加固木梁的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种加固木梁，包括梁本体和多个紧固件，上述多个紧固件可以从梁本体中部的其中一个侧面相互交叉但并不接触地嵌入该中部，也可以既从梁本体中部的其中一个侧面相互交叉但并不接触地嵌入该中部又从梁本体端部的两个侧面相对向地依次交替嵌入该端部；因为嵌入中部的紧固件能够提高梁本体的抗弯刚度；嵌入端部的紧固件能够承担剪力，防止端部发生顺纹剪切破坏，所以嵌入的紧固件能够从整体上提高梁本体的承载能力，延长梁本体的使用寿命并且降低其因受损而被更换的概率。
【专利说明】加固木梁
【技术领域】
[0001]本实用新型属于土木工程领域，涉及一种加固木梁。
【背景技术】
[0002]木梁在使用时易产生纵向开裂的问题。由于纵向开裂所产生的裂缝的两边会分别变形，木梁的整体变形性能下降，抗弯刚度降低，并且由于裂缝会降低木材之间的粘结，使木材的顺纹抗剪强度降低，故纵向开裂的木梁处于受荷状态时容易发生弯曲破坏或顺纹剪切破坏，自身的承载力明显下降。因此，开展木梁加固的研究对维修或保护木梁具有非常重要的理论意义和社会价值。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种具有较好承载力的加固木梁，以便增加木制建筑的使用寿命。
[0004]为达到上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0005]一种加固木梁，包括梁本体和多个中部紧固件，多个中部紧固件从梁本体中部的其中一个侧面相互交叉但并不接触地嵌入该中部。
[0006]在梁本体的宽度方向上，多个中部紧固件在梁本体的中部侧面上排列成多排，相邻两排之间的间距相等。
[0007]上述的加固木梁还包括多个端部紧固件，这些端部紧固件平行嵌入梁本体的端部。
[0008]在梁本体的长度方向上，多个端部紧固件从梁本体端部的两个侧面相对向地依次交替嵌入该端部。在梁本体的宽度方向上，多个端部紧固件在梁本体的端部侧面上排列成多排，相邻两排之间的间距相等，每排中相邻两个端部紧固件在端部的嵌入点的间距相等。
[0009]中部紧固件的长度方向与梁本体的长度方向所成的锐角为60°。端部紧固件的长度方向与梁本体的长度方向所成的锐角为45°。
[0010]由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是:
[0011]因为本实用新型的加固木梁在梁本体的中部或者中部和端部同时嵌入了多个紧固件，嵌入中部的紧固件能够提高梁本体的抗弯刚度，嵌入端部的紧固件能够承担剪力，防止端部发生顺纹剪切破坏，所以嵌入的紧固件能够从整体上提高梁本体的承载能力，延长梁本体的使用寿命并且降低其因受损而被更换的概率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型实施例一中的加固木梁的主视图。
[0013]图2为本实用新型实施例一中的加固木梁的仰视图。
[0014]图3为本实用新型实施例一中的加固木梁的剖面示意图。
[0015]图4为本实用新型比较例一中的对比木梁的主视图。
[0016]图5为本实用新型比较例一中的对比木梁的剖面示意图。
[0017]图6为本实用新型比较例二中的加固木梁的主视图。
[0018]图7为本实用新型比较例二中的加固木梁的剖面示意图。
[0019]图8为本实用新型实施例二中的加固木梁的主视图。
[0020]图9为本实用新型实施例二中的加固木梁的仰视图。
[0021]附图标记:
[0022]梁本体11、长缝12、加载点13、紧固件14、长缝15、棱16、嵌入点17、梁本体21、端部紧固件24和中部紧固件25。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0024]实施例一
[0025]如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种加固木梁，包括梁本体11和多个紧固件14。
