CN109281489B - 一种土窑民居墙体预应力加固结构 - Google Patents

一种土窑民居墙体预应力加固结构 Download PDF

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Abstract

一种土窑民居墙体预应力加固结构,具有外墙、内墙、安装于外墙和内墙的上部的上层加固圈、安装于外墙和内墙的下部的下层加固圈、连接上层加固圈和下层加固圈的呈竖向设置的多根预应力锚索、安装于上层加固圈的对每根预应力锚索的上端进行锚固的多个第一锚头、安装于下层加固圈的对每根预应力锚索的下端进行锚固的多个第二锚头、与多根预应力锚索相对应的多条凹槽。本发明通过钢板对土窑民居墙体用预应力锚索进行拉结,实现了土窑民居内墙、外墙,横向、竖向的加固,使墙体具备更高的强度与整体性,增加了土窑民居墙体的稳定性,提高了土窑民居的安全性,它方便实用、操作简单,所用材料常规且经济,节能环保,适用于大规模的土窑民居整体加固。

Description

一种土窑民居墙体预应力加固结构
技术领域
本发明涉及一种土窑民居加固装置,具体是一种土窑民居墙体预应力加固结构,属于传统土窑民居的修缮技术领域。
背景技术
在古老农耕文化的影响下,农民对黄土地倾注的大量的情感,加之几千年来人类智慧的结晶,土窑民居应运而生,并在人类生存史上留下了浓墨重彩的一笔。土窑民居在当时乃至今日,依然作为一种不可获取的居所,其历史价值不言而喻。
土窑民居的墙体采用墙筛夯筑而成,这种施工工艺造成作为主要承重材料的墙体整体性并不理想。纵、横夯块间的连接部位,外墙与内墙的连接部位均为墙体的薄弱环节,一旦发生大雪或地震等自然灾害,墙体在外界荷载作用下极有可能发生开裂或坍塌。因此,需要对土窑民居墙体进行加固,以防止墙体发生开裂、坍塌。
发明人检索到以下相关专利文献:CN103993755A公开了一种加强古民居建筑墙柱连接的加固结构及方法,考虑大量古民居建筑外部围护墙与内部承载柱之间缺少有效连接的特点,采用场外预制构件、现场以构件组装为主的加固方案对墙柱连接进行加固,提高古民居建筑的整体性能,防止倒塌。该发明能够加强古民居建筑墙柱之间的连接,提高结构整体性,有效防止古民居建筑整体失稳而连续倒塌。同时它具有可逆化程度高,现场无明火作业、操作简单,应用方便,适用性强、对古民居建筑本体无损坏等优点,在古民居建筑受到地震、强风以及人为作用影响时,能起到有效地保护作用,适用于内部木结构承重,外部围护墙的传统古民居建筑结构体系。CN105275222A公开了一种生土填芯型传统民居墙体加固结构及加固方法,该结构包括固定钢板、横向钢筋和竖向钢筋,固定钢板两两一组,分别设置于墙体两侧的砖柱上,每组固定钢板位于同一水平位置;每组固定钢板之间,通过两条横向钢筋拉结固定,两条横向钢筋分别位于墙体的内、外墙面上;在墙体的内、外墙面上还分别设有竖向钢筋,竖向钢筋与横向钢筋相垂直,分别与由下至上的所有横向钢筋焊接固定在一起。该发明的加固结构和方法能够在夯土墙和砖柱之间增加有效连接,使墙体与砖柱形成有效拉结,从而有效抑制生土与砖柱之间裂缝的扩展,进而起到提高生土填芯型墙体抗剪性能的作用,能够提高生土与砖柱的整体性、稳定性。
以上这些技术对于如何使土窑民居墙体预应力加固结构安全性更高,同时方便实用、操作简单,所用材料常规且经济,并未给出具体的指导方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种土窑民居墙体预应力加固结构,它能实现土窑民居内墙、外墙,横向、竖向的加固,使墙体具备更高的强度与整体性,从而有效提高土窑民居的安全性,同时它方便实用、操作简单,所用材料常规且经济,适用于大规模的土窑民居整体加固。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种土窑民居墙体预应力加固结构,具有外墙、内墙,所述外墙为四面墙体,内墙为若干面墙体即若干个内墙体(可以是两个内墙体,也就是两面墙体),其技术方案在于所述的土窑民居墙体预应力加固结构还具有安装于外墙和内墙的上部的上层加固圈、安装于外墙和内墙的下部的下层加固圈、连接上层加固圈和下层加固圈的呈竖向设置的多根预应力锚索、安装于上层加固圈的对每根预应力锚索的上端进行锚固的多个第一锚头、安装于下层加固圈的对每根预应力锚索的下端进行锚固的多个第二锚头、与多根预应力锚索一一相对应的多条凹槽(多条沟槽);所述的上层加固圈、下层加固圈皆呈横向设置,预应力锚索为预应力钢绞线,第一锚头、第二锚头可为钢绞线夹片式锚具。
所述的上层加固圈具有多个第一垫板、两根横向外侧用第一预应力锚索、两根横向内侧用第二预应力锚索、两根纵向外侧用第三预应力锚索、多根纵向用第四预应力锚索、与两根横向内侧用第二预应力锚索配套使用的总共四根横向用第一尼龙杆、与多根纵向用第四预应力锚索配套使用的多根纵向用第二尼龙杆、多个第三锚头、多条第一开口槽(多条沟槽);所述第一预应力锚索至第四预应力锚索皆为预应力钢绞线,第三锚头可为钢绞线夹片式锚具。
所述多个第一垫板皆设于外墙的四面墙体的外侧,这多个第一垫板的安装位置是,外墙的四个端角各设置一个第一垫板、且在与每面内墙相对应处外墙的前后两面墙体各设置一个第一垫板;所述多条第一开口槽的设置位置是,在与所述多个第一垫板相对应位置,外墙的每面墙体的内外侧、内墙的每面墙体的左右两侧皆具有一条第一开口槽。
所述两根横向外侧用第一预应力锚索、两根横向内侧用第二预应力锚索、两根纵向外侧用第三预应力锚索、多根纵向用第四预应力锚索、四根横向用第一尼龙杆、多根纵向用第二尼龙杆、多个第三锚头的设置位置及连接结构是,每根横向内侧用第二预应力锚索的两端各通过一个第一锚具连接一根横向用第一尼龙杆而形成尼龙杆配合锚索的一个横向用第一组合件,每根纵向用第四预应力锚索的两端各通过一个第二锚具连接一根纵向用第二尼龙杆而形成尼龙杆配合锚索的一个纵向用第二组合件;外墙的前后两面墙体的外侧的两条所述第一开口槽内各安装一根横向外侧用第一预应力锚索,每根横向外侧用第一预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的左右两面墙体上的第一垫板的贯通孔(即钻孔或者冲孔)并各由一个第三锚头锚固,外墙的左右两面墙体的外侧的两条所述第一开口槽内各安装一根纵向外侧用第三预应力锚索,每根纵向外侧用第三预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的前后两面墙体上的第一垫板的贯通孔(即钻孔或者冲孔)并各由一个第三锚头锚固;外墙的前后两面墙体的内侧的两条所述第一开口槽内各设置一个横向用第一组合件中的横向内侧用第二预应力锚索,每个横向用第一组合件中的两根横向用第一尼龙杆分别穿过第一垫板的插入孔还穿过外墙的左右两面墙体上的钻孔、且横向内侧用第二预应力锚索的两端各穿过一根横向用第一尼龙杆上的预留孔并用上述第一锚具紧固而连接在一起,每根横向用第一尼龙杆的外端头皆由与其相对应的第一垫板限位;外墙的左右两面墙体的内侧的两条所述第一开口槽内、内墙的每面墙体的左右两侧的两条所述第一开口槽内各设置一个纵向用第二组合件中的纵向用第四预应力锚索,每个纵向用第二组合件中的两根纵向用第二尼龙杆分别穿过第一垫板的插入孔还穿过外墙的前后两面墙体上的钻孔、且纵向用第四预应力锚索的两端各穿过一根纵向用第二尼龙杆上的预留孔并用上述第二锚具紧固而连接在一起,每根纵向用第二尼龙杆的外端头皆由与其相对应的第一垫板限位。
所述的下层加固圈具有多个第二垫板、多个槽型护角板、两根横向外侧用第五预应力锚索、两根横向内侧用第六预应力锚索、两根纵向外侧用第七预应力锚索、两根纵向内侧用第八预应力锚索、位于每面内墙的左右两侧的洞口处的总共多根纵向用预应力锚索、与两根横向内侧用第六预应力锚索配套使用的总共四根横向用第三尼龙杆、与两根纵向内侧用第八预应力锚索配套使用的总共四根纵向用第四尼龙杆、与多根纵向用预应力锚索配套使用的多根纵向用第五尼龙杆、多个第四锚头、多条第二开口槽(多条沟槽);所述第五预应力锚索至第八预应力锚索皆为预应力钢绞线,第四锚头可为钢绞线夹片式锚具。
所述多个第二垫板与多个第一垫板一一相对应,所述多个第二垫板皆设于外墙的四面墙体的外侧,这多个第二垫板的安装位置是,外墙的四个端角各设置一个第二垫板、且在与每面内墙相对应处外墙的前后两面墙体各设置一个第二垫板;所述多个槽型护角板的安装位置是,在每面内墙的洞口处的前后墙壁上各设置一个槽型护角板;所述多条第二开口槽的设置位置是,在与所述多个第二垫板相对应位置,外墙的每面墙体的内外侧皆具有一条第二开口槽,且在与所述多个槽型护角板相对应位置,内墙的洞口处的每面墙体的左右两侧皆具有一条第二开口槽。
所述两根横向外侧用第五预应力锚索、两根横向内侧用第六预应力锚索、两根纵向外侧用第七预应力锚索、两根纵向内侧用第八预应力锚索、多根纵向用预应力锚索、四根横向用第三尼龙杆、四根纵向用第四尼龙杆、多个第四锚头的设置位置及连接结构是,每根横向内侧用第六预应力锚索的两端各通过一个第三锚具连接一根横向用第三尼龙杆而形成尼龙杆配合锚索的一个横向用第三组合件,每根纵向内侧用第八预应力锚索的两端各通过一个第四锚具连接一根纵向用第四尼龙杆而形成尼龙杆配合锚索的一个纵向用第四组合件,每根纵向用预应力锚索的外端通过一个第五锚具连接一根纵向用第五尼龙杆而形成尼龙杆配合锚索的一个纵向用第五组合件;外墙的前后两面墙体的外侧的两条所述第二开口槽内各安装一根横向外侧用第五预应力锚索,每根横向外侧用第五预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的左右两面墙体上的第二垫板的贯通孔(即钻孔或者冲孔)并各由一个第四锚头锚固,外墙的左右两面