一种隐蔽式仿古建筑木柱根部锚固装置及施工方法与流程

本发明涉及一种隐蔽式仿古建筑木柱根部锚固装置及施工方法，属于新建仿古建筑和古建筑保护的施工技术领域。

背景技术：

我国目前拥有大量的古建筑木结构，从唐代木构到清代木构，总共有数十万处。这些珍贵的木构建筑在经历多个朝代更迭后，由于年久失修、自然灾害和人为因素导致许多木柱和柱础之间出现滑移或变形，严重影响到古建筑的结构安全，亟需加固修缮。此外，由于传承中国传统文化的需要，我国每年都会新建大量的仿古木构建筑。中国传统木构建筑中的木柱与柱础之间的“浮摆式”做法非常不利于(仿)古建筑的抗震和结构安全。因此，对于这些需要重点考虑传统风貌要求的木构建筑而言，针对木柱的根部锚固做法需要更合理的施工技术来保证其安全性和风貌性。比较传统的木柱根部锚固做法主要为外侧夹钢板法、外侧套筒法等，这些方式由于钢板外置，既不利于柱础的施工，也破坏了建筑的传统风貌，降低了传统木构建筑的历史价值、艺术价值和科学价值。综上所述，目前的(仿)古建筑木柱根部锚固方法还有待进一步研究。

技术实现要素：

技术问题：针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种木柱根部锚固施工过程更加规范、可控、安全性能更好的隐蔽式仿古建筑木柱根部锚固装置及施工方法，其结构更稳固，因为设置了四道结构防线：内嵌钢板，预埋钢筋，沉头螺栓，结构胶；不仅可以解决木柱与基础柱墩的可靠锚固问题，而且由于采用的锚固方法均为隐蔽式装置，最大限度保留了构件的传统风貌。

技术方案：本发明的一种隐蔽式仿古建筑木柱根部锚固装置采用的技术方案如下：

该锚固装置在基础上设有混凝土柱墩，在混凝土柱墩上设有方形磉石板，在方形磉石板上设有柱础，在柱础上设置木柱，室内地坪位于混凝土柱墩与方形磉石板的结合部位；预埋钢筋的下部位于混凝土柱墩内，预埋钢筋的上部穿过方形磉石板和柱础与柱础上部的圆形钢板连接，圆形钢板的上部连接位于木柱中的内嵌钢板，沉头螺栓穿过内嵌板预留孔洞将木柱与内嵌钢板固定。

本发明的隐蔽式仿古建筑木柱根部锚固装置的施工方法包括以下步骤：

a).勘察记录：勘察现场后，记录基础的上表面与所述基础正上方室内地坪之间的高度差为h，柱础下表面直径为d；

b).浇筑混凝土柱墩，并预埋钢筋：在基础上方浇筑混凝土柱墩，所述混凝土柱墩为边长a＝1.5d的方形柱墩，所述混凝土柱墩高度为h；将边长a＝1.5d的方形磉石板置于混凝土柱墩上，柱础放置于磉石板上；混凝土柱墩中预埋钢筋，所述预埋钢筋均匀排布在距离所述混凝土柱墩截面中心距离0.65d的圆周上，所述预埋钢筋贯穿磉石板和柱础与圆形钢板连接；

c).制备圆形钢板：预制直径为0.8d的圆形钢板，所述圆形钢板预留圆板预留孔洞，所述圆板预留孔洞个数及位置与预埋钢筋对应；在所述圆形钢板上焊接宽度为0.5d、高度为300～360mm的矩形内嵌钢板，所述内嵌钢板上中线位置处每隔100～120mm预留一个内嵌板预留孔洞；

d).焊接预埋钢筋与圆形钢板：将所述圆形钢板与预埋钢筋在所述圆板预留孔洞处进行穿孔塞焊；

e).木柱内嵌预制钢板：按照所述圆形钢板和内嵌钢板尺寸，在木柱底部开槽，并将所述木柱对位放置于柱础上；

f).连接预制钢板与木柱：按照所述内嵌板预留孔洞位置在木柱上打入沉头螺栓，并将所述沉头螺栓螺帽沉入木柱，并对空隙进行处理。

所述预埋钢筋、圆形钢板和内嵌钢板选用型号为304的不锈钢；所述预埋钢筋数量为2～6根、直径为10～14mm、锚固长度为所述钢筋直径的30倍；所述圆形钢板和内嵌钢板厚度为6mm～10mm。

所述步骤c)中，所述圆形钢板和内嵌钢板采用角焊方式互相连接，焊缝高度为6mm～8mm；所述圆板预留孔洞孔径为预埋钢筋直径+2mm；所述内嵌板预留孔洞(9)孔径为沉头螺栓的直径。

所述方形磉石板厚度为30mm～50mm。

所述步骤b)中，在预埋钢筋穿过磉石板及柱础的孔洞空隙处灌注结构胶。

所述步骤f)中，对空隙进行处理的方法为，在沉头螺栓及内嵌钢板周边的空隙处涂抹结构胶，并在木柱上的沉头螺栓处采用木屑和结构胶混合的木屑胶泥填补，待木屑胶泥固化后打磨并清理表面。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、施工过程更加规范、结构更强稳固

