CN105525763A

CN105525763A - 一种梁加固方法

Info

Publication number: CN105525763A
Application number: CN201510898439.5A
Authority: CN
Inventors: 熊学玉; 薛荣军
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2035-12-08
Also published as: CN105525763B

Abstract

本发明提出了一种梁加固方法，属于建筑修复技术领域。该梁加固方法选择用于置芯法加固梁的芯材；对所述芯材进行加固，加固后再采用所述芯材对梁进行置芯法加固。本发明对置芯法所采用的芯材进一步加固，增大了芯材的承载能力更加靠近原梁承载能力的可能性，扩大了材料的弹性范围，更加充分地利用高强材料，发挥材料特性；提高了极限承载力，减小了结构变形；延迟了芯材受拉区木材裂缝的出现，提高了延性；增强了钢混凝土梁的刚度。因而，本发明梁加固方法在满足结构构件的外部装饰不受到破坏和影响的前提下，能够使得芯材尽可能恢复到原梁的力学性能指标。

Description

一种梁加固方法

技术领域

本发明属于建筑修复技术领域，涉及一种加固方法，尤其是梁的加固方法。

背景技术

中国古代建筑绝大多数隶属于木结构建筑，这些古建筑由于长期受日晒雨淋，白蚁蛀蚀侵害，构件表面腐蚀老化，建筑的安全性在逐年降低。目前对古建筑木构件的加固修复一般都是采用更换整梁，或是对孔洞、裂缝进行灌浆填充。这些方法在一定程度上提高了古建筑的安全性，其不足之处在于更换梁柱前需要对建筑的梁柱进行卸载，存在安全隐患，且施工速度慢，造价高。另外更换过后构件的外观与原有部分存在明显差异，违背了具有文物价值古建筑“修旧如旧”的原则。

木结构建筑中梁、枋构件的腐蚀主要发生在构件的两端和上部位置，而靠近天井和门、廊处的梁构件普遍比建筑内部的梁构件破坏的更为严重，尤其是一些祠堂、府衙、庙宇等徽派建筑，年久失修，檐口位置多会存在漏雨、漏水等现象，导致梁构件外表完好，但髓心部分已腐烂的情况下的一种特殊破坏形态，而且这种现象也是较为普遍的。

对于木梁加固修复的方法技术，国内外都有大量的理论和试验分析，但基本上都是在原梁构件的表面直接粘贴钢、布材和嵌肋等加固方式，加固的目的是以提高被破坏试件的承载力或刚度是主要目标的加固技术，而且加固处理的方式是单向的、不可逆、不可二次加固的，并且对木梁的外观影响较大。大量的文献研究已证明，在木梁构件上直接粘贴钢材、布材和嵌肋等加固方式可以提高木梁的力学性能指标，但是这些加固方式基本都是一次性的，不具备可替代性，也不容易二次加固。这些缺点对于具有历史意义和文物价值的古建筑来讲是一个致命的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种容易进行二次加固且能够有效保护建筑物外观的木梁加固方法。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种梁加固方法，选择用于置芯法加固梁的芯材；对所述芯材进行加固，加固后再采用所述芯材对梁进行置芯法加固。

