CN102061812B - 粘贴钢板加固木梁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑工程领域，公开了一种粘贴钢板加固木梁的方法，其技术方案为，根据简支木梁的受力模式（上部为受压边缘，下部为受拉边缘），在木梁受拉边缘通过粘贴钢板并用膨胀螺栓锚固提高其承载能力。本方法不仅能克服替换法的缺点，有效避免拆坏原有结构，还能保证木梁的承载力和耐久性满足后续使用要求；加固后的木梁，其承载力增加超过50%。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程领域，具体涉及建筑加固改造，尤其是木梁的维修加固，是一种利用粘贴钢板加固木梁的方法。
背景技术
我国现存的文物建筑多为木结构或砖木结构。由于老化或使用荷载增加常导致木梁抗弯承载力不足，需进行加固。过去一般多采用整根更换的方式，但由于我国木结构多采用榫接，更换木梁就需要拆开原先的结构，会导致相连木构件的附加损伤，势必影响到相连木柱、斗拱和木屋架的整体性和安全使用，甚至可能损坏文物建筑所蕴含的历史文化价值和历史风貌特征。
若采取在木梁受拉面粘贴钢板并用膨胀螺栓锚固的加固方法可有效避免拆坏原有结构，并保证木梁承载力满足后续使用要求。
发明内容
本发明旨在提供粘贴钢板加固木梁的方法。
这种粘贴钢板加固木梁的方法，其技术方案为，根据简支木梁的受力模式（上部为受压面，下部为受拉面），将木梁受拉面平整修补后，通过粘贴钢板并用膨胀螺栓锚固提高其承载能力。
粘贴钢板加固木梁的方法，包括以下步骤：
（1）对木梁受拉面和钢板进行预处理：
对木梁受拉面进行表面平整度处理、并擦洗，如受拉面有裂缝或凹坑时，采用修补胶进行修补；可用丙酮来擦洗木梁受拉面；
选用厚度3mm～5mm、与木梁跨度等长的整块钢板，先对钢板粘贴面进行表面粗糙处理和表面清洁处理；
（2）在干燥后的木梁受拉面涂抹底胶；分别在钢板粘贴面和木梁底面涂抹粘钢结构胶，然后将钢板粘贴在木梁受拉面，并压实，使粘钢结构胶层无空隙；
（3）沿钢板中心线位置布置膨胀螺栓锚固，各膨胀螺栓中心的间距为500～700mm，并使钢板、粘钢结构胶和木梁结合紧密。
所用的钢板为整块钢板，宽度为木梁宽度的90%～100%。
钢板的中心线与木梁受拉面的中线重合。
最边缘的第一个膨胀螺栓的中心与钢板边缘的距离为30～350mm，优选为50～250mm。
膨胀螺栓的直径为8～10mm。
当木梁高度不大于200mm时，使用厚度为3～4mm的钢板，各膨胀螺栓间距为600～700mm。
当木梁高度大于200mm时，使用厚度为4～5mm的钢板，各膨胀螺栓间距为500～600mm。
本发明根据简支木梁的受力模式（上部为受压边缘，下部为受拉边缘），在木梁受拉边缘通过粘贴钢板并用膨胀螺栓锚固提高其承载能力。通过上述方法加固后的木梁，其承载力增加超过50%。
本发明粘贴钢板加固木梁的方法，不仅能克服替换法的缺点，有效避免拆坏原有结构，还能保证木梁的承载力和耐久性满足后续使用要求。因此，粘贴钢板加固木梁是一种行之有效的方法。
附图说明
图1为实施例1和2的木梁加固纵向示意图
图2为实施例1和2的木梁加固在A-A方向的截面图
1—木梁，2—钢板，3—受拉面，4—受压面，5—粘钢结构胶层，6—膨胀螺栓。
具体实施方式
实施例1
由于老化，高度200mm、宽100mm、跨度3.6m、全长4m的木梁承载力不能满足安全要求，需进行加固。实施步骤为：
（1）先对木梁承受的荷载进行卸载。对木梁1的受拉面3（即底面）进行表面平整度处理，并用丙酮进行擦洗，使受拉面3（底面）平整度和清洁度满足粘贴要求。如底面存在裂缝或凹坑，则需用修补胶进行修补；干燥后待用；
选用3mm厚、100mm宽、长3.6米的整块钢板，进行钢板粘贴面的表面粗糙处理，并进行表面清洁处理；
