CN114809412A - 一种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系及其施工方法，包括屋架单元、檩条、屋面板、纵撑和剪刀撑；屋架单元两端支撑在左主体构件和右主体构件上；屋架单元包括屋架支撑、下弦、腹杆和上弦；屋架支撑通过第一底部连接件与左主体构件连接，包括竖撑、斜撑和第一钢套筒；竖撑顶部连有第一钢套头，斜撑顶部连有第二钢套头；上弦为木结构，倾斜设在屋架支撑与右主体构件之间；上弦包括有旧上弦杆、新上弦杆、第一碳纤维布围箍和第一碳纤维板；下弦水平设在上弦下方；下弦为钢筋制成，下弦与上弦之间连结有吊筋；腹杆间隔布置在两根下弦与上弦之间。本发明解决了传统的既有房屋木屋架修缮无法保存原始建筑风貌，不能对古建筑起到有效保护作用的技术问题。

Description

一种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，特别是一种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系及其施工方法。

背景技术

传统的老旧大跨度木屋架房屋修缮，基本上都是将原有构件拆除，并丢弃；然后再使用全新木材对房屋进行原样恢复。此类做法会将会有建筑的原始风貌破坏，不能保留建筑的原始状态，使修建好的房屋缺乏历史积淀的年代感；尤其对一些具有历史研究价值的建筑或具有文化底蕴留存的建筑物，此类方法不能起到有效保护的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系及其施工方法，要解决传统的既有房屋木屋架修缮无法保存原始建筑风貌，不能对古建筑起到有效保护作用的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，设置在左主体构件和右主体构件的顶部之间，包括有屋架单元、檩条、屋面板、纵撑和剪刀撑；所述屋架单元有一组，沿纵向间隔布置；每个屋架单元的两端分别支撑在左主体构件和右主体构件上；所述屋架单元包括有屋架支撑、下弦、腹杆和上弦；所述屋架支撑通过第一底部连接件与左主体构件连接，该屋架支撑包括有竖撑、斜撑和第一钢套筒；所述第一钢套筒套接在竖撑和斜撑的下端，且将竖撑和斜撑与第一底部连接件固定连接；在第一钢套筒与竖撑、斜撑之间分别连接有第一拉结螺栓；在第一钢套筒中灌注有第一结构胶；所述竖撑的顶部固定连接有第一钢套头，且第一钢套头的顶面为斜面；所述斜撑的顶部固定连接有第二钢套头，且第二钢套头的顶面为斜面；

所述上弦为木结构，倾斜设置在屋架支撑与右主体构件之间；该上弦包括有旧上弦杆、新上弦杆、第一碳纤维布围箍和第一碳纤维板；所述旧上弦杆的前后侧面上、沿旧上弦杆的长轴向通长开设有第一条形槽；所述第一碳纤维板在每个第一条形槽中分别布置有两块，且两块第一碳纤维板沿竖向间隔设置；每块第一碳纤维板沿第一条形槽的长轴向通长设置；所述第一条形槽中填充有第一粘接胶；所述新上弦杆通长贴设在旧上弦杆的顶部，并且新上弦杆与旧上弦杆之间通过第一紧固件连接；在旧上弦杆的底部、靠近跨中位置处贴设有上弦加固杆；所述上弦加固杆通过第二紧固件与旧上弦杆连接；所述第一碳纤维布围箍有一组，沿上弦的长轴向间隔布置，每个第一碳纤维布围箍将新上弦杆和旧上弦杆箍成整体；

所述上弦的外表面上、沿上弦的长轴向间隔套设有一组钢套箍；位于上弦上端的两个钢套箍对应搭接在第一钢套头和第二钢套头上，且两个钢套箍与第一钢套头、第二钢套头分别焊接连接；所述上弦的下端套设有第二钢套筒，在第二钢套筒中灌注有第二结构胶；所述第二钢套筒与上弦之间连接有第二拉结螺栓，且第二钢套筒通过第二底部连接件与右主体构件连接；

所述下弦有两根，水平设置在上弦的下方；两根下弦均为钢筋制成，且沿纵向间隔布置；所述下弦的左端与第一底部连接件连接，下弦的右端与第二底部连接件连接；在两根下弦与上弦之间连结有吊筋；所述吊筋有一组，一组吊筋与一组钢套箍对应设置；所述吊筋的上端穿过上弦和钢套箍，且通过第一螺母与钢套箍固定；所述第一螺母与钢套箍之间垫设有楔形垫块；所述楔形垫块焊接连接在对应钢套箍的顶部，且该楔形垫块的底面为与上弦顶面相适应的斜面，楔形垫块的顶面为水平面；所述吊筋的下端连接有托结件；两根下弦安装在托结件上；