所述对芯材进行加固包括：在芯材的底部或者侧部进行加固。

采用CFRP板对所述芯材进行加固。

将CFRP板附贴在所述芯材的底部或者侧部。

或者，在所述芯材的底部植入筋以对所述芯材进行加固。

所述筋为CFRP筋或钢筋。

或者，采用镀锌钢板和CFRP板复合加固所述芯材。

将CFRP板附贴在所述芯材的底部或侧部；将镀锌钢板附贴在所述芯材的顶部或侧部。

或者，采用两块CFRP板对所述芯材进行加固。

两块CFRP板分别附贴在所述芯材的顶部和底部。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明梁加固方法能够采取在芯材底部粘贴CFRP布、CFRP板，植入钢筋、CFRP筋等方法对芯材进行加固，再使用该加固后的芯材以置芯法对梁进行加固。相比传统木梁构件的加固修缮技术来说，置芯法加固具有如下优点：(1)施工方便；(2)延迟木材裂缝出现；(3)提高木梁的延性；(4)充分利用高强材料；(5)弱化木节、虫洞等缺陷对木材受拉区的影响；(6)提高承载能力和正常状态使用性能；(7)保护文物原始表面彩绘；(8)具有可替代性、可更换性的加固技术。而本发明中对置芯法所采用的木材进一步加固，增大了芯材的承载能力更加靠近原梁承载能力的可能性，扩大了材料的弹性范围，更加充分地利用高强材料，发挥材料特性；提高了极限承载力，减小了结构变形；延迟了芯材受拉区木材裂缝的出现，提高了延性；增强了钢混凝土梁的刚度。综上所述，本发明梁加固方法在满足结构构件的外部装饰不受到破坏和影响的前提下，能够使得芯材尽可能恢复到原梁的力学性能指标。

附图说明

图1a是本发明第一实施例中采用CFRP板加固后的芯材的示意图；

图1b是本发明第一实施例中梁外壳的示意图；

图1c是采用本发明第一实施例中梁加固方法加固后的梁的示意图；

图2a是本发明第二实施例中采用植筋方式加固后的芯材的示意图；

图2b是本发明第二实施例中梁外壳的示意图；

图2c是采用本发明第二实施例中梁加固方法加固后的梁的示意图；

图3a是本发明第三实施例中采用镀锌钢板和CFRP板复合加固后的芯材的示意图；

图3b是本发明第三实施例中梁外壳的示意图；

图3c是采用本发明第三实施例中梁加固方法加固后的梁的示意图；

图4a是本发明第四实施例中采用CFRP板双筋加固后的芯材的示意图；

图4b是本发明第四实施例中梁外壳的示意图；

图4c是采用本发明第四实施例中梁加固方法加固后的梁的示意图。

附图中：1、芯材；2、梁外壳；3、CFRP板；4、筋；5、芯材；6、梁外壳；7、镀锌钢板；8、CFRP板；9、芯材；10、梁外壳；11、第一CFRP板；12、第二CFRP板；13、芯材；14、梁外壳。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

基于上述背景技术中提到的木梁的破坏形态，采用置芯法加固梁技术对古建筑进行修缮为一种合适的方法。古建筑中的梁的截面形状大多为圆形或类圆形，这种截面形式也为置芯法加固梁技术的实施提供了有利条件。置芯法加固梁技术是建立在芯材的承载力和正常使用性能能够满足原梁的所受荷载作用基础上的，然而单一的采用植入芯材的置芯法加固方式往往是不能满足构件安全性和适用性的要求的。本发明考虑到芯材的力学性能不能满足使用要求的情形，采取对芯材进一步加固的置芯法加固梁技术，从而提出了一种基于置芯法和芯材加固相结合的梁加固方法。该梁加固方法首先对芯材进行加固，然后采用该加固后的芯材对梁进行加固，芯材处于梁的受拉区中。

第一实施例中，该梁加固方法首先采用CFRP(碳纤维增强复合材料)板3对置芯法所采用的芯材1进行加固，CFRP板3附贴于芯材1的底部或者侧边处；之后，将该加固好的芯材1置于梁外壳2的受拉区中。图1a所示为本实施例中采用CFRP板加固后的芯材的示意图；图1b是待加固的梁外壳，其中空缺区域为梁的受拉区；图1c是采用本实施的方法加固后的梁的结构示意图。

第二实施例中，该梁加固方法首先将CFRP板或者普通钢筋4置入芯材5的底部对芯材5进行加固；之后，将该加固好的芯材5置于梁外壳6的受拉区中。图2a为本实施例中采用植筋方式加固后的芯材的示意图；图2b是本实施例中待加固的梁外壳，其中空缺区域为梁的受拉区；图2c是采用本实施例的方法加固后的梁的结构示意图。

