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一种残损木结构预应力隐蔽加固装置及方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-12-08 15:04:06

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 黄哲芬 | 2023-12-08 15:04:06

本发明涉及一种残损木结构预应力隐蔽加固装置,包括固定锚固件、连接套筒和预应力张拉装置,固定锚固件设置有两个,两个固定锚固件分别设置于残损木结构的两端,固定锚固件外壁设置有锚件,锚件上设置有预留螺纹孔,锚件通过预留螺纹孔固定有钢丝绳,钢丝绳的另一端穿过固定锚固件外表面沿固定锚固件内壁牵引到残损木结构中段位置,两端钢丝绳牵引到残损木结构中段位置后分别螺纹连接于连接套筒的两端,连接套筒以中心为分界线两侧螺纹的旋向相反,两端所述钢丝绳通过预应力张拉装置转动连接套筒向中心靠拢或向两端分离;能够解决实际工程中木结构中受弯构件承载力与刚度在残损状态下得到削弱且现有加固技术无法做到隐蔽性和可调性的问题。

一种残损木结构预应力隐蔽加固装置,包括固定锚固件、连接套筒和预应力张拉装置,固定锚固件设置有两个,两个所述固定锚固件分别设置于残损木结构的两端,所述固定锚固件外壁设置有锚件,所述锚件上设置有预留螺纹孔,所述锚件通过预留螺纹孔固定有钢丝绳,所述钢丝绳的另一端穿过固定锚固件外表面沿固定锚固件内壁牵引到残损木结构中段位置,两端所述钢丝绳牵引到残损木结构中段位置后分别螺纹连接于连接套筒的两端,连接套筒以中心为分界线两侧螺纹的旋向相反,两端所述钢丝绳通过预应力张拉装置转动连接套筒向中心靠拢或向两端分离。

木结构建筑体系是中国古代建筑的主体,在世界建筑的历史长河当中,中国的古建筑木结构是一支历史悠久、结构独特以及分布地域广阔、遗产丰富的重要建筑体系,古建筑木结构在中国的历史长河中表现出传统建筑技术的超长期的生命力,是中国古老建筑体系的活化石,具有重大的经济和社会价值。但由于近现代对于古建筑的重视和保护程度欠缺,很多历史悠久的古建筑木结构已经受到了不同程度的损坏,针对木结构屋盖处的檩条、椽条及抬梁等受弯构件,经常发生的虫蛀、干缩裂缝、腐朽,使这些受弯构件的受弯性能得到削弱。

根据国家规范古建筑木结构加固,应当以其安全性鉴定和抗震鉴定结论为依据,根据其残损程度分别决定是否在原构件上进行修复加固还是需要更换木构件,对于能够修补加固的,应设法最大限度地保留原件,使历史信息得以延续;对需要更换的木构件应在隐蔽处注明更换的日期。

目前,对于木结构,已有的加固方式有两种,一种是传统的辅助式修缮方式:自攻螺钉加固、粘贴钢板加固、FRP加固以及张弦体外预应力加固等方法,除此以外,还有高分子材料灌浆、局部抱箍以及嵌补等补强加固的方法。另外一种是落架大修,将木结构中的某个构件整个进行替换,换成新的材质一样或相近的构件。然而,以上提及的这些方法都具有一定的局限性,都属于被动式加固且不可逆,只能对木结构进行临时的补强加固,上述加固方式后期也均无法做到隐蔽性与可调性,加固后的加固件裸露外面,会给人一种不安全感。而且落架大修还需要具有丰富经验的木结构工程师以及大量的人力物力的支持。

中国专利CN112392288A一种预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置及方法,包括沿长度方向黏贴于原木梁底面上的FRP布,原木梁的中部安装有中部承托件,原木梁的两端均安装有端部增强锚固件,原木梁上且位于中部承托件与端部增强锚固件之间沿长度方向间隔黏贴有若干层FRP环箍,所述中部承托件的两侧分别设置有两端均与对应的端部增强锚固件相连接的高强钢丝绳;但其无法调节预应力偏心距,装置没有相对应刚度可调性,基于此,现在亟需一种主动式且可逆的加固体系实现对于木结构的低干预隐蔽性加固。

发明人:王耀 陈亮 付绪峰 王鸣 沈圣 姜绍飞福州大学(Fuzhou University),简称福大,位于福建省福州市,创建于1958年,是国家“双一流”建设高校,国家“211工程”建设高校,国家教育部、国家国防科技工业局与福建省人民政府共建高校,福建省三所重点建设的高水平大学之一,福建省一流大学建设高校,入选国家建设高水平大学公派研究生项目、教育部首批“卓越工程师教育培养计划”高校、新工科研究与实践项目、数据中国“百校工程”项目、国家“111计划”、“高校国际化示范学院推进计划”、国家级大学生创新创业训练计划、全国首批深化创新创业教育改革示范高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、全国专业学位研究生教育综合改革试点单位、国家集成电路人才培养基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地、高校国家知识产权信息服务中心。

本发明具有如下有益效果:

本发明安装方便,对原结构的干扰性小,具有低干预加固的特点,且相比于其他加固技术,独有的隐蔽性和刚度可调性的优势,通过螺栓调节预应力偏心距,以及通过调节钢丝绳的数量可以达到对于木结构刚度定量加固的效果。该加固方式克服了实际工程当中被动式加固的缺点,而且该发明的隐蔽性与刚度可调性使得加固方式更加灵活,通过调节偏心距和钢丝绳数量来达到被加固的构件与其他同类构件整体协调工作的效果,不会出现过量加固导致被加固木梁在满足承载力的前提下,出现刚度过大的问题,该发明主要适用于传统古建筑木结构中圆形截面的受弯类构件。该装置的制作成本低,无需投入大量的人力物力,对于木结构的刚度和承载力有显著的加固效果,且加固完成后的隐蔽措施也能保证外观上与原状无太大差异。

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