所述腹杆有一组，间隔布置在两根下弦与上弦之间；每根腹杆倾斜设置，腹杆的上端与对应的钢套箍连接，腹杆的下端支撑在对应的托结件上；所述腹杆为木结构，在腹杆的前后侧面上、沿腹杆的长轴向通长开设有第二条形槽；在每侧的第二条形槽中分别布置有两块第二碳纤维板，且两块第二碳纤维板沿竖向间隔设置；每块第二碳纤维板沿第二条形槽的长轴向通长设置；所述第二条形槽中填充有第二粘接胶；所述腹杆上，沿长轴向间隔箍设有第二碳纤维布围箍；在腹杆的底部套设有第三钢套筒，且腹杆与第三钢套筒之间通过第三拉结螺栓连接；所述第三钢套筒将腹杆与托结件固定连接，在第三钢套筒中灌注有第三结构胶；所述腹杆的上端套设有第三钢套头；所述第三钢套头的顶面贴设在对应的钢套箍底面，且与钢套箍之间焊接连接；

所述剪刀撑有多组，每组剪刀撑沿纵向布置；所述剪刀撑纵向设置在相邻的屋架单元之间；

所述纵撑有多组，每组纵撑沿纵向布置；所述纵撑的两端分别与相邻屋架单元的下弦对应连接。

优选的，所述第一底部连接件包括有第一安装槽、第一连接板和第一锚栓；所述第一安装槽设置在左主体构件的顶部，且第一安装槽的纵向切面呈U形；对应设置的两根下弦左端分别插接在第一安装槽中，且与第一安装槽焊接连接；所述第一连接板有两块，分别焊接连接在第一安装槽的前后侧面底部；所述第一锚栓穿设在第一连接板中，将第一连接板与左主体构件固定。

优选的，所述第二底部连接件包括有第二安装槽和第二锚栓；所述第二安装槽设置在右主体构件的顶部，且第二安装槽的纵向切面呈U形；对应设置的两根下弦右端分别插接在第二安装槽中，且与第二安装槽焊接连接；所述第二锚栓穿设在第二安装槽中，将第二安装槽与右主体构件固定。

优选的，所述托结件包括有托结板和垫板；所述托结板的纵向切面成U形，且对应设置的两根下弦搭设在托结板上；所述吊筋的下端穿过托结板的水平板段，通过第二螺母固定；所述垫板垫设在第二螺母与托结板之间。

优选的，所述剪刀撑的上端通过上部连接螺栓与对应的上弦连接；所述上部连接螺栓水平穿设在剪刀撑与上弦中，在剪刀撑与上部连接螺栓之间垫设有外木垫块，在剪刀撑与上弦之间垫设有内木垫块；所述外木垫块和内木垫块均为三角垫块。

优选的，所述竖撑与上弦之间还支设有角部加强杆；所述角部加强杆为木方，且角部加强杆的一端通过第四拉结螺栓与竖撑连接，角部加强杆的另一端通过第五拉结螺栓与上弦连接。

优选的，所述新上弦杆与旧上弦杆之间通过第三粘接胶粘接；所述旧上弦杆与上弦加固杆之间通过第四粘接胶连接。

优选的，所述下弦的底部设置有纵向连接杆，且纵向连接杆的横截面呈U形；所述纵撑为圆木杆制成，纵撑的两端分别搭接在两侧的纵向连接杆的U形槽中，且通过第五拉结螺栓固定；所述剪刀撑的下端均通过下部连接螺栓与对应的纵向连接杆连接。

优选的，所述第一碳纤维布围箍和第二碳纤维布围箍均为三层碳纤维布条叠合而成，且第一碳纤维布围箍和第二碳纤维布围箍的宽度均不小于50mm。

一种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系的施工方法，包括步骤如下。

步骤一，拆除屋面板。

步骤二，对老旧大跨度钢木屋架体系中的各个构件进行编号，并保留好现状照片。

步骤三，更换下弦和吊筋。

步骤四，检查檩条、屋架支撑、旧上弦杆、腹杆、纵撑和剪刀撑，参照留存的影响资料进行原样恢复，对有病害的部位进行修复或替换；然后对各构件进行防火、防腐和防蛀处理。

步骤五，在旧上弦杆的顶部通长设置新上弦杆，并且将新上弦杆与旧上弦杆通过第一紧固件连接；然后将新上弦杆和旧上弦杆采用第一碳纤维布围箍箍成整体。

步骤六，在腹杆上，沿长轴向间隔箍设第二碳纤维布围箍。

步骤七，在旧上弦杆的前后侧面上、沿旧上弦杆的长轴向通长开设有第一条形槽，同时在腹杆的前后侧面上、沿腹杆的长轴向通长开设有第二条形槽。

步骤八，在第一条形槽中设置第一碳纤维板，在第二条形槽中设置第二碳纤维板。

步骤九，在竖撑和斜撑的下端套接第一钢套筒，在竖撑的顶部固定连接第一钢套头，在斜撑的顶部固定连接有第二钢套头；在上弦的下端套设第二钢套筒，在上弦的外表面上、沿上弦的长轴向间隔套设有一组钢套箍；同时在腹杆的底部套设有第三钢套筒，在腹杆的上端套设第三钢套头。