（2） 在干燥后的木梁受拉面涂抹底胶，分别在钢板2的粘贴面和木梁受拉面3涂抹粘钢结构胶，然后将钢板粘贴在木梁受拉面，形成粘钢结构胶层5，并压实保证粘钢结构胶层5无空隙；钢板的中心线与木梁受拉面的中线重合；
（3）沿钢板中心位置布置直径为8mm的膨胀螺栓进行锚固，保证钢板2、粘钢结构胶层5和木梁受拉面3结合紧密。 膨胀螺栓中心的间距为700mm，最边缘的第一个膨胀螺栓的中心与钢板边缘的距离为50mm。如图1、2所示。
待粘钢结构胶完全固化后，粘贴钢板加固的木梁可继续承载。
上述高200mm、宽100mm、跨度3.6m、全长4m的花旗松木梁，如采用三分点加载（跨度3.6m、加载点间距1.2m）时，未加固前，木梁的承载力约为30kN；经过上述方法加固，即粘贴3mm厚钢板并用直径8mm膨胀螺栓（间距700mm）锚固后加固木梁承载力提高到49.6 kN。
实施例2
由于使用荷载增加，高度250mm、宽度125mm、跨度4.5m、全长5m的木梁承载力不能满足安全要求，需进行加固。实施步骤为：
（1）先对木梁承受的荷载进行卸载。对木梁1的受拉面3（即底面）进行表面平整度处理，并用丙酮进行擦洗，使受拉面3（底面）平整度和清洁度满足粘贴要求。如底面存在裂缝或凹坑，则需用修补胶进行修补；干燥后待用；
选用5mm厚、120mm宽、4.5m长的整块钢板，进行钢板粘贴面的表面粗糙处理，并进行表面清洁处理；
（2）在干燥后的木梁受拉面涂抹底胶，分别在钢板2的粘贴面和木梁受拉面3涂抹粘钢结构胶，然后将钢板粘贴在木梁受拉面，形成粘钢结构胶层5，并压实保证粘钢结构胶层5无空隙；钢板的中心线与木梁受拉面的中线重合；
（3）沿钢板中心位置布置直径10mm的膨胀螺栓进行锚固，保证钢板2、粘钢结构胶层5和木梁受拉面3结合紧密，各膨胀螺栓中心的间距为500mm，最边缘的第一个膨胀螺栓的中心与钢板边缘的距离为250mm。
待粘钢结构胶完全固化后，粘贴钢板加固的木梁可继续承载。
上述高250mm、宽125mm、全长5m、跨度4.5米的木梁，经过上述方法加固，即粘贴钢板并用φ10500膨胀螺栓加固后承载力可提高50%以上。
Claims (7)
1.粘贴钢板加固木梁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对木梁受拉面进行表面平整度处理、并擦洗，如受拉面有裂缝或凹坑时，采用修补胶进行修补；
选用厚度3mm～5mm、与木梁跨度等长的整块钢板，先对钢板粘贴面进行表面粗糙处理和表面清洁处理；
(2)在干燥后的木梁受拉面涂抹底胶；分别在钢板粘贴面和木梁受拉面涂抹粘钢结构胶，然后将钢板粘贴在木梁受拉面，并压实，使粘钢结构胶层无空隙；
(3)沿钢板中心线位置布置膨胀螺栓锚固，各膨胀螺栓中心的间距为500～700mm，最边缘的第一个膨胀螺栓的中心与钢板边缘的距离为30～350mm；并使钢板、粘钢结构胶层和木梁结合紧密。
2.权利要求1所述粘贴钢板加固木梁的方法，其特征在于，当木梁高度不大于200mm时，步骤(2)所述钢板的厚度为3～4mm，步骤(3)所述各膨胀螺栓中心的间距为600～700mm；
当木梁高度大于200mm时，步骤(2)所述钢板的厚度为4～5mm，步骤(3)所述各膨胀螺栓中心的间距为500～600mm。
3.权利要求1所述粘贴钢板加固木梁的方法，其特征在于，钢板宽度为木梁宽度的90％～100％。
4.权利要求1所述粘贴钢板加固木梁的方法，其特征在于，步骤(2)所述钢板的中心线与木梁受拉面的中线重合。
5.权利要求1所述粘贴钢板加固木梁的方法，其特征在于，步骤(3)所述膨胀螺栓的直径为8～10mm。
6.权利要求1所述粘贴钢板加固木梁的方法，其特征在于，步骤(1)中用丙酮擦洗木梁受拉面。
7.权利要求1所述粘贴钢板加固木梁的方法，其特征在于，步骤(3)所述最边缘的第一个膨胀螺栓的中心与钢板边缘的距离为50～250mm。
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