[发明专利]碳纤维布加固榫卯形式接长木梁的结构及其制作方法

说明书

技术领域：

本发明属于古建筑修复和加固领域，更具体的涉及碳纤维布（CFRP布）加固榫卯形式接长木梁的结构及其制作方法。

 

背景技术：

木结构建筑是中华传统建筑的主要形式，具有极高的历史、科学和艺术价值。古建筑木结构中的柱和额枋组成的构架以及其他构件之间采用榫卯连接,无需一铁一钉。榫卯连接使得各节点刚柔相济,具有一定的抗弯能力及良好的抗震性能，从而能够历经沧桑依然屹立于中华之地。木结构建筑具有很多优点：绿色环保、节能、保温隔热、建造方便、易于再生、抗震性能好、耐久性好等。然而，木结构也有其缺点：木材强度低、易受虫（如白蚁）害的侵蚀，维修、翻修、重建的频率较高。

目前，城村古建民居房屋因年久失修、维护不当等，存在大量木结构破损问题，出现梁柱榫卯节点拔榫现象，木梁端头严重损坏，危及古建筑的结构安全，影响人们的正常居住和生活，因此需要尽快对古建筑木梁进行修缮加固以保证房屋的结构安全。

已有的与碳纤维布加固古建筑相关的典型专利如：1、《一种碳纤维布加固的古建筑木结构大木构架的榫卯节点》，该实用新型专利公开了一种大木构架的榫卯节点通过在木柱和木梁上粘贴与木梁上下边缘平行的横向碳纤维布进行加固，同时在木梁两端各粘贴垂直于木梁长度方向的2～3个间距为100～200mm 宽为40～60mm的碳纤维布环箍的加固方法，从而提高榫卯节点的抗弯能力。2、《一种碳纤维布加固的木梁》，该实用新型专利通过在木梁底面粘贴12层的碳纤维布后，在木梁中部粘贴2～3个间距为100～200mm 宽为40～60mm的碳纤维布环箍，木梁两端也粘贴宽为40～60mm的碳纤维布环箍的加固方法，从而提高木梁的抗弯承载力。

本发明以“国家十二五科技支撑计划项目”课题《传统古建聚落规划改造及功能综合提升技术集成与示范》为支撑，以世界双遗产地武夷山的国家级历史文化名村“城村”为工程应用背景，为解决城村中古建筑房屋普遍存在的榫卯节点处的拔榫现象，木梁端头破坏严重需要进行替换，同时又需保留木梁中间段珍贵木料问题而提出的，本发明适用于国内外其它地区古建筑木梁端头的替换和加固。

 

发明内容：

本发明的目的在于提供一种碳纤维布加固榫卯形式接长木梁的结构及其制作方法，通过本发明碳纤维布加固榫卯形式接长木梁的结构及其制作方法，加固后的接长木梁其极限承载力得到很大的提高，接近于完整木梁的承载力。

本发明的技术方案：

本发明碳纤维布加固榫卯形式接长木梁的结构，其特征在于：包括榫卯连接的木梁，所述木梁的榫卯节点处外围表面依次分别粘贴有一层或一层以上碳纤维方向和木梁长度方向平行的碳纤维布及碳纤维方向和木梁长度方向垂直的碳纤维布。

上述碳纤维布涂覆有粘结剂。

本发明碳纤维布加固榫卯形式接长木梁的制作方法，其特征在于：

（1）施工准备，从碳纤维布整料上剪下碳纤维布布条，裁减时不能割断纵向纤维丝，同时在各试验梁所需粘贴碳纤维布处用红色铅笔标出边界线；

（2）界面处理，为了保证碳纤维布和木梁间有可靠的粘结性能，先清洁木梁上粘贴表面的尘土、油污等杂质，然后用粗砂纸打磨，以除去木材表面在打磨干燥和加工过程产生的小裂纹及木丝木屑，待至表面平整，再用工业酒精清洗表面并晾干；

（3）涂刷碳纤维粘结剂，首先，将碳纤维粘结剂的A、B两组按照一定的重量比例进行混合，充分搅拌，每次搅拌的胶当次使用以防其快速凝结，每次不超过1公斤，一般情况下5min内用完，用刮板将粘结剂涂刷于碳纤维布上，而后用滚筒沿碳纤维布布条纤维方向多次均匀滚压，应沿一个方向滚压，使得粘结剂均匀地渗入碳纤维布中，粘结剂厚度不宜过薄也不宜过厚；

（4）粘贴碳纤维布，粘贴碳纤维布布条时，预先将碳纤维布条平行绷紧，将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置缓慢粘贴，在粘贴到位后，用滚筒沿碳纤维布布条受力方向多次均匀滚压，应沿一个方向滚压，挤出气泡和多余粘结剂，使碳纤维布与木梁表面紧密粘合，同时保证粘结剂充分渗入纤维间的缝隙，使整条布最终平整地粘贴于指定部位，滚压时不得损伤碳纤维布，碳纤维布施工30分钟后，用滚筒刷均匀涂抹粘结剂，应在纤维表面的结构粘结剂开始干燥时立即进行下一层粘贴，重复上述步骤，每层的连接处应错开。最后在碳纤维布表面再均匀涂抹一层粘结剂；

（5）养护，为保证制作质量，碳纤维布复合木梁制作完成后，放置在室内养护7天，待粘结剂完全干透，碳纤维布材料与木梁有较好的整体性，再进行试验；