步骤十，将组装好的待替换构件进行吊装，固定。

步骤十一，屋面板的安装，至此施工结束。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。

1、本发明的经加固的老旧大跨度钢木屋架体系在不拆除的前提下，对钢木屋架体系中的钢构件进行替换，对木构件进行原貌加固，从而解决了传统的既有房屋木屋架修缮无法保存原始建筑风貌，不能对古建筑起到有效保护作用的技术问题。

2、本发明在旧上弦杆的顶部通长设置新上弦杆，并且将新上弦杆与旧上弦杆通过第一紧固件连接；然后将新上弦杆和旧上弦杆采用第一碳纤维布围箍箍成整体；同时，本发明在旧上弦杆的前后侧面上、沿旧上弦杆的长轴向通长开设有第一条形槽，并且在第一条形槽中安装第一碳纤维板；本发明在对旧上弦杆进行加固时，结合旧上弦杆在结构中的受力性能，主要从刚度和抗拉性能着手进行加固，再加上本申请中对旧上弦杆和新上弦杆采取的具体措施，不仅增加了上弦的受力性能，还最大限度的保持了其原来的风貌。

3、本发明在腹杆的前后侧面上、沿腹杆的长轴向通长开设有第二条形槽，并且在第二条形槽中设置第二碳纤维板，申请人将第二碳纤维板隐藏在第二条形槽中增加了腹杆的受力性能，还最大限度的保持了腹杆原来的风貌。

4、本发明在竖撑和斜撑的下端套接第一钢套筒，在竖撑的顶部固定连接第一钢套头，在斜撑的顶部固定连接有第二钢套头；在上弦的下端套设第二钢套筒，在上弦的外表面上、沿上弦的长轴向间隔套设有一组钢套箍；同时在腹杆的底部套设有第三钢套筒，在腹杆的上端套设第三钢套头；这种结构设计改变了传统的木屋架体系中木构件的节点处为受力薄弱点的状态，提高了节点位置的受力性能。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的老旧大跨度钢木屋架体系的正面结构示意图。

图2是本发明中剪刀撑和纵撑布置在一组屋架单元之间的一种实施例图。

图3是本发明中上弦与一侧的剪刀撑的连接结构示意图。

图4是本发明中上弦与两侧的剪刀撑的连接结构示意图。

图5是本发明中屋架支撑与左主体构件的连接结构的正面结构示意图。

图6是本发明中屋架支撑与左主体构件的连接结构的纵向剖面结构示意图。

图7是本发明中屋架支撑的水平切面结构示意图。

图8是本发明中上弦的正面结构示意图。

图9是本发明中上弦与右主体构件的连接结构的正面结构示意图。

图10是本发明中上弦与右主体构件的连接结构的纵向剖面结构示意图。

图11是本发明中剪刀撑和纵撑分别与向连接杆的连接结构示意图。

图12是本发明中旧上弦杆与新上弦杆的连接结构的纵向剖面结构示意图。

图13是本发明中旧上弦杆与上弦加固杆的连接结构的纵向剖面结构示意图。

图14是本发明中竖撑与上弦的连接结构的正面结构示意图。

图15是本发明中竖撑与上弦的连接结构的纵向剖面结构示意图。

图16是本发明中斜撑与上弦的连接结构的正面结构示意图。

图17是本发明中斜撑与上弦的连接结构的纵向剖面结构示意图。

图18是本发明中托结件与吊杆的连接结构示意图。

图19是本发明中托结件托结在斜撑底部的正面结构示意图。

图20是本发明中托结件托结在斜撑底部的纵向剖面结构示意图。

图21是本发明中斜撑与上弦的连接结构示意图。

图22是本发明中斜撑的截面结构示意图。

附图标记：1－左主体构件、2－右主体构件、3－檩条、4－屋面板、5－纵撑、6－剪刀撑、7－屋架支撑、7.1－竖撑、7.2－斜撑、7.3－第一钢套筒、7.4－第一拉结螺栓、7.5－第一结构胶、7.6－第一钢套头、7.7－第二钢套头、8－下弦、9－腹杆、10－上弦、10.1－旧上弦杆、10.2－新上弦杆、10.3－第一碳纤维布围箍、10.4－第一碳纤维板、10.5－第一粘接胶、10.6－第一紧固件、10.7－上弦加固杆、10.8－第二紧固件、10.9－第二钢套筒、10.10－第二结构胶、10.11－第二拉结螺栓、10.12－第三粘接胶、10.13－第四粘接胶、11－第一底部连接件、11.1－第一安装槽、11.2－第一连接板、11.3－第一锚栓、12－第一条形槽、13－钢套箍、14－第二底部连接件、14.1－第二安装槽、14.2－第二锚栓、15－吊筋、16－第一螺母、17－楔形垫块、18－托结件、18.1－托结板、18.2－垫板、19－第二条形槽、20－第二碳纤维板、21－第二粘接胶、22－第二碳纤维布围箍、23－第三钢套筒、24－第三钢套头、25－第三结构胶、26－第三拉结螺栓、27－第二螺母、28－上部连接螺栓、29－外木垫块、30－内木垫块、31－角部加强杆、32－第四拉结螺栓、33－第五拉结螺栓、34－纵向连接杆、35－下部连接螺栓。

