CN104141393A - 一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法 - Google Patents

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许清风
张富文
陈溪
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Abstract

一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，其包括木柱处理、粘贴角钢、焊接钢缀板几步，本发明通过在木柱角部粘贴角钢并沿高度方向焊接钢缀板，可显著提高木柱的承载力和延性，且同时满足了防腐和耐久性的加固修复要求。

Description

一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法
技术领域
本发明属于建筑科学技术领域，具体讲涉及一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，用于木结构建筑的维修加固和改造。
背景技术
利用木材建造房屋是我国建筑的重要表现形式，木结构建筑经过多年使用后，木柱常出现劈裂、槽朽、老化等累积损伤。传统上常采用嵌补法或嵌补加箍法解决木结构出现劈裂；根据木结构槽朽的程度不同，使用不同的维修加固方法如巴掌榫、抄手榫、螳螂头榫和垫墩来解决出现的槽朽情况，一旦木结构槽朽到不能承重时，就需更换木柱。以上现有的木结构加固修复方法随意性较强，都是根据现有的木结构损伤老化情况凭借维修人员的经验进行修补，修补能否达到效果无法判断，根据维修人员经验进行修补，往往导致修补结果的不确定性，达不到对老化损伤木结构建筑进行修补的目的。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有木结构传统加固修复方法难以实现对受损的木柱，尤其是矩形木柱实现完全修复的技术缺陷，提供一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，通过在矩形木柱角部粘贴角钢并沿木柱高度方向焊接钢缀板，显著提高木柱的承载力和延性，实现对木结构防腐和耐久性的加固要求。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明设计一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)木柱处理：沿柱身全高对四个柱角进行倒角，倒角半径应与角钢协调，并对木柱表面进行平整度处理；
(2)粘贴角钢：在木柱的四个角部分别粘贴一个角钢；
(3)焊接缀板：沿柱高方向每隔2～3倍木柱短边长，在木柱四面各角钢处焊接一块钢缀板；
进一步，所述步骤(2)中在木柱的四个角部分别粘贴一个角钢的具体步骤包括：首先选取四根待粘贴角钢并对其进行粘贴面的打磨和清洁处理；接着在木柱粘贴区涂抹底胶；然后在角钢粘贴面和木柱粘贴区涂抹粘钢结构胶；最后将各角钢粘贴在木柱的四个角部，并采用夹具压实或绳索捆紧，使粘钢结构胶层无空隙。
进一步，所述步骤(3)中在木柱四面各角钢处焊接一块钢缀板时，钢缀板两端采用三面围焊的方式分别焊接在对应的两根角钢上，焊缝应平滑且没有气孔夹渣。
进一步，所述步骤(1)中木柱倒角半径与所选角钢内角相对应，误差不大于±2mm，,木柱表面进行平整度处理,平整度在0～1.5mm。
进一步，所述步骤(2)中待粘贴角钢为通长等边角钢，其边长取木柱短边长的1/5～1/4，厚度不小于3mm。
进一步，所述步骤(3)中钢缀板长度为对应木柱各边长的90％～95％，其高度为木柱短边长的1/4左右，缀板厚度为3～5mm且不超过角钢厚度。
进一步，所述步骤(3)中焊接时焊缝高度不小于钢缀板厚度。
有益效果
本发明提供的粘贴角钢加固矩形木柱的方法，通过在矩形木柱角部粘贴角钢并沿木柱高度方向焊接钢缀板，可显著提高矩形木柱的承载力和延性，且同时满足了防腐和耐久性要求。
附图说明
附图1是本发明的俯视方向结构示意图。
附图2是本发明的主视方向结构示意图。
其中，1、木柱，2、角钢，3、缀板
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。
实施例
取花旗松制作的方木柱两根，边长均为200mm，高度均为650mm。一根作为未加固对比试件；
另一根采用本发明专利方案进行加固修复：角钢规格为50mm×3mm的等边角钢，钢缀板的长度、高度和厚度分别为200mm、50mm和3mm，沿高度方向间距为400mm。
如附图1和2所示，按本本发明进行加固的具体步骤是：
(1)木柱1处理：沿柱身全高对四个柱角进行倒角，并对木柱1进行平整度处理，平整度在0～1.5mm；木柱1倒角半径与所选角钢2内角相对应，误差不大于±2mm。
(2)粘贴角钢2：在木柱1的四个角部分别粘贴一个角钢2，其过程是首先选取四根待粘贴角钢2并对其进行粘贴面的打磨和清洁处理，选取的待粘贴角钢2为通长等边角钢，其边长取木柱短边长的1/5～1/4，厚度不小于3mm；接着在木柱1粘贴区涂抹底胶；然后在角钢粘贴面和木柱粘贴区涂抹粘钢结构胶；最后将各角钢粘贴在木柱1的四个角部，并采用夹具压实或绳索捆紧，使粘钢结构胶层无空隙。
(3)焊接钢缀板3：沿柱高方向每隔2～3倍木柱短边长，在木柱1四面各角钢处焊接一块钢缀板3，钢缀板3两端采用三面围焊的方式分别焊接在对应的两根角钢2上，焊缝应平滑且没有气孔夹渣，钢缀板3长度为对应木柱各边长的90％～95％，其高度为木柱1短边长的1/4左右，钢缀板厚度为3～5mm且不超过角钢2厚度。焊接时焊缝高度不小于钢缀板3厚度。
将未加固的对比木柱和按本发明进行加固修复矩形木柱先后放置在MTS3000型试验机上进行抗压试验。为消除系统误差，先对试件进行预加载。正式加载时采用位移控制方式，加载速度为0.02mm/s。当荷载下降至极限荷载的85％时，结束试验。
试验结果表明，未加固对比木柱的抗压承载力为1276.5kN，延性系数为2.90；采用粘贴角钢加固木柱的抗压承载力为1749.4kN，延性系数为4.36，分别较未加固对比木柱提高了26.9％和50.3％。较一般木柱加固方法如粘贴FRP加固、墩接修复加固法效果更优。
本发明提供的粘贴角钢加固矩形木柱的方法，通过在木柱角部粘贴角钢并沿高度方向焊接钢缀板，可显著提高木柱的承载力和延性，且同时满足了防腐和耐久性的加固修复要求。

