装节点缺陷分别做了节点改造的对策分析和措施,在原有拼装节点的基础上增加或者改变节点方式来规避论文提及的三方面缺陷。主要得到以下几个结论:
(1)制定总体的改造对策:即在原有拼装方式基础上进行调整,对原有拼装单元的结构形式不做调整,而是只针对拼装单元之间或者拼装单元与相关构筑物连接之间的节点进行调整。调整主要以增加节点的辅助连接和改变拼装单元之间的连接形式为主。
(2)针对三种常见的主要的缺陷问题逐一进行分析和制定改造对策:
1)拼装单元在混凝土基层上通过预埋螺杆固定拼装单元尾部和前端设置预埋钢板限位的方式,来解决拼装单元尾部易受力变形和整体向下滑移的问题。
2)通过王超、杨勇、陈春超三位关于地震模型下榫卯节点受力和安全性的研究,增加榫卯结构有利于地震的进一步耗能,提高整体的安全性[6]。根据不同建筑形式对拼装单元存在的整体滑移和尾部开裂的问题,通过增加钢结构抱箍和对穿螺栓等形式进行加强强度,同时在檐柱桁条位置增加一个和拼装单元的水平限位直榫。
第三章 总结与展望
3.1结论
政府对木结构装配式建筑的日益重视,同时也因为古建筑传统施工技艺和施工人员匮乏的情况,促使古建筑行业也要提高部分节点预制装配式和现场拼装的工艺水平,这就对节点改造新提出了标准新要求,随着标准和要求的提高,原有简单的装配式节点不符合实际使用的新标准要求。原有节点存在诸如刚度小、变形大、接缝处空隙较大且无连接、戗角拼装后易发生滑移等不足,导致木制戗角拼装在现实使用中运用不多。基于自然环境治理要求,确保节材、节能的需要,对此类木制戗角的拼装节点的改造和推广运用对改善和节约技术人工和传承传统技艺意义重大,是今后戗角拼装节点改造后的关键。通过针对现实装配式拼装节点中发现的问题,对发现的问题的及时进行技术和管理的改进,具体研究及成果如下:
本文通过改变拼装单元原来尾部的抱箍固定形式采用双螺杆对穿固定,螺杆与主筋进行焊接,装配式效果明显,后期变形量极小。在拼装单元预埋钢板做前端的限位,拼装单元安装在钢板之间用螺杆连接,起到了很好地控制滑移的作用。经过上述两种拼装方式的改造很好地解决了木制戗角拼装单元在混凝土上的连接强度不足和滑移变形的问题。
本文通行的单一节点拼装改进为多方向多维度的拼装方式,对旧节点的思路加以利用和拓宽,充分发挥节点自身组合后的整体稳定性。新建的节点连接系统在考虑木材原有的连接方式的同时通过增加钢结构环形抱箍的方式来将所有的拼装单元进行连接借此提高整体拼装节点的稳定性。在转角位置的桁条上将拼装单元的尾部采用对穿式对拉螺杆的方式很好地将拼装单元进行固定,同时在拼装单元和檐柱位置设置直榫进行上下滑移的限位。
参 考 文 献
[1]梁思成.梁思成全集(第四卷)[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.185-188
[2]张十庆.古代建筑的设计技术及其比较-试论从《营造法式》至《工程做法》建筑设计技术的演变和发展[J].华中建筑,1999,17(4):92—98
[3]木结构设计规范(GB50005-2003)[S].北京:计划出版社. 2004
[4]古建筑木结构维护与加固技术规范(GB50165-92)[S].北京:机械工业出版社. 1993. [1] GB 50011-2010.《建筑抗震设计规范》(2016年局部修订)[S].2016
[5] 吕伟,淳庆. 江浙地区早期传统木构建筑典型榫卯节点受力性能试验研究[J]. 建筑科学, 2015, 31(3):50-56
[6]杨勇.多层木结构古建筑的抗震性能及破坏评估研究[D]:[硕士论文].西安建筑科技大学:西安,2015
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