CN113863709B - 一种藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法,涉及房屋建造技术领域，包括至少一个木柱，每个木柱下端均设有凸榫；还包括植入到墙体内的第一锚筋和钻设在墙体顶部的榫槽，且凸榫植入在榫槽内，第一锚筋与木柱或凸榫固定。本发明通过在不改变原建筑风貌的前提下，对原建筑进行增层改造，使碉房既有结构与增层结构形成有机整体共同承载，有效解决既有建筑面积不足的问题，提供了一个可供家庭聚会、晾晒等功能的大空间。

Description

一种藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法

技术领域

本发明涉及房屋建造技术领域，具体而言，涉及一种藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，尤其适用于顶部所做的加层为木构架结构形式。

背景技术

长期以来，由于环境变迁、风雨侵蚀及各种社会因素干扰等原因，我国大部分古建筑中的砌体都有不同程度的带有倾斜、裂缝、酥碱、空鼓等病害，严重威胁着古建筑的长久安全。但长期以来，随着环境变迁，风雨侵蚀，甚至一些人为的破坏，很多古建筑中的砖石类墙体都伴有不同程度的损伤、残坏甚至坍塌。藏羌建筑碉房群体非同于一般建筑，其背后所承载的历史与意义重大。为了将藏羌建筑碉房中蕴含的历史和人文内涵进行完整的传承与表达，通过正确的方式方法对古建筑进行修缮加固、为提高使用功能进行必备的改造势在必行。

其中，增层改造是较常见的功能提高方式，在对其进行改造时，需预先进行必备的局部加强，对增层改造的受集中力作用处也需进行必备的加固。当需要满足其结构补强要求时，更要结合古建筑修缮“修旧如旧”，基本原则，保持外立面风格一致，不能破坏构件本身的文物价值。

通过对现有加固受损碉房生土石砌墙体破坏模式分析发现，砌体受力时应力状态较复杂，而造成砌块破坏主要原因主要是，在受压状态下，由于砌体表面不平整和灰缝厚度与密实度不均匀，对单个砌块受力不均匀，使砌块上下两面所承受力不能互相对应，砌块内部产生弯曲应力和剪应力。碉房历经百年，由于建造时砌体强度不高，且频繁受到暴风雨袭击及温湿度的变化、基础沉降等都会造成石砌墙体破损，而这些残损都会降低结构整体承载能力，导致结构在地震作用下发生局部破坏，甚至连续性倒塌，故增层改造时高效实用的局部加固方法是首要解决的重要问题。

随着近年建筑物的增层改造技术迅速发展，较常见的有：砖混房屋直接增层方案、多层内框架结构房屋直接增层方案、多层全框架结构房屋直接增层方案、底层全框架结构房屋直接增层方案、外套结构增层方案、外扩连接式或内设剪力墙方案、架设内柱式外套框架增层方案等。但这些方法很难直接用于藏羌古建石砌结构增层改造中，需要进行适宜性技术改变，才能保证古建石砌建筑增层改造安全。

申请号为CN201320407690.3的实用新型专利中公开了一种既有建筑直接增层基础结构，其中抬墙梁穿过既有建筑的原地圈梁下，支撑于原条形基础两侧新增的基础连续梁上，再传给人工挖孔灌注桩；其深度根据上部增加荷载及地基土层情况，通过计算具体确定，人工挖孔灌注桩的平面位置，尽量靠近原基础，保证桩与原基础能够共同承担上部荷载，同时可将内侧人工挖孔桩作为柱，进行地下增层。此种增层基础结构使基础的强度、刚度及稳定性都有了很大程度提高，可满足既有建筑增层需要，但该技术仅适用于原建筑设置有圈梁的情况，很多古建及历史建筑没有圈梁来提高结构整体工作性能。

申请号为CN201820416873.4的实用新型专利中公开了一种旧楼加固增层改造结构，其技术要点为旧楼首层的外墙、内墙及楼板均喷射混凝土加固，加固层中设置有锚筋，锚筋远离墙体的一端固定在与其轴线相垂直的钢板上；钢板之间设置有连接杆，其端部开设有与钢板厚度适配的连接槽；旧楼顶层增建一层安置房，但旧楼加固增层改造后方便人员安置。但该技术并没有说明建筑顶层增建安置房与底部承重墙体的具体施工措施，而此恰为增层改造的技术关键。

申请号为CN201921785150.2的实用新型专利中公开了一种旧楼房异形楼顶可拆卸加固的增层改造结构，包括竖梁、圈梁和新增楼顶，竖梁竖直分布于旧楼房四周，其底部埋于独立地基中，圈梁与竖梁通过螺栓固定连接；新增楼顶固定于旧楼房的顶部，旧楼房异形楼顶可拆卸加固的增层改造结构，根据不同的异形房顶，局部增加不同的空间结构，保持了原建筑物风貌，施工安装方便，不影响老旧建筑的使用和结构，独立空间的独特设计不会破坏原相邻建筑物的采光，同时扩大了原有建筑物的使用空间。但该技术圈梁与竖梁仅通过螺栓进行连接，此种连接加固方式所设置的新增楼层结构稳定性有待考证。

由上可以看出，现有的增层方法应用于生土砌缝的不规则藏羌石砌建筑中时，具有一定的不足或技术缺乏针对性，且竖向传力构件无法与原有结构有效连接，很难使增层部分与下部结构有机结合成整体，若需结合碉房特点，则需进行适宜性技术改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，通过在不改变原建筑风貌的前提下，对原建筑进行增层改造，使碉房既有结构与增层结构形成有机整体共同承载，有效解决既有建筑面积不足的问题，提供了一个可供家庭聚会、晾晒等功能的大空间。

为实现本发明目的，采用的技术方案为：一种藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，包括至少一个木柱，每个木柱下端均设有凸榫；

还包括植入到墙体内的第一锚筋和钻设在墙体顶部的榫槽，且凸榫植入在榫槽内，第一锚筋与木柱或凸榫固定。

进一步的，还包括后置内圈梁和后置外圈梁，后置内圈梁和后置外圈梁共同对墙体顶部夹紧固定，且后置内圈梁与后置外圈梁之间还植入有穿墙钢筋。

进一步的，所述后置内圈梁和后置外圈梁之间还设有拉筋。

进一步的，还包括加腋组件，加腋组件固定在墙体上，且加腋组件上设有第二锚筋，第二锚筋与第一锚筋固定连接。

进一步的，所述第一锚筋和第二锚筋的连接端均具有连接钢板，且两个连接钢板通过螺栓共同固定。

进一步的，所述加腋组件上端具有底板，且第二锚筋位于底板上。

进一步的，所述加腋组件上还就有立板，立板上设有化学锚栓，且化学锚栓植入墙体内。

进一步的，还包括植入墙体内的纵向钢筋，纵向钢筋位于凸榫***。

进一步的，所述纵向钢筋与墙体之间浇筑有聚合物水泥砂浆。

进一步的，所述凸榫、木柱与墙体之间灌注有建筑结构胶。

进一步的，相邻两个所述木柱之间连接有角钢。

本发明的有益效果是：

1、本发明对墙体加固工艺简单，对工人技术依赖性低，普通工人即可进行加强工艺的施工，所用材料自重轻，易于搬运，适应性强，且采用扳手通过弯拧钢筋成弯钩即可，质量易于得到保证。

2、本发明中的所有零部件均可在地面加工后再运到墙体的顶层进行装配，且整个安装过程均无需现场焊接，工艺简单易于操作，施工质量能得到保证；同时，本发明中的所有零部件均自重轻，易于搬运及装配，不额外增加荷载，造价低，施工工艺简单方便，满足古建筑“最小干预”、“不改变建筑原貌”及“可逆性”的修缮加固原则。