具体实施方式

如图1-22所示，这种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，设置在左主体构件1和右主体构件2的顶部之间，包括有屋架单元、檩条3、屋面板4、纵撑5和剪刀撑6；所述屋架单元有一组，沿纵向间隔布置；每个屋架单元的两端分别支撑在左主体构件1和右主体构件2上；所述屋架单元包括有屋架支撑7、下弦8、腹杆9和上弦10；所述屋架支撑7通过第一底部连接件11与左主体构件1连接，该屋架支撑7包括有竖撑7.1、斜撑7.2和第一钢套筒7.3；所述第一钢套筒7.3套接在竖撑7.1和斜撑7.2的下端，且将竖撑7.1和斜撑7.2与第一底部连接件11固定连接；在第一钢套筒7.3与竖撑7.1、斜撑7.2之间分别连接有第一拉结螺栓7.4；在第一钢套筒7.3中灌注有第一结构胶7.5；所述竖撑7.1的顶部固定连接有第一钢套头7.6，且第一钢套头7.6的顶面为斜面；所述斜撑7.2的顶部固定连接有第二钢套头7.7，且第二钢套头7.7的顶面为斜面；

所述上弦10为木结构，倾斜设置在屋架支撑7与右主体构件2之间；该上弦10包括有旧上弦杆10.1、新上弦杆10.2、第一碳纤维布围箍10.3和第一碳纤维板10.4；所述旧上弦杆10.1的前后侧面上、沿旧上弦杆10.1的长轴向通长开设有第一条形槽12；所述第一碳纤维板10.4在每个第一条形槽12中分别布置有两块，且两块第一碳纤维板10.4沿竖向间隔设置；每块第一碳纤维板10.4沿第一条形槽12的长轴向通长设置；所述第一条形槽12中填充有第一粘接胶10.5；所述新上弦杆10.2通长贴设在旧上弦杆10.1的顶部，并且新上弦杆10.2与旧上弦杆10.1之间通过第一紧固件10.6连接；在旧上弦杆10.1的底部、靠近跨中位置处贴设有上弦加固杆10.7；所述上弦加固杆10.7通过第二紧固件10.8与旧上弦杆10.1连接；所述第一碳纤维布围箍10.3有一组，沿上弦10的长轴向间隔布置，每个第一碳纤维布围箍10.3将新上弦杆10.2和旧上弦杆10.1箍成整体；

所述上弦10的外表面上、沿上弦10的长轴向间隔套设有一组钢套箍13；位于上弦10上端的两个钢套箍13对应搭接在第一钢套头7.6和第二钢套头7.7上，且两个钢套箍13与第一钢套头7.6、第二钢套头7.7分别焊接连接；所述上弦10的下端套设有第二钢套筒10.9，在第二钢套筒10.9中灌注有第二结构胶10.10；所述第二钢套筒10.9与上弦10之间连接有第二拉结螺栓10.11，且第二钢套筒10.9通过第二底部连接件14与右主体构件2连接；

所述下弦8有两根，水平设置在上弦10的下方；两根下弦8均为钢筋制成，且沿纵向间隔布置；所述下弦8的左端与第一底部连接件11连接，下弦8的右端与第二底部连接件14连接；在两根下弦8与上弦10之间连结有吊筋15；所述吊筋15有一组，一组吊筋15与一组钢套箍13对应设置；所述吊筋15的上端穿过上弦10和钢套箍13，且通过第一螺母16与钢套箍13固定；所述第一螺母16与钢套箍13之间垫设有楔形垫块17；所述楔形垫块17焊接连接在对应钢套箍13的顶部，且该楔形垫块17的底面为与上弦10顶面相适应的斜面，楔形垫块17的顶面为水平面；所述吊筋15的下端连接有托结件18；两根下弦8安装在托结件18上；

所述腹杆9有一组，间隔布置在两根下弦8与上弦10之间；每根腹杆9倾斜设置，腹杆9的上端与对应的钢套箍13连接，腹杆9的下端支撑在对应的托结件18上；所述腹杆9为木结构，在腹杆9的前后侧面上、沿腹杆9的长轴向通长开设有第二条形槽19；在每侧的第二条形槽19中分别布置有两块第二碳纤维板20，且两块第二碳纤维板20沿竖向间隔设置；每块第二碳纤维板20沿第二条形槽19的长轴向通长设置；所述第二条形槽19中填充有第二粘接胶21；所述腹杆9上，沿长轴向间隔箍设有第二碳纤维布围箍22；在腹杆9的底部套设有第三钢套筒23，且腹杆9与第三钢套筒23之间通过第三拉结螺栓26连接；所述第三钢套筒23将腹杆9与托结件18固定连接，在第三钢套筒23中灌注有第三结构胶25；所述腹杆9的上端套设有第三钢套头24；所述第三钢套头24的顶面贴设在对应的钢套箍13底面，且与钢套箍13之间焊接连接；

