本发明涉及建筑施工,尤其涉及一种用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构及方法。
背景技术:
1、藏式碉房作为西藏地区较为常见的传统民居,采用“外围土坯墙+内部木构架”的混合承重体系,主要由外围土坯墙与内部木梁柱共同承重的二~四层混合结构体系,其木梁柱节点以榫卯连接为主,依赖摩擦滑移耗散地震能量。由于西藏地区地震频发且木构件长期受干湿循环影响,藏式碉房木梁榫头的节点松动率较高,建筑内部木梁端部经常出现榫头拔出,木柱与木梁、楼板间缺乏有效拉结,地震作用下发生较大位移变形,且碉房楼板采用薄片石、稻草秸秆复合层,传统加固工艺难以传统此类界面与木柱形成有效传力路径。因此需要结合其传统营造方式设计出一种用于藏式碉房承重木构件节点的加固方法,使其能够尽可能免遭受地震破坏,防止藏式碉房木构件在地震作用下产生整体变形或局部倒塌,导致人身财产安全问题的发生。
2、承重木构件发生位移变形、榫头拔出震害下的加固在藏式碉房这一类传统民居中是一种高难度的加固设计及施工方法,尤其藏式碉房承重墙体多为土坯墙,土坯墙与木梁的粘结作用和其他砖木结构中的砖砌承重墙的作用方式不同,且木梁柱上、下层楼板就地取材,采用薄片石、稻草秸秆组成,无法采用传统外包钢带进行加固处理。现有的碳纤维布包裹虽然具有轻质高强特性,但碳纤维无法穿透由薄片石、稻草秸秆合成的楼板,与楼板无法形成有效受力体系;传统的木梁榫头与土坯墙采用螺杆对拉的方式无法保证土坯墙的完整性,且常规的环氧树脂灌缝固化后刚度远超土坯,改变了梁柱节点原有的摩擦传力机制,减小了地震作用下的榫卯节点微滑移能量耗散,反而增大了结构的脆性破坏风险。此外,传统的加固方法多数加固方案仅针对单一节点局部补强,未考虑藏式碉房“土坯墙-木构件-楼板”协同受力体系的整体性,暴露出加固体系与原有结构兼容性差、抗震机理不匹配等根本性缺陷,加固木构架后其刚度提升可能加剧土坯墙剪切破坏,难以满足藏式碉房木构件加固的要求,无法满足抗震需求。因此需要设计一种用于藏式碉房承重木构件节点的加固方法,通过优化木梁、木柱节点连接设计及创新施工工艺,系统性解决藏式碉房承重木构件拔出、位移等震害加固中的难题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构及方法,解决藏式碉房承重木构件拔出、位移等震害加固中的问题。
2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
3、一种用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构,包括外墙加固结构、内墙加固结构和木柱与楼板加固结构,所述外墙加固结构设置在外墙与木梁的连接处,所述内墙加固结构设置在内墙与木梁的连接处,所述木柱与楼板加固结构设置在木柱与楼板的连接处。
4、进一步的,所述外墙加固结构包括加固板,所述加固板设置在所述外墙与所述木梁连接处的外侧,所述外墙的内壁与所述木梁的上下两侧壁之间均设置有角钢加固件,所述角钢加固件的竖直部与所述加固板之间水平设置有高强螺栓a,两个所述角钢加固件的水平部之间竖直设置有高强螺栓a,所述木梁的端部与所述加固板之间的空腔内设置有橡胶弹性胶体。
5、再进一步的,所述内墙加固结构包括若干角钢加固件,若干所述角钢加固件设置在所述内墙的左右两侧壁与所述木梁的上下两侧壁之间,左右对称布置的两个所述角钢加固件的竖直部之间设置有高强螺栓a,上下对称布置的两个所述角钢加固件的水平部之间设置有高强螺栓a,两个所述木梁的端部之间的空腔内设置有橡胶弹性胶体。
6、再进一步的,所述木柱与楼板加固结构包括设置在所述木柱与所述楼板连接处的加固笼,所述木柱与所述楼板连接位置的上下两侧均设置有替木,所述加固笼将所述木柱与所述楼板连接处以及替木包裹起来。
7、再进一步的,所述加固笼包括若干加强箍带,若干所述加强箍带间隔布置,若干所述加强箍带的前后两侧设置有若干沿竖直方向布置的连接缀板,所述连接缀板与所述加强箍带垂直布置,前后位置相对应的两个所述连接缀板之间通过高强螺栓b连接在一起。
8、再进一步的,所述楼板内设置有若干木椽、薄片石、稻草秸秆,所述木椽、所述薄片石和所述稻草秸秆的缝隙处设置有橡胶弹性胶体。
9、再进一步的,所述橡胶弹性胶体采用聚脲注浆液制成。
10、一种用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构方法,包括以下步骤:
11、步骤一:在外墙与木梁交接处打四个用于植入高强螺栓a的孔洞,将孔洞内清理干净,在所述外墙的外侧垫上加固板,所述外墙的内壁与所述木梁的交接位置垫上角钢加固件,用于穿入对拉所述高强螺栓a;