[0026]梁本体11的尺寸为10mmX200mmX3800m(即宽X高X长)，其端部长度设为1200mm，中部长度设为1200mm。梁本体11的边界条件为铰支。
[0027]如图1所示，上述的多个紧固件14从梁本体11中部的其中一个侧面相互交叉但并不接触地嵌入该中部，紧固件14的长度方向与梁本体11的长度方向(L)所成的锐角α为 60°。
[0028]如图2所示，在中部的嵌入了紧固件14的侧面中，这些嵌入的紧固件14在沿梁本体11的宽度方向(W)上排列成两排，两排的间距优选为20mm。紧固件布置的排数可以根据梁本体11的实际尺寸进行调整。在该侧面中，每排中相邻两个紧固件14在中部侧面的嵌入点17的间距为185mm。上述的排间距和每排中相邻两个紧固件的间距可以根据梁本体11的实际尺寸进行调整。
[0029]其中，紧固件14优选为自攻螺丝。
[0030]下面结合比较例对本实施例的加固木梁的加固效果作进一步的说明:
[0031]比较例一
[0032]如图4和图5所示，取未采用自攻螺丝进行加固并且中部开有长缝12的木梁为对比木梁。该对比木梁的尺寸为10mmX200mmX3800m(即宽X高X长)。长缝12开设在对比木梁的中部，尺寸为10mmX3mmX 1200mm(即宽X高X长)。对比木梁的边界条件为铰支。在两个加载点13处，加载方向为垂直于对比木梁的侧面。加载试验结果表明，该对比木梁在三分点加载的情况下会发生梁中部纯弯区的受弯破坏，破坏时承载力为30kN。
[0033]因为对比木梁的端部弯剪区完好，能承受足够的剪力，而中部纯弯区有长缝，使木梁的抗弯刚度减小并降低了对比木梁的整体工作性能，所以该对比木梁在加载下发生中部的弯曲破坏，而端部则完好。
[0034]比较例二
[0035]如图6和图7所示，取本实施例的加固木梁，在其中部开设长缝15。加固木梁的长缝15的尺寸和开设位置与对比木梁的相同。加固木梁的尺寸、加载条件和边界条件也与对比木梁的相同。加载试验结果表明，该加固木梁发生中部纯弯区受弯破坏时的承载力为55kN，相比于对比木梁提高了 83%。
[0036]在比较例二的加固木梁中，嵌入中部的紧固件14的长度方向与梁本体11的长度方向所成的锐角为60°。紧固件14的交叉型布置可以增强梁本体11的整体工作性能，使长缝15两边的木材整体变形，提高其抗弯刚度，进而提高加固木梁的承载力。
[0037]如图6所示，加固木梁的嵌入了紧固件的侧面中，相邻两个紧固件14的嵌入点17在加固木梁的棱16上的投影点的间距按照120mm和65mm重复设置，但是，该间距可在具体施工时根据梁本体11的实际尺寸进行调整。
[0038]另外，因为长缝15的端部会有应力集中，并且为了防止由于抗弯承载力提高导致梁本体的剪力相应提高而引起的长缝15端部受剪切力而损坏，故可以在长缝15的端部附近沿梁本体长度方向上布置几道自攻螺丝，这几道自攻螺丝在沿梁本体的宽度方向上排列成两排，每个自攻螺丝的长度方向与梁本体的长度方向(L)所成的锐角为45°。
[0039]总之，因为实施例一的加固木梁在中部嵌入了多个自攻螺丝，即使该梁本体在使用时产生裂缝，嵌入的自攻螺丝也能够将裂缝两边的木材拉住而使其整体变形，提高了梁本体的抗弯刚度。
[0040]实施例二
[0041]如图8和图9所示，本实施例提供了一种加固木梁，包括梁本体21、多个端部紧固件24和多个中部紧固件25。
[0042]梁本体21的尺寸为10mmX200mmX3800m(即宽X高X长)，其端部长度设为1200_，中部长度设为1200_。端部区域为剪力较大的区域，其中部区域为弯矩较大的区域。梁本体21的边界条件为铰支。
[0043]在梁本体21的中部设置了多个中部紧固件25。多个中部紧固件25从梁本体21的其中一个侧面相互交叉但并不接触地嵌入梁本体21的中部，中部紧固件25的长度方向与梁本体21的长度方向(L)所成的锐角β为60°。
[0044]在中部的嵌入了中部紧固件25的侧面中，这些嵌入的中部紧固件25在沿梁本体21的宽度方向上排列成两排，两排的间距优选为20mm。具体的排数可以根据梁本体21的实际尺寸进行调整。在该侧面中，每排中相邻两个中部紧固件25的间距为185mm。上述的排间距和每排中相邻两个紧固件的间距可以根据梁本体21的实际尺寸进行调整。