所述剪刀撑6有多组，每组剪刀撑6沿纵向布置；所述剪刀撑6纵向设置在相邻的屋架单元之间；

所述纵撑5有多组，每组纵撑5沿纵向布置；所述纵撑5的两端分别与相邻屋架单元的下弦8对应连接。

本实施例中，所述第一底部连接件11包括有第一安装槽11.1、第一连接板11.2和第一锚栓11.3；所述第一安装槽11.1设置在左主体构件1的顶部，且第一安装槽11.1的纵向切面呈U形；对应设置的两根下弦8左端分别插接在第一安装槽11.1中，且与第一安装槽11.1焊接连接；所述第一连接板11.2有两块，分别焊接连接在第一安装槽11.1的前后侧面底部；所述第一锚栓11.3穿设在第一连接板11.2中，将第一连接板11.2与左主体构件1固定。

本实施例中，所述第二底部连接件14包括有第二安装槽14.1和第二锚栓14.2；所述第二安装槽14.1设置在右主体构件2的顶部，且第二安装槽14.1的纵向切面呈U形；对应设置的两根下弦8右端分别插接在第二安装槽14.1中，且与第二安装槽14.1焊接连接；所述第二锚栓14.2穿设在第二安装槽14.1中，将第二安装槽14.1与右主体构件2固定。

本实施例中，所述托结件18包括有托结板18.1和垫板18.2；所述托结板18.1的纵向切面成U形，且对应设置的两根下弦8搭设在托结板18.1上；所述吊筋15的下端穿过托结板18.1的水平板段，通过第二螺母27固定；所述垫板18.2垫设在第二螺母27与托结板18.1之间。

本实施例中，所述剪刀撑6的上端通过上部连接螺栓28与对应的上弦10连接；所述上部连接螺栓28水平穿设在剪刀撑6与上弦10中，在剪刀撑6与上部连接螺栓28之间垫设有外木垫块29，在剪刀撑6与上弦10之间垫设有内木垫块30；所述外木垫块29和内木垫块30均为三角垫块。

本实施例中，所述竖撑7.1与上弦10之间还支设有角部加强杆31；所述角部加强杆31为木方，且角部加强杆31的一端通过第四拉结螺栓32与竖撑7.1连接，角部加强杆31的另一端通过第五拉结螺栓33与上弦10连接。

本实施例中，所述新上弦杆10.2与旧上弦杆10.1之间通过第三粘接胶10.12粘接；所述旧上弦杆10.1与上弦加固杆10.7之间通过第四粘接胶10.13连接。

本实施例中，所述下弦8的底部设置有纵向连接杆34，且纵向连接杆34的横截面呈U形；所述纵撑5为圆木杆制成，纵撑5的两端分别搭接在两侧的纵向连接杆34的U形槽中，且通过第五拉结螺栓33固定；所述剪刀撑6的下端均通过下部连接螺栓35与对应的纵向连接杆34连接。

本实施例中，所述第一碳纤维布围箍10.3和第二碳纤维布围箍22均为三层碳纤维布条叠合而成，且第一碳纤维布围箍10.3和第二碳纤维布围箍22的宽度均不小于50mm。

本实施例中，所述第一紧固件10.6为螺钉或者为螺栓；所述第一紧固件10.6布置有一组，相邻第一紧固件10.6之间的间距为200mm；所述旧上弦杆10.1的截面高度为200mm，旧上弦杆10.1的截面宽度为120mm，旧上弦杆10.1的底面为半圆弧面；新上弦杆10.2的截面高度为80mm，新上弦杆10.2的截面宽度为120mm；所述第二紧固件10.8为螺钉或者为螺栓。

本实施例中，所述第一条形槽12的深度为30mm，第一条形槽12的宽度为20mm；所述第一碳纤维板10.4的宽度与第一条形槽12的深度相适应。

本实施例中，所述老旧大跨度钢木屋架体系为单钢木屋架体系。

本实施例中，所述左主体构件1和右主体构件2均为混凝土结构，为结构柱或者结构梁或者结构墙体。

本实施例中，所述纵撑5有一组，沿横向间隔布置；相邻纵撑5之间的间距为900mm；所述纵撑5为圆木杆制成，圆木杆的直径为80mm。

本实施例中，所述上弦10的长度为8500mm~10000mm；所述上弦加固杆10.7的长度为2500mm~3000mm。

本实施例中，所述第一锚栓11.3的下端伸入左主体构件1中的长度为不小于200mm。

本实施例中，所述下弦的直径为20~25mm。

本实施例中，一组剪刀撑6沿纵向连续布置在一组屋架单元之间或者一组剪刀撑6沿纵向隔一布置在相邻屋架单元之间或者一组剪刀撑6在一部分屋架单元之间采用沿纵向连续布置的方式，在另一部分屋架单元之间采用沿纵向隔一布置的方式。

本实施例中，当剪刀撑6只在上弦10的一侧布置时；所述上部连接螺栓28的端部伸入上弦10中，且与上弦10螺纹连接；在上部连接螺栓28的端部与剪刀撑6之间垫设有外木垫块29，在剪刀撑6与上弦10之间垫设有内木垫块30。