墙体的外侧的两条所述第二开口槽内各安装一根纵向外侧用第七预应力锚索,每根纵向外侧用第七预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的前后两面墙体上的第二垫板的贯通孔(即钻孔或者冲孔)并各由一个第四锚头锚固;外墙的前后两面墙体的内侧的两条所述第二开口槽内各设置一个横向用第三组合件中的横向内侧用第六预应力锚索,每个横向用第三组合件中的两根横向用第三尼龙杆分别穿过第二垫板的插入孔还穿过外墙的左右两面墙体上的钻孔、且横向内侧用第六预应力锚索的两端各穿过一根横向用第三尼龙杆上的预留孔并用上述第三锚具紧固而连接在一起,每根横向用第三尼龙杆的外端头皆由与其相对应的第二垫板限位;外墙的左右两面墙体的内侧的两条所述第二开口槽内各设置一个纵向用第四组合件中的纵向内侧用第八预应力锚索,每个纵向用第四组合件中的两根纵向内侧用第八预应力锚索分别穿过第二垫板的插入孔还穿过外墙的前后两面墙体上的钻孔、且纵向内侧用第八预应力锚索的两端各穿过一根纵向用第四尼龙杆上的预留孔并用上述第四锚具紧固而连接在一起,每根纵向用第四尼龙杆的外端头皆由与其相对应的第二垫板限位;内墙的洞口处的每面墙体的左右两侧的两条所述第二开口槽内各设置一个纵向用第五组合件中的纵向用预应力锚索,每个纵向用第五组合件中的一根纵向用第五尼龙杆穿过第二垫板的插入孔还穿过外墙的前面墙体或者后面墙体(即穿过外墙的前后两面墙体的其中一面墙体)、且纵向用预应力锚索的一端穿过纵向用第五尼龙杆上的预留孔并用上述第五锚具紧固而连接在一起,纵向用预应力锚索的另一端穿过与其相对应的槽型护角板上的连接孔并由第六锚具锚固(紧固而连接在一起),每根纵向用第五尼龙杆的外端头皆由与其相对应的第二垫板限位。
所述多条凹槽的设置位置是,在与每个第一垫板的中间位置相对应处,外墙的每面墙体的外侧皆具有呈竖向设置的一条凹槽,每条凹槽由第一垫板的位置处延伸至与其相对应的第二垫板的位置处;多根预应力锚索、多个第一锚头、多个第二锚头的安装位置是,每条凹槽内皆设置有与其相对应的一根预应力锚索,每根所述预应力锚索的上端穿过第一垫板上的中间孔洞并由第一锚头锚固,每根所述预应力锚索的下端穿过第二垫板上的中间孔洞并由第二锚头锚固。
上述技术方案中,优选的技术方案可以是:每个第一垫板、每个第二垫板皆为长方体形钢板,每个第一垫板、每个第二垫板的长度比外墙的厚度或者内墙的厚度最好大5cm~10cm,每个第一垫板、每个第二垫板的宽度最好皆为15cm~20cm,每个第一垫板、每个第二垫板的厚度最好皆为3mm~5mm。每个槽型护角板最好皆为槽型钢板,每个槽型护角板的长度与内墙的厚度相同,每个槽型护角板的宽度、所述槽型钢板的厚度最好与第一垫板的相同。外墙的左右两面墙体上的钻孔的直径、外墙的前后两面墙体上的钻孔的直径最好皆为2cm~3cm,每根横向用第一尼龙杆、每根纵向用第二尼龙杆、每根横向用第三尼龙杆、每根纵向用第四尼龙杆、每根纵向用第五尼龙杆在与外墙的所述钻孔相配合处的直径比所述钻孔的直径最好小0.5 mm~1mm(略小于钻孔直径)。使用各尼龙杆能使室内保温隔热。每根预应力锚索、每根所述第一预应力锚索至每根所述第八预应力锚索的直径最好皆为3mm~5mm。每条第一开口槽、每条第二开口槽、每条凹槽的宽度最好为5mm~10mm,深度最好为5cm~10cm。即每条沟槽的宽度最好为5mm~10mm,深度最好为5cm~10cm。每根预应力锚索、每根所述第一预应力锚索至每根所述第八预应力锚索的张拉预应力最好为5kN~15kN。每条第一开口槽内、每条第二开口槽内、每条凹槽内最好皆注有玻璃胶填充体。
本发明具有外墙、内墙、上层加固圈、下层加固圈、多根预应力锚索、多个第一锚头、多个第二锚头、多条凹槽(多条沟槽)。这样,本发明通过钢板对土窑民居墙体用预应力锚索进行拉结,实现了土窑民居内墙、外墙,横向、竖向的加固,使墙体具备更高的强度与整体性,有效增加了土窑民居墙体的稳定性,提高了土窑民居的安全性,使用寿命延长了一倍以上。
本发明的有益效果为:1)本发明增强了纵、横夯块间整体性,还增强了外墙与内墙的连接部位的整体性,从而使整个墙体的整体性增强,防止墙体发生开裂、坍塌。2)本发明提高了土窑民居的安全性,同时它方便实用、操作简单,所用材料常规且经济,适用于大规模的土窑民居整体加固。本发明实现了绿色施工,有利于环境保护,采用本发明整体加固性好、造价低,与已有相关技术相比,加固成本降低了22%以上,工效提高了25%以上,所用材料常规且经济,节能环保。
附图说明
图1为本发明的土窑民居墙体预应力加固结构的结构示意图(采用上层加固圈加固的俯视图)。
图2为本发明的土窑民居墙体预应力加固结构的结构示意图(采用下层加固圈加固的俯视图)。
图3为本发明的土窑民居墙体预应力加固结构的主视图。
图4为图1中沿A-A线的剖视图(省去剖面线)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1:如图1、图2、图3、图4所示,本发明的土窑民居墙体预应力加固结构具有外墙1、内墙2。所述外墙1为四面墙体,内墙2为若干面墙体即若干个内墙体(可以是两个内墙体,也就是两面墙体)。其技术方案在于所述的土窑民居墙体预应力加固结构还具有安装于外墙1和内墙2的上部的上层加固圈101、安装于外墙1和内墙2的下部的下层加固圈102、连接上层加固圈和下层加固圈的呈竖向设置的多根预应力锚索15、安装于上层加固圈的对每根预应力锚索15的上端进行锚固的多个第一锚头3、安装于下层加固圈的对每根预应力锚索15的下端进行锚固的多个第二锚头3′、与多根预应力锚索15一一相对应的多条凹槽(多条沟槽)7′。所述的上层加固圈101、下层加固圈102皆呈横向设置,预应力锚索15为预应力钢绞线,第一锚头3、第二锚头3′可为钢绞线夹片式锚具。所述的上层加固圈101具有多个第一垫板4、两根横向外侧用第一预应力锚索5、两根横向内侧用第二预应力锚索6、两根纵向外侧用第三预应力锚索8、多根纵向用第四预应力锚索9、与两根横向内侧用第二预应力锚索6配套使用的总共四根横向用第一尼龙杆14、与多根纵向用第四预应力锚索9配套使用的多根纵向用第二尼龙杆11、多个第三锚头10、多条第一开口槽(多条沟槽)7。所述第一预应力锚索至第四预应力锚索皆为预应力钢绞线,第三锚头可为钢绞线夹片式锚具。
如图1、图2、图3、图4所示,所述多个第一垫板4皆设于外墙1的四面墙体的外侧,这多个第一垫板的安装位置是,外墙1的四个端角各设置一个第一垫板、且在与每面内墙相对应处外墙的前后两面墙体各设置一个第一垫板。所述多条第一开口槽7的设置位置是,在与所述多个第一垫板4相对应位置,外墙1的每面墙体的内外侧、内墙的每面墙体的左右两侧皆具有一条第一开口槽7。所述两根横向外侧用第一预应力锚索5、两根横向内侧用第二预应力锚索6、两根纵向外侧用第三预应力锚索8、多根纵向用第四预应力锚索9、四根横向用第一尼龙杆14、多根纵向用第二尼龙杆11、多个第三锚头10的设置位置及连接结构是,每根横向内侧用第二预应力锚索6的两端各通过一个第一锚具12连接一根横向用第一尼龙杆14而形成尼龙杆配合锚索的一个横向用第一组合件,每根纵向用第四预应力锚索9的两端各通过一个第二锚具13连接一根纵向用第二尼龙杆11而形成尼龙杆配合锚索的一个纵向用第二组合件。外墙1的前后两面墙体的外侧的两条所述第一开口槽7内各安装一根横向外侧用第一预应力锚索5,每根横向外侧用第一预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的左右两面墙体上的第一垫板(上)的贯通孔(即钻孔或者冲孔)并各由一个第三锚头10锚固,外墙1的左右两面墙体的外侧的两条所述第一开口槽7内各安装一根纵向外侧用第三预应力锚索8,每根纵向外侧用第三预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的前后两面墙体上的第一垫板的贯通孔并各由一个第三锚头10锚固。外墙1的前后两面墙体的内侧的两条所述第一开口槽7内各设置一个横向用第一组合件中的横向内侧用第二预应力锚索6,每个横向用第一组合件中的两根横向用第一尼龙杆14分别穿过第一垫板4的插入孔还穿过外墙1的左右两面墙体上的钻孔、且横向内侧用第二预应力锚索6的两端各穿过一根横向用第一尼龙杆14上的预留孔并用上述第一锚具12紧固而连接在一起,每根横向用第一尼龙杆14的外端头皆由与其相对应的第一垫板4限位。外墙1的左右两面墙体的内侧的两条所述第一开口槽7内、内墙的每面墙体的左右两侧的两条所述第一开口槽7内各设置一个纵向用第二组合件中的纵向用第四预应力锚索9,每个纵向用第二组合件中的两根纵向用第二尼龙杆11分别穿过第一垫板4的插入孔还穿过外墙1的前后两面墙体上的钻孔、且纵向用第四预应力锚索9的两端各穿过一根纵向用第二尼龙杆11上的预留孔并用上述第二锚具13紧固而连接在一起,每根纵向用第二尼龙杆11的外端头皆由与其相对应的第一垫板4限位。
如图1、图2、图3、图4所示,所述的下层加固圈102具有多个第二垫板4′、多个槽型护角板4″、两根横向外侧用第五预应力锚索5′、两根横向内侧用第六预应力锚索6′、两根纵向外侧用第七预应力锚索8′、两根纵向内侧用第八预应力锚索9′、位于每面内墙的左右两侧的洞口处的总共多根纵向用预应力锚索9″、与两根横向内侧用第六预应力锚索6′配套使用的总共四根横向用第三尼龙杆14′、与两根纵向内侧用第八预应力锚索9′配套使用的总共四根纵向用第四尼龙杆11′、与多根纵向用预应力锚索9″配套使用的多根纵向用第五尼龙杆11″、多个第四锚头10′、多条第二开口槽(多条沟槽)7″。所述第五预应力锚索至第八预应力锚索皆为预应力钢绞线,第四锚头可为钢绞线夹片式锚具。所述多个第二垫板4′与多个第一垫板4一一相对应,所述多个第二垫板4′皆设于外墙1的四面墙体的外侧,这多个第二垫板的安装位置是,外墙1的四个端角各设置一个第二垫板、且在与每面内墙相对应处外墙的前后两面墙体各设置一个第二垫板。所述多个槽型护角板4″的安装位置是,在每面内墙的洞口处的前后墙壁上各设置一个槽型护角板4″。所述多条第二开口槽7″的设置位置是,在与所述多个第二垫板4′相对应位置,外墙1的每面墙体的内外侧皆具有一条第二开口槽7″,且在与所述多个槽型护角板4″相对应位置,内墙的洞口处的每面墙体的左右两侧皆具有一条第二开口槽(7″)。
如图1、图2、图3、图4所示,所述两根横向外侧用第五预应力锚索5′、两根横向内侧用第六预应力锚索6′、两根纵向外侧用第七预应力锚索8′、两根纵向内侧用第八预应力锚索9′、多根纵向用预应力锚索9″、四根横向用第三尼龙杆14′、四根纵向用第四尼龙杆11′、多个第四锚头10′的设置位置及连接结构是,每根横向内侧用第六预应力锚索6′的两端各通过一个第三锚具12′连接一根横向用第三尼龙杆14′而形成尼龙杆配合锚索的一个横向用第三组合件,每根纵向内侧用第八预应力锚索9′的两端各通过一个第四锚具13′连接一根纵向用第四尼龙杆11′而形成尼龙杆配合锚索的一个纵向用第四组合件,每根纵向用预应力锚索9″的外端通过一个第五锚具13a连接一根纵向用第五尼龙杆11″而形成尼龙杆配合锚索的一个纵向用第五组合件。外墙1的前后两面墙体的外侧的两条所述第二开口槽7″内各安装一根横向外侧用第五预应力锚索5′,每根横向外侧用第五预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的左右两面墙体上的第二垫板(上)的贯通孔(即钻孔或者冲孔)并各由一个第四锚头10′锚固,外墙1的左右两面墙体的外侧的两条所述第二开口槽7″内各安装一根纵向外侧用第七预应力锚索8′,每根纵向外侧用第七预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的前后两面墙体上的第二垫板的贯通孔并各由一个第四锚头10′锚固。外墙1的前后两面墙体的内侧的两条所述第二开口槽7″内各设置一个横向用第三组合件中的横向内侧用第六预应力锚索6′,每个横向用第三组合件中的两根横向用第三尼龙杆14′分别穿过第二垫板4′的插入孔还穿过外墙1的左右两面墙体上的钻孔、且横向内侧用第六预应力锚索6′的两端各穿过一根横向用第三尼龙杆14′上的预留孔并用上述第三锚具12′紧固而连接在一起,每根横向用第三尼龙杆14′的外端头皆由与其相对应的第二垫板4′限位。外墙1的左右两面墙体的内侧的两条所述第二开口槽7″内各设置一个纵向用第四组合件中的纵向内侧用第八预应力锚索9′,每个纵向用第四组合件中的两根纵向内侧用第八预应力锚索9′分别穿过第二垫板4′的插入孔还穿过外墙1的前后两面墙体上的钻孔、且纵向内侧用第八预应力锚索9′的两端各穿过一根纵向用第四尼龙杆11′上的预留孔并用上述第四锚具13′紧固而连接在一起,每根纵向用第四尼龙杆11′的外端头皆由与其相对应的第二垫板4′限位。内墙的洞口处的每面墙体的左右两侧的两条所述第二开口槽7″内各设置一个纵向用第五组合件中的纵向用预应力锚索9″,每个纵向用第五组合件中的一根纵向用第五尼龙杆11″穿过第二垫板4′的插入孔还穿过外墙1的前面墙体或者后面墙体(即穿过外墙的前后两面墙体的其中一面墙体)、且纵向用预应力锚索9″的一端穿过纵向用第五尼龙杆11″上的预留孔并用上述第五锚具13a紧固而连接在一起,纵向用预应力锚索9″的另一端穿过与其相对应的槽型护角板4″上的连接孔并由第六锚具13b锚固(紧固而连接在一起),每根纵向用第五尼龙杆11″的外端头皆由与其相对应的第二垫板4′限位。所述多条凹槽7′的设置位置是,在与每个第一垫板4的中间位置相对应处,外墙1的每面墙体的外侧皆具有呈竖向设置的一条凹槽7′,每条凹槽7′由第一垫板4的位置处延伸至与其相对应的第二垫板4′的位置处;多根预应力锚索15、多个第一锚头3、多个第二锚头3′的安装位置是,每条凹槽7′内皆设置有与其相对应的一根预应力锚索15,每根所述预应力锚索15的上端穿过第一垫板4上的中间孔洞并由第一锚头3锚固,每根所述预应力锚索15的下端穿过第二垫板4′上的中间孔洞并由第二锚头3′锚固。
如图1、图2、图3、图4所示,每个第一垫板4、每个第二垫板4′皆为长方体形钢板,每个第一垫板、每个第二垫板的长度比外墙的厚度或者内墙的厚度大5cm~10cm(选用8cm),每个第一垫板、每个第二垫板的宽度皆为15cm~20cm(选用18cm),每个第一垫板、每个第二垫板的厚度皆为3mm~5mm(选用5mm);每个槽型护角板4″皆为槽型钢板,每个槽型护角板4″的长度与内墙的厚度相同,每个槽型护角板4″的宽度、所述槽型钢板的厚度与第一垫板4的相同。外墙1的左右两面墙体上的钻孔的直径、外墙1的前后两面墙体上的钻孔的直径皆为2cm~3cm(选用2.5cm),每根横向用第一尼龙杆14、每根纵向用第二尼龙杆11、每根横向用第三尼龙杆14′、每根纵向用第四尼龙杆11′、每根纵向用第五尼龙杆11″在与外墙1的所述钻孔相配合处的直径比所述钻孔的直径小0.5 mm~1mm(略小于钻孔直径,选用1mm)。使用各尼龙杆能使室内保温隔热。每根预应力锚索15、每根所述第一预应力锚索至每根所述第八预应力锚索的直径皆为3mm~5mm(选用5mm)。每条第一开口槽7、每条第二开口槽7″、每条凹槽7′的宽度为5mm~10mm(选用8mm),深度为5cm~10cm(选用8cm)。即每条沟槽的宽度为5mm~10mm(选用8mm),深度为5cm~10cm(选用8cm)。每根预应力锚索15、每根所述第一预应力锚索至每根所述第八预应力锚索的张拉预应力为5kN~15kN(选用8kN或者10kN)。每条第一开口槽7内、每条第二开口槽7″内、每条凹槽7′内皆注有玻璃胶填充体,玻璃胶填充体将各预应力锚索覆盖住并填满每条第一开口槽、每条第二开口槽、每条凹槽。
实施例2:如图1、图2、图3、图4所示,本发明所述的土窑民居墙体预应力加固施工工艺包括如下步骤:
①墙体量测。
a、 对土窑墙体的宽度、高度、厚度进行量测。
b、根据所测成果确定钻孔、刻槽的位置,分别进行标记。钻孔位置沿墙体中线对称,孔洞轴线与沟槽重合,同一层的沟槽(开口槽)与孔洞在同一平面内。
②构件的预制。
a、钢板预制,钢板冲孔,即(每个)第一垫板4的两侧上的贯通孔即钻孔(冲孔,孔洞)与外墙的所述钻孔(孔洞)以及外墙上的第一开口槽相对应,第一垫板的两侧上的贯通孔用于与其相对应的所述的预应力锚索、尼龙杆从此穿过。(每个)第二垫板4′的两侧上的插入孔即钻孔(贯通孔,冲孔,孔洞)与外墙的所述钻孔(孔洞)以及外墙上的第二开口槽相对应,第二垫板的两侧上的插入孔用于与其相对应的所述的预应力锚索、尼龙杆从此穿过。第一垫板上的中间孔洞、第二垫板上的中间孔洞与所述凹槽(竖向沟槽)相对应,第一垫板的中间孔洞、第二垫板的中间孔洞用于预应力锚索15的上下端分别从此穿过。(每个)槽型护角板上具有两个连接孔(冲孔,孔洞),用于纵向用预应力锚索9″从此穿过。
b、尼龙杆预制。
c、预应力锚索预制。
③钻孔。
④刻槽。
⑤构件安装。
a、预应力锚索安装(预应力锚索安装应遵循先内墙厚外墙的原则)。
b、施加预应力(预应力张拉需沿墙体中线对称张拉,外墙横向张拉时,四边应同时张拉,张拉预应力为5kN~15kN,可选用8kN或者10kN))。
c、孔洞、沟槽(第一开口槽、第二开口槽、凹槽)空隙注胶密封。所用胶为玻璃胶,玻璃胶可以为硅酮胶,采用中性密封胶;当然也可以采用聚氨酯密封胶。这样,玻璃胶在孔洞、沟槽内形成注胶填充体(玻璃胶填充体)。
⑥砂浆抹面处理。所用砂浆为常规砂浆。
综上所述,本发明的以上各实施例通过钢板对土窑民居墙体用预应力锚索进行拉结,实现了土窑民居内墙、外墙,横向、竖向的加固,使墙体具备更高的强度与整体性,有效增加了土窑民居墙体的稳定性,提高了土窑民居的安全性,使用寿命延长了一倍以上。本发明的有益效果为:1)本发明增强了纵、横夯块间整体性,还增强了外墙与内墙的连接部位的整体性,从而使整个墙体的整体性增强,防止墙体发生开裂、坍塌。2)本发明提高了土窑民居的安全性,同时它方便实用、操作简单,所用材料常规且经济,适用于大规模的土窑民居整体加固。本发明实现了绿色施工,有利于环境保护,采用本发明整体加固性好、造价低,与已有相关技术(背景技术)相比,本发明加固成本降低了22%以上,工效提高了25%以上,所用材料常规且经济,节能环保。

Claims (7)

1.一种土窑民居墙体预应力加固结构,具有外墙(1)、内墙(2),所述外墙(1)为四面墙体,内墙(2)为若干面墙体即若干个内墙体,其特征在于所述的土窑民居墙体预应力加固结构还具有安装于外墙(1)和内墙(2)的上部的上层加固圈(101)、安装于外墙(1)和内墙(2)的下部的下层加固圈(102)、连接上层加固圈和下层加固圈的呈竖向设置的多根预应力锚索(15)、安装于上层加固圈的对每根预应力锚索(15)的上端进行锚固的多个第一锚头(3)、安装于下层加固圈的对每根预应力锚索(15)的下端进行锚固的多个第二锚头(3′)、与多根预应力锚索(15)一一相对应的多条凹槽(7′);
所述的上层加固圈(101)具有多个第一垫板(4)、两根横向外侧用第一预应力锚索(5)、两根横向内侧用第二预应力锚索(6)、两根纵向外侧用第三预应力锚索(8)、多根纵向用第四预应力锚索(9)、与两根横向内侧用第二预应力锚索(6)配套使用的总共四根横向用第一尼龙杆(14)、与多根纵向用第四预应力锚索(9)配套使用的多根纵向用第二尼龙杆(11)、多个第三锚头(10)、多条第一开口槽(7);
所述多个第一垫板(4)皆设于外墙(1)的四面墙体的外侧,这多个第一垫板的安装位置是,外墙(1)的四个端角各设置一个第一垫板、且在与每面内墙相对应处外墙的前后两面墙体各设置一个第一垫板;所述多条第一开口槽(7)的设置位置是,在与所述多个第一垫板(4)相对应位置,外墙(1)的每面墙体的内外侧、内墙的每面墙体的左右两侧皆具有一条第一开口槽(7);
所述两根横向外侧用第一预应力锚索(5)、两根横向内侧用第二预应力锚索(6)、两根纵向外侧用第三预应力锚索(8)、多根纵向用第四预应力锚索(9)、四根横向用第一尼龙杆(14)、多根纵向用第二尼龙杆(11)、多个第三锚头(10)的设置位置及连接结构是,每根横向内侧用第二预应力锚索(6)的两端各通过一个第一锚具(12)连接一根横向用第一尼龙杆(14)而形成尼龙杆配合锚索的一个横向用第一组合件,每根纵向用第四预应力锚索(9)的两端各通过一个第二锚具(13)连接一根纵向用第二尼龙杆(11)而形成尼龙杆配合锚索的一个纵向用第二组合件;外墙(1)的前后两面墙体的外侧的两条所述第一开口槽(7)内各安装一根横向外侧用第一预应力锚索(5),每根横向外侧用第一预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的左右两面墙体上的第一垫板的贯通孔并各由一个第三锚头(10)锚固,外墙(1)的左右两面墙体的外侧的两条所述第一开口槽(7)内各安装一根纵向外侧用第三预应力锚索(8),每根纵向外侧用第三预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的前后两面墙体上的第一垫板的贯通孔并各由一个第三锚头(10)锚固;外墙(1)的前后两面墙体的内侧的两条所述第一开口槽(7)内各设置一个横向用第一组合件中的横向内侧用第二预应力锚索(6),每个横向用第一组合件中的两根横向用第一尼龙杆(14)分别穿过第一垫板(4)的插入孔还穿过外墙(1)的左右两面墙体上的钻孔、且横向内侧用第二预应力锚索(6)的两端各穿过一根横向用第一尼龙杆(14)上的预留孔并用上述第一锚具(12)紧固而连接在一起,每根横向用第一尼龙杆(14)的外端头皆由与其相对应的第一垫板(4)限位;外墙(1)的左右两面墙体的内侧的两条所述第一开口槽(7)内、内墙的每面墙体的左右两侧的两条所述第一开口槽(7)内各设置一个纵向用第二组合件中的纵向用第四预应力锚索(9),每个纵向用第二组合件中的两根纵向用第二尼龙杆(11)分别穿过第一垫板(4)的插入孔还穿过外墙(1)的前后两面墙体上的钻孔、且纵向用第四预应力锚索(9)的两端各穿过一根纵向用第二尼龙杆(11)上的预留孔并用上述第二锚具(13)紧固而连接在一起,每根纵向用第二尼龙杆(11)的外端头皆由与其相对应的第一垫板(4)限位;
所述的下层加固圈(102)具有多个第二垫板(4′)、多个槽型护角板(4″)、两根横向外侧用第五预应力锚索(5′)、两根横向内侧用第六预应力锚索(6′)、两根纵向外侧用第七预应力锚索(8′)、两根纵向内侧用第八预应力锚索(9′)、位于每面内墙的左右两侧的洞口处的总共多根纵向用预应力锚索(9″)、与两根横向内侧用第六预应力锚索(6′)配套使用的总共四根横向用第三尼龙杆(14′)、与两根纵向内侧用第八预应力锚索(9′)配套使用的总共四根纵向用第四尼龙杆(11′)、与多根纵向用预应力锚索(9″)配套使用的多根纵向用第五尼龙杆(11″)、多个第四锚头(10′)、多条第二开口槽(7″);
所述多个第二垫板(4′)与多个第一垫板(4)一一相对应,所述多个第二垫板(4′)皆设于外墙(1)的四面墙体的外侧,这多个第二垫板的安装位置是,外墙(1)的四个端角各设置一个第二垫板、且在与每面内墙相对应处外墙的前后两面墙体各设置一个第二垫板;所述多个槽型护角板(4″)的安装位置是,在每面内墙的洞口处的前后墙壁上各设置一个槽型护角板(4″);所述多条第二开口槽(7″)的设置位置是,在与所述多个第二垫板(4′)相对应位置,外墙(1)的每面墙体的内外侧皆具有一条第二开口槽(7″),且在与所述多个槽型护角板(4″)相对应位置,内墙的洞口处的每面墙体的左右两侧皆具有一条第二开口槽(7″);
所述两根横向外侧用第五预应力锚索(5′)、两根横向内侧用第六预应力锚索(6′)、两根纵向外侧用第七预应力锚索(8′)、两根纵向内侧用第八预应力锚索(9′)、多根纵向用预应力锚索(9″)、四根横向用第三尼龙杆(14′)、四根纵向用第四尼龙杆(11′)、多个第四锚头(10′)的设置位置及连接结构是,每根横向内侧用第六预应力锚索(6′)的两端各通过一个第三锚具(12′)连接一根横向用第三尼龙杆(14′)而形成尼龙杆配合锚索的一个横向用第三组合件,每根纵向内侧用第八预应力锚索(9′)的两端各通过一个第四锚具(13′)连接一根纵向用第四尼龙杆(11′)而形成尼龙杆配合锚索的一个纵向用第四组合件,每根纵向用预应力锚索(9″)的外端通过一个第五锚具(13a)连接一根纵向用第五尼龙杆(11″)而形成尼龙杆配合锚索