基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法

摘要

本发明涉及一种基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法，包括以下步骤：制备与残损木柱直径相同的新木柱；将新木柱及残损木柱相互连接的端部加工成平面，随后，将新木柱与残损木柱通过平头进行墩接形成柱体；在柱体外表面的墩接处圆周均布的开设偶数个沿轴向设置的开槽，开槽一半开设在新木柱上，另一半开设在残损木柱上；在每个开槽内设置一个自传感FRP筋，在自传感FRP筋与开槽之间填充胶粘剂；在开槽外端安装老旧木条以封堵开槽；在新木柱及残损木柱的墩接端捆绑软钢带，软钢带位于开槽端部内侧，本加固结构施工方便，在最大程度保留下原有木柱历史信息的同时，还能实现对木柱的加固，乃至自监测。

权利要求

1.一种基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：制备与残损木柱直径相同的新木柱；

步骤二：将新木柱及残损木柱相互连接的端部加工成平面，随后，将新木柱与残损木柱通过平头进行墩接形成柱体；

步骤三：在柱体外表面的墩接处圆周均布的开设偶数个沿轴向设置的开槽，开槽一半开设在新木柱上，另一半开设在残损木柱上；

步骤四：在每个开槽内设置一个自传感FRP筋，在自传感FRP筋与开槽之间填充胶粘剂，自传感FRP筋与开槽之间形成粘接层，使自传感FRP筋、新木柱及残损木柱粘接固定；

步骤五：在开槽外端安装老旧木条以封堵开槽；

步骤六：在新木柱及残损木柱的墩接端捆绑软钢带，软钢带位于开槽端部内侧；

所述粘接层内混合有木屑；

所述自传感FRP筋表面带肋，其端部安装有加强护套；

所述开槽的长度为1.5‑2.0倍的残损木柱的直径；

所述加强护套包括连接自传感FRP筋端部的钢箍及套装在钢箍外的橡胶套，所述加强护套上设置有供光纤连接线穿过的缺口；

所述软钢带一端安装有卡扣，另一端间隔开设若干与卡扣相配合的卡槽。

2.根据权利要求1所述的基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法，其特征在于：所述胶粘剂为改性环氧树脂结构胶或间苯二酚树脂胶。

3.根据权利要求1所述的基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法，其特征在于：所述自传感FRP筋内部设有传感光纤和与传感光纤相连接的分布式光栅传感器，自传感FRP筋端部设置有与传感光纤相连接的光纤连接线。

说明书

基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法。

背景技术

[0002] 随着新型城镇化背景下美丽乡村建设、乡村记忆工程、乡村振兴战略等一系列政策措施的提出；古建及古民居等以木结构为主的建筑物的保护越来越被重视。而在木结构
常见残损类型有节点残损和柱脚糟朽、受弯构件变形过度等，其中，最为普遍还是以干湿循
环、虫蛀腐朽等引起的木柱柱脚糟朽，其修复难度也往往较大。许多情况下，往往直接更换
柱，这种做法非常不利于传统建筑的修缮与保护，不满足传统建筑的修缮加固原则，对其风
貌影响往往也很大；此外，常见的巴掌榫、抄手榫等墩接加固方法往往受到墩接长度等参数
的限制，对原有木柱完好部分往往需要削去很大一部分才能进行加固，原木柱材料损失大，
无法最大程度保留原木柱历史信息，且施工较为复杂，需保证原木与新木墩接尺寸契合才
能完成。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法,。

[0004] 本发明解决技术问题所采用的方案是，一种基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法，包括以下步骤：

[0005] 步骤一：制备与残损木柱直径相同的新木柱；

[0006] 步骤二：将新木柱及残损木柱相互连接的端部加工成平面，随后，将新木柱与残损木柱通过平头进行墩接形成柱体；

[0007] 步骤三：在柱体外表面的墩接处圆周均布的开设偶数个沿轴向设置的开槽，开槽一半开设在新木柱上，另一半开设在残损木柱上；

[0008] 步骤四：在每个开槽内设置一个自传感FRP筋，在自传感FRP筋与开槽之间填充胶粘剂，自传感FRP筋与开槽之间形成粘接层，使自传感FRP筋、新木柱及残损木柱粘接固定；

[0009] 步骤五：在开槽外端安装老旧木条以封堵开槽；

[0010] 步骤六：在新木柱及残损木柱的墩接端捆绑软钢带，软钢带位于开槽端部内侧。

[0011] 进一步的，所述胶粘剂为改性环氧树脂结构胶或间苯二酚树脂胶。

[0012] 进一步的，所述粘接层内混合有木屑。

[0013] 进一步的，所述自传感FRP筋内部设有传感光纤和与传感光纤相连接的分布式光栅传感器，自传感FRP筋端部设置有与传感光纤相连接的光纤连接线。

[0014] 进一步的，所述自传感FRP筋表面带肋，其端部安装有加强护套。

[0015] 进一步的，所述加强护套包括连接自传感FRP筋端部的钢箍及套装在钢箍外的橡胶套，所述加强护套上设置有供光纤连接线穿过的缺口。

[0016] 进一步的，所述开槽的长度为1.5‑2.0倍的残损木柱的直径。

[0017] 进一步的，所述软钢带一端安装有卡扣，另一端间隔开设若干与卡扣相配合的卡槽。

[0018] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，施工方便，在最大程度保留下原有木柱历史信息的同时，还能实现对木柱的加固，乃至自监测。