第三实施例中，采用镀锌钢板和CFRP板复合加固芯材的方法对芯材进行加固。本实施例中，梁加固方法首先将镀锌钢板7附贴在芯材9的顶部，将CFRP板8附贴在芯材9的底部对芯材9进行加固；之后，将该加固好的芯材9置于梁外壳10的受拉区中。图3a为本实施例中采用镀锌钢板和CFRP板复合加固后的芯材的示意图；图3b是本实施例中待加固的梁外壳，其中空缺区域为梁的受拉区；图3c是采用本实施例的方法加固后的梁的结构示意图。本实施例中，镀锌钢板7附贴在芯材9的顶部；而在本发明中，其也可以附贴在芯材9的侧部。本实施例中，CFRP板8附贴在芯材9的底部；而在本发明中，其也可以附贴在芯材9的侧部。

第四实施例中，采用两块CFRP板双筋加固芯材的方法对芯材进行加固，这两块CFRP板分别为第一CFRP板和第二CFRP板。本实施例中，梁加固方法首先将第一CFRP板11附贴在芯材13的顶部，将第二CFRP板12附贴在芯材13的底部，以对芯材13进行加固；之后，将该加固好的芯材13置于梁外壳14的受拉区中。图4a为本实施例中采用两块CFRP板双筋加固后的芯材的示意图；图4b是本实施例中待加固的梁外壳，其中空缺区域为梁的受拉区；图4c是采用本实施例的方法加固后的梁的结构示意图。本实施例中，第一CFRP板11附贴在芯材13的顶部；而在本发明中，其也可以附贴在芯材13的侧部。本实施例中，第二CFRP板12附贴在芯材13的底部；而在本发明中，其也可以附贴在芯材13的侧部。

本发明梁加固方法能够采取在芯材底部粘贴CFRP布、CFRP板，植入钢筋、CFRP筋等方法对芯材进行加固，再使用该加固后的芯材以置芯法对梁进行加固。相比传统木梁构件的加固修缮技术来说，置芯法加固具有如下优点：(1)施工方便；(2)延迟木材裂缝出现；(3)提高木梁的延性；(4)充分利用高强材料；(5)弱化木节、虫洞等缺陷对木材受拉区的影响；(6)提高承载能力和正常状态使用性能；(7)保护文物原始表面彩绘；(8)具有可替代性、可更换性的加固技术。而本发明中对置芯法所采用的木材进一步加固，增大了芯材的承载能力更加靠近原梁承载能力的可能性，扩大了材料的弹性范围，更加充分地利用高强材料，发挥材料特性；提高了极限承载力，减小了结构变形；延迟了芯材受拉区木材裂缝的出现，提高了延性；增强了钢混凝土梁的刚度。综上所述，本发明梁加固方法在满足结构构件的外部装饰不受到破坏和影响的前提下，能够使得芯材尽可能恢复到原梁的力学性能指标。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种梁加固方法，其特征在于：选择用于置芯法加固梁的芯材；对所述芯材进行加固，加固后再采用所述芯材对梁进行置芯法加固。

2.根据权利要求1所述的梁加固方法，其特征在于：所述对芯材进行加固包括：在芯材的底部或者侧部进行加固。

3.根据权利要求1所述的梁加固方法，其特征在于：采用CFRP板对所述芯材进行加固。

4.根据权利要求3所述的梁加固方法，其特征在于：将CFRP板附贴在所述芯材的底部或者侧部。

5.根据权利要求1所述的梁加固方法，其特征在于：在所述芯材的底部植入筋以对所述芯材进行加固。

6.根据权利要求5所述的梁加固方法，其特征在于：所述筋为CFRP筋或钢筋。

7.根据权利要求1所述的梁加固方法，其特征在于：采用镀锌钢板和CFRP板复合加固所述芯材。

8.根据权利要求7所述的梁加固方法，其特征在于：将CFRP板附贴在所述芯材的底部或侧部；将镀锌钢板附贴在所述芯材的顶部或侧部。

9.根据权利要求1所述的梁加固方法，其特征在于：采用两块CFRP板对所述芯材进行加固。

10.根据权利要求9所述的梁加固方法，其特征在于：两块CFRP板分别附贴在所述芯材的顶部和底部。