专利名称：应用碳纤维筋维修加固木梁的方法
技术领域：
本发明涉及既有建筑维修加固改造领域，具体涉及腐朽损坏木梁的维修加固。
背景技术：
我国传统建筑多为木结构或砖木结构。由于木材易腐朽，且木梁端部常通 风不畅，导致木梁端部腐朽，严重影响结构的安全使用。对于端部腐朽木梁，多 采用整根更换的方式；而由于我国木结构多采用榫接，更换木梁就需要拆开原先 的结构，必将影响到相连木柱、斗拱和木屋架的整体性和安全使用，严重的甚至 会破坏建筑的风貌特征。若釆取局部更换的办法可以避免拆坏原有结构，但更换的木材与原有木粱 之间的连接必须牢固可靠，保证木梁的承载力和耐久性。发明内容本发明目的在于提供一种应用碳纤维筋维修加固木梁的方法。碳纤维增强复合材料(CFRP)筋，俗称碳纤维筋，具有轻质高强、耐腐蚀 等特性，可用作建筑、桥梁结构的受力筋；其抗拉强度可以达到钢筋的IO倍左 右。因此，根据木梁的受力模式(上部为受压边缘，下部为受拉边缘)，分别在 接缝附近的受压边缘和受拉边缘埋设碳纤维筋，以恢复其强度。技术方案为A、 对要维修加固的木梁设置支撑，切除木梁受损的部分；B、 选取与木梁材料特性相同或相近的未损伤木块，裁切成与切除部分的形状、 大小以及木纹方向相同的替换木块； C、在替换木块和木梁的受拉边缘及受压边缘的中心位置分别开木槽，木槽的 一端自替换木块和木梁接缝处开始，木槽截面的宽度为碳纤维筋直径的1.4-1.6 倍，高度为碳纤维筋的1.8-2.2倍；受压边缘木槽的长度大于或等于以下数值中较大的一个500mm或木梁高度的 2.5倍；g卩，在木梁高度不超过200mm时，受压边缘木槽的长度至少为500mm， 若木梁高度大于200mm，则受压边缘木槽的长度至少为木梁高度的2.5倍； 受拉边缘木槽的长度大于或等于以下数值中较大的一个1000mm或木梁高度的 5倍；g卩，在木梁高度不超过200mm时，受压边缘木槽的长度至少为lOOOmm， 若木梁高度大于200mm，则受压边缘木槽的长度至少为木梁高度的5倍； P、用结构胶粘合替换木块和木梁，使替换木块和木梁的受拉边缘及受压边缘 的木槽吻合，在木槽内用结构胶埋设碳纤维筋；木梁高度不大于200mm时使用 直径为7-9mm的碳纤维筋，当木梁高度大于200mm时使用直径为10-14mm的 碳纤维筋；E、在替换木块和木梁接缝处用结构胶粘贴一层竖向碳纤维布，碳纤维布搭接长 度为100mm，所覆盖的范围为替换木块和木梁自接缝处两侧各不小于500mm或 木梁高度2.5倍的距离，取两者数值中较大的一个。若替换木块长度不足500mm或木梁高度的2.5倍，则替换木块上受压边缘 的木槽长度以替换木块长度为限；若替换木块长度不足1000mm或木梁高度的5 倍，则替换木块上受拉边缘的木槽长度以替换木块长度为限。若替换木块长度不足500mm，则碳纤维布覆盖的范围为替换木块的全部 以及木梁自接缝处起不小于500mm的距离。若替换木块长度不足木梁高度2.5 倍，则碳纤维布覆盖的范围为替换木块的全部以及木梁自接缝处起不小于木梁 高度2.5倍的距离。利用碳纤维筋和碳纤维布维修加固端部损坏的木梁，不仅能克服现有维修加 固方法的缺点，无须整根更换损坏的木梁，还能保证木梁的承载力和耐久性，是 一种行之有效的方法。
图1为本发明应用碳纤维筋维修加固木梁的纵向示意图 图2为A-A方向的剖面图1一替换木块，2一木梁，3—碳纤维筋，4—木槽，5—接缝，6—受压边缘， 7—受拉边缘，8—碳纤维布具体实施方式
