CN218467205U - 一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，将包裹木柱的原有混凝土块进行挖孔内部中空，切除柱脚腐朽部分，在孔洞中放置木柱支撑装置，木柱支撑装置包括钢套管和游顶，游顶螺旋杆伸入钢套管中通过游顶转动柄转动将木柱顶升至原有标高，通过游顶转动柄将游顶卡在钢套管中，木柱支撑装置底部位于混凝土块内，被底部灌浆料包裹，上部外包裹上部灌浆料，顶部支撑木柱，木柱与上部灌浆料外部固定有钢环箍。加固装置实现了木柱沉降纠偏和腐朽加固，达到加固腐朽柱脚的目的。具有装配化、加固快速和经济高效的优点。

Description

一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置

技术领域

本实用新型属于木结构加固领域，具体涉及一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，可用于木结构柱脚的沉降纠偏和防腐加固。

背景技术

木结构建筑由于建造迅速，材料来源自然等优点，在住宅、宫殿和寺庙中得到了较为广泛的应用，尤其是具有五千年历史的中华民族，更是将木结构建筑作为主要的建筑结构形式。木结构建筑具有优良的抗震性能，但是木材作为天然材料，容易受到温度、湿度和虫蛀等自然环境的影响，加之部分木结构建筑起初设计不合理，不符合建造要求，因此许多木结构建筑出现了开裂、虫蛀、倾斜、沉降和柱脚腐朽等损伤现象。

木柱作为结构的主要承重构件，对结构的稳定性和安全性至关重要，实际考察中发现，并不是所有木结构的柱脚都遵循了古建筑中平摆浮搁于础石之上的做法，而是将木柱埋入到地下，通过混凝土将木柱包裹，以此固定柱脚。然而许多木柱的柱脚防腐处理不当，加之屋檐挑出不够，散水坡度有限，在常年雨水的侵蚀下，柱脚出现了腐朽，严重者柱脚完全腐烂，失去了承担竖向荷载的功能，对建筑整体的安全性造成了极大威胁，因此木结构腐朽柱脚的加固具有重要意义。

目前腐朽柱脚的加固方法主要是墩接法和环氧树脂加固法，两种加固方法都能起到加固效果，也增强了结构的抗震性能，但在实际施工中仍存在一些问题，主要有以下几点：

(1)加固工艺复杂，墩接法的基本工艺是将原有腐朽的柱脚切除，然后增加新的木柱，原有木柱和新木柱之间做阴阳巴掌榫，搭接长度不低于400mm，后通过打包带包裹。阴阳巴掌榫需要将木柱各切除一半，且保证外表面直径与原有木柱直径相同，施工工艺复杂。

(2)加固材料难以获得，墩接法需要连接一段新的木柱，实际中受环境保护等因素的限制，难以获得合适的木柱，对于直径较大的木柱更是难以获取。

(3)加固时间有限，不能达到长期保护的目的，墩接法使用的仍旧是木材，对于柱脚埋入到地基土中的木柱，加固后短时间内能起到加固效果，但长时间环境因素作用下仍旧出现腐朽。

(4)加固时间长，难以实现快速加固，环氧树脂加固法需要灌注环氧树脂，环氧树脂虽然强度高，连接性能好，但是从灌注到凝固需要较长时间，难以适应紧急加固情况。

(5)现有的加固技术难以实现木柱顶升和沉降纠偏，木柱腐朽后易出现沉降现象，导致房屋出现倾斜等损伤，现有技术难以同时做到木柱顶升、沉降纠偏和木柱腐朽加固。

实用新型内容

为克服上述现有技术的缺陷与不足，本实用新型的目的在于，提供一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，利用螺栓的快速连接实现加固装置装配化；通过游顶的螺旋顶升技术实现木柱沉降纠偏和腐朽加固；利用灌浆料早强、高强、防冻、防腐、防虫、耐热、自流性、密实性等优点快速实现柱脚加固，同时该加固方法施工方便、加固快速，经济高效。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。

本实用新型给出了一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，包括用于包裹木柱柱脚底部的原有混凝土块，原有混凝土块内部中空，混凝土块内放置有木柱支撑装置，被底部灌浆料包裹，木柱支撑装置上部外包裹上部灌浆料，顶部支撑木柱，木柱与上部灌浆料外部固定有钢环箍。