12、步骤二:在所述步骤一得到的构件中植入所述高强螺栓a,并拧紧,所述高强螺栓a孔内、所述木梁端部与所述外墙缝隙灌入聚脲注浆液,聚脲注浆液凝固后形成橡胶弹性胶体;
13、步骤三:木柱与楼板交接位置剔凿出用于安装加固笼的安装腔,对所述安装腔内进行清灰处理,所述加固笼上的加强箍带包裹住替木、所述木柱和所述楼板;
14、步骤四:在所述步骤三的所述加强箍带的前后两侧对称布置若干连接缀板,使所述连接缀板与所述加强箍带垂直布置,前后位置相对应的两个所述连接缀板之间通过高强螺栓b连接在一起;
15、步骤五:所述步骤三、四安装安装后,在所述楼板底部支模,灌入聚脲注浆液,将薄片石、稻草秸秆、木椽、钢带、木柱和替木进行有效粘结,聚脲注浆液凝固后形成橡胶弹性胶体。
16、与现有技术相比,本发明的有益技术效果:
17、本发明所设计的加固方法是一种科学合理的用于藏式碉房承重木构件节点的加固技术,为藏式碉房中承重木构件的加固设计及施工进行指导。本发明创新采用橡胶类弹性胶体与木梁、土坯墙协同加固,加之对拉螺杆的加强作用,提高节点抗拔承载力,同时保留榫卯膜材滑移耗能机制,提高地震能量耗散能力;木柱与薄片石、稻草秸秆复合楼板的有效拉结形成传力路径,在橡胶类弹性胶体与钢箍带的共同作用下降低木柱位移变形,最终完成藏式碉房承重木构件的加固施工。
1.一种用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构,其特征在于:包括外墙加固结构、内墙加固结构和木柱与楼板加固结构,所述外墙加固结构设置在外墙(1)与木梁(2)的连接处,所述内墙加固结构设置在内墙(16)与木梁(2)的连接处,所述木柱与楼板加固结构设置在木柱(7)与楼板(8)的连接处。
2.根据权利要求1所述的用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构,其特征在于:所述外墙加固结构包括加固板(3),所述加固板(3)设置在所述外墙(1)与所述木梁(2)连接处的外侧,所述外墙(1)的内壁与所述木梁(2)的上下两侧壁之间均设置有角钢加固件(6),所述角钢加固件(6)的竖直部与所述加固板(3)之间水平设置有高强螺栓a(5),两个所述角钢加固件(6)的水平部之间竖直设置有高强螺栓a(5),所述木梁(2)的端部与所述加固板(3)之间的空腔内设置有橡胶弹性胶体(4)。
3.根据权利要求1所述的用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构,其特征在于:所述内墙加固结构包括若干角钢加固件(6),若干所述角钢加固件(6)设置在所述内墙(16)的左右两侧壁与所述木梁(2)的上下两侧壁之间,左右对称布置的两个所述角钢加固件(6)的竖直部之间设置有高强螺栓a(5),上下对称布置的两个所述角钢加固件(6)的水平部之间设置有高强螺栓a(5),两个所述木梁(2)的端部之间的空腔内设置有橡胶弹性胶体(4)。
4.根据权利要求1所述的用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构,其特征在于:所述木柱与楼板加固结构包括设置在所述木柱(7)与所述楼板(8)连接处的加固笼,所述木柱(7)与所述楼板(8)连接位置的上下两侧均设置有替木(9),所述加固笼将所述木柱(7)与所述楼板(8)连接处以及替木(9)包裹起来。
5.根据权利要求4所述的用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构,其特征在于:所述加固笼包括若干加强箍带(10),若干所述加强箍带(10)间隔布置,若干所述加强箍带(10)的前后两侧设置有若干沿竖直方向布置的连接缀板(15),所述连接缀板(15)与所述加强箍带(10)垂直布置,前后位置相对应的两个所述连接缀板(15)之间通过高强螺栓b(11)连接在一起。
6.根据权利要求4所述的用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构,其特征在于:所述楼板(8)内设置有若干木椽(14)、薄片石(12)、稻草秸秆(13),所述木椽(14)、所述薄片石(12)和所述稻草秸秆(13)的缝隙处设置有橡胶弹性胶体(4)。
7.根据权利要求2、3或6所述的用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构,其特征在于:所述橡胶弹性胶体(4)采用聚脲注浆液制成。
8.一种用于藏式碉房承重木构件节点的加固结构方法,其特征在于:包括以下步骤: