CN111119510A - 一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法，具体步骤为：勘察记录；标记墩接榫卯点；切除腐朽梁端；榫接新梁选取；原梁与新梁拼接；粘贴纤维布前期准备；配置基底树脂胶；外粘贴横向碳‑芳纶混杂纤维与纵向横向碳‑芳纶混杂纤维；粉刷上漆。本发明有益效果：使得墩接后梁结构更稳固，因为设置了四道结构防线：相应的限位榫，沉头螺栓，墩接面结构胶，外贴纤维布；横向纤维布加固位置避开榫卯口，二次加固时更易拆解与回收原加固构件，且碳‑芳纶混杂纤维力学性能更好，具有高强、高延性的优点，与木材的适应性更好，可以使用更少的加固材料，符合绿色、环保和节能施工的要求。

Description

一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法

技术领域

本发明属于古建筑保护的施工技术领域，尤其涉及一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法。

背景技术

当前，在中国现存的木结构建筑遗产中，由于经过漫长的岁月，多数建筑出现了不可避免的材料腐朽与老化现象，这些残损的出现极大的削弱了结构的极限承载力，使得建筑遗产存在较大的损毁风险。其中，木梁的结构意义为将屋顶的荷载传递给木柱，其在建筑中的承载作用是十分重要的。因此，对这些重要的木结构建筑遗产进行木梁腐朽相关的修缮保护时，需要更合理的修缮方法来保护其整体安全。

比较传统的木梁端部腐朽处理方法是将整根木梁进行替换，这种方式会造成文物价值和风貌的丧失，不符合文物保护法中的“最小干预”和“最大限度保存文物原存部分”的原则，且较为不经济。此外，现有的木梁墩接技术存在着许多问题，现有技术往往仅仅采用木销钉进行墩接面的抗滑移处理，而忽略了梁受弯与受拉作用等对墩接面的作用和破坏。此外，现有的墩接榫卯开口限位功能较为简单，不利于墩接后木梁的整体承载能力和新旧部分共同工作性能的提高。综上所述，目前的古建筑木梁端部墩接方法还有待进一步研究。

发明内容

技术问题：针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种木梁墩接施工过程更加规范、可控、安全性能更好、结构整体稳定性更强的一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法，其结构更稳固，因为设置了四道结构防线：相应的限位榫，沉头螺栓，墩接面结构胶，外贴纤维布；横向纤维布加固位置避开榫卯口，二次加固时更易拆解与回收原加固构件，且碳-芳纶混杂纤维力学性能更好，具有高强、高延性的优点，与木材的适应性更好，可以使用更少的加固材料，符合绿色、环保和节能施工的要求；并且符合文物修缮的“真实性”和“完整性”原则。

技术方案：本发明采用的技术方案如下：一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法，包括以下步骤：

a) 勘察记录：组织专业技术人员对原梁进行检查，对梁端出现腐朽的原梁进行标记，记录原木梁腐朽部分的长度为S1，原梁直径为d。

b)标记墩接榫卯点：在原梁腐朽端“S1+5cm”长度处标记为A，在标记A靠腐朽端方向d/3长度处标记为B，在标记A远离腐朽端方向“max{S1,40cm}”长度处标记为C，在标记C远离腐朽端方向d/3长度处标记为D。

c)切除腐朽梁端：在原梁标记A处横截面进行直径为d的全圆切割，切割长度为标记A至腐朽梁端头，但所述横截面需预留边长为d/4的正方形原梁榫头，所述榫头长为标记A与标记B之间长度；在原梁标记C处横截面进行直径为d的半圆的切割，切割长度为标记A与标记C之间的长度；在标记D处横截面远离腐朽端切割出边长为d/4的正方形原梁卯口，所述卯口长为标记C与标记D之间的长度。完成切除后，清理木屑，打磨切口。

d)榫接新梁的选取：选取与原梁品种一致，直径相同，干燥程度较好（含水率<20%）且不得有开裂的新木材。按照旧梁预留的榫头与卯口进行新梁的制备。

e)原梁与新梁拼接：在拼接处涂抹结构胶，并使用沉头螺栓进行固定。采用木工刨刀对墩接缝进行刨平，使外观具有整体性。

f)粘贴纤维前期准备：对原梁裂缝进行嵌补、灌缝或封闭处理，对于内凹角，采用修补胶修补成圆角，圆角半径R>20mm；对于有尖锐凸角的结构，在尖角处的纤维有较大的应力集中，容易使纤维折断，可用研磨机将棱角修饰成半径R>20mm的弧形。

g)配置基底树脂胶（7）：按规定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌。严格控制现场施工条件，用量并严格控制树脂使用时间。一次配胶量不宜过多，一般情况下1h内用完。胶的搅拌采用低速机械搅拌，搅拌时可能发热，搅拌时间不宜过长，以3min为宜。应采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于木材表面。待胶固化后再进行下一工序施工。

h) 在沉头螺栓孔洞处采用木屑和结构胶混合的木屑胶泥填补，待木屑胶泥固化后，在沉头螺栓处的截面外粘贴横向碳-芳纶混杂纤维，在梁底粘贴纵向碳-芳纶混杂纤维，纵向碳-芳纶混杂纤维应跨过木梁下部墩接缝两侧不小于S1。

i)粉刷上漆：在梁表面按原装饰做法上漆。

优选的，所述步骤f)中裂缝宽度3mm以上，采用木条嵌补并用结构胶粘剂粘牢；裂缝宽度大于0.2mm且小于3mm时，采用结构胶灌注裂缝，以低压注射为主，固化后打磨修饰平坦，如裂缝宽度小于0.2mm，采用结构胶表面封闭。

优选的， 所述步骤g)中现场施工条件为：施工环境温度不低于5℃，湿度应不高于85%，木材表面含水量应在20%以下的干燥情况。固化时间为：2-3d。

优选的，所述碳-芳纶混杂纤维采用层内混杂，混杂比例为“碳纤维：芳纶纤维=2：1”。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、施工过程更加规范、可控、安全性能更好、结构整体性更强；

本发明方法在墩接口周围设置了四道结构防线：相应的限位榫，进一步限制新材与原材之间的相对位移；沉头螺栓，防止墩接面发生粘结滑移现象，并提高一定的抗弯承载力；墩接面结构胶，为新旧材之间提供抗拉承载力和抗剪承载力；外贴横向与纵向纤维布，提高新旧梁的整体工作能力与抗弯、抗剪承载力。

2、绿色环保：本发明实现的一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法，横向纤维布加固位置避开榫卯口，二次加固时更易拆解与回收原加固构件，且采用层内混杂碳-芳纤维，混杂比例为“碳纤维：芳纶纤维=2：1”，这种混杂纤维力学性能更好，具有高强、高延性的优点，与木材的适应性更好，可以使用更少的加固材料，符合绿色、环保和节能施工的要求。

3、符合文物修缮保护的真实性和完整性原则：本发明实现的一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法，由于使用的螺栓为沉头螺栓，且外贴纤维布较薄，并进行了原装饰面层混水做法补漆，使得外观与原梁几乎保持一致，符合了文物保护法中的真实性和完整性原则。

4、符合文物修缮保护的“最小干预”和“最大限度保存文物原存部分”的原则；本发明仅对梁头腐朽部分采用相同种类的新木材进行替换，最大限度地保存了文物的历史原存部分和文物的价值，且替换后的新材和原有部分共同工作，确保安全，这符合文物修缮保护的“最小干预”和“最大限度保存文物原存部分”的原则。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案与实施例，下面将对本发明技术方案与实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明木梁端部墩接装置的主视图。

图2为本发明木梁端部墩接装置的纵向剖面图。

图3为本发明木梁端部墩接装置的1-1横向剖面图。

图4为本发明木梁端部墩接装置的2-2横向剖面图。

附图标记列表：

1-原梁，2-原梁卯口，3-新梁，4-原梁榫头，5-沉头螺栓，6-横向碳-芳纶混杂纤维，7-基底树脂胶，8-纵向碳-芳纶混杂纤维。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施案例

如图所示，在某古建筑木结构大梁端部发生腐朽、需要进行墩接施工时，采用本发明公开技术进行墩接施工。

(1)勘察记录：组织专业技术人员对原梁1进行检查，对梁端出现腐朽的原梁1进行标记，记录原木梁1腐朽部分的长度为S1，原梁1直径为d。

(2)标记榫卯点：在原梁1腐朽端“S1+5cm”长度处标记为A，在标记A靠近腐朽端方向d/3长度处标记为B，在标记A远离腐朽端方向“max{S1,40}”长度处标记为C，在标记C远离腐朽端方向d/3长度处标记为D。

(3)切除腐朽梁端：在原梁1标记A处横截面进行直径为d的全圆切割，切割长度为标记A至腐朽梁端头，但所述横截面需预留边长为d/4的正方形原梁榫头4，所述榫头4长为标记A与标记B之间长度；在原梁1标记C处横截面进行直径为d的半圆的切割，切割长度为标记A与标记C之间的长度；在标记D处横截面远离腐朽端切割出边长为d/4的正方形原梁卯口2，所述卯口长为标记C与标记D之间的长度。完成切除后，清理木屑，打磨切口。

(4)榫接新梁3的选取：选取与原梁1品种一致，直径相同，干燥程度较好（含水率<20%）且不得有开裂的新木材。按照旧梁1预留的榫头4与卯口2进行新梁3的制备。

(5)原梁1与新梁3拼接：在拼接处涂抹结构胶，并使用沉头螺栓5进行固定。采用木工刨刀对墩接缝进行刨平，使外观具有整体性。

(6)粘贴纤维前期准备：对原梁1裂缝进行嵌补、灌缝或封闭处理，如裂缝宽度3mm以上，采用木条嵌补并用结构胶粘剂粘牢；裂缝宽度大于0.2mm且小于3mm时，采用结构胶灌注裂缝，以低压注射为主，固化后打磨修饰平坦，如裂缝宽度小于0.2mm，采用结构胶表面封闭。对于内凹角，采用修补胶修补成圆角，圆角半径R>20mm；对于有尖锐凸角的结构，在尖角处的纤维有较大的应力集中，容易使纤维折断，可用研磨机将棱角修饰成半径R>20mm的弧形。

