本申請涉及牌樓抗風(fēng)抗震的，尤其是涉及仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、古建筑牌樓從材料上劃分，有木牌樓、石牌樓等。其中的木牌樓形式多樣，布局靈活，造型華麗，現(xiàn)代常被模仿建造。但由于牌樓的造型特點(diǎn)，不論主梁柱采用何種材料，其上部的斗拱和屋面部分，常采用與古代牌樓相同的材料和做法，這樣做易于達(dá)到牌樓的形象要求。

2、從力學(xué)角度分析，牌樓上部有重力產(chǎn)生的豎向荷載，有風(fēng)力和地震產(chǎn)生的水平荷載。傳統(tǒng)的牌樓上部構(gòu)造做法中，在屋面和主梁柱之間沒有硬性連接的構(gòu)件，只有斗拱坐落在主梁上。上部的重力荷載由此傳遞給主梁。而水平荷載產(chǎn)生的傾覆彎矩不能通過該構(gòu)造來抵抗。傳統(tǒng)的牌樓做法是設(shè)置斜拉的挺鉤，把作用到屋面上的水平力轉(zhuǎn)化為挺鉤的拉壓力而傳遞到下部主梁。

3、傳統(tǒng)做法中的挺鉤是鋼構(gòu)件，檁條和主梁是木構(gòu)件，把鋼拉環(huán)嵌入木構(gòu)件中，挺鉤通過鋼拉環(huán)連接屋面與主梁，構(gòu)成三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由于木材的材料特點(diǎn)，隨著時(shí)間的推移而產(chǎn)生收縮，使得鋼木之間的連接逐漸松動(dòng)，且斗拱木材的收縮也使得構(gòu)件之間的空隙加大，在風(fēng)力的往復(fù)作用下，牌樓上部的屋面就會(huì)產(chǎn)生搖擺震動(dòng)，而震動(dòng)又會(huì)加劇鋼木連接點(diǎn)的松動(dòng)。久而久之，鋼件就會(huì)從木件中拔出。穩(wěn)固的三角形解體了，牌樓的上部就會(huì)有傾覆掉落的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提高牌樓斗拱的牢固性，本申請?zhí)峁┓鹿沤ㄖ茦卿撃窘M合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)。

2、本申請?zhí)峁┓鹿沤ㄖ茦卿撃窘M合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：

3、仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，安裝于牌樓的斗拱上，包括鋼柱和鋼梁，所述鋼柱貫穿斗拱中部位置后的上端和所述鋼梁固定連接，所述鋼梁的兩端均與正心桁連接，所述鋼柱依次穿過大斗、正心瓜拱、華拱、以及慢拱，所述鋼柱長度方向分段設(shè)置不同尺寸外徑，位于大斗內(nèi)的鋼柱外徑尺寸最小，位于慢拱內(nèi)的鋼柱外徑尺寸最大。

4、通過采用上述技術(shù)方案，通過鋼柱和鋼梁的組合，有效增強(qiáng)了斗拱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。鋼柱的安裝可以抵抗水平載荷產(chǎn)生的傾覆彎矩，鋼柱貫穿斗拱的關(guān)鍵位置并與鋼梁連接，不僅提高了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還通過分段設(shè)置不同尺寸外徑的鋼柱，確保了與木質(zhì)構(gòu)件的緊密配合，使鋼柱和同一個(gè)木質(zhì)構(gòu)件不同方向的側(cè)壁均形成貼合關(guān)系，也能夠進(jìn)一步確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了抗震抗風(fēng)能力。此外，這種設(shè)計(jì)還保留了仿古建筑的外觀，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術(shù)的完美結(jié)合。

5、可選的，慢拱和華拱之間留有間距，系統(tǒng)還包括安裝于慢拱和華拱之間的連接座，所述連接座的上端面和慢拱下表面貼合，所述連接座下端面和華拱上表面貼合，所述連接座和所述鋼柱之間連接有連接件。