3、本发明采用木结构实现增层，依据原有建筑风格，调整新增顶层建筑立面，能保证建筑外观风格一致，且明显改善结构功能分区及使用功能，满足人们对高质量生活的追求。

4、本发明能充分利用原建筑长期荷载作用下地基承载力的增长值，直接进行房屋增层与改造，文物建筑活化利用性强便于更长久保护，经济效益显著。

5、本发明结构自重轻，对下部墙体增加压力小，使下部墙体易满足相关规范要求，且地震作用小；同时，由于所有零部件自重轻，易于搬运，可实现高质量就位与装配，使加层改造施工工期短，可尽早投入使用。

附图说明

图1是本发明提供的藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法的三维示意图一；

图2是本发明提供的藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法的三维示意图二；

图3是两个墙体连接方式的三维示意图；

图4是墙体与木柱连接方式的三维示意图；

图5是墙体用于安装木柱处的三维示意图；

图6是第一锚筋与第二锚筋的连接示意图；

图7是木柱与第一锚栓的连接示意图；

图8是加腋组件的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1-木柱，2-墙体，3-钢筋结构，4-嵌块，5-后置内圈梁，6-加腋组件，7-灰缝，8-凸榫，9-第一锚筋，10-纵向钢筋，11-拉筋，12-第二锚筋，13-连接钢板，14-螺栓，15-角钢，16-建筑结构胶，17-后置外圈梁，18-底板，19-立板，20-化学锚栓。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1至图5、图7所示，本发明提供的一种藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，包括至少一个木柱1，木柱1在使用前可进行防腐、防蛀处理，同一面墙体2上的木柱1数量至少为两个，当墙体2具有转角时，可将其中一个木柱1设置在墙体2的转角处，而每个木柱1下端均具有凸榫8，凸榫8的形状可根据实际情况进行设计。藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法还包括植入到墙体2内的第一锚筋9和钻设在墙体2顶部的榫槽，第一锚筋9在植入前，先在墙体2内开凿孔洞，然后将第一锚筋9植入到墙体2内，榫槽与凸榫8配合，木柱1在安装时，木柱1下端的凸榫8***到榫槽内，实现木柱1的竖直安装；同时，第一锚筋9与木柱1或凸榫8固定，具体的，第一锚筋9的端部可植入到凸榫8内，使凸榫8***到榫槽内后，第一锚筋9可对凸榫8的稳定进行辅助，使木柱1下端生根，使木柱1的安装更加稳固。

为了使木柱1的安装更加稳固，还可先在墙体2的顶部开设一个与木柱1表面配合的凹槽，并将榫槽开设在凹槽槽底，使凸榫8***到榫槽内后，木柱1下端也植入在凹槽内，使木柱1植入墙体2的深度更深，使木柱1安装后稳固性更好；当墙体2的顶部具有与木桩配合的凹槽，凸榫8植入在榫槽内后木柱1下端则被植入到凹槽内，为了使木柱1的稳固性更好，还可在木柱1与凹槽的槽壁之间卡入多个嵌块4，并使多个嵌块4沿木柱1的周向均匀间隔排布，使木柱1在安装后保持竖立状，使木柱1的稳固性大大提高。

在一些实施方式中，藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法还包括后置内圈梁5和后置外圈梁17，后置内圈梁5和后置外圈梁17均为钢筋混凝土结构，即后置内圈梁5和后置外圈梁17内部具有钢筋结构3，且后置内圈梁5和后置外圈梁17均为现场浇筑成型，后置内圈梁5和后置外圈梁17在浇筑之前，在墙体2上植入穿墙钢筋，穿墙钢筋的两端分别与后置内圈梁5和后置外圈梁17中的钢筋结构3固定；同时，后置内圈梁5和后置外圈梁17均位于墙体2的顶部，后置内圈梁5和后置外圈梁17的上端可与墙体2顶部平齐或略高于墙体2顶部，且后置内圈梁5压紧在墙体2内壁上，后置外圈梁17压紧在墙体2外壁上，即提高生土石砌筑墙体2整体性，又为上部增层的木结构提供有效的支座约束。