作为优选的方案，木柱支撑装置包括钢套管和游顶，游顶螺纹卡在钢套管中，钢套管底部位于混凝土块内，游顶顶部支撑木柱。

作为优选的方案，游顶包括游顶托帽、游顶螺旋杆和游顶转动柄，游顶托帽与游顶螺旋杆固定连接，游顶转动柄与游顶螺旋杆螺纹连接。

作为优选的方案，游顶托帽为托盘状，木柱置于游顶托帽上。

作为优选的方案，钢套管包括圆形钢管和其底部的方垫板，钢套管内径小于游顶转动柄长度，游顶螺旋杆伸入钢套管中通过游顶转动柄转动将木柱顶升至原有标高，通过游顶转动柄将游顶卡在钢套管上定位。

作为优选的方案，钢环箍包括一对相互对接的半圆弧状的弧形钢板，弧形钢板底部设有与其垂直分布的环形垫板，弧形钢板外圆弧面与环形垫板之间设有若干加劲肋。

作为优选的方案，上部灌浆料和底部灌浆料采用聚合物砂浆材料。

作为优选的方案，木柱外涂覆有防腐层；游顶、钢套管和钢环箍涂覆有防绣层。

相对于现有木结构柱脚加固技术，本实用新型具有以下优点：

1.该加固装置构造简单，安装方便，主要通过钢板制作，钢板加工方便，精度能够得到保证。

2.该加固装置能够同时实现木柱沉降纠偏和防腐加固，充分利用了游顶的螺旋顶升技术和灌浆料早强、高强、密实性好等优点，加固技术具有多功能。

3.该加固装置加固速度快，加固方法充分利用了灌浆料高强和早强的优点，可用于抢险加固。

4.该加固装置能够达到长期加固效果，加固装置和木柱加固前均做防腐处理，灌浆料由于密实性好，有效阻断了外部环境对加固柱脚的风化作用，避免出现二次腐朽和虫蛀等残损现象。

5.该加固装置能够实现装配化，加固装置需要的游顶、钢套管、钢环箍可在加工厂提前加工好，施工现场直接安装使用，快速实现装配化。

6.构件之间通过螺栓连接和焊接连接，钢套管的圆形钢管与方形垫板通过焊接连接，两组钢环箍通过高强螺栓连接，钢环箍与原有混凝土块之间通过膨胀螺栓连接。螺栓连接方便迅速，焊接连接强度较高，有利于提高加固效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型的实施例的腐朽柱脚加固装置和爆炸图；

图2为本实用新型的实施例的原有混凝土块图；

图3(a)、(b)为本实用新型的实施例的游顶图；

图4为本实用新型的实施例的钢套管图；

图5(a)、(b)为本实用新型的实施例的底部灌浆料图；

图6为本实用新型的实施例的钢环箍图；

图7为本实用新型的实施例的高强螺栓图；

图8为本实用新型的实施例的膨胀螺栓图；

图9为本实用新型的实施例的上部灌浆料图。

图中各标号含义：1-木柱，2-原有混凝土块，3-游顶，3-1-游顶托帽，3-2-游顶螺旋杆，3-3-游顶转动柄，4-钢套管，4-1-圆形钢管，4-2-方垫板，5-底部灌浆料，6-钢环箍，6-1-弧形钢板，6-2-环形垫板，6-3-加劲肋，7-高强螺栓，8-膨胀螺栓，9-上部灌浆料。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

图1示出了一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，包括游顶3、钢套管4、底部灌浆料5、钢环箍6、高强螺栓7、膨胀螺栓8和上部灌浆料9。其中，将包裹木柱1的原有混凝土块2进行挖孔内部中空，切除柱脚腐朽部分，在原有混凝土块孔洞中放置木柱支撑装置，木柱支撑装置包括钢套管4和游顶3，游顶3卡在钢套管4中可以升降，钢套管4底部位于混凝土块内，被底部灌浆料5包裹，木柱支撑装置上部外包裹上部灌浆料9，游顶3顶部支撑木柱1，上部灌浆料9外部固定有钢环箍6。

图2示出了本实用新型的实施例的原有混凝土块图，原有混凝土块2柱脚加固前即已存在，用于包裹木柱1的柱脚，作为柱脚的固定措施。

其中，在本实用新型中，原有混凝土块2为长方体，沿房屋的纵向为长度方向，横向为宽度方向。原有混凝土块2材料为C₂₅或C₃₀混凝土，长度800mm-1000mm，宽度600mm-800mm，高度400mm-600mm。在一个实施例中，原有混凝土块2材料选用C₃₀混凝土，长度800mm，宽度600mm，高度400mm。

