[发明专利]一种基于三维七向混杂纤维筋的斗栱隐蔽式加固方法

说明书

本发明公开了一种古建筑保护技术领域的一种基于三维七向混杂纤维筋的斗栱隐蔽式加固方法，所述斗栱隐蔽式加固方法包括以下步骤：步骤一：对斗栱进行构件重要性进行分析，优选出斗栱重要构件；步骤二：利用三维七向混杂纤维筋对斗栱重要构件进行加工。本发明中三维七向混杂纤维筋是一种新型的纺织复合材料，具有多向纤维构成的空间精细网状结构，其整体性好、力学结构合理，具有高的层间强度和抗冲击损伤能力，可以显著提升斗栱的竖向和水平承载性能，从而增加斗栱的安全性和耐久性；采用构件重要性分析和评级找到斗栱结构中重要的构件，从而进行定向加固，可提高加固的效率，减少不必要的材料损耗。

技术领域

本发明涉及一种古建筑保护技术领域，具体是一种基于三维七向混杂纤维筋的斗栱隐蔽式加固方法。

背景技术

中国古代建筑以其独特的文化艺术特色及结构形式著称于世，在我国现存的古建筑中，木结构建筑占有最大的比例。这些古建筑木结构大多会使用斗栱结构。但木结构由于距今已过于久远，导致结构容易开裂、老化，承载力大幅度下降，结构整体性较差，斗栱的重要构件破坏容易引起整个斗栱结构的连续倒塌，从而造成整体木结构的连续倒塌破坏，存在较高的安全隐患，因此需要保护修缮。

传统的古建筑保护方法是加钉法、螺栓加固法、加铁箍法、拉杆法、附加梁板法、加位板法、附加断面法等，这些传统加固方法容易导致构件产生新的破坏。目前的古建筑保护方法是外贴各类纤维布或钢板等进行加固修缮，但这些加固方法容易破坏古建筑的传统风貌。且以上方法没有通过构件重要性分析，无法找出斗栱的重要性构件并对这些重要构件进行有针对的保护，效率低下。此外传统的构件重要性计算方法包括生死单元法、能量流网格法等，适用于混凝土框架或砌体结构构件的脆性失效形式，而对传统木构中各向异性非匀质的木材的塑性损伤并不适用。为此我们提出一种基于三维七向混杂纤维筋的斗栱隐蔽式加固方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维七向混杂纤维筋的斗栱隐蔽式加固方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于三维七向混杂纤维筋的斗栱隐蔽式加固方法，所述斗栱隐蔽式加固方法包括以下步骤：

步骤一：对斗栱进行构件重要性分析，优选出斗栱重要构件；

步骤二：利用三维七向混杂纤维筋对斗栱重要构件进行加工。

优选地，所述步骤一斗栱构件重要性分析过程具体为：

1)建立模型，计算结构整体应变能U₀；

2)建模各个构件i，逐个降低构件i的弹性模量至原本的0.0001％，计算此时结构应变能Ui_f；

3)计算构件降低构件i弹性模量对结构整体广义刚度的改变率

4)以I_i作为各斗栱各构件重要性的评价指标输出。

优选地，所述步骤二中斗栱重要构件加工过程具体为：

1)使用开槽机在斗栱重要构件表面开设木槽，木槽沿斗栱重要构件的全长布置延伸；

2)利用三维编织机制备三维七向混杂纤维筋；

3)将三维七向混杂纤维筋置入木槽内，并将其固定在木槽内；

4)在木槽内注入结构胶，使得三维七向混杂纤维筋和斗栱重要构件粘接在一起；

5)在槽口表面采用木屑环氧胶泥进行涂抹处理，使得外观效果与木材本色一致。