提升古建筑木塔承载力的装置及其确定方法和验证方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了提升古建筑木塔承载力的装置及其确定方法和验证方法，其中，提升古建筑木塔承载力的装置包括：拉索、撑杆和环箍；环箍的数量为三个，其中两个安装在古建筑木塔的上层木柱上，另外一个安装在下层木柱上，撑杆安装在古建筑木塔的上层木柱下方的环箍上，拉索的两端分别与古建筑木塔的上层木柱上方的环箍以及下层木柱上的环箍连接，中部与撑杆连接。通过拉索对古建筑木塔的上层的木柱和下层的木柱进行加固，既不破坏原有古建筑木柱结构，同时又能够提升原有结构水平承载能力，实现了对文物建筑修缮保护最小干预且可逆的原则，同时又提高了文物的安全性能。同时又提高了文物的安全性能。同时又提高了文物的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
提升古建筑木塔承载力的装置及其确定方法和验证方法


[0001]本专利技术涉及古建筑木塔结构安全稳定
，具体涉及提升古建筑木塔承载力的装置及其确定方法和验证方法。

技术介绍

[0002]古建筑木结构通过榫卯、斗栱连接构造及营造过程中产生的摩擦力实现构件连接，并形成具有承载能力的结构体系。古建筑木结构的特点是斗拱刚度较大，而立柱与柱间梁通过榫卯连接，连接刚度相对较弱。经历数百年的劣化损伤或在外部荷载作用后，立柱产生滑移、错位变形后不能自恢复，严重影响建筑安全。受制于古建筑木结构所承载的历史文化价值，很多现代建筑侵入建筑本体的加固技术不适用于古建筑。而经过加固后的古建筑尚应具有可保证建筑结构安全的承载能力及变形能力。
[0003]针对于古建筑木塔结构的常见维修方案包括:整体支撑加固方案、搭设塔架上部吊升方案、增设辅柱、设置斜撑或交叉拉索加固方案等。
[0004]以上方案各存利弊，如灶台式顶升方案、搭设塔架上部吊升方案会对现存建筑造成较大影响甚至破坏，损坏古建筑本身文化及历史价值；增设辅柱、设置斜撑或交叉拉索加固等方案的加固效果尚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升古建筑木塔承载力的装置，其特征在于，包括：拉索（1）、撑杆（4）和环箍（5）；其中，所述环箍（5）的数量为三个，其中两个所述环箍（5）分别安装在古建筑木塔中第一木柱（6）的顶部和底部，另外一个所述环箍（5）安装在古建筑木塔中第二木柱（7）的顶部，其中第一木柱（6）位于第二木柱（7）的上方；所述撑杆（4）为三角形结构，所述三角形结构的一个角安装在第一木柱（6）底部的所述环箍（5）上，且撑杆（4）向上倾斜15
°‑
20
°
，所述三角形结构的另外两个角上均设有索夹（3）；所述拉索（1）的一端与第一木柱（6）顶部的所述环箍（5）连接，所述拉索（1）的中部与所述索夹（3）连接，所述拉索（1）的另一端与所述第二木柱（7）的顶部所述环箍（5）连接。2.如权利要求1所述的提升古建筑木塔承载力的装置，其特征在于，所述索夹（3）包括索夹连接件（10）和子索夹（11）；其中，所述子索夹（11）的数量为两个，两个所述子索夹（11）结构相匹配，且两个所述子索夹（11）中间位置设有索夹孔（12），所述拉索（1）设置在所述索夹孔（12）内，两个所述子索夹（11）通过所述索夹连接件（10）连接；所述环箍（5）上设有第一连接件（2），所述拉索（1）上设有第二连接件（8）和第三连接件（9），所述撑杆（4）上设有第四连接件（13）；所述拉索（1）通过所述第一连接件（2）、所述第二连接件（8）和所述第三连接件（9）与所述环箍（5）连接，所述撑杆（4）通过所述第一连接件（2）和所述第四连接件（13）与所述环箍（5）连接。3.一种提升古建筑木塔承载力的装置的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取古建筑木塔中木柱的弹性模量、抗压强度、顺纹强度、横纹强度和材料容重，并根据古建筑木塔中木柱的弹性模量、抗压强度、顺纹强度、横纹强度和材料容重确定拉索（1）的材料；S2、获取古建筑木塔的几何尺寸信息，并根据古建筑木塔的几何尺寸信息以及木材的弹性模量、抗压强度、顺纹强度、横纹强度和材料容重建立古建筑仿真分析模型；S3、在古建筑仿真分析模型上建立提升古建筑木塔承载力的装置的仿真分析模型，并根据确定的拉索（1）材料选择拉索（1）的直径；S4、对古建筑仿真分析模型中木柱顶部施加水平荷载，并不断增加水平荷载值，直至结构不能再承受更大荷载，得到木柱顶部施加的水平荷载与木柱顶部水平变形量的P
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D曲线；S5、根据P
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D曲线得到木柱的最大线性水平承载力性能点、木柱的水平承载力屈服点和木柱的破坏点；S6、判断木柱的最大线性水平承载力性能点、木柱的水平承载力屈服点和木柱的破坏点的拉索（1）承受的拉应力σ是否满足要求，若不满足要求，则加大拉索（1）的直径，重复步骤S3
‑
S6，直至满足要求。4.如权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述步骤S1获取古建筑木塔中木柱的弹性模量、抗压强度、顺纹强度、横纹强度和材料容重，并根据古建筑木塔中木柱的弹性模量、抗压强度、顺纹强度、横纹强度和材料容重确定拉索（1）的材料，包括以下步骤：S1.1、采用无损或微损的检测方法，获取古建筑木塔中木柱的弹性模量和抗压强度；S1.2、选取与古建筑木塔中木柱的弹性模量和抗压强度均相同的木材，检测并获取木材的顺纹强度、横纹强度和材料容重；S1.3、根据木材的弹性模量、抗压强度、顺纹强度、横纹强度和材料容重计算拉索（1）采
用的材料需要满足的材料强度和弹性模量，并在满足的材料强度和弹性模量的材料中选择并确定拉索（1）的材料。5.如权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述步骤S3中在古建筑仿真分析模型上建立提升古建筑木塔承载力的装置的仿真分析模型，包括以下步骤：在古建筑仿真分析模型中第一木柱（6）的顶部和底部分别建立一个提升古建筑木塔承载力的装置的仿真分析模型中的环箍（5），在古建筑木塔仿真分析模型中第二木柱（7）的顶部建立一个环箍（5）；建立提升古建筑木塔承载力的装置的仿真分析模型中的撑杆（4），并将撑杆（4）通过提升古建筑木塔承载力的装置的仿真分析模型中第一连接件（2）和第四连接件（13）安装在第一木柱（6）底部的所述环箍（5）上，并控制撑杆（4）向上倾斜15
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20
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；建立提升古建筑木塔承载力的装置的仿真分析模型中的拉索（1），并将拉索（1）的一端通过第一连接件（2）、第二连接件（8）和第三连接件（9）安装在第一木柱（6）顶部的所述环箍（5）上；将拉索（1）中部设置在撑杆（4）端部的索夹（3）中两个子索夹（11）之间中部的索夹孔（12）内，并将两个子索夹（11）通过连接件（10）连接；将拉索（1）的另一端通过第一连接件（2）、第二连接件（8）和第三连接件（9）安装在第二木柱（7）的顶部的所述环箍（5）上。6.如权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述步骤S3中根据确定的拉索（1）材料选择拉索（1）的直径，包括以下步骤：根据拉索（1）的材料，选择拉索（1）的直径，根据拉索（1）的材料和直径计算拉索（1）的极限抗拉强度σ
u
，并计算每根拉索（1）承受的拉应力σ，并判断是否满足σ≤0.2σ
u
，若不满足...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛家琪，刘鑫刚，马伯涛，刘邦宁，刘金泰，朱鸿钧，
申请(专利权)人：中国航空规划设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：