在一些实施方式中，所述后置内圈梁5和后置外圈梁17之间还设有拉筋11，拉筋11为多个，一部分拉筋11的两端分别植入后置内圈梁5与墙体2，另一部分拉筋11的两端分别植入后置外圈梁17与墙体2，而植入到后置内圈梁5或后置外圈梁17上的拉筋11可与后置内圈梁5或后置外圈梁17中的钢筋结构3焊接固定，当后置内圈梁5与后置外圈梁17在浇筑成型时，拉筋11与钢筋结构3的连接处则被混凝土包裹，保证了后置内圈梁5和后置外圈梁17的稳固性，从而保证了第一锚筋9和第二锚筋12的稳定性，使木柱1的安装更加稳固。

在一些实施方式中，藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法还包括加腋组件6，加腋组件6采用T型钢，加腋组件6固定在墙体2外壁上，加腋组件6上设有第二锚筋12，第二锚筋12的中心线与第一锚筋9的中心线在同一直线上，并将第二锚筋12与第一锚筋9固定连接，而第一锚筋9与第二锚筋12在安装时，将第一锚筋9与第二锚筋12的连接处置于后置外圈梁17处，使后置外圈梁17在浇筑成型时，第一锚筋9与第二锚筋12的连接处被混凝土完全包裹，不仅使第一锚筋9与第二锚筋12的连接更加牢固，且使加腋组件6的稳固性更高，提高了墙体2的抗破坏能力。

在一些实施方式中，如图6所示，所述第一锚筋9和第二锚筋12的连接端均具有连接钢板13，且两个连接钢板13通过螺栓14共同固定，不仅使第一锚筋9与第二锚筋12的连接更加方便，且使第一锚筋9与第二锚筋12在通过连接钢板13连接固定后，通过混凝土的包裹，使第一锚筋9与第二锚筋12的稳固性更好，使木柱1得到了有效的固定。

在一些实施方式中，所述加腋组件6位于后置外圈梁17下方，如图8所示，加腋组件6上端具有底板18，加腋组件6并与后置外圈梁17上的底板18固定，并将第二锚筋12位于底板18上，使第二锚筋12在植入时，第二锚筋12需穿过后置外圈梁17，进一步提高了木柱1与后置外圈梁17、墙体2的协同工作能力，将木柱1进行有效固定。

在一些实施方式中，所述加腋组件6上还就有立板19，立板19与墙体2表面贴合，且立板19上设有化学锚栓20，化学锚栓20植入墙体2内，使加腋组件6的固定效果更好。

在一些实施方式中，藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法还包括植入墙体2内的纵向钢筋10，纵向钢筋10呈L型，纵向钢筋10的水平部向后置内圈梁5或后置外圈梁17延伸，纵向钢筋10的垂直部向墙体2的高度方向延伸；同时，纵向钢筋10与后置内圈梁5或后置外圈梁17中的钢筋结构3焊接固定，使纵向钢筋10的稳固性更好，凸榫8四周的结构强度更高，使凸榫8安装后的稳固性更高，从而使木柱1的稳固性大大提高。

在一些实施方式中，所述纵向钢筋10与墙体2之间浇筑有聚合物水泥砂浆，使凸榫8的稳固性大大提高，从而使木柱1在安装后，木柱1的稳固性大大提高。

在一些实施方式中，所述凸榫8、木柱1与墙体2之间灌注有建筑结构胶16，不仅能有效提高墙体2用于安装凸榫8、木柱1处的抗挤压破坏能力，且使木柱1安装后的稳固性大大提高。

在一些实施方式中，相邻两个所述木柱1之间连接角钢15，角钢15与木柱1可采用螺栓14等方式固定，且角钢15呈倾斜状，即角钢15在安装后，角钢15两端的高度不一致，有效提高木柱1的抗侧能力。