(7)配置基底树脂胶7：按规定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌。施工环境温度不低于5℃，湿度应不高于85%，木材表面含水量应在20%以下的干燥情况。根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一次配胶量不宜过多，一般情况下1h内用完。胶的搅拌采用低速机械搅拌，搅拌时可能发热，搅拌时间不宜过长，以3min为宜。应采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于木材表面。待胶固化后；固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准；再进行下一工序施工。一般固化时间为2-3d。

(8)在沉头螺栓处截面外粘贴横向碳-芳纶混杂纤维6，在梁底粘贴纵向横向碳-芳纶混杂纤维8：所述碳-芳纶混杂纤维采用层内混杂，混杂比例为“碳纤维：芳纶纤维=2：1”。

(9)粉刷上漆：在梁表面按原装饰面层混水做法上漆。

以上仅为本发明的优选实施方式，旨在体现本发明的突出技术效果及优势，并非是对本发明的技术方案的限制。本领域技术人员应当了解的是，一切基于本发明技术内容所做出的修改、变化或者代替技术特征，皆应涵盖于本发明所附权利要求主张的技术范畴内。

Claims (4)

1.一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法，其特征在于，包括以下步骤：

a) 勘察记录：组织专业技术人员对原梁（1）进行检查，对梁端出现腐朽的原梁（1）进行标记，记录原木梁（1）腐朽部分的长度为S1，原梁（1）直径为d；

b)标记墩接榫卯点：在原梁(1)腐朽端“S1+5cm”长度处标记为A，在标记A靠腐朽端方向d/3长度处标记为B，在标记A远离腐朽端方向“max{S1,40cm}”长度处标记为C，在标记C远离腐朽端方向d/3长度处标记为D；

c)切除腐朽梁端：在原梁(1)标记A处横截面进行直径为d的全圆切割，切割长度为标记A至腐朽梁端头，但所述横截面需预留边长为d/4的正方形原梁榫头（4），所述榫头（4）长为标记A与标记B之间长度；在原梁（1）标记C处横截面进行直径为d的半圆的切割，切割长度为标记A与标记C之间的长度；在标记D处横截面远离腐朽端切割出边长为d/4的正方形原梁卯口（2），所述卯口长为标记C与标记D之间的长度；完成切除后，清理木屑，打磨切口；

d)榫接新梁（3）的选取：选取与原梁（1）品种一致，直径相同，干燥程度较好（含水率<20%）且不得有开裂的新木材；按照旧梁（1）预留的榫头（4）与卯口（2）进行新梁（3）的制备；

e)原梁（1）与新梁（3）拼接：在拼接处涂抹结构胶，并使用沉头螺栓（5）进行固定；采用木工刨刀对墩接缝进行刨平，使外观具有整体性；

f)粘贴纤维前期准备：对原梁（1）裂缝进行嵌补、灌缝或封闭处理，对于内凹角，采用修补胶修补成圆角，圆角半径R>20mm；对于有尖锐凸角的结构，在尖角处的纤维有较大的应力集中，容易使纤维折断，可用研磨机将棱角修饰成半径R>20mm的弧形；

g)配置基底树脂胶（7）：按规定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌；严格控制现场施工条件，用量并严格控制树脂使用时间；

一次配胶量不宜过多，一般情况下1h内用完；胶的搅拌采用低速机械搅拌，搅拌时可能发热，搅拌时间不宜过长，以3min为宜；应采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于木材表面；待胶固化后再进行下一工序施工；

h) 在沉头螺栓孔洞处采用木屑和结构胶混合的木屑胶泥填补，待木屑胶泥固化后，在沉头螺栓处的截面外粘贴横向碳-芳纶混杂纤维（6），在梁底粘贴纵向碳-芳纶混杂纤维(8)，纵向碳-芳纶混杂纤维(8)应跨过木梁下部墩接缝两侧不小于S1；

i)粉刷上漆：在梁表面按原装饰做法上漆。

2.根据权利要求1所述的一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法，其特征在于：所述步骤f)中裂缝宽度3mm以上，采用木条嵌补并用结构胶粘剂粘牢；裂缝宽度在大于0.2mm且小于3mm时，采用结构胶灌注裂缝，以低压注射为主，固化后打磨修饰平坦，如裂缝宽度小于0.2mm，采用结构胶表面封闭。

3.根据权利要求1所述的一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法，其特征在于：所述步骤g)中现场施工条件为：施工环境温度不低于5℃，湿度应不高于85%，木材表面含水量应在20%以下的干燥情况；固化时间为：2-3d。

4.根据权利要求1所述的一种古建筑混水油漆面木梁端部墩接方法，其特征在于：所述碳-芳纶混杂纤维采用层内混杂，混杂比例为“碳纤维：芳纶纤维=2：1”。

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