【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于历史建筑加固，具体为一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法。
技术介绍
1、历史保护建筑是一种文化精神的载体，在一定意义上，它们是某个城市“历史记忆的符号”和“城市文化发展的链条”，因为，它们见证了这个城市几百年甚至上千年历史的沧桑变化，而一旦遭到破坏，就再难以恢复和接续。木材是我国古代建筑的重要原材料，因其具有良好的弹性、韧性，取材容易并且纹理色调丰富美观而被广泛使用。传统木结构建筑拥有独特的结构形式，柱、梁、檩等构件形成框架体系支撑着屋顶，屋顶与四周墙体围合成一个封闭空间，可以满足当时的居住要求。木材不仅力学性能好，能够保证建筑的安全性、稳定性，而且易于加工，造型变化多样。随着社会的发展及科技的进步，古建筑的结构形式日益完善、丰富，外观也更加美观，具有独特的魅力。
2、但是常见的加固方法加固痕迹较为明显，从而影响了加固时的美观性，同时加固结束之后也并未对其进行检查，影响了整体的牢固性
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法。
2、本专利技术采用的技术方案如下：一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，所述提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法包括以下步骤：
3、s1:先进行拉结加固材料的选用，木构架的拉结加固材料采用热镀锌钢板，这种钢板是用连续热镀锌工艺制成，具有较好的防腐蚀和加工成型性能，常用于建筑构件、汽车板件和工业产品；
4、
5、s3:先进行扁钢条加固，对于柱两侧梁端半榫结合的情况，可用扁钢条穿过卯口对两侧的梁端拉结；
6、s4:进行l形钢板条加固；
7、s5:进行钢铰链加固；
8、s6:进行构架间的檩椽连接加固，需要先进行檩条的连接加固，之后进行檩条与椽条的连接加固；
9、s7:进行裂缝嵌补，柱子的裂缝深度不超过柱径或该方向截面尺寸1/3时，裂缝宽度小于3mm时，用腻子勾抹严实即可。裂缝宽度在3～30mm的用木条嵌补，并用胶粘牢。裂缝宽度在30mm以上，深度在柱径截面尺寸的1/4以内时，也用木条嵌补粘牢，木条选用顺纹通长的，另外还应在柱的开裂段加2～4道铁箍，开裂较长时，可适当增加箍的数量。若木柱有较大的斜裂或者裂缝宽度过大影响柱子的允许应力时，应考虑更换；
10、s8:加固之后，对历史建筑进行超声波探伤，检查无误之后即可结束整个提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固流程。
11、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，对于一般古建筑，拉结加固钢板可选用镀层代号为(z)的纯镀锌层低碳钢板，镀锌层的重量不低于275g/m2；对于保护等级较高且对环境条件要求较严的古建筑，也可以选用镀层代号为(za)的镀锌铝合金层低碳钢板。所用钢板的性能和质量应符合gb/t2518—2019《连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带》的规定和要求。
12、在一优选的实施方式中，所述步骤s1中，钢板件与木构件的连接采用力学和嵌固性能均较好的自攻螺钉，钉头宜用沉头十字槽型，其表面平整，且便于拉结件的人工紧固和大震后拆卸修缮。
13、在一优选的实施方式中，所述步骤s3中，扁钢条的厚度3～5mm，宽度不大于榫头宽度，长度为柱子直径加上160～200mm，即两端伸出柱子外皮各80～100mm，并在每端预留2～3个螺孔，用螺钉将扁钢条固定在榫头之外的梁端上。
14、在一优选的实施方式中，所述步骤s3中，法将扁钢条的大部分埋设在节点之内，对节点部位的外观影响很小；此外，扁钢条的抗拉能力较强且抗弯刚度较小，当地震作用时，可有效地对榫头进行拉结，防止拔出，并可保持节点适度的转动耗能能力。
15、在一优选的实施方式中，所述步骤s4中，在柱与梁端表面的交接处设置l形钢板条，用螺钉固定，l形钢板条可用厚度4～6mm、宽度100～120mm、长度160～200mm的钢板(尺寸可根据柱、梁的截面尺寸适当调整)弯曲成型，每边预留2排螺孔，用螺钉将钢板条固定在梁、柱上。对于截面为圆形的柱，应在钢板条对应的位置刻槽，使钢板条与柱表面紧密贴合。
