专利名称：铝镁锰合金板斗栱及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种斗拱结构及其制作，特别是一种采用铝镁锰合金板制作的斗拱 结构。
背景技术：
目前，城市建筑的风格日益多样化，具有中国特色的仿古建筑及修缮的古建筑已 越来越多，斗拱作为中国古代建筑中特有的构件之一，是古代建筑物的柱与屋顶之间的过 渡部份，有着挑檐、传载、立面过渡、等级象征、装饰等多种功能，在新建仿古建筑及古建筑 的修缮必不可少。中国古代斗拱多为木质，但由于当今木材资源紧缺、且防腐效果差，已很 少使用；在现今仿古建筑中斗拱多由混凝土或铜制作，但混凝土与铜本身自重大，混凝土制 作铸模等工序复杂，铜则抗氧化能力差，均不是当今仿古斗拱制作的理想材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝镁锰合金板斗拱，要解决通过简单制造工艺制作逼真 耐腐的斗拱的技术问题；并解决新型斗拱的制作和安装问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种铝镁锰合金板斗拱，包括纵横交错咬合叠层的斗和拱，所述斗和拱均由铝镁锰合 金板冲压成薄壁空心构件，其中，斗构件的斗底中心开有通孔，其中一纵列斗构件的通孔内 竖直穿过一钢龙骨，钢龙骨至少有一主立杆，斗构件与钢龙骨固定连接，拱构件分成两段， 其下部嵌入斗口内，其内端由紧固件与钢龙骨连接。所述斗构件的通孔边缘和拱构件的内端边缘均有连接板，由该连接板和紧固件与 钢龙骨连接。所述连接板上开有连接孔，所述连接孔为圆孔、长圆孔或以上两者组合。所述拱构件的上面有一开口，开口上盖有一封口板，所述封口板的边缘连接有L 形板条，通过该板条与拱构件主体连接。所述斗构件和拱构件是由左右对称或不对称的两半构件通过紧固件拼合而成。所述钢龙骨的主立杆上连接有分支杆。所述斗拱是内檐斗拱、柱头科斗拱、角科斗拱、平身科头拱或平座斗拱。一种所述的铝镁锰合金板斗拱的制作方法，步骤如下 步骤一，根据斗拱跳数及斗构件和拱构件的形状制作钢龙骨； 步骤二，将焊接好的钢龙骨安装斗拱所在位置；
步骤三，根据斗拱结构中斗构件和拱构件的造型，对斗构件和拱构件进行定型尺寸的 开模；
步骤四，按照步骤二所做模具在铝镁锰合金板上进行冲压、弯折；
步骤五，根据连接需要，确定连接板的数目，并在连接板和L形板条底面冲连接孔；
步骤六，再根据连接设计，在斗构件的通孔边缘和拱构件的内端边缘焊接连接板；步骤七，打磨斗构件和拱构件的外表面； 步骤八，对斗构件和拱构件的外表面氧化处理及喷漆；
步骤九，将斗构件和拱构件通过紧固件与钢龙骨连接，斗和拱纵横交错咬合叠层形成 上大下小的斗拱结构。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果 首先，本斗拱由于外部采用铝镁锰合金板制作加工，内部采用钢结构龙骨支撑，斗拱整 体稳定性好，并具有强度高、耐腐蚀、抗氧化、重量轻及仿古效果好等特点，
其次，由于铝镁锰合金板本身抗腐蚀能力强，且其外表面进行了氧化处理及喷漆处理， 可以保证斗拱的使用寿命持续50年以上，同时减少传统古建筑的频繁补漆维修；减低了后 期维修费用。最后，由于合金板制作的斗拱构件全部在工厂内加工完成，运至现场直接安装，也 可有效缩短施工工期。本发明克服了传统斗拱构件材料短缺，耐腐蚀性差自重大工艺复杂等缺点，解决 了采用标准构件通过机械化加工一次冲压成型的制作的高强耐腐轻质铝镁锰合金板及其 安装的技术问题。本发明可广泛应用于新建仿古建筑的斗拱结构及古建筑的修缮斗拱结构的制作 和安装。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1是栌斗结构示意图。图2是交叉斗结构示意图。图3是昂下交叉斗结构示意图。图4是骑昂交叉斗结构示意图。图5是慢上边斗结构示意图。图6是骑昂齐心斗结构示意图。图7是昂上交叉斗结构示意图。图8是昂上边斗结构示意图。图9是骑昂交叉斗结构示意图。图10是昂上齐心斗结构示意图。图11是外檐昂上边斗结构示意图。图12是单层华拱结构示意图。图13是昂下华拱结构示意图。图14是泥道慢拱结构示意图。图15是内檐令拱结构示意图。图16是外檐令拱结构示意图。图17是第二跳下昂身结构示意图。图18是底层下昂角结构示意图。图19是第二跳下昂角结构示意图。
图20是外檐耍头结构示意图。图21是昂下华拱安装连接示意图。图22是图21A处详图。图23是下昂身安装示意图(一)。图24是下昂身安装示意图(二)。图25是钢龙骨结构示意图。图26是斗拱组装主视图。图27是图26的前视图。图28是图26的仰视图。附图标记1 一栌斗、2 —单层华拱、3 —交叉斗、4 一昂下华拱、5 —底层下昂身、 6 一昂下交叉斗、7 —泥道慢拱、8 —第二跳下昂身、9 一骑昂交叉斗、10 —慢上边斗、11 -底层下昂角、12 —骑昂齐心斗、13 —内檐令拱、14 一第二跳下昂角、15 —昂上交叉斗、16 — 昂上边斗、17 —骑昂交叉斗、18 —外檐耍头、19 一外檐令拱、20 —昂上齐心斗、21 —外檐昂 上边斗、22 —钢龙骨、22. 1 一主立杆、22. 2 一拱支撑杆、22. 3 一底层下昂身支撑杆、22. 4 一 底层下昂角支撑杆、22. 5 一第二跳下昂身支撑杆、22. 6 一第二跳下昂角支撑杆、22. 7 一耍 头角支撑杆、22. 8 一骑昂斗芯块、22. 9 一内次立杆、22. 10 一外次立杆、22. 11 一耍头身支撑 杆、23 —连接孔、24 - L型板条、25 —板内折叠刨槽、26 —连接板、27 —通孔、28 — L型槽 板、29-斗腰斗底槽板、30 —封口板。
具体实施例方式实施例参见图26 28所示，一种铝镁锰合金板斗拱，包括纵横交错咬合叠层的斗 和拱，所述斗和拱均由铝镁锰合金板冲压成薄壁空心构件，其中，斗构件的斗底中心开有通 孔27，其中一纵列斗构件的通孔内竖直穿过一钢龙骨22，钢龙骨22至少有一主立杆22. 1， 斗构件与钢龙骨22固定连接，拱构件分成两段，其下部嵌入斗口内，其内端由紧固件与钢 龙骨22连接。一种位于檐口下结构柱的顶端的斗拱，由拱构件、斗构件和昂构件组成，还包 括钢龙骨22，所述钢龙骨的主立杆上连接有分支杆。所述分支杆包括内次立杆22. 9，外次 立杆22. 10、拱支撑杆22. 2、昂支撑杆和斗芯块22. 8，昂支撑杆包括耍头支撑杆和至少一根 下昂支撑杆，耍头支撑杆由耍头角支撑杆22. 7和耍头身支撑杆22. 11组成，每根昂支撑杆 由下昂身支撑杆和下昂角支撑杆组成，主立杆22. 1与结构柱平行，其外侧面自下而上依次 焊接有拱支撑杆22. 2和下昂身支撑杆，拱支撑杆22. 2与主立杆垂直，下昂支撑杆与主立杆 斜交，拱支撑杆22. 2的自由端顶面支撑有内次立杆22. 9，内次立杆22. 9与主立杆平行；内 次立杆22. 9的一面紧贴下昂身的自由端，另一侧连接下昂角支撑杆，最上面一根下昂角支 撑杆的上表面连接有耍头支撑杆，耍头支撑杆与拱支撑杆22. 2平行，外次立杆22. 10与内 次立杆22. 9平行，底面紧贴最上面一根下昂角支撑杆的上表面，并夹在耍头角支撑杆22. 7 和耍头身支撑杆22. 11之间；
相邻两下昂角支撑之间焊接有骑昂斗芯块22. 8 ；
所述斗构件由主体结构和槽板组装组成，主体结构为铝镁锰合金板一次冲压而成空心 构件，槽板为铝镁锰合金板弯折而成，其侧面开有连接孔23 ；主体结构与槽板连接位置的 也开有与槽板连接孔对应的连接孔23 ；所述拱构件由主体结构、封口板和L型板条组成，主体结构由铝镁锰合金板一次冲压 而成的半弓形空心构件；封口板为铝镁锰合金板，L型板条由铝镁锰合金板弯折而成，L型 板条的底边上开有连接孔23 ； 所述昂构件包括下昂身、下昂角和外檐耍头，下昂身、下昂角和外檐耍头均由主体结 构、封口板和L型板条组成，主体结构为铝镁锰合金板一次冲压而成的空心构件，封口板为 铝镁锰合金板，L型板条由铝镁锰合金板弯折而成，L型板条的底边上开有连接孔23 ；
所述斗构件、拱构件和昂构件套在钢龙骨相应位置，且拱构件顶端坐斗构件，斗构件开 口安拱构件，昂构件上骑斗构件，逐层纵横交错叠加，形成上大下小的斗拱结构。所述斗构 件和拱构件是由左右对称或不对称的两半构件通过紧固件拼合而成。所述斗构件包括栌斗1、交叉斗3、昂下交叉斗6、骑昂交叉斗9、慢上边斗10、骑昂 齐心斗12、昂上交叉斗15、昂上边斗16、骑昂交叉斗17、昂上齐心斗20、外檐昂上边斗21， 参见图1 图11，所述栌斗1、交叉斗3、慢上边斗10和昂上边斗16的斗底底板上焊接有 底连接板，底连接板上开有连接孔23 ；所述栌斗1为为半个长方体，其顶面和一边开有槽状 开口 ；所述交叉斗3、慢上边斗10、骑昂齐心斗12、昂上交叉斗15、昂上边斗16、昂上齐心斗 20、外檐昂上边斗21为槽状，其中骑昂齐心斗12的一端开口端通过螺栓连接有斗腰斗底槽 板29，昂上交叉斗15 —侧的槽帮上开有槽口，槽口处通过螺栓连接有L型槽板28，昂上齐 心斗20 —侧的槽帮上开有槽口，槽口处通过螺栓连接有斗腰斗底槽板29 ；所述昂下交叉斗 6、骑昂交叉斗9、骑昂交叉斗17为倒桌状，在其中一边开有槽口，其中昂下交叉斗6的槽口 处通过螺栓连接有斗腰斗底槽板29，骑昂交叉斗17的槽口处通过螺栓连接有L型槽板28。所述拱构件包括单层华拱2、昂下华拱4、泥道慢拱7、内檐令拱13、外檐令拱19，参 见图12 图16，所述拱构件的上面有一开口，开口上盖有一封口板30，所述封口板30的边 缘连接有L形板条24，通过该板条与拱构件主体连接。所述拱构件主体结构的竖直端面焊接有侧连接板，侧连接板上开有连接孔23。所述昂构件包括底层下昂身5、第二跳下昂身8、底层下昂角11、第二跳下昂角14、 外檐耍头18，参见图17 图20，其中底层下昂身5和第二跳下昂身8的结构示意图均为图 17，两构件只是位置不同，结构形式完全相同。所述下昂身的主体结构为长方体、下昂角的 主体结构为一端的楔形的长方体，外檐耍头的主体结构为楔形端部平直的楔形的长方体。所述连接孔23为圆形、长圆形或以上两者组合。所述斗拱是内檐斗拱、柱头科斗拱、角科斗拱、平身科头拱或平座斗拱。所述紧固件为所述紧固件是螺钉、铆钉、螺栓或销。所述的铝镁锰合金板斗拱的制作方法，参见图21 24及图26 28，其步骤如下 步骤一，根据斗拱跳数及斗构件、拱构件和昂构件的形状制作钢龙骨；先分别制作钢龙