当剪刀撑6布置在上弦10的前后两侧时，所述上部连接螺栓28穿设在上弦10和两侧的剪刀撑6中，且上部连接螺栓28的两端分别与两侧的剪刀撑6之间垫设有外木垫块29，上弦10与两侧的剪刀撑6之间分别垫设有内木垫块30。

本实施例中，所述纵撑5设置在纵向隔一布置的剪刀撑6之间或者纵向连续布置的剪刀撑6底部。

本实施例中，所述第一碳纤维布围箍10.3的碳纤维布条环向搭接长度不小于200mm，第二碳纤维布围箍22的碳纤维布条环向搭接长度不小于200mm；碳纤维布条的抗拉强度标准值≥3400MPa，计算厚度0.167mm。

本实施例中，采用的钢构件和钢筋的表面涂刷防锈漆，防锈漆可选用环氧富锌底涂料涂两遍（厚度70微米）+环氧云铁中间涂料涂两遍（厚度80微米）+聚氨酯面涂料涂一遍，总干膜厚度不小于180微米，面漆颜色由建筑确定。

本实施例中，所述第一结构胶7.5、第二结构胶10.10、第三结构胶25采用A级改性环氧树脂胶粘剂。

本实施例中，所述上弦10由一组上弦杆段10a拼接而成，相邻两根上弦杆段10a之间通过连接钢板10b连接。

这种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系的施工方法，包括步骤如下。

步骤一，拆除屋面板4。

步骤二，对老旧大跨度钢木屋架体系中的各个构件进行编号，并保留好现状照片。

步骤三，更换下弦8和吊筋15。

步骤四，检查檩条3、屋架支撑7、旧上弦杆10.1、腹杆9、纵撑5和剪刀撑6，参照留存的影响资料进行原样恢复，对有病害的部位进行修复或替换；然后对各构件进行防火、防腐和防蛀处理。

步骤五，在旧上弦杆10.1的顶部通长设置新上弦杆10.2，并且将新上弦杆10.2与旧上弦杆10.1通过第一紧固件10.6连接；然后将新上弦杆10.2和旧上弦杆10.1采用第一碳纤维布围箍10.3箍成整体。

步骤六，在腹杆9上，沿长轴向间隔箍设第二碳纤维布围箍22。

步骤七，在旧上弦杆10.1的前后侧面上、沿旧上弦杆10.1的长轴向通长开设有第一条形槽12，同时在腹杆9的前后侧面上、沿腹杆9的长轴向通长开设有第二条形槽19。

步骤八，在第一条形槽12中设置第一碳纤维板10.4，在第二条形槽19中设置第二碳纤维板20。

步骤九，在竖撑7.1和斜撑7.2的下端套接第一钢套筒7.3，在竖撑7.1的顶部固定连接第一钢套头7.6，在斜撑7.2的顶部固定连接有第二钢套头7.7；在上弦10的下端套设第二钢套筒10.9，在上弦10的外表面上、沿上弦10的长轴向间隔套设有一组钢套箍13；同时在腹杆9的底部套设有第三钢套筒23，在腹杆9的上端套设第三钢套头24。

步骤十，将组装好的待替换构件进行吊装，固定。

步骤十一，屋面板4的安装，至此施工结束。

本实施例中，上述实施例并非具体实施方式的穷举，还可有其它的实施例，上述实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，设置在左主体构件（1）和右主体构件（2）的顶部之间，包括有屋架单元、檩条（3）、屋面板（4）、纵撑（5）和剪刀撑（6）；所述屋架单元有一组，沿纵向间隔布置；每个屋架单元的两端分别支撑在左主体构件（1）和右主体构件（2）上；所述屋架单元包括有屋架支撑（7）、下弦（8）、腹杆（9）和上弦（10）；其特征在于：所述屋架支撑（7）通过第一底部连接件（11）与左主体构件（1）连接，该屋架支撑（7）包括有竖撑（7.1）、斜撑（7.2）和第一钢套筒（7.3）；所述第一钢套筒（7.3）套接在竖撑（7.1）和斜撑（7.2）的下端，且将竖撑（7.1）和斜撑（7.2）与第一底部连接件（11）固定连接；在第一钢套筒（7.3）与竖撑（7.1）、斜撑（7.2）之间分别连接有第一拉结螺栓（7.4）；在第一钢套筒（7.3）中灌注有第一结构胶（7.5）；所述竖撑（7.1）的顶部固定连接有第一钢套头（7.6），且第一钢套头（7.6）的顶面为斜面；所述斜撑（7.2）的顶部固定连接有第二钢套头（7.7），且第二钢套头（7.7）的顶面为斜面；

