一种木屋架横梁加固方法及加固结构与流程

1.本发明属于既有建筑维修维护技术领域，具体涉及既有建筑物的木屋架横梁加固方法及加固结构。


背景技术：

2.木横梁和墙的力学模型就是简支梁模型，方便易施工。现存的木屋架结构的古建筑都有着成百年或上千年的历史，其具有一定的历史价值和意义，但这类建筑物普遍存在以下缺陷：1.两处支座中一处破坏，整个结构体系破坏；2.使用安全方面，安全冗余度不高，整个结构体系，就依靠木横梁本身的木材强度和墙体的稳定性；建筑耐久性不高，木横梁容易受雨水侵蚀，糟朽。墙体亦如此；3.抗震方面，单跨简支梁体统，不具备任何抗震可行；因此，需要对古建筑进行修缮加固，而现有的古建木横梁加固传统方式是通过钢抱箍加固，传统加固，作业面大，需要掀屋面，钢抱箍与木横梁很难真正做到紧扣；另外，由于木横梁本身出现缺陷，比如木横梁两端大小不一致，或者木横梁同园度偏差较大，钢抱箍加固效果也并不理想。


技术实现要素：

3.本发明提供一种木屋架横梁加固方法，用以解决现有的木屋架横梁加固方法及加固结构效果不理想、施工麻烦、效率低的问题。
4.为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：
5.一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，包括以下施工步骤：
6.s1.确定基准水平线：以木横梁梁底为基准，确定基准水平线，并在标记墙上；
7.s2.木横梁加固前处理：对木横梁进行修正，凿除槽朽，打磨表面，并进行表面防腐处理；
8.s3.确定加固顶标高线：以基准水平线向上一定距离，确定水平钢管的顶标高水平线，标记在木横梁两侧，且在木横梁上绘制水平直线，每隔一定间距钉入水平钉；
9.s4.确定调平顶标高线：以基准水平线向下一定距离，结合水平钢管的直径，确定调平座的顶标高水平线，标记在墙上，钉入调平定位钉；
10.s5.确定调平固定位置：以基准水平线向下且在调平座的顶标高水平线下方一定距离确定调平座在墙面上的固定螺栓孔位置，并标记；
11.s6.水平钢管定位固定：以木横梁上水平钉为顶，在木横梁两侧贴设水平钢管，使用扎线对水平钢管进行临时的定位固定；
12.s7.绕丝加固：对木横梁与水平钢管进行绕丝加固，绕丝初始端，固定在水平钉上，然后绕丝压头，木横梁与水平钢管的绕丝加固完成后，收紧压尾绕丝绳；
13.s8.加固后处理：检查加固后的木横梁两端，修整木横梁，使用小木块填补缺口及凹损口，确保木横梁梁底两侧的水平钢管底处于同一水平标高上；
14.s9.调平座安装：通过固定螺栓孔将调平座安装固定在墙上，并保证调平座顶部与
调平座的顶标高水平线处于同一标高，且保证绕丝加固后的木横梁与水平钢管整体与调平座充分接触；
15.s10.构件防锈处理：对金属构件表面喷涂防锈物质进行防锈处理。
16.进一步地，所述步骤s2木横梁加固前处理中的木横梁表面防腐处理为采用熟桐油至少涂刷两遍。
17.进一步地，所述步骤s7绕丝加固中对木横梁与水平钢管绕丝加固过程中，绕丝在遇到木椽子时，绕丝还进行x型缠绕。
18.进一步地，所述步骤s7绕丝加固中对木横梁与水平钢管绕丝加固还包括对绕丝起头和压尾处进行点焊封口。
19.进一步地，所述步骤s7绕丝加固中收尾绕丝绳的过程为：在接近收尾时，在绕丝末端增加小垫块，收尾时在小垫块上缠绕3-6圈后从内侧穿过，然后取出小垫块，收紧绕丝绳。
20.进一步地，所述步骤s9调平座安装中调平座的安装固定包括以下步骤：
21.s91.绑扎调平钢管：在水平钢管的端部下方绑扎1-3根调平钢管，并保证调平钢管与水平钢管垂直，且两端超出木横梁对应侧的水平钢管；
22.s92.安装三角隅撑：通过固定螺栓孔安装三角隅撑，且保证每一调平钢管与三角隅撑上表面充分接触；
23.s93.调平钢管限位：在三角隅撑上表面外侧端焊接限位端板，用以对外侧的水平钢管进行限位，并将调平钢管与三角隅撑进行点焊固定，同时解除对调平钢管的绑扎。
24.进一步地，根据测量和设计尺寸，参考实际施工的调平座的顶标高水平线、固定螺栓孔的位置标高，以及调平钢管的直径，将合适的角钢裁切形成连接片及冲弯焊接形成直角结构的三角架，并将两三角架通过三个连接片在三角架角部焊接固定形成三角隅撑
