[发明专利]一种开裂木梁修复与FRP加固装置及方法

权利要求书

1.一种开裂木梁修复与FRP加固装置，其特征在于，包括木梁(1)、嵌固木条(2)、带肋FRP筋(3)、填充环氧树脂(4)，带肋FRP筋(3)通过胶粘剂嵌入X形沟槽(12)与I型沟槽(13)，嵌固木条(2)通过胶粘剂嵌入裂缝沟槽(11)，在X形沟槽(12)未嵌筋区域及裂缝空隙填充环氧树脂(4)，养护至胶结牢固后，带肋FRP筋(3)与填充环氧树脂(4)形成X形限制裂缝张开，并与嵌固木条(2)形成整体。

2.根据权利要求1所述的一种开裂木梁修复与FRP加固装置，其特征在于，所述裂缝沟槽(11)是将木梁(1)裂缝修整得到的矩形截面沟槽，其深度与裂缝最深处一致，其宽度与裂缝最宽处相同，其长度与裂缝长度一致，木梁(1)裂缝形状各异，修整沟槽时，将位于同一平面的多个相邻裂缝修整成为一个沟槽。

3.根据权利要求1所述的一种开裂木梁修复与FRP加固装置，其特征在于，所述X形沟槽(12)的加工覆盖在裂缝沟槽(11)之上，位于木梁(1)支座内侧的弯剪区，由两个矩形截面沟槽组成X形状，与裂缝夹角60°，在中性轴附近的X形沟槽(12)内需嵌入带肋FRP筋(3)用于木梁抗剪加固，应尽量在木梁两端均匀对称分布，间距无特殊要求，竖向高度不小于1/3梁高，深度与裂缝沟槽(11)一致，沟槽宽度无特殊要求，非中性轴附近的X形沟槽(12)不用于嵌筋，形状设置为X形即可，无特殊尺寸要求，裂缝较大的部位适当增大沟槽尺寸。

4.根据权利要求1所述的一种开裂木梁修复与FRP加固装置，其特征在于，所述I形沟槽(13)的加工与X形沟槽(12)的加工同时进行，位于木梁支座外侧中性轴处，方向与木梁轴线垂直，其竖向高度不小于1/3梁高，深度与裂缝沟槽(11)一致，宽度无特殊要求，内部需嵌入带肋FRP筋3。

5.根据权利要求1所述的一种开裂木梁修复与FRP加固装置，其特征在于，所述嵌固木条(2)采用与加固目标木梁(1)同种木材，从木纹相近、颜色相近木料的无缺陷处截取，视裂缝沟槽(11)的具体尺寸，嵌固木条(2)长度、宽度、深度略小于所需嵌入的裂缝沟槽(11)。

6.根据权利要求1所述的一种开裂木梁修复与FRP加固装置，其特征在于，所述带肋FRP筋(3)为碳纤维(CFRP)、玻璃纤维(GFRP)、芳纶纤维(AFRP)、玄武岩纤维(BFRP)中的一种或其中几种混合而成，为带肋的FRP筋，用于提高开裂木梁抗剪性能，其直径视木梁尺寸且不小于5mm，长度根据X形沟槽(12)确定。

7.根据权利要求1所述的一种开裂木梁修复与FRP加固装置，其特征在于，所述带肋FRP筋(3)嵌入X形沟槽(12)，组成X形沟槽(12)的两个沟槽中，若沟槽深度有限，或节约材料，可仅在一侧沟槽利用结构胶嵌入带肋FRP筋(3)，另一侧填充环氧树脂(4)与带肋FRP筋形成X形状的装置，若沟槽深度足够，也可两个沟槽均嵌入带肋FRP筋(3)形成X形装置以进一步提升木梁抗剪性能，上述由环氧树脂(4)与带肋FRP筋形成的X形结构装置可以将裂缝两侧拉结为一体。

8.根据权利要求1所述的一种开裂木梁修复与FRP加固装置，其特征在于，所述带肋FRP筋(3)嵌入I形沟槽(13)，并用结构胶粘剂粘结牢固，限制开裂木梁端部的顺纹剪切错动与裂缝进一步扩展。

9.基于权利要求1-8任一项所述的一种开裂木梁修复与FRP加固装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤；

a)采用阻力仪或测量尺、探针等无损或微损方法对木梁(1)裂缝深度、宽度、走向进行测量确定；

b)对于非细小裂缝(裂缝宽度大于5mm)，使用切割片、凿子等工具将木梁裂缝修整为矩形截面的裂缝沟槽(11)，用于嵌补木条修复，沟槽宽度与该裂缝最大宽度一致，沟槽深度与裂缝深度一致；细小裂缝通过填充环氧树脂(4)修补，利用工具将各裂缝内部表面处理平滑即可，再使用毛刷、吸尘器或气流将木屑等杂物清理干净；

c)在裂缝沟槽(11)上依次开设X形沟槽(12)，深度与裂缝沟槽深度一致，X形沟槽(12)覆盖在裂缝沟槽(11)之上，位于木梁支座内侧的弯剪区，由两个矩形截面沟槽组成X形状，与裂缝夹角60°，中性轴附近的X形沟槽(12)尽量在木梁两端均匀对称分布，间距无特殊要求，竖向高度不小于1/3梁高，深度与裂缝沟槽(11)一致，沟槽宽度无特殊要求，非中性轴附近的X形沟槽不用于嵌筋，将形状设置为X形即可，完成后清理沟槽内杂物；

d)根据裂缝沟槽尺寸加工嵌固木条(2)，采用与加固目标木梁(1)同种木材，从木纹相近、颜色相近木料的无缺陷处截取，视裂缝沟槽(11)的具体尺寸，嵌固木条(2)长度、宽度、深度略小于所需嵌入的裂缝沟槽(11)，在木梁(1)的沟槽及其他裂缝开口边缘粘贴胶带，防止填充时胶水污染梁身；

e)在沟槽内注入适量结构胶粘剂，并将嵌固木条(2)嵌入裂缝沟槽(11)用于裂缝修复，将带肋筋体嵌入X形沟槽(12)与I形沟槽(13)用于抗剪增强，将填充用环氧树脂的颜色调配至与木梁一致，在剩余未嵌筋沟槽及细小裂缝内注入填充用环氧树脂(4)，环氧树脂(4)填满裂缝后将木梁表面刮平，将木梁(1)静置至粘接牢固后清理木梁(1)表面。