本发明涉及木结构修复,具体而言,涉及一种既有古建筑木结构修缮加固施工方法。
背景技术:
1、由于其年代久远,古建筑局部存在破损情况,需要对其进行加固修复,其中,木结构的修缮加固还没有适合的加固材料和方法,传统的加固常采用安装铁箍,需将铁箍嵌入柱内,使其外皮与柱外皮齐平,以便油饰,同时由于铁箍易锈蚀,使用之前必须进行除锈及抗锈和抗腐蚀的处理,此道工序既费力费时,而且稍有操作不慎将导致构件新的损坏;由于木结构易被腐蚀和被虫害蛀蚀,所以在加固维修时,必须进行必要的防腐防虫害处理,一般是采取渗透扩散、喷涂或压注喷雾的方法对构件使用低毒高效的防腐防虫药剂,由于有毒物质的使用,有毒物质在空气中扩散,日积月累,其对人员的身体将是一个极大的伤害;采用墩接的方法加固木柱及用拉杆和夹接加固梁枋时,不仅使用受到严格的条件限制,不易被广泛推广使用,而且也易使古建筑改变原貌,违反了修复“修旧如旧”的原则。
2、为解决上述问题所带来的困扰,我项目改进现有的修缮施工技术,该技术有效的解决了工艺复杂、环境污染、危害职业健康、观感差等问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种既有古建筑木结构修缮加固施工方法,以达到提高木结构修复加固效率和质量的目的。
2、为解决以上技术问题,本发明提供的一种既有古建筑木结构修缮加固施工方法,包括以下步骤:
3、步骤1,对残损状态下古建筑木结构节点的受力性能分析;建立有限元模型、完成单元网格划分,采集残损状态下、正常状态下、超载状态下分析结果,通过有限元软件验算木结构节点的受力情况,运用三维激光扫描仪成像技术对古建筑的破损部位进行检测,根据构件的破损情况确定修缮加固方案;
4、步骤2,修缮加固方案包括:
5、步骤2.1,搭设外防护架;
6、步骤2.2,依次施工揭瓦、除草、揭苫背、揭望板、揭檐及椽飞、斗拱拆除或拨正、梁架拆除或拨正;
7、步骤2.3,梁架修复;
8、当水平裂缝深度小于梁宽或梁直径的1/4时,剔除梁背糟朽的部分,用干燥的碳纤维复材板条进行嵌补后外贴非预应力复材片材;
9、当梁枋中心完好,仅有表层腐朽,同时经过验算剩余截面尚能满足受力要求时,将腐朽部分剔除干净后经防腐处理后用干燥木材依原样和尺寸修补整齐,并用耐水性胶粘剂粘接;如果是周围都需剔补,粘贴frp进行封闭约束;
10、步骤2.4,斗拱修复;
11、步骤2.5,依次施工更换望板、苫背、佤瓦和脊饰吻兽;
12、步骤2.6,木柱修复或更换;
13、当裂缝深度不超过柱径的1/3时,裂缝宽度≤3mm时,用腻子勾抹严实;裂缝宽度在3-30mm时,采用碳纤维复材板条嵌补,并用耐水性胶粘剂粘牢;裂缝宽度>30mm时,除用碳纤维复材板条以耐水性胶粘剂粘牢外,在柱的开裂段用frp包裹;柱表层完好厚度≥50mm,采用不饱和聚树脂进行灌注修缮;柱表层完好厚度<50mm,经过验算剩余截面尚能满足受力要求时,将腐朽部分剔除干净后经防腐处理后用干燥木材依原样和尺寸修补整齐,并用耐水性胶粘剂粘接,如果是周围都需剔补,粘贴frp进行封闭约束。
14、作为本发明优选的实施方式,步骤1中,先规划木结构的表观数据采集路径,采用三维激光扫描仪对古建筑内外进行轮廓处理,再通过高分辨率照相检查古建筑的裂缝、残损部分或遮挡部位,获得木构件的缺陷情况及分布特征。
15、作为本发明优选的实施方式,步骤2.2中,揭瓦时,从两山面中间两垄由中间向两边、自下而上进行;先将全部盖瓦揭完,再揭底瓦;每块瓦揭下后先内侧朝上摆在原位,用墨笔在瓦内侧写上编号并在瓦上用标记分别标出需复烧的瓦、可原状保留的瓦和残坏废弃的瓦。
16、作为本发明优选的实施方式,步骤2中,粘贴frp的具体施工包括:
17、基层处理,检查并清理加固部位,必要时涂抹底漆以增强粘结力;
18、frp材料准备,按照设计要求裁剪frp布或编织网,并与树脂混合均匀;
19、涂刷粘接剂:配置底层粘接剂,用滚筒或者刷子将底层粘接剂均匀涂抹到木构件表面,待胶固化后在进行下一道工序;