Claims (7)

1.一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，其特征在于，包括以下步骤： 
(1)木柱处理：沿柱身全高对四个柱角进行倒角，倒角半径与角钢对应，并对木柱表面进行平整度处理； 
(2)粘贴角钢：在木柱的四个角部分别粘贴一个角钢； 
(3)焊接钢缀板：沿柱高方向每隔2～3倍木柱短边长，在木柱四面各角钢处焊接一块钢缀板。 
2.如权利要求1所述的一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，其特征在于：所述步骤(2)中在木柱的四个角部分别粘贴一个角钢的具体步骤包括： 
(a)首先选取四根待粘贴角钢并对其进行粘贴面的打磨和清洁处理； 
(b)接着在木柱粘贴区涂抹底胶； 
(c)然后在角钢粘贴面和木柱粘贴区涂抹粘钢结构胶； 
(d)最后将各角钢粘贴在木柱的四个角部，并采用夹具压实或绳索捆紧，使粘钢结构胶层无空隙。 
3.如权利要求1所述的一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，其特征在于：所述步骤(3)中在木柱四面各角钢处焊接一块钢缀板时，钢缀板两端采用三面围焊的方式分别焊接在对应的两根角钢上，焊缝应平滑且没有气孔夹渣。 
4.如权利要求1所述的一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，其特征在于：所述步骤(1)中木柱倒角半径与所选角钢内角相对应，误差不大于±2mm,木柱表面进行平整度处理,平整度在0～1.5mm。 
5.如权利要求1所述的一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，其特征在于：所述步骤(2)中待粘贴角钢为通长等边角钢，其边长取木柱短边长的1/5～1/4，厚度不小于3mm。 
6.如权利要求1所述的一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，其特征在于：所述步骤(3)中钢缀板长度为对应木柱各边长的90％～95％，其高度为木柱短边长的1/4左右，缀板厚度为3～5mm且不超过角钢厚度。 
7.如权利要求1所述的一种粘贴角钢加固矩形木柱的方法，其特征在于：所述步骤(3)中焊接时焊缝高度不小于钢缀板厚度。 
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