[0045]在该梁本体21的端部设置了多个端部紧固件24，每个端部紧固件24均以相同嵌入角度完全嵌入梁本体21的端部，该嵌入角度为端部紧固件24的长度方向与梁本体21的长度方向(L)所成的锐角Y，本实施例中优选为45°，与常规的90°相比，嵌入角度采用45°不仅能够增大端部紧固件24的剪切面积，而且使端部紧固件24能承受拉力，从而更大程度地提高了梁本体21的承载能力。
[0046]梁本体21的两个端部上设置的端部紧固件24的数目相等。如图8所示，在梁本体21的长度方向上，端部紧固件24从端部的两个侧面相对向地依次交替嵌入该端部并且所有的端部紧固件24均平行嵌入该端部。由于端部紧固件24的一头与木材之间的粘结和端部紧固件24的中部与木材之间的粘结不同，端部紧固件24的另一头在嵌入梁本体21时会对梁本体造成微弱的损伤，采用相对向地嵌入端部紧固件24可以使梁本体21的上、下部与木材建立相同的粘结，且能将端部紧固件24对梁本体21造成的微弱损伤平均分布到梁本体21的上、下表面，而不是集中到一个面上。
[0047]在端部的嵌入了端部紧固件24的侧面中，这些嵌入的端部紧固件24在沿梁本体21的宽度方向上排列成两排，两排的间距优选为34mm。本实施例中的端部紧固件24布置为两排，这足以保证端部有足够的抗剪刚度，但端部紧固件24布置的排数可以根据梁本体21的实际尺寸进行调整。在该侧面中，每排中相邻两个端部紧固件24在端部的嵌入点的间距相等，优选为200mm。上述排间距和每排中相邻两个端部紧固件24的间距可以根据梁本体21的实际尺寸进行调整。
[0048]其中，端部紧固件24和中部紧固件25均可以优选为自攻螺丝。
[0049]总之，因为本实施例中的加固木梁在端部设有多个端部紧固件24并且在中部设有多个中部紧固件25，端部紧固件24能够承担剪力，防止端部发生顺纹剪切破坏，中部紧固件25提高梁本体的抗弯刚度，所以本实施例的加固木梁的整体承载力得到了提高。即使该加固木梁在使用过程中产生裂缝，嵌入的端部紧固件24和中部紧固件25能够防止裂缝的进一步开展，从而延长了加固木梁的使用寿命并且降低了因受损被更换的概率。
[0050]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使用本实用新型。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，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种加固木梁，包括梁本体，其特征在于:还包括多个中部紧固件，所述多个中部紧固件从所述梁本体中部的其中一个侧面相互交叉但并不接触地嵌入该中部。
2.根据权利要求1所述的加固木梁，其特征在于:在所述梁本体的宽度方向上，所述多个中部紧固件在所述梁本体的中部侧面上排列成多排，相邻两排之间的间距相等。
3.根据权利要求1所述的加固木梁，其特征在于:还包括多个端部紧固件，所述多个端部紧固件平行嵌入所述梁本体的端部。
4.根据权利要求3所述的加固木梁，其特征在于:在所述梁本体的长度方向上，所述多个端部紧固件从所述梁本体端部的两个侧面相对向地依次交替嵌入该端部。
5.根据权利要求3所述的加固木梁，其特征在于:在所述梁本体的宽度方向上，所述多个端部紧固件在所述梁本体的端部侧面上排列成多排，相邻两排之间的间距相等，每排中相邻两个端部紧固件在所述端部的嵌入点的间距相等。
6.根据权利要求1至5中任一所述的加固木梁，其特征在于:所述中部紧固件的长度方向与所述梁本体的长度方向所成的锐角为60°。
7.根据权利要求3至5中任一所述的加固木梁，其特征在于:所述端部紧固件的长度方向与所述梁本体的长度方向所成的锐角为45°。
【文档编号】E04G23/02GK204001808SQ201420368872
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】宋晓滨, 姜英敏, 顾祥林, 王明谦, 吴亚杰 申请人:同济大学