6、通過采用上述技術(shù)方案，在慢拱和華拱之間增設(shè)連接座，并通過連接件與鋼柱連接，進(jìn)一步加固了斗拱結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)能夠有效分散風(fēng)力或地震力，減少結(jié)構(gòu)變形，提高整體穩(wěn)定性。同時(shí)，連接座與木質(zhì)構(gòu)件的貼合設(shè)計(jì)，也增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性和美觀性。

7、可選的，所述連接件為連桿，所述連桿貫穿所述連接座和所述鋼柱插接固定。

8、通過采用上述技術(shù)方案，采用連桿作為連接件，通過插接固定方式連接連接座和鋼柱，不僅簡化了安裝過程，還提高了連接的可靠性和靈活性。這種設(shè)計(jì)能夠在一定程度上適應(yīng)結(jié)構(gòu)變形，減少應(yīng)力集中，從而延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。

9、可選的，所述連桿包括第一桿和第二桿，所述第二桿的端部開設(shè)有凹槽，所述凹槽貫穿所述第二桿的周側(cè)，所述第一桿插接于凹槽內(nèi)，所述連接座內(nèi)周側(cè)壁貼合于所述鋼柱外側(cè)壁上，所述連接座開設(shè)有連接孔，所述連接座內(nèi)周側(cè)部開設(shè)有缺槽，所述連接孔和所述缺槽連通，所述第一桿插接于鋼柱時(shí)，所述鋼柱為圓柱狀，所述鋼柱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所述第二桿轉(zhuǎn)入所述缺槽內(nèi)。

10、通過采用上述技術(shù)方案，連桿分為第一桿和第二桿，通過凹槽和插接方式連接，使得連桿在鋼柱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整位置，確保連接的穩(wěn)定性。同時(shí)，連接座內(nèi)的缺槽設(shè)計(jì)，為連桿提供了額外的活動(dòng)空間，第一桿可以進(jìn)入缺槽內(nèi)，使第一桿不能輕易脫離連接座和鋼柱，進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性和抗震抗風(fēng)能力。

11、可選的，所述鋼柱為中空結(jié)構(gòu)，所述鋼柱外周側(cè)開設(shè)有環(huán)槽，所述環(huán)槽和所述鋼柱中空內(nèi)部連通，所述環(huán)槽內(nèi)具有填充物。

12、通過采用上述技術(shù)方案，鋼柱采用中空結(jié)構(gòu)，并在外周側(cè)開設(shè)環(huán)槽，增加了結(jié)構(gòu)的輕量化和剛度。環(huán)槽內(nèi)的填充物能夠進(jìn)一步提高鋼柱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

13、可選的，所述鋼柱頂部連接有安裝柱，所述安裝柱和所述鋼梁固定連接。

14、通過采用上述技術(shù)方案，在鋼柱頂部增設(shè)安裝柱，并與鋼梁固定連接，增強(qiáng)了斗拱頂部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這種設(shè)計(jì)能夠更好地承受上部荷載，減少結(jié)構(gòu)變形，提高整體安全性。

15、可選的，所述安裝柱相對的兩側(cè)均滑動(dòng)安裝有滑塊，所述滑塊和所述鋼梁固定連接。

16、通過采用上述技術(shù)方案，在安裝柱上滑動(dòng)安裝滑塊，并與鋼梁固定連接，實(shí)現(xiàn)了鋼梁與安裝柱之間的可調(diào)節(jié)連接。這種設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)不同安裝條件下的微小誤差，確保連接的緊密性和穩(wěn)定性。

17、可選的，所述滑塊和所述鋼梁連接的一面為弧面。

18、通過采用上述技術(shù)方案，滑塊的弧面設(shè)計(jì)也減少了與鋼梁之間的摩擦，限制鋼梁水平方向的位移，延長了使用壽命。

19、綜上，本申請包括以下至少一種有益效果：

20、1.通過鋼柱、鋼梁和連接座等部件的組合設(shè)計(jì)，顯著提高了仿古建筑牌樓斗拱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增強(qiáng)了抗震抗風(fēng)能力；