的一个纵向用第五组合件;外墙(1)的前后两面墙体的外侧的两条所述第二开口槽(7″)内各安装一根横向外侧用第五预应力锚索(5′),每根横向外侧用第五预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的左右两面墙体上的第二垫板的贯通孔并各由一个第四锚头(10′)锚固,外墙(1)的左右两面墙体的外侧的两条所述第二开口槽(7″)内各安装一根纵向外侧用第七预应力锚索(8′),每根纵向外侧用第七预应力锚索的两端分别穿过与其相对应的外墙的前后两面墙体上的第二垫板的贯通孔并各由一个第四锚头(10′)锚固;外墙(1)的前后两面墙体的内侧的两条所述第二开口槽(7″)内各设置一个横向用第三组合件中的横向内侧用第六预应力锚索(6′),每个横向用第三组合件中的两根横向用第三尼龙杆(14′)分别穿过第二垫板(4′)的插入孔还穿过外墙(1)的左右两面墙体上的钻孔、且横向内侧用第六预应力锚索(6′)的两端各穿过一根横向用第三尼龙杆(14′)上的预留孔并用上述第三锚具(12′)紧固而连接在一起,每根横向用第三尼龙杆(14′)的外端头皆由与其相对应的第二垫板(4′)限位;外墙(1)的左右两面墙体的内侧的两条所述第二开口槽(7″)内各设置一个纵向用第四组合件中的纵向内侧用第八预应力锚索(9′),每个纵向用第四组合件中的两根纵向内侧用第八预应力锚索(9′)分别穿过第二垫板(4′)的插入孔还穿过外墙(1)的前后两面墙体上的钻孔、且纵向内侧用第八预应力锚索(9′)的两端各穿过一根纵向用第四尼龙杆(11′)上的预留孔并用上述第四锚具(13′)紧固而连接在一起,每根纵向用第四尼龙杆(11′)的外端头皆由与其相对应的第二垫板(4′)限位;内墙的洞口处的每面墙体的左右两侧的两条所述第二开口槽(7″)内各设置一个纵向用第五组合件中的纵向用预应力锚索(9″),每个纵向用第五组合件中的一根纵向用第五尼龙杆(11″)穿过第二垫板(4′)的插入孔还穿过外墙(1)的前面墙体或者后面墙体、且纵向用预应力锚索(9″)的一端穿过纵向用第五尼龙杆(11″)上的预留孔并用上述第五锚具(13a)紧固而连接在一起,纵向用预应力锚索(9″)的另一端穿过与其相对应的槽型护角板(4″)上的连接孔并由第六锚具(13b)锚固,每根纵向用第五尼龙杆(11″)的外端头皆由与其相对应的第二垫板(4′)限位;
所述多条凹槽(7′)的设置位置是,在与每个第一垫板(4)的中间位置相对应处,外墙(1)的每面墙体的外侧皆具有呈竖向设置的一条凹槽(7′),每条凹槽(7′)由第一垫板(4)的位置处延伸至与其相对应的第二垫板(4′)的位置处;多根预应力锚索(15)、多个第一锚头(3)、多个第二锚头(3′)的安装位置是,每条凹槽(7′)内皆设置有与其相对应的一根预应力锚索(15),每根所述预应力锚索(15)的上端穿过第一垫板(4)上的中间孔洞并由第一锚头(3)锚固,每根所述预应力锚索(15)的下端穿过第二垫板(4′)上的中间孔洞并由第二锚头(3′)锚固。
2.根据权利要求1所述的土窑民居墙体预应力加固结构,其特征在于每个第一垫板(4)、每个第二垫板(4′)皆为长方体形钢板,每个第一垫板、每个第二垫板的长度比外墙的厚度或者内墙的厚度大8cm,每个第一垫板、每个第二垫板的宽度皆为15cm~20cm,每个第一垫板、每个第二垫板的厚度皆为3mm~5mm;每个槽型护角板(4″)皆为槽型钢板,每个槽型护角板(4″)的长度与内墙的厚度相同,每个槽型护角板(4″)的宽度、所述槽型钢板的厚度与第一垫板(4)的相同。
3.根据权利要求1所述的土窑民居墙体预应力加固结构,其特征在于外墙(1)的左右两面墙体上的钻孔的直径、外墙(1)的前后两面墙体上的钻孔的直径皆为2cm~3cm,每根横向用第一尼龙杆(14)、每根纵向用第二尼龙杆(11)、每根横向用第三尼龙杆(14′)、每根纵向用第四尼龙杆(11′)、每根纵向用第五尼龙杆(11″)在与外墙(1)的所述钻孔相配合处的直径比所述钻孔的直径小1mm。
4.根据权利要求1所述的土窑民居墙体预应力加固结构,其特征在于每根预应力锚索(15)、每根所述第一预应力锚索至每根所述第八预应力锚索的直径皆为3mm~5mm。
5.根据权利要求1所述的土窑民居墙体预应力加固结构,其特征在于每条第一开口槽(7)、每条第二开口槽(7″)、每条凹槽(7′)的宽度为5mm~10mm,深度为5cm~10cm。
6.根据权利要求1所述的土窑民居墙体预应力加固结构,其特征在于每根预应力锚索(15)、每根所述第一预应力锚索至每根所述第八预应力锚索的张拉预应力为5kN~15kN。
7.根据权利要求1所述的土窑民居墙体预应力加固结构,其特征在于每条第一开口槽(7)内、每条第二开口槽(7″)内、每条凹槽(7′)内皆注有玻璃胶填充体。
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