16、在一优选的实施方式中，所述步骤s5中，为了保持榫卯节点的半刚性特征，可以将l形钢板条改为钢铰链，以减少加固件对节点的转动约束。铰链即合页，通常用于门窗的连接，类型较多，可以直接从市场购买，也可以根据梁、柱尺寸和加固要求向厂家定制；由于钢铰链的抗拔和抗剪能力略低于同截面尺寸的钢板加固件，宜将钢铰链的页片厚度增加2～3mm。安装钢铰链时，需在梁、柱交接处留有铰链转轴的空间，以保证地震作用时节点可适度的转动耗能。对于截面为圆形的柱子，应在铰链对应的位置刻槽，使铰链与柱表面紧密贴合。
17、在一优选的实施方式中，所述步骤s6中，檩条的防滚、防脱是构架间连接加固的重点，加固部位为:各檩条沿房屋纵向的接头处；和各檩条与构架交接处。
18、屋盖中的椽条与檩条垂直相交，形成空间网格；加强椽条与檩条的整体性结合，可增大构架之间的连接刚度。椽条与檩条整体性加固的部位为房屋每开间的两端，每一部位选紧靠木构架的两排椽条；
19、檩条的连接加固过程中：在柱顶或梁端的檩碗内塞进大头木楔，用钢钉钉牢，从侧向挤住檩条，使其不易滚动。对于沿着房屋纵向两檩端部用燕尾榫水平连接的情况，可在接头部位增设水平扁钢拉条，防止脱榫。水平扁钢拉条可参照扁钢条式样制作，但厚度和宽度可适当加大；对于屋面不揭顶修缮的情况，可在两檩条接头部位的侧面进行拉结；
20、檩条与椽条的连接加固在加固部位的椽条与檩条的每一个交接处，用宽度略小于椽条宽度、厚度3～4mm的ω形钢板条将两者拉结，使椽条起到传统“拉杆椽”的作用。这种连接加固既能提高檩与椽的结合性，又能增强檩条防滚、防脱稳定性。
21、在一优选的实施方式中，所述步骤s7中，梁、枋、檩等构件的开裂可由多种因素造成，随着裂缝的出现，承载力也会降低，因此，应采取相应的加固措施，对于轻微的裂缝，可用铁箍直接加固。裂缝较大时可用木条嵌补密实，用胶粘牢，并加设2～4道铁箍。
22、在一优选的实施方式中，所述步骤s7中，木结构古建筑中，梁、檩、枋等水平构件长期受到自身重量和上部荷载的作用，导致出现弯垂现象，一般情况下，当梁的垂度与跨度之比大于1∶120时，应采取加固措施，否则变形超过一定的限值就会劈裂、断裂，严重影响古建筑结构安全。加固时通常在弯垂部位的底部加设铁板或钢板，在下方支顶柱子，以分散木梁上的荷重。有时还会采用木质隔墙来支顶。但是这两种方法会使房屋内部空间使用受到限制，为了使空间不受影响可以加设附加梁，即在前后檐柱的内侧各加一根木柱，木柱上托一根附加梁，以附加梁支撑原来的梁来增强梁的承载力。
23、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
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1.一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤S1中，对于一般古建筑，拉结加固钢板可选用镀层代号为(Z)的纯镀锌层低碳钢板，镀锌层的重量不低于275g/m2；对于保护等级较高且对环境条件要求较严的古建筑，也可以选用镀层代号为(ZA)的镀锌铝合金层低碳钢板；所用钢板的性能和质量应符合GB/T2518—2019《连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带》的规定和要求。
3.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤S1中，钢板件与木构件的连接采用力学和嵌固性能均较好的自攻螺钉，钉头宜用沉头十字槽型，其表面平整，且便于拉结件的人工紧固和大震后拆卸修缮。
4.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤S3中，扁钢条的厚度3～5mm，宽度不大于榫头宽度，长度为柱子直径加上160～200mm，即两端伸出柱子外皮各80～1
5.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤S3中，法将扁钢条的大部分埋设在节点之内，对节点部位的外观影响很小；此外，扁钢条的抗拉能力较强且抗弯刚度较小，当地震作用时，可有效地对榫头进行拉结，防止拔出，并可保持节点适度的转动耗能能力。
6.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤S4中，在柱与梁端表面的交接处设置L形钢板条，用螺钉固定，L形钢板条可用厚度4～6mm、宽度100～120mm、长度160～200mm的钢板(尺寸可根据柱、梁的截面尺寸适当调整)弯曲成型，每边预留2排螺孔，用螺钉将钢板条固定在梁、柱上；对于截面为圆形的柱，应在钢板条对应的位置刻槽，使钢板条与柱表面紧密贴合。