21、2.采用可調(diào)節(jié)連接方式和特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如連桿的凹槽插接、鋼柱的環(huán)槽填充等），使得系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的安裝條件和外部環(huán)境變化，提高了整體適應(yīng)性和耐久性；

22、3.在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)性能的同時(shí)，保留了仿古建筑的外觀特色，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術(shù)的完美融合，提升了建筑的文化價(jià)值和觀賞性。

技術(shù)特征：

1.仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于：安裝于牌樓的斗拱（30）上，包括鋼柱（10）和鋼梁（20），所述鋼柱（10）貫穿斗拱（30）中部位置后的上端和所述鋼梁（20）固定連接，所述鋼梁（20）的兩端均與正心桁（35）連接，所述鋼柱（10）依次穿過大斗（31）、正心瓜拱（32）、華拱（33）、以及慢拱（34），所述鋼柱（10）長度方向分段設(shè)置不同尺寸外徑，位于大斗（31）內(nèi)的鋼柱（10）外徑尺寸最小，位于慢拱（34）內(nèi)的鋼柱（10）外徑尺寸最大。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于：慢拱（34）和華拱（33）之間留有間距，系統(tǒng)還包括安裝于慢拱（34）和華拱（33）之間的連接座（40），所述連接座（40）的上端面和慢拱（34）下表面貼合，所述連接座（40）下端面和華拱（33）上表面貼合，所述連接座（40）和所述鋼柱（10）之間連接有連接件（50）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2的仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于：所述連接件（50）為連桿，所述連桿貫穿所述連接座（40）和所述鋼柱（10）插接固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3的仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于：所述連桿包括第一桿（51）和第二桿（52），所述第二桿（52）的端部開設(shè)有凹槽（521），所述凹槽（521）貫穿所述第二桿（52）的周側(cè)，所述第一桿（51）插接于凹槽（521）內(nèi)，所述連接座（40）內(nèi)周側(cè)壁貼合于所述鋼柱（10）外側(cè)壁上，所述連接座（40）開設(shè)有連接孔（41），所述連接座（40）內(nèi)周側(cè)部開設(shè)有缺槽（42），所述連接孔（41）和所述缺槽（42）連通，所述第一桿（51）插接于鋼柱（10）時(shí)，所述鋼柱（10）為圓柱狀，所述鋼柱（10）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所述第二桿（52）轉(zhuǎn)入所述缺槽（42）內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4的仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于：所述鋼柱（10）為中空結(jié)構(gòu)，所述鋼柱（10）外周側(cè)開設(shè)有環(huán)槽（17），所述環(huán)槽（17）和所述鋼柱（10）中空內(nèi)部連通，所述環(huán)槽（17）內(nèi)具有填充物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1的仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于：所述鋼柱（10）頂部連接有安裝柱（14），所述安裝柱（14）和所述鋼梁（20）固定連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6的仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于：所述安裝柱（14）相對的兩側(cè)均滑動(dòng)安裝有滑塊（15），所述滑塊（15）和所述鋼梁（20）固定連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7的仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于：所述滑塊（15）和所述鋼梁（20）連接的一面為弧面。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及牌樓抗風(fēng)抗震的技術(shù)領(lǐng)域，公開了仿古建筑牌樓鋼木組合斗拱抗震抗風(fēng)系統(tǒng)，包括鋼柱和鋼梁，所述鋼柱貫穿斗拱中部位置后的上端和所述鋼梁固定連接，所述鋼梁的兩端均與正心桁連接，所述鋼柱依次穿過大斗、正心瓜拱、華拱、以及慢拱，所述鋼柱長度方向分段設(shè)置不同尺寸外徑，位于大斗內(nèi)的鋼柱外徑尺寸最小，位于慢拱內(nèi)的鋼柱外徑尺寸最大。本申請能夠能夠進(jìn)一步確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了抗震抗風(fēng)能力。

技術(shù)研發(fā)人員：李科,霍鵬,王初旭,王雪茹,張穎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京市園林古建設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9