当增层改造时，先在墙体2顶部开凿榫槽、凹槽和用于植入穿墙钢筋的孔洞，将木柱1上的凸榫8植入到榫槽内，使木柱1下端插设在凹槽内，并在相邻两个木柱1之间安装角钢15；同时，将穿墙钢筋植入到墙体2内，在墙体2内侧安装后置内圈梁5中的钢筋结构3，在墙体2外侧安装后置外圈梁17中的钢筋结构3，将穿墙钢筋的两端分别与后置内圈梁5和后置外圈梁17中的钢筋结构3固定，所有拉筋11的一端均植入墙体2内，而一部分拉筋11的另一端与后置内圈梁5内的钢筋结构3连接，另一部分拉筋11的另一端与后置外圈梁17内的钢筋结构3连接；在墙体2外层通过化学锚栓20安装加腋组件6，并在墙体2内植入第一锚筋9，并将第二锚筋12的一端与加腋组件6固定，通过螺栓14将第一锚筋9和第二锚筋12上的连接钢板13连接固定，植入纵向钢筋10，纵向钢筋10的垂直部与后置内圈梁5或后置外圈梁17中的钢筋结构3固定。

最后，采用混凝土对后置内圈梁5和后置外圈梁17进行浇筑，并向木柱1与凹槽槽壁之间嵌入嵌块4，向榫槽与凸榫8之间、木柱1与墙体2之间灌注建筑结构胶16。

若墙体2具有灰缝7，当灰缝7为小空隙时，直接向灰缝7内灌注建筑结构胶16即可，若灰缝7为大孔隙，则向灰缝7中灌注建筑砂浆，以提高墙体2中片石和块石之间的粘结力，进而达到提高整体性目的，并在灰缝7处理外壁后在对上述步骤进行施工。

在本发明的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其他变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，其特征在于，包括至少一个木柱(1)，每个木柱(1)下端均设有凸榫(8)；

还包括植入到墙体(2)内的第一锚筋(9)和钻设在墙体(2)顶部的榫槽，且凸榫(8)植入在榫槽内，第一锚筋(9)与木柱(1)或凸榫(8)固定；

还包括后置内圈梁(5)和后置外圈梁(17)，后置内圈梁(5)和后置外圈梁(17)共同对墙体(2)顶部夹紧固定，且后置内圈梁(5)与后置外圈梁(17)之间还植入有穿墙钢筋；所述后置内圈梁(5)和后置外圈梁(17)之间还设有拉筋(11)；

还包括加腋组件(6)，加腋组件(6)固定在墙体(2)上，且加腋组件(6)上设有第二锚筋(12)，第二锚筋(12)与第一锚筋(9)固定连接；所述第一锚筋(9)和第二锚筋(12)的连接端均具有连接钢板(13)，且两个连接钢板(13)通过螺栓(14)共同固定。

2.根据权利要求1所述的藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，其特征在于，所述加腋组件(6)上端具有底板(18)，且第二锚筋(12)位于底板(18)上。

3.根据权利要求1所述的藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，其特征在于，所述加腋组件(6)上还就有立板(19)，立板(19)上设有化学锚栓(20)，且化学锚栓(20)植入墙体(2)内。

4.根据权利要求1所述的藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，其特征在于，还包括植入墙体(2)内的纵向钢筋(10)，纵向钢筋(10)位于凸榫(8)***。

5.根据权利要求4所述的藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，其特征在于，所述纵向钢筋(10)与墙体(2)之间浇筑有聚合物水泥砂浆。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，其特征在于，所述凸榫(8)、木柱(1)与墙体(2)之间灌注有建筑结构胶(16)。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的藏羌建筑砌体碉房采用木结构增层改造方法，其特征在于，相邻两个所述木柱(1)之间连接有角钢(15)。

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