20、粘贴加固:将粘接剂涂在frp布或编织网与木构件的贴合面,将混合好的树脂均匀涂抹在木材表面,随即贴上frp布或编织网,使用辊筒沿纤维方向滚压使其充分粘结;
21、固化养护:施工操作在10-30℃的室内环境温度下进行,粘贴完成后,用塑料布覆盖24小时以上进行养护。
22、作为本发明优选的实施方式,步骤2.4中,对于开裂的斗拱,采用填充剂和胶粘剂进行修复;对于弯曲和变形的斗拱,对于开裂、变形的斗拱,采用填充剂和胶粘剂进行修复;对于弯曲的斗拱,采用在斗拱的下方加设支撑结构改变构件受力性状,然后使用矫正工具对斗拱进行变形修复,直至斗拱的弯曲变形完全复位为止;最后采用纤维布修复加固。
23、作为本发明优选的实施方式,步骤2.5中,椽望铺钉完开始苫背施工,由下到上依次为护板灰、灰泥背、青灰背三层。
24、作为本发明优选的实施方式,步骤2.5中佤瓦时,在底瓦之下铺垫灰泥厚薄均匀,底挖泥抹好后铺白灰浆一层,底瓦自下而上、按照压六露四的方法依次进行,完成后进行捉节夹垄、清陇擦瓦、最后进行调脊。
25、作为本发明优选的实施方式,步骤2.6中,对于破损严重且承载力不足,中间空表层完好的构件,中间部分用木块填充,灌注不饱和聚树脂,四周再用frp布环绕包裹,约束木柱变径向形。
26、本发明针对不同构件的不同的裂缝宽度由小到大分别采用腻子勾抹、复材板条+耐水性胶粘接、复材板材+不饱和聚树脂灌注的施工方法,提高了强度,且无需进行防腐处理。木构件(梁、柱、斗拱)采用frp加固方法,对于破损严重且承载力不足的构件四周用frp环绕包裹,约束变径向形,从而提高承载力。把frp粘贴于剪跨区,起到与箍筋类似的作用,从而提高构件的抗剪承载力。
27、本发明打破常规施工方式,构件强度得到了提高,同时改善了构件变形,提高了耐久性,并且节约了人工、材料,缩短了工期,观感质量有保障。
1.一种既有古建筑木结构修缮加固施工方法,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的既有古建筑木结构修缮加固施工方法,其特征在于:步骤1中,先规划木结构的表观数据采集路径,采用三维激光扫描仪对古建筑内外进行轮廓处理,再通过高分辨率照相检查古建筑的裂缝、残损部分或遮挡部位,获得木构件的缺陷情况及分布特征。
3.根据权利要求2所述的既有古建筑木结构修缮加固施工方法,其特征在于:步骤2.2中,揭瓦时,从两山面中间两垄由中间向两边、自下而上进行;先将全部盖瓦揭完,再揭底瓦;每块瓦揭下后先内侧朝上摆在原位,用墨笔在瓦内侧写上编号并在瓦上用标记分别标出需复烧的瓦、可原状保留的瓦和残坏废弃的瓦。
4.根据权利要求1、2或3所述的既有古建筑木结构修缮加固施工方法,其特征在于,步骤2中,粘贴frp的具体施工包括:
5.根据权利要求4所述的既有古建筑木结构修缮加固施工方法,其特征在于:步骤2.4中,对于开裂的斗拱,采用填充剂和胶粘剂进行修复;对于弯曲和变形的斗拱,对于开裂、变形的斗拱,采用填充剂和胶粘剂进行修复;对于弯曲的斗拱,采用在斗拱的下方加设支撑结构改变构件受力性状,然后使用矫正工具对斗拱进行变形修复,直至斗拱的弯曲变形完全复位为止;最后采用纤维布修复加固。
6.根据权利要求5所述的既有古建筑木结构修缮加固施工方法,其特征在于:步骤2.5中,椽望铺钉完开始苫背施工,由下到上依次为护板灰、灰泥背、青灰背三层。
7.根据权利要求6所述的既有古建筑木结构修缮加固施工方法,其特征在于:步骤2.5中佤瓦时,在底瓦之下铺垫灰泥厚薄均匀,底挖泥抹好后铺白灰浆一层,底瓦自下而上、按照压六露四的方法依次进行,完成后进行捉节夹垄、清陇擦瓦、最后进行调脊。
8.根据权利要求1或7所述的既有古建筑木结构修缮加固施工方法,其特征在于:步骤2.6中,对于破损严重且承载力不足,中间空表层完好的构件,中间部分用木块填充,灌注不饱和聚树脂,四周再用frp布环绕包裹,约束木柱变径向形。