本发明方法设置了四道结构防线：内嵌钢板，为木柱提供抗倾覆力；沉头螺栓，约束钢板位移，并提高木柱抗侧推力；缝隙处涂抹结构胶，提高钢板和木柱之间连接强度；预埋钢筋，进一步约束钢板的位移，从而提高木柱根部的侧向刚度。此外，对于新建仿古木构建筑而言，满足了《木结构设计标准》中关于木柱根部锚固的强制性条文要求。

2、保证仿古木构建筑的传统风貌要求，符合文物保护法的相关要求

本发明实现的一种隐蔽式仿古建筑木柱根部锚固装置及施工方法，现有技术的木柱根部锚固做法都是外置的，非常不利于磉石板和柱础的放置，且严重破坏了仿古木构建筑的传统风貌。由于使用的螺栓为沉头螺栓，钢筋为预埋钢筋，且木柱外留的孔洞采用木屑和结构胶混合的木屑胶泥填补，待木屑胶泥固化后打磨并清理表面，使得外观与原木柱几乎保持一致，符合了文物保护法中的真实性和完整性原则。

3、提高了木柱和锚固连接件的耐久性

本发明实现的一种隐蔽式仿古建筑木柱根部锚固装置及施工方法，现有技术的预埋钢筋和外置钢板均为普通的钢材，容易锈蚀而造成木柱根部的二次损坏，而本发明所用的预埋钢筋、圆形钢板和内嵌钢板为304的不锈钢，且金属件与磉石板、柱础和木柱之间的空隙均采用结构胶粘结，大大提升了木柱和锚固连接件的耐久性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案与实施例，下面将对本发明技术方案与实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明隐蔽式木柱根部锚固装置的正剖面图。

图2为本发明隐蔽式木柱根部锚固装置的1-1剖面图。

图3为本发明隐蔽式木柱根部锚固装置中圆形钢板和内嵌钢板的大样图。

图中有：基础1，混凝土柱墩2，室内地坪3，预埋钢筋4，柱础5，圆形钢板6，圆板预留孔洞7，内嵌钢板8，内嵌板预留孔洞9，木柱10，沉头螺栓11，方形磉石板12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施案例

如图所示，在某古建筑木结构修缮时，需要对其基础进行加固，同时对木柱和基础进行锚固连接，提升其整体稳定性和抗震性能，采用本发明公开技术进行隐蔽式木柱根部锚固施工。

(1)勘察记录：相关技术人员勘察现场后，记录基础1的上表面与所述基础1正上方室内地坪3之间的高度差为h，柱础5下表面直径为d；

(2)浇筑混凝土柱墩，并预埋钢筋：在基础1上方浇筑混凝土柱墩2，所述混凝土柱墩2为边长a＝1.5d的方形柱墩，所述混凝土柱墩2高度为h；将柱础5放置于40mm厚、边长a＝1.5d的方形磉石板12上，磉石板12置于混凝土柱墩2上；混凝土柱墩2中预埋钢筋4，所述预埋钢筋4的锚固长度为30*钢筋直径，所述预埋钢筋4均匀排布在距离所述混凝土柱墩2截面中心距离0.65d的圆周上，所述预埋钢筋4贯穿磉石板12和柱础5；

(3)预制不锈钢钢板：在工厂预制直径为0.8d、厚度为6mm的圆形304不锈钢板6，所述圆形钢板6预留直径14mm的孔洞7，所述圆板预留孔洞7个数及位置与预埋钢筋4对应；在所述圆形钢板6上角焊宽度为0.5d、高度为300mm、厚度为6mm的矩形内嵌304不锈钢板8，角焊缝高度为6mm，所述内嵌钢板8上中线位置处每隔100mm预留一个直径14mm的孔洞9；

(4)焊接钢筋与不锈钢钢板：将所述圆形钢板6与预埋钢筋4在所述圆板预留孔洞7处进行穿孔塞焊；

(5)木柱内嵌预制钢板：按照所述圆形钢板6和内嵌钢板8尺寸，在木柱10底部开槽，并将所述木柱10对位放置于柱础5上；

(6)连接预制钢板与木柱：按照所述内嵌板预留孔洞9位置在木柱10上打入沉头螺栓11，并将所述沉头螺栓11螺帽沉入木柱10，在沉头螺栓11及内嵌钢板8周边的空隙处涂抹结构胶，并在沉头螺栓11在木柱10上打出的孔洞处采用木屑和结构胶混合的木屑胶泥填补，待木屑胶泥固化后打磨并清理表面。

以上仅为本发明的优选实施方式，旨在体现本发明的突出技术效果及优势，并非是对本发明的技术方案的限制。本领域技术人员应当了解的是，一切基于本发明技术内容所做出的修改、变化或者代替技术特征，皆应涵盖于本发明所附权利要求主张的技术范畴内。