所述上弦（10）为木结构，倾斜设置在屋架支撑（7）与右主体构件（2）之间；该上弦（10）包括有旧上弦杆（10.1）、新上弦杆（10.2）、第一碳纤维布围箍（10.3）和第一碳纤维板（10.4）；所述旧上弦杆（10.1）的前后侧面上、沿旧上弦杆（10.1）的长轴向通长开设有第一条形槽（12）；所述第一碳纤维板（10.4）在每个第一条形槽（12）中分别布置有两块，且两块第一碳纤维板（10.4）沿竖向间隔设置；每块第一碳纤维板（10.4）沿第一条形槽（12）的长轴向通长设置；所述第一条形槽（12）中填充有第一粘接胶（10.5）；所述新上弦杆（10.2）通长贴设在旧上弦杆（10.1）的顶部，并且新上弦杆（10.2）与旧上弦杆（10.1）之间通过第一紧固件（10.6）连接；在旧上弦杆（10.1）的底部、靠近跨中位置处贴设有上弦加固杆（10.7）；所述上弦加固杆（10.7）通过第二紧固件（10.8）与旧上弦杆（10.1）连接；所述第一碳纤维布围箍（10.3）有一组，沿上弦（10）的长轴向间隔布置，每个第一碳纤维布围箍（10.3）将新上弦杆（10.2）和旧上弦杆（10.1）箍成整体；

所述上弦（10）的外表面上、沿上弦（10）的长轴向间隔套设有一组钢套箍（13）；位于上弦（10）上端的两个钢套箍（13）对应搭接在第一钢套头（7.6）和第二钢套头（7.7）上，且两个钢套箍（13）与第一钢套头（7.6）、第二钢套头（7.7）分别焊接连接；所述上弦（10）的下端套设有第二钢套筒（10.9），在第二钢套筒（10.9）中灌注有第二结构胶（10.10）；所述第二钢套筒（10.9）与上弦（10）之间连接有第二拉结螺栓（10.11），且第二钢套筒（10.9）通过第二底部连接件（14）与右主体构件（2）连接；

所述下弦（8）有两根，水平设置在上弦（10）的下方；两根下弦（8）均为钢筋制成，且沿纵向间隔布置；所述下弦（8）的左端与第一底部连接件（11）连接，下弦（8）的右端与第二底部连接件（14）连接；在两根下弦（8）与上弦（10）之间连结有吊筋（15）；所述吊筋（15）有一组，一组吊筋（15）与一组钢套箍（13）对应设置；所述吊筋（15）的上端穿过上弦（10）和钢套箍（13），且通过第一螺母（16）与钢套箍（13）固定；所述第一螺母（16）与钢套箍（13）之间垫设有楔形垫块（17）；所述楔形垫块（17）焊接连接在对应钢套箍（13）的顶部，且该楔形垫块（17）的底面为与上弦（10）顶面相适应的斜面，楔形垫块（17）的顶面为水平面；所述吊筋（15）的下端连接有托结件（18）；两根下弦（8）安装在托结件（18）上；

所述腹杆（9）有一组，间隔布置在两根下弦（8）与上弦（10）之间；每根腹杆（9）倾斜设置，腹杆（9）的上端与对应的钢套箍（13）连接，腹杆（9）的下端支撑在对应的托结件（18）上；所述腹杆（9）为木结构，在腹杆（9）的前后侧面上、沿腹杆（9）的长轴向通长开设有第二条形槽（19）；在每侧的第二条形槽（19）中分别布置有两块第二碳纤维板（20），且两块第二碳纤维板（20）沿竖向间隔设置；每块第二碳纤维板（20）沿第二条形槽（19）的长轴向通长设置；所述第二条形槽（19）中填充有第二粘接胶（21）；所述腹杆（9）上，沿长轴向间隔箍设有第二碳纤维布围箍（22）；在腹杆（9）的底部套设有第三钢套筒（23），且腹杆（9）与第三钢套筒（23）之间通过第三拉结螺栓（26）连接；所述第三钢套筒（23）将腹杆（9）与托结件（18）固定连接，在第三钢套筒（23）中灌注有第三结构胶（25）；所述腹杆（9）的上端套设有第三钢套头（24）；所述第三钢套头（24）的顶面贴设在对应的钢套箍（13）底面，且与钢套箍（13）之间焊接连接；

所述剪刀撑（6）有多组，每组剪刀撑（6）沿纵向布置；所述剪刀撑（6）纵向设置在相邻的屋架单元之间；

所述纵撑（5）有多组，每组纵撑（5）沿纵向布置；所述纵撑（5）的两端分别与相邻屋架单元的下弦（8）对应连接。

2.根据权利要求1所述的经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，其特征在于：所述第一底部连接件（11）包括有第一安装槽（11.1）、第一连接板（11.2）和第一锚栓（11.3）；所述第一安装槽（11.1）设置在左主体构件（1）的顶部，且第一安装槽（11.1）的纵向切面呈U形；对应设置的两根下弦（8）左端分别插接在第一安装槽（11.1）中，且与第一安装槽（11.1）焊接连接；所述第一连接板（11.2）有两块，分别焊接连接在第一安装槽（11.1）的前后侧面底部；所述第一锚栓（11.3）穿设在第一连接板（11.2）中，将第一连接板（11.2）与左主体构件（1）固定。

