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如何对古建筑中主要受力构件木梁进行加固?
时间:2015-08-27 11:34:06来源:汉斯出版社
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提要:作为木结构中主要受力构件木梁的损坏会影响整个木结构的安全。因此,对木梁进行修复和加固十分重要。
如何对古建筑中主要受力构件木梁进行加固?

我国许多小镇仍然保存着许多历经百年甚至千年的古木建筑。但是,由于环境温湿度的长期变化以及木料材质本身的缺陷,古木建筑木构件会发生开裂等损坏。作为木结构中主要受力构件木梁的损坏会影响整个木结构的安全。因此,对木梁进行修复和加固十分重要。

上海同济大学土木工程学院姜英敏对古建筑中木梁的破坏形式和木梁的加固方法进行探讨。文章发表在汉斯出版社《土木工程》期刊上。(阅读原文

古建筑中的木梁由于受到自然环境的长期作用及服役时间长,物理力学性能会下降,产生不同的破坏类型。木梁主要的损坏形式有腐朽破坏、开裂破坏、开裂破坏。这些损坏会使梁构件截面面积的减小、性能降低、有效受力截面面积减小、从而导致其承载力降低,影响木结构的整体性能。

对于古建筑木梁加固,主要遵循历史建筑保护的“原真性、必要性和可逆性”,最大限度地保持古建筑的原有风貌,满足“修旧如旧”的修缮原则。

已有工程中的修复方法有剔补和嵌补、加铁箍加固、下撑式钢拉杆加固、夹接和托接方法加固。但是剔补和嵌补的修复方法仅在外观上对构件有一定修复作用,难以恢复木梁的整体工作性能。加铁箍加固木梁,铁件容易锈蚀。用下撑式钢拉杆加固木梁、只适合截面小、承载力不足或者挠度过大的梁。并且只有在材质较完好的条件下才能保证拉杆的固定牢靠。夹接、托接方法对构件的外观影响较大,不适用于对外貌有严格要求的建筑。

已有工程中的修复方法不能实质上增强木梁的整体工作性能,或者在环境长期作用下存在耐久性问题。

现代,木梁的加固方法有了新进展。现代木梁的加固技术有纤维布加固、自攻螺丝加固两种。

纤维布(fiber reinforced plastics,FRP)被广泛应用于木结构的加固主要是由于其几何可塑性强及自重轻等特点。纤维布沿其纹路方向的抗拉强度很高,而木材的顺纹抗压强度较高。在FRP加固的木梁中,这两种材料的性能都能得到很好的利用。并且材料间具有良好的粘结性能,能够很好地协同工作。不过,粘结胶在荷载和环境的长期作用下存在耐久性问题。而且由于该方法在木梁表面进行施工,会影响构件的外观,不适用于对外貌要求严格的建筑。

自攻螺丝丝是一种随着现代工艺发展而制造出的新型产品。由于其带有自攻钻头,能方便贯入木梁中而不影响木梁本身的性能。自攻螺丝的抗拉强度较高,垂直木材横纹方向贯入木梁中时的粘结性很好。而且它还可提高木梁的横纹抗拉能力和顺纹抗剪能力,增强木梁整体工作性能,提高木梁承载力。不过,由于这是一种新型的加固木梁的方法,研究和应用尚处于起步阶段。

综上所述,自攻螺丝最适宜木梁的修复和加固。此方法不仅修复效果好,并且施工方便,施工完成后对外观完全没有影响。该方法可在古建筑木梁的修复加固工程中广泛应用,但在应用于实际工程前尚待进一步研究。

阅读原文:http://www.hanspub.org/Journal/PaperInformation.aspx?paperID=15319

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古建筑 木梁 加固方法 智库 科研基金

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作者系皮小乔

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