附图说明

[0019] 下面结合附图对本发明专利进一步说明。

[0020] 图1是本加固结构的示意图。

[0021] 图2是本加固结构的拆解示意图。

[0022] 图3是软钢带的结构的示意图。

[0023] 图4是自传感FRP筋示意图。

[0024] 图5是加强护套的结构的示意图。

[0025] 图6是不使用软钢带进行加固时的结构的示意图。

[0026] 图7是无需进行监测的木柱的加固结构的示意图。

[0027] 图中：1‑新木柱；2‑残损木柱；3‑开槽；4‑自传感FRP筋；401‑光纤连接线；5‑胶粘剂；6‑加强护套；601‑钢箍；602‑橡胶套；7‑老旧木条；8‑软钢带；801‑卡扣；802‑卡槽；9‑FRP
布。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

[0029] 如图1‑5所示，一种基于FRP筋的残损木柱平头墩接加固方法，包括以下步骤：

[0030] 步骤一：制备与残损木柱2直径相同的新木柱1；

[0031] 步骤二：将新木柱及残损木柱相互连接的端部加工成平面，随后，将新木柱与残损木柱通过平头进行墩接形成柱体；

[0032] 步骤三：在柱体外表面的墩接处圆周均布的开设偶数个沿轴向设置的开槽3，开槽一半开设在新木柱上，另一半开设在残损木柱上；

[0033] 步骤四：在每个开槽内设置一个自传感FRP筋4，在自传感FRP筋与开槽之间填充胶粘剂5，自传感FRP筋与开槽之间形成粘接层，使自传感FRP筋、新木柱及残损木柱粘接固定，
保证力的有效传递，新木柱、残损木柱主要通过自传感FRP筋传力；

[0034] 步骤五：在开槽外端安装老旧木条7以封堵开槽，以最大程度维持原状，老旧木条尺寸须保证与开槽尺寸大体吻合，自传感FRP筋与老旧木条间应当留有间隙，以保证连接光
纤的光纤连接线有存放空间；

[0035] 步骤六：在新木柱及残损木柱的墩接端捆绑软钢带8，软钢带位于开槽端部内侧。

[0036] 在本实施例中，老旧木条可直接镶嵌固定，也可通过可调节松紧度的软钢带固定。

[0037] 在本实施例中，如图6所示，对于无需进行监测的墩接木柱，则不采用软钢带固定，直接采用环氧树脂将木条黏贴在上面。如图7，对于后续可做油漆面的木柱且无需进行监测
的木柱，可沿纵向和横向先后分部黏贴一层FRP布9来固定，甚至对其承载力起到一定加强
作用。

[0038] 在本实施例中，开槽除对称设置外，宜均匀分布，对于传统民居木柱（直径在180mm‑380mm左右）开槽设置4个，其间隔角度为90度；对于柱径较大柱子可设置6个，其间隔
角度为60度。

[0039] 在本实施例中，所述胶粘剂为改性环氧树脂结构胶或间苯二酚树脂胶。

[0040] 在本实施例中，所述粘接层内混合有木屑。

[0041] 在本实施例中，所述自传感FRP筋内部设有传感光纤和与传感光纤相连接的分布式光栅传感器，自传感FRP筋端部设置有与传感光纤相连接的光纤连接线401。

[0042] 在本实施例中，所述自传感FRP筋表面带肋，其端部安装有加强护套6，以保证受压时与FRP筋接触的部分应力集中现象得到缓和以及端部FRP筋纤维不松散。

[0043] 在本实施例中，所述加强护套包括连接自传感FRP筋端部的钢箍601及套装在钢箍外的橡胶套602，钢箍与橡胶套粘接，所述加强护套上设置有供光纤连接线穿过的缺口。

[0044] 在本实施例中，所述开槽的长度为1.5‑2.0倍的残损木柱的直径，宽度和深度应当视原木柱尺寸而定，不宜对木柱过度削弱。

[0045] 在本实施例中，所述软钢带一端安装有卡扣801，另一端间隔开设若干与卡扣相配合的卡槽802。

[0046] 本加固结构对原有结构扰动小，在不更换柱且不不过多削弱截面的条件下，能起到提高承载力、刚度的效果，不仅适用于檐柱、金柱，也可适用于墙体内的柱子，传力更直
接，更具加固优势，与自传感FRP筋联合使用，还能起到加固监测效果，实时掌握加固后木柱
的状态，使加固效果也有了保障。

[0047] 本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：
不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使
用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

[0048] 在本专利的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关
系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指
的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利
的限制。

[0049] 上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。