一种采用纤维布进行预应力加固的木柱的制作方法

本实用新型涉及木结构技术领域。

背景技术：

木材具有良好的抗弯、抗压、抗震、易于加工和维修等优点，因此在我国古建筑中应用非常广泛，至今仍有大量的木结构古建筑。由于年代久远,大量的木结构木柱出现虫蛀、开裂等不同程度的破坏,亟需修缮。

目前常用的加固方法主要有钢板约束法和粘贴纤维布法。其中钢板约束法的约束效果较差,用钢量较多,且施工难度较大；对于粘贴纤维布法,只有当构件变形到一定程度后才能发挥作用,且加固效果不够理想。如何充分发挥纤维布的强度优势，进一步提高加固效果是当前迫切需要解决的问题，对纤维布施加预应力可以充分利用其强度优势。

所以现在需要一种高强度的木柱。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种采用纤维布进行预应力加固的木柱，该木柱采用纤维布预应力整体缠绕外加端部纤维布缠绕，加上固定钢圈夹持，使木柱的强度显著增大且耐腐蚀。

为解决上述问题，本实用新型采取的技术方案是一种采用纤维布进行预应力加固的木柱，该木柱包括木柱本体，所述木柱本体上缠绕有纤维布，所述纤维布包括基层纤维布和端层纤维布，所述基层纤维布在木柱本体上呈螺旋状缠绕并布满整个木柱本体表面，所述基层纤维布的缠绕方向与水平面之间的夹角为a，所述端层纤维布位于木柱本体两端且横向缠绕，所述端层纤维布沿着水平方向缠绕在木柱本体上，所述端层纤维布覆盖于基层纤维布之上，在基层纤维布与木柱本体之间涂有树脂层，在所述端层纤维布上设有固定钢圈。

优选的，所述纤维布为碳纤维布或玻璃纤维布或玄武岩纤维布。

优选的，所述夹角a为30°-45°。

优选的，所述纤维布宽度为200-300mm。

优选的，所述固定钢圈和端层纤维布之间挤压有橡胶垫层。

优选的，所述端层纤维布的缠绕宽度等于单层纤维布的宽度。

该实用新型所具有的效果是，本木柱依靠施加预应力的纤维布对木柱本体产生较大的横向约束,使柱中既有部分受到良好主动横向约束,可以有效改善木结构柱的强度和变形能力,增大承载力，并有效限制或延缓开裂,且该方法具有施工方便,操作简单,成本低廉,性能优良的特点。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型制作过程中的状态结构示意图；

图3 为图2中紧布机构的结构示意图。

其中，1、木柱本体，2、基层纤维布，3、端层纤维布，4、固定钢圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：如图1所示的一种采用纤维布进行预应力加固的木柱，该木柱包括木柱本体1，所述木柱本体1上缠绕有纤维布，所述纤维布包括基层纤维布2和端层纤维布3，所述基层纤维布2在木柱本体1上呈螺旋状缠绕并布满整个木柱本体1表面，所述基层纤维布2的缠绕方向与水平面之间的夹角为a，所述端层纤维布3位于木柱本体1两端且横向缠绕，所述端层纤维布3沿着水平方向缠绕在木柱本体1上，所述端层纤维布3覆盖于基层纤维布2之上，在基层纤维布2与木柱本体1之间涂有树脂层，在所述端层纤维布3上设有固定钢圈4。

纤维布为碳纤维布或玻璃纤维布或玄武岩纤维布。

夹角a为30°-45°。

纤维布宽度为200-300mm。

固定钢圈4和端层纤维布3之间挤压有橡胶垫层。

端层纤维布3的缠绕宽度等于单层纤维布的宽度。

该木柱的具体加工方式为：如图2所示1）对木柱本体1进行表面清理，并裁剪纤维布，将裁剪好的纤维布事先缠绕到紧布机构上；

2）在木柱本体1底部涂抹浸渍树脂，然后在涂抹好树脂处按照倾斜角度a向上缠绕基层纤维布2，然后在绕好基层纤维布2的木柱本体1上额外水平缠绕一层横向的端层纤维布3，之后在横向的端层纤维布3处加两个固定钢圈4进行锚固；

3）分段陆续向上涂抹浸渍树脂、缠绕基层纤维布2，每一段缠绕高度为纤维布宽度的两倍，完成一段后在上方固定紧布机构，对已经缠绕好的基层纤维布2进行预应力张拉，张拉完成后，在被张拉段的顶部固定临时锚固钢圈进行锚固；

4）重复步骤3）的施工过程，步骤3）中用于锚固的临时锚固钢圈待上侧临时锚固钢圈锚固好之后可拆除，备下一段锚固使用；

5）重复步骤4）到木柱本体1顶部，按尺寸将基层纤维布2进行裁剪，缠绕到木柱本体1顶部，在木柱本体1顶部绕好基层纤维布2处再额外绕一层横向的端层纤维布3，之后在横向的端层纤维布3处加两个固定钢圈4进行锚固，再将最后一段的临时锚固钢圈拆除。固定钢圈4和临时锚固钢圈均为1—2mm厚钢片制成，固定钢圈4和临时锚固钢圈两侧均设置螺栓接口，通过拧紧螺栓起到锚固作用。

如图3所示，紧布机构包括上下对正设置的两个紧固钢圈，在两个紧固钢圈的同侧设有分别与两个紧固钢圈固定连接且竖直设置的板状的反力底座,在反力底座上上下布置有两个千斤顶，所述的两个千斤顶的推顶柱分别连接竖直设置的传力杆，所述传力杆的下端通过轴承转动连接有外套转杆，所述传力杆和外套转杆的连接处设有转杆固定块，所述转杆固定块上设有第一通孔，所述第一通孔可与外套转杆上的第二通孔对正，所述外套转杆借助于同时插入到第一通孔和第二通孔内的插销相对传力杆固定，所述纤维布缠绕在所述外套转杆上。

外套转杆由轴承与传力杆连接，外包纤维布，通过外套转杆旋转将基层纤维布缠绕到木柱本体1上，完成一段需要进行紧布的时候，插入插销使外套转杆和传力杆相对固定，然后千斤顶动作推顶传力杆，传力杆带动外套转杆运动，从而完成一段绕好的基层纤维布2的紧布工作。

该实用新型所具有的效果是，本木柱依靠施加预应力的纤维布对木柱本体产生较大的横向约束,使柱中既有部分受到良好主动横向约束,可以有效改善木结构柱的强度和变形能力,增大承载力，并有效限制或延缓开裂,且该方法具有施工方便,操作简单,成本低廉,性能优良的特点。