图3(a)、3(b)和图4示出了本实用新型的实施例的游顶图和钢套管图，游顶3包括游顶托帽3-1、游顶螺旋杆3-2和游顶转动柄3-3，游顶托帽3-1与游顶螺旋杆3-2之间焊接连接，游顶转动柄3-3与游顶螺旋杆3-2螺纹连接，游顶托帽3-1为托盘状，木柱放置于游顶托帽上。

钢套管4包括圆形钢管4-1和方垫板4-2，圆形钢管4-1和方垫板4-2之间焊接连接。游顶螺旋杆3-2套入钢套管4内，游顶转动柄3-3卡在钢套管4上。

本装置中，游顶3位于钢套管4上，钢套管4位于原有混凝土块2的孔洞中，游顶托帽3-1用于托举木柱1，利用游顶转动柄3-3沿转动游顶螺旋杆3-2旋转将木柱1顶升至原有标高处，顶升结束后游顶转动柄3-3卡在圆形钢管4-1上，实现木柱1的沉降纠偏。

其中，游顶3材料为Q390或者Q420钢材，游顶托帽3-1为封底的圆钢管结构，圆钢管的内径与木柱1的直径相同，保证游顶托帽3-1能够牢固托举木柱1。游顶托帽3-1内径200mm-300mm，壁厚5mm-10mm，高度30mm-50mm。游顶螺旋杆3-2为局部带螺纹的丝杆，不带螺纹的部分与游顶托帽3-1焊接连接，游顶螺旋杆3-2长度300mm-400mm，直径40mm-50mm。

游顶转动柄3-3用于螺旋顶升木柱1，其内径与游顶螺旋杆3-2直径相同，外径与圆形钢管4-1的外径相同，保证木柱1顶升后与圆形钢管4-1牢牢卡紧。两端的转动手柄截面为正方形，边长10mm-15mm，长度100mm-150mm。在一个实施例中，游顶3材料为Q420钢材，游顶托帽3-1内径200mm，壁厚5mm，高度30mm，游顶螺旋杆3-2长度300mm，直径40mm，游顶转动柄3-3内径40mm，外径60mm，两端的转动手柄截面边长10mm，长度100mm。

其中，钢套管4材料为Q390或者Q420钢材，圆形钢管4-1为镀锌钢管，内径50mm-80mm，壁厚5mm-10mm，长度250mm-400mm。方垫板4-2为镀锌钢板，边长100mm-150mm，厚度5mm-10mm。在一个实施例中，钢套管4材料为Q420钢材，圆形钢管4-1内径50mm，壁厚5mm，长度250mm，方垫板4-2边长100mm，厚度5mm。

图5(a)、5(b)示出了本实用新型的实施例的底部灌浆料图，底部灌浆料为一种聚合物砂浆材料，用于结构补强加固，分为化学灌浆料和精细矿物灌浆料，具有早强、高强、耐腐蚀、防冻、防腐、防虫、耐热、自流性、密实性等优点，同时施工简单，操作方便。游顶和钢套管安装完毕后，直接在原有混凝土块的孔洞中浇灌即可，能够达到木柱防腐防虫的预期效果。在一个实施例中，底部灌浆料采用标准型CGM高强无收缩灌浆料。

如图6、图7、图8所示，钢环箍6包括弧形钢板6-1、环形垫板6-2和加劲肋6-3，三者通过焊接连接成整体，钢环箍6为一对能够相互对接连接的半圆弧形的弧形钢板6-1通过高强螺栓7贯穿对接面连接构成，在弧形钢板6-1的底部设有与其垂直分布的环形垫板6-2，弧形钢板6-1的外圆弧与环形垫板6-2之间分布有若干加劲肋6-3；弧形钢板6-1、环形垫板6-2和加劲肋6-3通过焊接连接成整体，通过膨胀螺栓8将钢环箍6与原有混凝土块2连接。

弧形钢板6-1用于盛装上部灌浆料9，环形垫板6-2用于与原有混凝土块2连接成整体，加劲肋6-3用于增强钢环箍6的整体性和刚度。两组钢环箍6通过高强螺栓7连接成整体，钢环箍6与原有混凝土2通过膨胀螺栓8连接，最后在钢环箍6中灌注上部灌浆料9(第二次灌浆)，完成腐朽柱脚的加固处理。

其中，钢环箍6材料为Q390或者Q420钢材，弧形钢板6-1壁厚5mm-10mm，内径200mm-250mm，高度100mm-150mm，弧形钢板6-1的耳板壁厚5mm-10mm，宽度50mm-100mm，高度100mm-150mm。环形垫板6-2厚度5mm-10mm，内径200mm-250mm，外径400mm-500mm。加劲肋6-3为三角形，长直角边长度100mm-150mm，短直角边长度50mm-100mm，厚度5mm-10mm。在一个实施例中，弧形钢板6-1壁厚5mm，内径200mm，高度100mm，弧形钢板6-1的耳板壁厚5mm，宽度50mm，高度100mm。环形垫板6-2厚度5mm，内径200mm，外径400mm。加劲肋6-3长直角边长度100mm，短直角边长度50mm，厚度5mm。

图7示出了本实用新型的实施例的高强螺栓图，高强螺栓7材料为25号钢或者45号钢，强度等级为8.8级或者10.9级，类型为摩擦型或剪切型，用于将钢环箍6连接成整体。在一个实施例中，高强螺栓7采用45号钢制作的8.8级摩擦型高强螺栓。

图8示出了本实用新型的实施例的膨胀螺栓图，膨胀螺栓8材料为25号钢或者45号钢，强度等级为45、50、60、70和80，用于将钢环箍6与原有混凝土块2连接成整体。在一个实施例中，膨胀螺栓8材料采用45号钢，强度等级采用60级。

图9示出了本实用新型的实施例的上部灌浆料图，上部灌浆料9用于填充钢环箍6与木柱1的空隙，上部灌浆料9与底部灌浆料5所用材料完全相同，在一个实施例中，上部灌浆料9采用标准型CGM高强无收缩灌浆料。

采用本实用新型的装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置的施工方法，具体包括如下步骤：

步骤1：对原有混凝土块2钻孔，将包裹的腐朽木柱1的柱脚部分漏出，后将柱脚腐朽部分切除，对剩余木柱1表面刷防腐漆；

步骤2：将圆形钢管4-1与方垫板4-2焊接成钢套管4，并做表面防锈处理；

步骤3：将钢套管4放置于原有混凝土块2的孔洞中，将外表面做过防锈处理的游顶3套在钢套管4中；

步骤4：转动游顶转动柄3-3，将木柱1顶升至原有标高处，游顶转动柄3-3卡在钢套管4上，后在原有混凝土块2的孔洞中第一次灌注底部灌浆料5；

步骤5：待底部灌浆料5凝固后，利用高强螺栓7将钢环箍6连接成整体，利用膨胀螺栓8将钢环箍6与原有混凝土块2连成整体；

步骤6：在钢环箍6中第二次灌注上部灌浆料9，直到上部灌浆料9表面与弧形钢板6-1表面齐平，上部灌浆料9凝固后完成腐朽柱脚的加固。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的具体实施方式，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，包括用于包裹木柱柱脚底部的原有混凝土块，其特征在于，原有混凝土块内部中空，原有混凝土块孔洞中放置有木柱支撑装置，木柱支撑装置下部被底部灌浆料包裹，顶部支撑木柱；木柱支撑装置上部外包裹上部灌浆料，木柱与上部灌浆料外部固定有钢环箍。

2.根据权利要求1所述的一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，其特征在于，木柱支撑装置包括钢套管和游顶，游顶螺纹卡在钢套管中，钢套管底部位于混凝土块内，游顶顶部支撑木柱。

3.根据权利要求2所述的一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，其特征在于，游顶包括游顶托帽、游顶螺旋杆和游顶转动柄，游顶托帽与游顶螺旋杆固定连接，游顶转动柄与游顶螺旋杆螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，其特征在于，游顶托帽为托盘状，木柱置于游顶托帽上。

5.根据权利要求3所述的一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，其特征在于，钢套管包括圆形钢管和其底部的方垫板，钢套管内径小于游顶转动柄长度，游顶螺旋杆伸入钢套管中通过游顶转动柄转动将木柱顶升至原有标高，通过游顶转动柄将游顶卡在钢套管上定位。

6.根据权利要求1所述的一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，其特征在于，钢环箍包括一对相互对接的半圆弧状的弧形钢板，弧形钢板底部设有与其垂直分布的环形垫板，弧形钢板外圆弧面与环形垫板之间设有若干加劲肋。

7.根据权利要求1所述的一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，其特征在于，上部灌浆料和底部灌浆料采用聚合物砂浆材料。

8.根据权利要求2所述的一种装配式多功能木结构腐朽柱脚加固装置，其特征在于，木柱外涂覆有防腐层；游顶、钢套管和钢环箍涂覆有防绣层。

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