骨的构件主立杆22. 1、内次立杆22. 9，外次立杆22. 10，拱支撑杆22. 2、昂支撑杆和斗芯块 22. 8，在主立杆22. 1外侧面自下而上依次焊接拱支撑杆22. 2和下昂身支撑杆在拱支撑杆 22. 2的自由端顶面焊接内次立杆22. 9，在内次立杆22. 9的另一侧焊接下昂角支撑杆，在最 上面一根下昂角支撑杆的上表面焊接耍头身支撑杆22. 11，相邻两下昂角支撑之间焊接斗 芯块22. 8，紧贴耍头身支撑杆22. 11自由端面在最上面一根下昂角支撑杆的上表面焊接外 次立杆22. 10，在外次立杆22. 10另一侧面焊接耍头角支撑杆22. 7 ； 步骤二，将焊接好的钢龙骨安装到相应位置；步骤三，根据斗拱结构中斗构件、拱构件及昂构件的造型，进行对斗构件、拱构件及昂 构件进行定型尺寸的开模； 步骤四，按照步骤二所做模具在铝镁锰合金板上进行冲压、弯折； 步骤五，根据连接需要，确定连接板的数目，并在连接板和L形板条24冲连接孔23 ； 步骤六，在斗构件的通孔边缘和拱构件的内端边缘焊接连接板26 ； 步骤七，打磨斗构件、拱构件及昂构件的外表面； 步骤八，对斗构件、拱构件及昂构件的外表面氧化处理及喷漆； 步骤九，首先将栌斗1与钢龙骨的主立杆用紧固件连接固定，然后安装，单层华拱2的 端部与钢龙骨的主立杆用紧固件连接，再安装交叉斗3，交叉斗3用紧固件与单层华拱2固 定连接；然后依次安装拱构件外伸端安装斗构件，斗构件上坐拱构件，拱构件和斗构件逐层 纵横交错叠加依次安装昂下华拱4、昂下交叉斗6、底层下昂身5，其中底层下昂身5内预留 板内折叠刨槽25包裹钢龙骨，昂下华拱4和底层下昂身5内部均采用L型板条对构件内侧 进行勾边固定，L型板条采用紧固件与与钢龙骨22进行固定；安装昂下交叉斗6时，背部采 用封口板包裹钢龙骨22，封口板两侧预留螺丝孔与昂下交叉斗6固定；然后再按序号依次 由底向上安装泥道慢拱7、第二跳下昂身8、骑昂交叉斗9、慢上边斗10、底层下昂角11、骑昂 齐心斗12、内檐令拱13、第二跳下昂角14、昂上交叉斗15、昂上边斗16、骑昂交叉斗17、夕卜 檐耍头18、外檐令拱19、昂上齐心斗20、外檐昂上边斗21，上述带连接板构件通过预留连接 孔23与钢龙骨或下层的构件进行固定，其中第二跳下昂身8、底层下昂角11、第二跳下昂角 14与底层下昂身5的安装方式相同。上述步骤九所述，其中单层华拱2并套在拱支撑杆22. 2上，底层下昂身5、第二跳 下昂身8、底层下昂角11、第二跳下昂角14、外檐耍头18分别套在底层下昂身支撑杆22. 3、 第二跳下昂身支撑杆22. 5、底层下昂角支撑杆22. 4、第二跳下昂角支撑杆22. 6、耍头支撑 杆22. 7上，骑昂齐心斗12扣在斗芯块22. 8上。本发明的斗拱内部有钢龙骨，钢龙骨采用一次性焊接成型，斗拱构件根据具体的 设计尺寸采用铝镁锰合金板进行定型加工，并在合金板表面可根据仿古建筑的设计特点喷 涂不同颜色的外表面氧化处理及喷漆从而提高斗拱的耐久性。铝镁锰合金板制作的斗拱构 件之间可以采用紧固件锚接、相互扣接、局部结构胶粘接等形式连接。