3.根据权利要求1所述的经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，其特征在于：所述第二底部连接件（14）包括有第二安装槽（14.1）和第二锚栓（14.2）；所述第二安装槽（14.1）设置在右主体构件（2）的顶部，且第二安装槽（14.1）的纵向切面呈U形；对应设置的两根下弦（8）右端分别插接在第二安装槽（14.1）中，且与第二安装槽（14.1）焊接连接；所述第二锚栓（14.2）穿设在第二安装槽（14.1）中，将第二安装槽（14.1）与右主体构件（2）固定。

4.根据权利要求1所述的经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，其特征在于：所述托结件（18）包括有托结板（18.1）和垫板（18.2）；所述托结板（18.1）的纵向切面成U形，且对应设置的两根下弦（8）搭设在托结板（18.1）上；所述吊筋（15）的下端穿过托结板（18.1）的水平板段，通过第二螺母（27）固定；所述垫板（18.2）垫设在第二螺母（27）与托结板（18.1）之间。

5.根据权利要求1所述的经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，其特征在于：所述剪刀撑（6）的上端通过上部连接螺栓（28）与对应的上弦（10）连接；所述上部连接螺栓（28）水平穿设在剪刀撑（6）与上弦（10）中，在剪刀撑（6）与上部连接螺栓（28）之间垫设有外木垫块（29），在剪刀撑（6）与上弦（10）之间垫设有内木垫块（30）；所述外木垫块（29）和内木垫块（30）均为三角垫块。

6.根据权利要求1所述的经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，其特征在于：所述竖撑（7.1）与上弦（10）之间还支设有角部加强杆（31）；所述角部加强杆（31）为木方，且角部加强杆（31）的一端通过第四拉结螺栓（32）与竖撑（7.1）连接，角部加强杆（31）的另一端通过第五拉结螺栓（33）与上弦（10）连接。

7.根据权利要求1所述的经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，其特征在于：所述新上弦杆（10.2）与旧上弦杆（10.1）之间通过第三粘接胶（10.12）粘接；所述旧上弦杆（10.1）与上弦加固杆（10.7）之间通过第四粘接胶（10.13）连接。

8.根据权利要求1所述的经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，其特征在于：所述下弦（8）的底部设置有纵向连接杆（34），且纵向连接杆（34）的横截面呈U形；所述纵撑（5）为圆木杆制成，纵撑（5）的两端分别搭接在两侧的纵向连接杆（34）的U形槽中，且通过第五拉结螺栓（33）固定；所述剪刀撑（6）的下端均通过下部连接螺栓（35）与对应的纵向连接杆（34）连接。

9.根据权利要求1所述的经加固的老旧大跨度钢木屋架体系，其特征在于：所述第一碳纤维布围箍（10.3）和第二碳纤维布围箍（22）均为三层碳纤维布条叠合而成，且第一碳纤维布围箍（10.3）和第二碳纤维布围箍（22）的宽度均不小于50mm。

10.一种权利要求1-9中任意一项所述经加固的老旧大跨度钢木屋架体系的施工方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤一，拆除屋面板（4）；

步骤二，对老旧大跨度钢木屋架体系中的各个构件进行编号，并保留好现状照片；

步骤三，更换下弦（8）和吊筋（15）；

步骤四，检查檩条（3）、屋架支撑（7）、旧上弦杆（10.1）、腹杆（9）、纵撑（5）和剪刀撑（6），参照留存的影响资料进行原样恢复，对有病害的部位进行修复或替换；然后对各构件进行防火、防腐和防蛀处理；

步骤五，在旧上弦杆（10.1）的顶部通长设置新上弦杆（10.2），并且将新上弦杆（10.2）与旧上弦杆（10.1）通过第一紧固件（10.6）连接；然后将新上弦杆（10.2）和旧上弦杆（10.1）采用第一碳纤维布围箍（10.3）箍成整体；

步骤六，在腹杆（9）上，沿长轴向间隔箍设第二碳纤维布围箍（22）；

步骤七，在旧上弦杆（10.1）的前后侧面上、沿旧上弦杆（10.1）的长轴向通长开设有第一条形槽（12），同时在腹杆（9）的前后侧面上、沿腹杆（9）的长轴向通长开设有第二条形槽（19）；

步骤八，在第一条形槽（12）中设置第一碳纤维板（10.4），在第二条形槽（19）中设置第二碳纤维板（20）；

步骤九，在竖撑（7.1）和斜撑（7.2）的下端套接第一钢套筒（7.3），在竖撑（7.1）的顶部固定连接第一钢套头（7.6），在斜撑（7.2）的顶部固定连接有第二钢套头（7.7）；在上弦（10）的下端套设第二钢套筒（10.9），在上弦（10）的外表面上、沿上弦（10）的长轴向间隔套设有一组钢套箍（13）；同时在腹杆（9）的底部套设有第三钢套筒（23），在腹杆（9）的上端套设第三钢套头（24）；

步骤十，将组装好的待替换构件进行吊装，固定；

步骤十一，屋面板（4）的安装，至此施工结束。

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