25.进一步地，所述步骤s10构件防锈处理中的构件所述步骤s10构件防锈处理中的构件为含水平钢管、调平座、水平钉等在内的所有金属件。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.1.木横梁绕丝，绕丝可以从木横梁上部间隙穿过，不扰动屋面；容易施工；
28.2.两边辅钢管辅助，形成组合结构，加固效果好；
29.3.钢管与搁置于墙顶增加三角隅撑，不破坏墙面；
30.4.增加三角隅撑，相当于增加了支撑接触面积，增加冗余量。
31.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
附图说明
32.图1为本发明木屋架横梁加固方法施工流程图；
33.图2为本发明木屋架横梁加固结构的结构示意图；
34.图3为图2的a-a剖视图；
35.图4为发明木屋架横梁加固结构的平面图。
36.图中各标号和对应的名称为：
37.1.木横梁、
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2.水平钢管、
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3.绕丝绳、
38.4.调平座、
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40.三角隅撑、
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41.调平钢管、
39.42.三角架、
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43.连接片、
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44.对拉螺栓、
40.45.限位端板、
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5.墙体。
具体实施方式
41.一种木屋架横梁加固方法，如图1-3所示，该加固方法包括以下施工步骤：
42.s1.确定基准水平线：施工放线，以木横梁1梁底(若木横梁有变形、弯曲等现象时，木横梁两端的最低端)为基准，确定基准水平线，并在标记墙上。
43.s2.木横梁加固前处理：对木横梁1进行修正，凿除槽朽，打磨并清理表面，然后进行表面防腐处理，其中，木横梁1表面防腐处理优选为在木横梁1表面刷熟桐油，至少涂刷两遍。
44.s3.确定加固顶标高线：以基准水平线向上48mm+4mm距离，确定水平钢管2的顶标高水平线，并加工该顶标高水平线标记在木横梁1两侧，且在木横梁1上绘制水平直线，每间隔500～1000mm钉入水平钉。
45.s4.确定调平顶标高线：以基准水平线向下48mm+4mm距离，确定调平座4的调平钢管41顶标高水平线，并将调平钢管41的顶标高水平线标记在墙上，钉入调平定位钉。
46.s5.确定调平固定位置：以基准水平线向下且在调平钢管41的顶标高水平线下方100mm和200mm的距离确定调平座4的三角隅撑40在墙面上的固定螺栓孔位置，并标记。
47.s6.水平钢管定位固定：对木横梁1进行刻线标记，间距为30mm，以木横梁1上水平钉为顶，在木横梁1两侧设置水平钢管2，使用扎线对水平钢管2进行临时的定位固定。其中，位于相邻两墙体5之间且位于木横梁1同侧的水平钢管2为一根完整的钢管。
48.s7.绕丝加固：用φ4的低碳钢丝绳对木横梁1与水平钢管2进行绕丝加固，绕丝时总体上从木横梁1一端向另一端呈螺旋状，在遇到木椽子时，木椽子处绕丝还要进行x型缠绕。绕丝间距为30mm，对应绕设在木横梁1的刻线标记处。绕丝初始端，固定在水平钉上，然后绕丝压头，绕丝起头处进行点焊封口。木横梁1与水平钢管2的绕丝即将加固完成时，在绕丝末端增加小垫块，收尾时在小垫块上缠绕4圈后从内侧穿过，然后取出小垫块，收紧压尾绕丝绳3，完成后，压尾处进行压头处理和点焊封口。
49.s8.加固后处理：检查加固后的木横梁1两端，修整木横梁1，使用小木块6填补缺口及凹损口，确保木横梁1梁底两侧的水平钢管2底处于同一水平标高上，且不高于木横梁1梁底。
50.s9.调平座安装：通过在标记的固定螺栓孔位置处打孔，将调平座4安装固定在墙上，并保证其调平钢管41顶部与调平钢管41的顶标高水平线处于同一标高，同时保证加固后的水平钢管2与调平座4充分接触。具体为；
51.s91.绑扎调平钢管：在水平钢管2的端部下方使用松紧扎带绑扎调平钢管41，水平钢管2每端绑扎两根调平钢管41，且调平钢管41与水平钢管2垂直设置，并保证调平钢管41两端超出木横梁1对应侧的水平钢管2。
52.s92.安装三角隅撑：根据测量和设计尺寸，参考实际施工的调平座的顶标高水平线、固定螺栓孔的位置标高，以及调平钢管的直径，将合适的角钢裁切形成连接片及冲弯焊
接形成直角结构的三角架，并将两三角架通过三个连接片在三角架角部焊接固定形成三角隅撑(该过程可在工厂或工地先期预制成型)；在标记的固定螺栓孔位置处打孔，通过固定螺栓孔安装三角隅撑40，且保证两根调平钢管41均与三角隅撑40上表面充分接触，同时构成三角隅撑40的两个三角架42处于同一水平标高。
53.s93.调平钢管限位：将调平钢管41与三角架42点焊固定，并在三角架42顶面在远离墙体5的一端的调平钢管41外侧焊接有限位端板45，解除松紧扎带，拔除定位钉。
54.s10.构件防锈处理：对包含水平钢管2、调平钢管41、三角隅撑40、螺栓、绕丝用钢丝绳、水平钉在内的所有金属件构件进行防锈喷涂。
55.本发明木屋架横梁加固方法通过以木横梁梁底为基准，确定基准水平线、以基准水平线为基准，确定加固顶标高线、调平顶标高线，在木梁两侧同绕丝固定水平钢管，通过在墙体上安装调平座支撑木横梁与水平钢管通过绕丝形成的加固整体，从而本发明方法不受木横梁两端大小及木横梁同圆度偏差的受影响，施工容易，且省时省事，施工效率高，施工过程清洁环保，不扰动屋面、不破坏墙体，避免了建筑垃圾的产生和造成环境污染。
56.根据上述施工方式施工的本发明的木屋架横梁加固结构，如图2-4所示，包括木横梁1、水平钢管2、绕丝绳3和调平座4。其中，木横梁1架设在墙体5上，木横梁1下端两侧均间隔设有一排且位于同一水平面上的上平钉，水平钢管2设于木横梁1两侧，水平钢管2的顶部与水平钉抵接，水平钢管2底部不高于木横梁1的底部最低点，绕丝绳3自水平钢管2一端向另一端缠绕并束紧在水平钢管2及木横梁1外壁上。绕丝绳3为φ4的低碳钢丝绳，其初始端固定在水平钉上，缠绕时整体呈螺旋状缠绕，在木椽子处呈x型缠绕。调平座4包括一个三角隅撑40和两根调平钢管41，三角隅撑40由两个平行且等高设置的三角架42通过连接片43焊接连接形成。连接片43设置在三角架42的三个转角部位，三角架42和连接片43均采用角钢焊接加工形成。三角隅撑40固定安装在墙体5上，其中心面与木横梁1中心面共面，且两个三角架42对应位于木横梁1两侧的两个水平钢管2的外侧。两根调平钢管41焊接在三角架42上表面，三角架42在远离墙体5的一端的调平钢管41外侧焊接有限位端板45。调平钢管41的顶部抵接在通过绕丝绳3缠绕束紧后的木横梁1与水平钢管2形成的整体的下端。位于同一墙体5两侧且位置相对应的两个三角架42通过对拉螺栓44固定连接，墙体5上的固定螺栓孔内灌设有填缝胶。
57.本发明木屋架横梁加固结构通过在木横梁两侧贴设水平钢管，并以绕丝绳绕丝固定，在三角隅撑上焊接调平钢管作为支撑加固后的水平钢管及木横梁形成的整体，同一墙体两侧的三角隅撑通过对拉螺栓固定，从而，本发明加固结构安全冗余度高、整个结构体系安全可靠。
58.本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，包括以下施工步骤：s1.确定基准水平线：以木横梁梁底为基准，确定基准水平线，并在标记墙上；s2.木横梁加固前处理：对木横梁进行修正，凿除槽朽，打磨表面，并进行表面防腐处理；s3.确定加固顶标高线：以基准水平线向上一定距离，确定水平钢管的顶标高水平线，标记在木横梁两侧，且在木横梁上绘制水平直线，每隔一定间距钉入水平钉；s4.确定调平顶标高线：以基准水平线向下一定距离，确定调平座的顶标高水平线，标记在墙上，钉入调平定位钉；s5.确定调平固定位置：以基准水平线向下且在调平座的顶标高水平线下方一定距离确定调平座在墙面上的固定螺栓孔位置，并标记；s6.水平钢管定位固定：以木横梁上水平钉为顶，在木横梁两侧贴设水平钢管，使用扎线对水平钢管进行临时的定位固定；s7.绕丝加固：对木横梁与水平钢管进行绕丝加固，绕丝初始端，固定在水平钉上，然后绕丝压头，木横梁与水平钢管的绕丝加固完成后，收紧压尾绕丝绳；s8.加固后处理：检查加固后的木横梁的两端，修整木横梁，使用小木块填补缺口及凹损口，确保木横梁梁底两侧的水平钢管底处于同一水平标高上；s9.调平座安装：通过固定螺栓孔将调平座安装固定在墙上，并保证调平座顶部与调平座的顶标高水平线处于同一标高，且保证绕丝加固后的木横梁与水平钢管整体与调平座充分接触；s10.构件防锈处理：对金属构件表面喷涂防锈物质进行防锈处理。2.根据权利要求1所述的一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，所述步骤s2木横梁加固前处理中的木横梁表面防腐处理为采用熟桐油至少涂刷两遍。3.根据权利要求1所述的一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，所述步骤s7绕丝加固中对木横梁与水平钢管绕丝加固过程中，绕丝在遇到木椽子时，绕丝还进行x型缠绕。4.根据权利要求1所述的一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，所述步骤s7绕丝加固中对木横梁与水平钢管绕丝加固还包括对绕丝起头和压尾处进行点焊封口。5.根据权利要求1所述的一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，所述步骤s7绕丝加固中收尾绕丝绳的过程为：在接近收尾时，在绕丝末端增加小垫块，收尾时在小垫块上缠绕3-6圈后从内侧穿过，然后取出小垫块，收紧绕丝绳。6.根据权利要求1所述的一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，所述步骤s9调平座安装中调平座的安装固定包括以下步骤：s91.绑扎调平钢管：在水平钢管的端部下方绑扎1-3根调平钢管，并保证调平钢管与水平钢管垂直，且两端超出木横梁对应侧的水平钢管；s92.安装三角隅撑：通过固定螺栓孔安装三角隅撑，且保证每一调平钢管与三角隅撑上表面充分接触；s93.调平钢管限位：在三角隅撑上焊接限位端板对外侧的水平钢管进行限位，并解除对调平钢管的绑扎。7.根据权利要求6所述的一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，所述步骤s93调平钢管限位还包括将调平钢管与三角隅撑进行点焊固定。
8.根据权利要求6所述的一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，所述安装三角隅撑还包括在安装前的三角隅撑的加工过程，其具体为：根据测量和设计尺寸，参考实际施工的调平座的顶标高水平线、固定螺栓孔的位置标高，以及调平钢管的直径，将合适的角钢裁切形成连接片及冲弯焊接形成直角结构的三角架，并将两三角架通过三个连接片在三角架角部焊接固定形成三角隅撑。9.根据权利要求1所述的一种木屋架横梁加固方法，其特征在于，所述步骤s10构件防锈处理中的构件为含水平钢管、调平座、水平钉在内的所有金属件。

技术总结
本发明公开了一种木屋架横梁加固方法，该加固方法为先以木横梁梁底为基准，确定基准水平线，然后对木横梁进行加固前的修正、打磨等处理，再以基准水平线为基准，确定加固顶标高线、调平顶标高线，以及确定调平固定位置，接着依次进行水平钢管进行定位固定、绕丝加固、加固后处理、安装调平座，最后进行构件防锈处理，完成木屋架横梁加固施工。本发明木屋架横梁加固方法不扰动屋面，施工容易，通过该方法施工的加固结构加固效果好，增加了冗余量，安全可靠性高。靠性高。靠性高。


技术研发人员：顾天熊 徐峰衍 顾夏英 郑恒亮 殷伟 尹伟 冯军艇
受保护的技术使用者：苏州中固建筑科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/13