[发明专利]预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置及方法

说明书

本发明涉及一种预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置及方法，包括沿长度方向黏贴于原木梁底面上的FRP布，原木梁的中部安装有中部承托件，原木梁的两端均安装有端部增强锚固件，原木梁上且位于中部承托件与端部增强锚固件之间沿长度方向间隔黏贴有若干层FRP环箍，所述中部承托件的两侧分别设置有两端均与对应的端部增强锚固件相连接的高强钢丝绳。该装置和方法克服了实际工程中木梁等受弯构件面临的刚度和承载力等不足的问题；同时预应力钢丝绳与FRP布的联合使用提高了安全储备，给残损木梁提供了两道防线，延性得到改善。

技术领域

本发明涉及一种预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置及方法。

背景技术

为了响应乡村振兴战略提出的产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕的总要求，推进乡村经济发展和建设美丽乡村，我们必须对传统民居建筑进行必要的维护和加固。

对于传统民居建筑其主要结构体系为木构架承重结构体系，其所用承重材料也基本以木材为主；木材是一种天然可自然降解的绿色有机材料（这也是他作为健康环保的天然材料的优势），易被木腐菌等微生物和白蚁等侵蚀，造成木材外部和内部的腐朽，从而造成建筑价值信息的丢失和风貌的残损；对于腐朽严重的构件甚至会由于性能退化过多产生令人不适的过大变形和突然脆性断裂等结构舒适性问题和安全性问题。

目前，已有的木梁加固方法有：螺栓加固、木板夹接、钢板托接、内置芯材、支顶、FRP加固、预应力加固等方法；除此之外，往往还需要采用高分子材料灌浆、局部嵌补或包镶等辅助加固方式继续补强。然而这些方法都具有一定的局限性，只能进行临时的修复补强，而且后期维护也是相当的麻烦，甚至对于一些变形较大受弯构件，许多传统加固方法往往使用受限或者修正效果不佳。对于传统加固方法大多是凭工匠经验进行修补而没有一套的完整的成体系的加固科学方法。对于较为新型的FRP加固而言，是一种被动加固方法，需要变形到一定程度才能发挥作用，而且往往对构件刚度提升不大，虽然可以通过施加预应力来提高材料性能的利用率和刚度，但过程往往复杂，尤其对于类似圆形截面构件更加有难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置及方法，该装置和方法克服了实际工程中木梁等受弯构件面临的刚度和承载力等不足的问题。

本发明的技术方案在于：一种预应力FRP与高强钢丝绳组合加固木梁装置，包括沿长度方向黏贴于原木梁底面上的FRP布，原木梁的中部安装有中部承托件，原木梁的两端均安装有端部增强锚固件，原木梁上且位于中部承托件与端部增强锚固件之间沿长度方向间隔黏贴有若干层FRP环箍，所述中部承托件的两侧分别设置有两端均与对应的端部增强锚固件相连接的高强钢丝绳。

进一步地，所述中部承托件包括用于扣置在原木梁上的底部弧形钢板，所述底部弧形钢板的上侧扣置有两端分别与底部弧形钢板相连接的顶部弧形钢板，底部弧形钢板的两侧分别设置有一对用于高强钢丝绳依次穿过且间隔设置的承压孔锚具。

进一步地，所述顶部弧形钢板的两端分别扣置于底部弧形钢板的两端外侧，所述底部弧形钢板的两侧部分别设置有穿过顶部弧形钢板的连接螺栓并经螺母锁定。

进一步地，所述端部增强锚固件包括一顶部弧形钢条，所述顶部弧形钢条的两侧端分别连接有侧部弧形钢板，所述侧部弧形钢板的另一端分别连接有底部矩形法兰板，两底部矩形法兰板之间经沿长度方向间隔设置的戴帽螺栓相连接。

进一步地，所述侧部弧形钢板的侧部分别设置有用于与高强钢丝绳相连接的带孔锚固件，位于同一侧的两带孔锚固件与承压孔锚具不在同一直线上。

进一步地，所述顶部弧形钢条的两端分别扣置于侧部弧形钢的外侧，所述侧部弧形钢板上设置有穿过顶部弧形钢条的连接螺栓并经螺母锁定。

进一步地，所述侧部弧形钢的另一端与底部矩形法兰板相焊接，所述底部矩形法兰板上设置有3-4个用于通过戴帽螺栓相连接实现连接的圆形孔。