[发明专利]一种螺丝连接钢板加固木梁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，具体涉及建筑加固改造，尤其是既有建筑特别是历史建筑中木梁的维修加固，是一种利用螺丝连接钢板加固木梁的方法。

背景技术

我国现存的文物建筑多为木结构或砖木结构。由于老化或使用荷载增加常导致木梁抗弯承载力不足，需进行加固。过去一般多采用整根替换的方式，但由于我国木结构多采用榫接，更换木梁就需要拆开原先的结构，会导致相连木构件的附加损伤，势必影响到相连木柱、斗拱和木屋架的整体性和安全使用，甚至可能损坏文物建筑所蕴含的历史文化价值和历史风貌特征。

随着历史建筑原真性保护理念的深入人心，对历史建筑特别是文物建筑维修加固的要求越加严格，越来越强调维修加固方法的可逆性，这样才能不影响将来采用更为合理有效的维修加固方法，最大程度的保存历史建筑所蕴含的历史文化价值，保证历史建筑的永续保护与利用。若在木梁受拉面采用螺丝连接钢板加固既可使木梁符合当前的使用要求，又能保证将来木梁采用更加先进合理的维修加固方法；具有可逆性，且施工方便。

发明内容

本发明旨在提供螺丝连接钢板加固木梁的方法。

这种螺丝连接钢板加固木梁的方法，其技术方案为，根据简支木梁的受力模式(上部为受压面，下部为受拉面)，在木梁受拉面采用木螺丝连接钢板提高其承载能力。螺丝连接钢板加固木梁的方法，包括以下步骤：

选用厚度3mm～5mm、与木梁跨度等长的整块钢板；使钢板的中心线与木梁受拉面的中线重合；

沿钢板纵向打孔并布置和安装旋紧木螺丝，使钢板与木梁受拉面结合紧密；

所用钢板为整块钢板，宽度为木梁宽度的90％～100％；

在木梁横向方向上，木螺丝的数量为每排2～3个，横向间距为40mm～50mm，最边缘的木螺丝与钢板纵向边缘间距横向间距10mm～50mm；

各排木螺丝中心沿梁长方向纵向间距为400mm～600mm，纵向方向上最边缘的一排木螺丝的中心与钢板边缘的距离为30mm～350mm，优选为50mm～250mm；

木螺丝为六角木螺丝，直径为8mm～12mm；

当木梁高度不大于200mm时，使用厚度为3mm～4mm的钢板，木螺丝的纵向间距为400mm～600mm；各排木螺丝为2个，每个螺丝与钢板中心线之间的距离相等；每排木螺丝的中心横向间距45mm～55mm；

当木梁高度大于200mm时，使用厚度为4mm～5mm，木螺丝的纵向间距为400mm～600mm，各排木螺丝为3个，中间一个木螺丝位于钢板中心线上，并且与两边的木螺丝等距；每排木螺丝的中心横向间距35mm～45mm。

在钢板上打的孔，孔径比木螺丝直径大0.5mm～1mm。

本发明根据简支木梁的受力模式(上部为受压边缘，下部为受拉边缘)，在木梁受拉面通过螺丝连接钢板加固木梁提高其承载能力。通过上述方法加固后的木梁，其承载力增加超过40％。

本发明螺丝连接钢板加固木梁的方法具有可逆性，不仅能使木梁符合当前的使用要求，克服整根替换方法的缺点，有效避免拆坏原有结构；还能保证木梁的承载力和耐久性，满足后续使用要求，并保证将来木梁采用更加先进合理的维修加固方法。因此，螺丝连接钢板加固木梁是历史建筑一种行之有效的加固方法。

附图说明

图1为实施例1和2的木梁加固纵向示意图

图2为实施例1的木梁加固在A-A方向的截面图

图3为实施例2的木梁加固在A-A方向的截面图

1-木梁，2-钢板，3-受拉面，4-受压面，5-六角木螺丝

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明：

实施例1

某文物建筑中木梁高度200mm、宽100mm、跨度3.6m、全长4m，由于老化导致其承载力不能满足安全要求，需进行加固。如图1和图2所示，实施步骤为：

(1)先对木梁1承受的荷载进行卸载，木梁上部为受压面4，下部为受拉面3；

(2)选用3mm厚、100mm宽、3.6m长的整块钢板2和直径为10mm的六角木螺丝5进行加固；使钢板的中心线与木梁受拉面3的中线重合；

(3)沿钢板纵向布置六角木螺丝5，木梁横向方向上，每排木螺丝数量为2个，六角木螺丝横向间距50mm，两个木螺丝到钢板中心线的距离相等，到钢板纵向边缘的距离为25mm；

六角木螺丝为9排，各排六角木螺丝中心沿梁长纵向间距为400mm，最边缘的第一排六角木螺丝的中心与钢板边缘的距离为200mm；