7.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤S5中，为了保持榫卯节点的半刚性特征，可以将L形钢板条改为钢铰链，以减少加固件对节点的转动约束；铰链即合页，通常用于门窗的连接，类型较多，可以直接从市场购买，也可以根据梁、柱尺寸和加固要求向厂家定制；由于钢铰链的抗拔和抗剪能力略低于同截面尺寸的钢板加固件，宜将钢铰链的页片厚度增加2～3mm；安装钢铰链时，需在梁、柱交接处留有铰链转轴的空间，以保证地震作用时节点可适度的转动耗能；对于截面为圆形的柱子，应在铰链对应的位置刻槽，使铰链与柱表面紧密贴合。
8.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤S6中，檩条的防滚、防脱是构架间连接加固的重点，加固部位为:各檩条沿房屋纵向的接头处；和各檩条与构架交接处；
9.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤S7中，梁、枋、檩等构件的开裂可由多种因素造成，随着裂缝的出现，承载力也会降低，因此，应采取相应的加固措施，对于轻微的裂缝，可用铁箍直接加固；裂缝较大时可用木条嵌补密实，用胶粘牢，并加设2～4道铁箍。
10.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤S7中，木结构古建筑中，梁、檩、枋等水平构件长期受到自身重量和上部荷载的作用，导致出现弯垂现象，一般情况下，当梁的垂度与跨度之比大于1∶120时，应采取加固措施，否则变形超过一定的限值就会劈裂、断裂，严重影响古建筑结构安全；加固时通常在弯垂部位的底部加设铁板或钢板，在下方支顶柱子，以分散木梁上的荷重；有时还会采用木质隔墙来支顶；但是这两种方法会使房屋内部空间使用受到限制，为了使空间不受影响可以加设附加梁，即在前后檐柱的内侧各加一根木柱，木柱上托一根附加梁，以附加梁支撑原来的梁来增强梁的承载力。
...【技术特征摘要】
1.一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤s1中，对于一般古建筑，拉结加固钢板可选用镀层代号为(z)的纯镀锌层低碳钢板，镀锌层的重量不低于275g/m2；对于保护等级较高且对环境条件要求较严的古建筑，也可以选用镀层代号为(za)的镀锌铝合金层低碳钢板；所用钢板的性能和质量应符合gb/t2518—2019《连续热镀锌和锌合金镀层钢板及钢带》的规定和要求。
3.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤s1中，钢板件与木构件的连接采用力学和嵌固性能均较好的自攻螺钉，钉头宜用沉头十字槽型，其表面平整，且便于拉结件的人工紧固和大震后拆卸修缮。
4.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤s3中，扁钢条的厚度3～5mm，宽度不大于榫头宽度，长度为柱子直径加上160～200mm，即两端伸出柱子外皮各80～100mm，并在每端预留2～3个螺孔，用螺钉将扁钢条固定在榫头之外的梁端上。
5.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤s3中，法将扁钢条的大部分埋设在节点之内，对节点部位的外观影响很小；此外，扁钢条的抗拉能力较强且抗弯刚度较小，当地震作用时，可有效地对榫头进行拉结，防止拔出，并可保持节点适度的转动耗能能力。
6.如权利要求1所述的一种提升木构架历史建筑抗震性能的拉结加固方法，其特征在于：所述步骤s4中，在柱与梁端表面的交接处设置l形钢板条，用螺钉固定，l形钢板条可用厚度4～6mm、宽度100～120mm、长度160～200mm的钢板(尺寸可根据柱、梁的截面尺寸适当调整)弯曲成型，每边预留2排螺孔，用螺钉将钢板条固定在梁、柱上；对于截面为圆形的柱，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李小龙，严少飞，刘丫丫，韩卫然，赵子良，王彦磊，王豫君，朱凤超，颜培，闫启航，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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