实施例1对一左侧端部腐朽损坏的木梁进行修复，木梁高度为150mm。 先设置好支撑，将木梁左侧损坏的部分切除。选取与木梁材料特性相同或相近的未损伤木块，裁切成与切除部分大小相同 的替换木块，且替换木块的木纹方向相同。分别在替换木块1和木梁2的受压边缘6以及受拉边缘7中心位置开木槽4， 木槽宽度为12mm高度为16mm，木槽的一端自木块1和木梁2的接缝5处开始； 替换木块和木梁受压边缘的木槽的长度分别为500mm;替换木块和木梁受拉边 缘的木槽的长度分别为1000mm。若替换木块长度不足500mm，则替换木块上受 压边缘的木槽长度以替换木块长度为限；若替换木块长度不足1000mm，则替换 木块上受拉边缘的木槽长度以替换木块长度为限。用结构胶粘合替换木块和木梁，使替换木块和木梁的受拉边缘及受压边缘的 木槽吻合，并将直径为8mm的碳纤维筋3用结构胶埋设在木槽内。在替换木块和木梁外用结构胶粘贴一层竖向碳纤维布8，碳纤维布搭接长度 为100mm，所覆盖的范围为替换木块和木梁接缝处两侧各不小于500mm的距离。 若替换木块长度不足500mm，则碳纤维布覆盖的范围为替换木块的全部以及 木梁自接缝处起不小于500mm的距离。待结构胶达到设计强度时拆除支撑。实施例2对一左侧端部腐朽损坏的木梁进行修复，木梁高度为300mm。 先设置好支撑，将木梁左侧损坏的部分切除。 选取与木梁材料特性相同或相近的未损伤木块，裁切成与切除部分的形状、 大小以及木纹方向相同的替换木块。分别在替换木块1和木梁2的受压边缘6以及受拉边缘7中心位置开木槽4， 木槽截面宽度为18mm，高度为24mm,木槽的一端自木块1和木梁2的接缝5 处开始，替换木块和木梁受压边缘的木槽的长度均不小于750mm;替换木块和 木梁受拉边缘的木槽的长度均不小于1500mm。若替换木块长度不足750mm，则 替换木块上受压边缘的木槽长度以替换木块长度为限；若替换木块长度不足 1500mm，则替换木块上受拉边缘的木槽长度以替换木块长度为限。用结构胶粘合替换木块和木梁，使替换木块和木梁的受拉边缘及受压边缘的 木槽吻合，并将直径为12mm的碳纤维筋3用结构胶埋设在木槽内。在替换木块和木梁外用结构胶粘贴一层竖向碳纤维布，碳纤维布搭接长度为 100mm,所覆盖的范围为替换木块和木梁自接缝处两侧各不小于750mm的距离。若替换木块长度不足750mm，则碳纤维布覆盖的范围为替换木块的全部 以及木梁自接缝处起不小于750mm的距离。待结构胶达到设计强度时拆除支撑。
权利要求
1、 应用碳纤维筋维修加固木梁的方法，其特征在于，包括以下步骤A、 对要维修加固的木梁设置支撑，切除木梁受损的部分；B、 选取与木梁材料特性相同或相近的未损伤木块，裁切成与切除部分的大小 以及木纹方向相同的替换木块；C、 在替换木块和木梁的受拉边缘及受压边缘的中心位置分别开木槽，木槽的 一端自替换木块和木梁接缝处开始，受压边缘木槽的长度大于或等于以下数值中 大的一个500mm或木梁高度的2.5倍；受拉边缘木槽的长度大于或等于以下数值中大的一个1000mm或木梁高度的5 倍；D、 用结构胶粘合替换木块和木梁，使替换木块和木梁的受拉边缘及受压边缘 的木槽吻合，在木槽内用结构胶埋设碳纤维筋；E、 在替换木块和木梁接缝处用结构胶粘贴一层竖向碳纤维布，碳纤维布搭接 长度为100mm，所覆盖的范围为替换木块和木梁自接缝处两侧各不小于500mm 或木梁高度2.5倍的距离，取两者数值中大的一个。
2、 权利要求1所述应用碳纤维筋维修加固木梁的方法，其特征在于，当木梁高 度不大于200mm时使用直径为7-9mm的碳纤维筋，当木梁高度大于200mm时 使用直径为10-14mm的碳纤维筋。
3、 权利要求1所述应用碳纤维筋维修加固木梁的方法，其特征在于，所述木槽 截面的宽度为碳纤维筋直径的1.4-1.6倍，高度为碳纤维筋的1.8-2.2倍。
全文摘要
本发明提供了一种应用碳纤维筋维修和加固受损木梁的方法。将木梁受损伤的部分切除，在替换木块和木梁的受压边缘和受拉边缘中心开木槽并用结构胶埋设碳纤维筋，并在替换木块和木梁接缝处用结构胶粘贴一层竖向碳纤维布。用本发明方法维修加固木梁，无须将损坏的木梁整根更换，保证了木梁的承载力和耐久性，是一种行之有效的方法。
文档编号E04G23/02GK101144336SQ20071004534
公开日2008年3月19日 申请日期2007年8月28日 优先权日2007年8月28日
发明者雷 朱, 朱春明, 许清风 申请人:上海市建筑科学研究院(集团)有限公司;上海市建筑科学研究院科技发展总公司