权利要求
一种铝镁锰合金板斗栱，包括纵横交错咬合叠层的斗和栱，其特征在于所述斗和栱均由铝镁锰合金板冲压成薄壁空心构件，其中，斗构件的斗底中心开有通孔(27)，其中一纵列斗构件的通孔内竖直穿过一钢龙骨(22)，钢龙骨(22)至少有一主立杆(22.1)，斗构件与钢龙骨(22)固定连接，栱构件分成两段，其下部嵌入斗口内，其内端由紧固件与钢龙骨(22)连接。
2.根据权利要求1所述的铝镁锰合金板斗拱，其特征在于所述斗构件的通孔边缘和 拱构件的内端边缘均有连接板(26)，由该连接板和紧固件与钢龙骨连接。
3.根据权利要求2所述的铝镁锰合金板斗拱，其特征在于所述连接板上开有连接孔(23)，所述连接孔(23)为圆孔、长圆孔或以上两者组合。
4.根据权利要求1所述的铝镁锰合金板斗拱，其特征在于所述拱构件的上面有一开 口，开口上盖有一封口板(30 )，所述封口板(30 )的边缘连接有L形板条(24 )，通过该板条与 拱构件主体连接。
5.根据权利要求1所述的铝镁锰合金板斗拱，其特征在于所述斗构件和拱构件是由 左右对称或不对称的两半构件通过紧固件拼合而成。
6.根据权利要求1所述的铝镁锰合金板斗拱，其特征在于所述钢龙骨的主立杆上连 接有分支杆。
7.根据权利要求1所述的铝镁锰合金板斗拱，其特征在于所述斗拱是内檐斗拱、柱头 科斗拱、角科斗拱、平身科头拱或平座斗拱。
8.一种根据权利要求1 7任意一项所述的铝镁锰合金板斗拱的制作方法，其特征在 于步骤如下步骤一，根据斗拱跳数及斗构件和拱构件的形状制作钢龙骨；步骤二，将焊接好的钢龙骨安装斗拱所在位置；步骤三，根据斗拱结构中斗构件和拱构件的造型，对斗构件和拱构件进行定型尺寸的 开模；步骤四，按照步骤二所做模具在铝镁锰合金板上进行冲压、弯折； 步骤五，根据连接需要，确定连接板的数目，并在连接板和L形板条(24)底面冲连接孔 (23)；步骤六，再根据连接设计，在斗构件的通孔边缘和拱构件的内端边缘焊接连接板(26); 步骤七，打磨斗构件和拱构件的外表面； 步骤八，对斗构件和拱构件的外表面氧化处理及喷漆；步骤九，将斗构件和拱构件通过紧固件与钢龙骨连接，斗和拱纵横交错咬合叠层形成 上大下小的斗拱结构。
全文摘要
本发明涉及一种铝镁锰合金板斗栱及其制作方法，包括纵横交错咬合叠层的斗和栱，所述斗和栱均由铝镁锰合金板冲压成薄壁空心构件，其中，斗构件的斗底中心开有通孔，其中一纵列斗构件的通孔内竖直穿过一钢龙骨，钢龙骨至少有一主立杆，斗构件与钢龙骨固定连接，栱构件分成两段，其下部嵌入斗口内，其内端由紧固件与钢龙骨连接。斗栱拼装后仿古效果不仅满足设计要求，同时具有荷载轻、耐腐蚀及抗氧化能力强、安装简便等特点，并可有效地提高构件的使用寿命。可广泛应用于古建筑的修复和新建仿古建筑的斗栱结构。
文档编号E04B1/08GK101886429SQ201010251989
公开日2010年11月17日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者丁亮进, 彭明祥, 王宏旭, 苏微, 霍志宏, 马哲刚 申请人:中国建筑股份有限公司