CN207420086U - 一种竹材加固圆木受弯构件 - Google Patents

Abstract

一种竹材加固圆木受弯构件，利用复合竹碎片浸胶填平圆木表面缺陷，沿圆木长度方向缠绕纵向竹纤维条带，纵向竹纤维条带至少布置于圆木的受拉区域，在圆木的两端环向缠绕浸渍胶黏剂的环向竹纤维布，环向竹纤维布缠绕于纵向竹纤维条带两端的四周，实现对纵向竹纤维条带的端部锚固，在圆木的加固范围内环向均匀缠绕浸渍有胶黏剂的封装竹纤维织物，外部防护物均匀涂刷在竹纤维织物的外表面，圆木、复合竹碎片、纵向竹纤维条带、环向竹纤维布、封装竹纤维织物和外部防护物共同形成整体，实现对圆木的受弯加固。本实用新型的目的是提供一种竹材加固圆木受弯构件，充分利用了竹材韧性好、抗拉强度高的优势，实现对现有圆木受弯构件的增强，达到对古建筑的修旧如旧的核心目标，同时充分利用了我国丰富的竹资源，遵循了我国现有可持续发展的理念。

Description

一种竹材加固圆木受弯构件

技术领域

本实用新型涉及一种结构的维修和加固构件，尤其是一种竹材加固圆木受弯构件。

背景技术

木结构是我国古代最主要的建筑形式之一，其发展历史十分悠久，有着深厚文化价值，从开始的推广到后来的盛行阶段，贯穿着整个古代建筑的发展过程。木结构具有如下优点：(1)具有较好的绝缘性，冬天有保温性，夏天有良好的隔热性；(2)相比于钢材或混凝土，竹木结构生产和使用时的耗能较少，且产生的污染也低；(3)建筑强度高、质量轻、加工周期短、投入的劳动力少且美观性好；(4)抗震性能好，在地震中能抵消部分外力作用并消耗部分冲击能量，大大减少了地震作用对结构的破坏；(5)良好的隔音效果。

但由于木材经常受到外界环境(暴晒、雨淋、风化等)和原始缺陷(木节、腐朽裂缝、虫害等)的影响，再加上受力构件年代久远，对木结构构件的维修和加固意识的淡薄，许多术结构建筑开始出现了开裂、变形、老化、缺损等现象，严重影响了建筑的外观性能，同时，也降低了结构的承载力和稳定性。而木结构古建筑作为我国悠久的历史文化遗产中不可分割的一部分，采取切实有效的方法增强木结构构件是一件十分重要的问题。例如中国专利“201010569117.3”号，提出了一种粘贴钢板加固木梁的方法，大大提高了加固后木梁的承载力，然而由于古建筑中圆木的大量存在，钢板的刚性大，难以与圆木的弧形表面很好粘结，加之钢板容易产生锈蚀等问题，难以实现古建筑的修旧如旧的核心目标。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种竹材加固圆木受弯构件，充分利用竹材韧性好、抗拉强度高的优势，实现对现有圆木受弯构件的增强，达到对古建筑的修旧如旧的核心目标，同时充分利用了我国丰富的竹资源，遵循了我国现有可持续发展的理念。

对此，本实用新型提供的一种竹材加固圆木受弯构件，利用复合竹碎片浸胶填平圆木表面缺陷，沿圆木长度方向缠绕纵向竹纤维条带，纵向竹纤维条带至少布置于圆木的受拉区域，其布置范围不小于圆木的1/2截面高度，其竹纤维方向沿着圆木的轴线方向，在圆木的两端环向缠绕浸渍胶黏剂的环向竹纤维布，环向竹纤维布缠绕于纵向竹纤维条带两端的四周，实现对纵向竹纤维条带的端部锚固，环向竹纤维布在两端的缠绕宽度不小于500mm，其厚度不小于纵向竹纤维条带的1/2，在圆木的加固范围内环向均匀缠绕浸渍有胶黏剂的封装竹纤维织物，竹纤维织物的厚度为0.1mm～0.5mm，竹纤维布和封装竹纤维织物的缠绕方向与圆木的轴线垂直方向呈-45°至45°，其竹纤维方向沿着缠绕方向，外部防护物固化粘结于竹纤维织物的外表面，圆木、复合竹碎片、纵向竹纤维条带、环向竹纤维布、封装竹纤维织物和外部防护物共同形成整体，实现对圆木的受弯加固，其实施方法包括以下步骤：

1)圆木表面清理：用砂纸将圆木表面打磨，使圆木表面光滑平整，利用压缩空气或棕刷清扫圆木表面磨屑及杂物；

2)局部修复找平：对圆木表面宽度大于5mm的裂缝或缺损等缺陷处，利用复合竹碎片2浸胶填平缺陷使其表面平整；

3)缠绕纵向竹纤维条带：沿圆木长度方向利用胶黏剂连续均匀缠绕纵向竹纤维条带，纵向竹纤维条带至少布置于圆木的受拉区域，其布置范围不小于圆木的1/2截面高度，其竹纤维方向沿着圆木的轴线方向；

4)缠绕环向竹纤维布：在圆木的两端环向缠绕浸渍胶黏剂的环向竹纤维布，环向竹纤维布缠绕于纵向竹纤维条带两端的四周，实现对纵向竹纤维条带的端部锚固，缠绕方向与圆木的轴线垂直方向呈-45°至45°，其竹纤维方向沿着缠绕方向，环向竹纤维布在两端的缠绕宽度不小于500mm，其厚度不小于纵向竹纤维条带的1/2；

5)缠绕封装竹纤维织物：在圆木的加固范围内环向均匀缠绕浸渍有胶黏剂的封装竹纤维织物，缠绕方向与圆木的轴线垂直方向呈-45°至45°，其竹纤维方向沿着缠绕方向，竹纤维织物的厚度为0.1mm～0.5mm；

6)涂刷外部防护物：将外部防护物均匀涂刷在竹纤维织物的外表面，外部防护物固化粘结于竹纤维织物的外表面。

所述的纵向竹纤维条带为编制竹帘、横向串联的胶合竹片、原竹竹皮、胶合竹竹皮、竹纤维织物中的一种，其为部分或全部包裹圆木的截面周长。

所述的环向竹纤维布和竹纤维织物分别为原竹竹皮、胶合竹竹皮、竹纤维织物中的一种。

所述的胶黏剂是环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂中的一种。

所述的外部防护物采用油漆、涂料、环氧基复合材料或水泥基复合材料中的一种。

本实用新型的一种竹材加固圆木受弯构件，利用复合竹碎片处理裂缝或缺损等缺陷，使圆木表面平整，纵向竹纤维条带至少布置于圆木的受拉区域，可完全包裹圆木，也可部分包裹圆木，纵向竹纤维条带主要为圆木提供抗弯承载力贡献，其在环向无刚度，容易实现缠绕；环向竹纤维布缠绕于纵向竹纤维条带两端的四周，锚固纵向竹纤维条带并约束圆木的端部裂缝，再在圆木的加固范围内环向均匀缠绕竹纤维织物，竹纤维织物起到封装作用，使构件外表面美观，又可以参与构件受力。各层间利用胶黏剂紧密粘结，本实用新型充分利用了竹材韧性好、抗拉强度高的优势，各个工序部分竹材增强材料灵活布置，施工方便，同时增强材料由天然竹子制成，充分利用了我国丰富的竹资源。总的来说，本实用新型具有以下优点：

(1)纵向竹纤维条带、环向竹纤维布组合，对圆木抗弯承载力提高幅度大，且可有效增加截面刚度。

(2)增强竹材与圆木材料特性相近，容易粘结复合，外观相近，修旧如旧。

(3)施工过程可操作性强，无需大型机械，耗能低、环境污染小。

(4)利用传统竹材，成本造价低，拓展了竹产品应用。

附图说明：

图1为一种竹材增强圆木受弯构件的工艺流程示意图；

图2为一种竹材增强圆木受弯构件的表面清理步骤示意图；

图3为一种竹材增强圆木受弯构件的局部修复找平步骤示意图；

图4为一种竹材增强圆木受弯构件缠绕纵向竹纤维条带步骤示意图；

图5为一种竹材增强圆木受弯构件缠绕纵向竹纤维条带步骤的A-A截面示意图；

图6为一种竹材增强圆木受弯构件缠绕环向竹纤维布步骤示意图；

图7为一种竹材增强圆木受弯构件缠绕环向竹纤维布步骤的B-B截面示意图；

图8为一种竹材增强圆木受弯构件缠绕封装竹纤维织物步骤示意图；

图9为一种竹材增强圆木受弯构件缠绕封装竹纤维织物步骤的C-C截面示意图；

图10为一种竹材增强圆木受弯构件涂刷外防护层步骤示意图；

图11为采用纵向竹纤维条带完全包裹增强圆木受弯构件的整体结构示意图。

在附图1～附图11中，1为圆木、2为复合竹碎片、3为纵向竹纤维条带、4为环向竹纤维布、5为封装竹纤维织物、6为外部防护物。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：一种竹材加固圆木受弯构件，利用复合竹碎片2浸胶填平圆木1表面缺陷，沿圆木1长度方向缠绕纵向竹纤维条带3，纵向竹纤维条带3至少布置于圆木1的受拉区域，其布置范围不小于圆木1的1/2截面高度，其竹纤维方向沿着圆木1的轴线方向，在圆木1的两端环向缠绕浸渍胶黏剂的环向竹纤维布4，环向竹纤维布4缠绕于纵向竹纤维条带3两端的四周，实现对纵向竹纤维条带3的端部锚固，环向竹纤维布4在两端的缠绕宽度不小于500mm，其厚度不小于纵向竹纤维条带3的1/2，在圆木1的加固范围内环向均匀缠绕浸渍有胶黏剂的封装竹纤维织物5，竹纤维织物5的厚度为0.1mm～0.5mm，竹纤维布4和封装竹纤维织物5的缠绕方向与圆木1的轴线垂直方向呈-45°至45°，其竹纤维方向沿着缠绕方向，外部防护物6固化粘结于竹纤维织物5的外表面，圆木1、复合竹碎片2、纵向竹纤维条带3、环向竹纤维布4、封装竹纤维织物5和外部防护物6共同形成整体，实现对圆木1的受弯加固，其实施方法包括以下步骤：

1)圆木表面清理：用砂纸将圆木1表面打磨，使圆木1表面光滑平整，利用压缩空气或棕刷清扫圆木1表面磨屑及杂物；

2)局部修复找平：对圆木1表面宽度大于5mm的裂缝或缺损等缺陷处，利用复合竹碎片2浸胶填平缺陷使其表面平整；

3)缠绕纵向竹纤维条带：沿圆木1长度方向利用胶黏剂连续均匀缠绕纵向竹纤维条带3，纵向竹纤维条带3至少布置于圆木1的受拉区域，其布置范围不小于圆木1的1/2截面高度，其竹纤维方向沿着圆木1的轴线方向；

4)缠绕环向竹纤维布：在圆木1的两端环向缠绕浸渍胶黏剂的环向竹纤维布4，环向竹纤维布4缠绕于纵向竹纤维条带3两端的四周，实现对纵向竹纤维条带3的端部锚固，缠绕方向与圆木1的轴线垂直方向呈-45°至45°，其竹纤维方向沿着缠绕方向，环向竹纤维布4在两端的缠绕宽度不小于500mm，其厚度不小于纵向竹纤维条带3的1/2；

5)缠绕封装竹纤维织物：在圆木1的加固范围内环向均匀缠绕浸渍有胶黏剂的封装竹纤维织物5，缠绕方向与圆木1的轴线垂直方向呈-45°至45°，其竹纤维方向沿着缠绕方向，竹纤维织物5的厚度为0.1mm～0.5mm；

6)涂刷外部防护物：将外部防护物6均匀涂刷在竹纤维织物5的外表面，外部防护物6固化粘结于竹纤维织物5的外表面。

所述的纵向竹纤维条带3为编制竹帘、横向串联的胶合竹片、原竹竹皮、胶合竹竹皮、竹纤维织物中的一种，其为部分或全部包裹圆木1的截面周长。

所述的环向竹纤维布4和竹纤维织物5分别为原竹竹皮、胶合竹竹皮、竹纤维织物中的一种。

所述的胶黏剂是环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂中的一种。

所述的外部防护物6采用油漆、涂料、环氧基复合材料或水泥基复合材料中的一种。

实施例：

图11给出了本实用新型中的一种竹材增强圆木受弯构件的整体结构示意图，该结构由圆木1、复合竹碎片2、纵向竹纤维条带3、环向竹纤维布4、封装竹纤维织物5和外部防护物6组成，复合竹碎片2浸胶填平圆木1裂缝等缺陷后磨，而后利用胶黏剂沿圆木1长度方向受弯区域连续均匀缠绕纵向竹纤维条带2，固化后，沿圆木1环向在其两端缠绕25cm的环向竹纤维布4锚固纵向竹纤维条带3，缠绕角度与圆木1的轴线垂直方向呈30°，待纵向竹纤维条带3和环向竹纤维布4粘成整体后，在圆木1整个表面缠绕0.2mm厚封装竹纤维织物5进行封装，使构件整体美观，再将油漆均匀涂刷在竹纤维织物5的外表，使构件表面光滑、美观、耐久，并固定成型，圆木1、复合竹碎片2、纵向竹纤维条带3、环向竹纤维布4、封装竹纤维织物5和外部防护物6成为一体，即形成一种竹材增强圆木受弯构件。

本实用新型与传统的增强圆木受弯构件的方法相比具有明显的优势，不仅使结构的承载力和耐久性得到了极大的提高，更是对现有可再生资源的充分利用，节约资源、降低能源消耗、减少污染物排放，遵循了我国现有可持续发展的理念。

Claims (5)

1.一种竹材加固圆木受弯构件，利用复合竹碎片(2)浸胶填平圆木(1)表面缺陷，沿圆木(1)长度方向缠绕纵向竹纤维条带(3)，纵向竹纤维条带(3)至少布置于圆木(1)的受拉区域，其布置范围不小于圆木(1)的1/2截面高度，其竹纤维方向沿着圆木(1)的轴线方向，在圆木(1)的两端环向缠绕浸渍胶黏剂的环向竹纤维布(4)，环向竹纤维布(4)缠绕于纵向竹纤维条带(3)两端的四周，实现对纵向竹纤维条带(3)的端部锚固，环向竹纤维布(4)在两端的缠绕宽度不小于500mm，其厚度不小于纵向竹纤维条带(3)的1/2，在圆木(1)的加固范围内环向均匀缠绕浸渍有胶黏剂的封装竹纤维织物(5)，竹纤维织物(5)的厚度为0.1mm～0.5mm，竹纤维布(4)和封装竹纤维织物(5)的缠绕方向与圆木(1)的轴线垂直方向呈-45°至45°，其竹纤维方向沿着缠绕方向，外部防护物(6)固化粘结于竹纤维织物(5)的外表面，圆木(1)、复合竹碎片(2)、纵向竹纤维条带(3)、环向竹纤维布(4)、封装竹纤维织物(5)和外部防护物(6)共同形成整体，实现对圆木(1)的受弯加固。

2.根据权利要求1所述的一种竹材加固圆木受弯构件，其特征在于纵向竹纤维条带(3)为编制竹帘、横向串联的胶合竹片、原竹竹皮、胶合竹竹皮、竹纤维织物中的一种，其为部分或全部包裹圆木(1)的截面周长。

3.根据权利要求1所述的一种竹材加固圆木受弯构件，其特征在于环向竹纤维布(4)和竹纤维织物(5)分别为原竹竹皮、胶合竹竹皮、竹纤维织物中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种竹材加固圆木受弯构件，其特征在于采用的胶黏剂是环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种竹材加固圆木受弯构件，其特征在于外部防护物(6)采用油漆、涂料、环氧基复合材料或水泥基复合材料中的一种。