謝成成

摘要：我國(guó)大部分古建筑在世界建筑中的占有較大地位，其中最為常見(jiàn)的以木結(jié)構(gòu)為首的建筑類的數(shù)量居多，且歷史悠久。本文主要對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)加固的方法進(jìn)行主要簡(jiǎn)介，了解其不足之處并對(duì)現(xiàn)存的、國(guó)內(nèi)外進(jìn)行碳纖維布加固木結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的研究進(jìn)行分析，最后在對(duì)碳纖維布在木結(jié)構(gòu)中進(jìn)行加固的應(yīng)用給做出相應(yīng)的展望。

關(guān)鍵詞：碳纖維布 木結(jié)構(gòu) 加固

我國(guó)最為常見(jiàn)的建筑結(jié)構(gòu)以木結(jié)構(gòu)為主，但以往的木結(jié)構(gòu)保留到現(xiàn)在，依舊處于隨時(shí)坍塌的狀態(tài)中，對(duì)此，我國(guó)對(duì)古建筑進(jìn)行科學(xué)的修復(fù)已經(jīng)成為一個(gè)極為重要的事情。常用的木結(jié)構(gòu)修復(fù)加固方法有在原有木結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行新材料或混凝土、鋼等來(lái)代替。這種傳統(tǒng)的做法，雖然會(huì)破壞原有木結(jié)構(gòu)建筑的外貌，達(dá)不到古建筑“修舊如舊”的標(biāo)準(zhǔn)，而且由于其帶來(lái)的金屬構(gòu)件易腐蝕、附加重量大等缺點(diǎn)，不適合廣泛應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)加固。許多國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)研究表明：粘貼碳纖維布，可以提高木結(jié)構(gòu)的承載能力，且兩種材料之間有良好的粘結(jié)性能，可以充分配合使用。

1傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)加固方法

1.1木結(jié)構(gòu)的整體加固方法。（1）檢修落架：簡(jiǎn)單來(lái)講就是將木結(jié)構(gòu)局部或者全部拆除，在對(duì)殘缺的部位進(jìn)行休整，替換破損嚴(yán)重的部分，然后進(jìn)行重新安裝，并對(duì)其整體部分進(jìn)行加固。學(xué)者華國(guó)斌，余暉，管國(guó)強(qiáng)[1]認(rèn)為在對(duì)落架進(jìn)行檢修時(shí)，應(yīng)先對(duì)瓦頂進(jìn)行拆除，在進(jìn)行自上而下的分層，分別取下望板、椽條和梁架，這種方法可適用在較為嚴(yán)重的梁部構(gòu)建，如拔榫、腐朽、劈裂等，此部位的損壞，必須進(jìn)行零部件的更換及維修工程，其確定為極易損壞原先結(jié)構(gòu)。（2）加固基礎(chǔ)：簡(jiǎn)單來(lái)講就是在不破壞木構(gòu)架的情況下，將出現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)位，并進(jìn)行建筑的結(jié)構(gòu)的整體加固。但對(duì)于損傷較大的部位，如梁枋、斗栱、柱子等，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行替換或者采用其他的方式對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)以及進(jìn)行加固措施。學(xué)者王大勇則認(rèn)為[2]，這種方法僅適用于建筑外部墻體出現(xiàn)傾斜，且逐漸嚴(yán)重的木結(jié)構(gòu)，不需要更換或替換個(gè)別構(gòu)建的維修工程。

1.2木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固方法。（1）下?lián)问嚼瓧U加固梁：在房梁構(gòu)架逐漸變形或超過(guò)其規(guī)定的極限，起承載能力較低，發(fā)生斷裂情況時(shí)，可以對(duì)撐拉桿進(jìn)行加固，使其具有良好的受壓能力。在進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)時(shí)，需要檢查整體建筑的木結(jié)構(gòu)兩端材料是否出現(xiàn)蟲蛀等，只有確定材料是否完好，保證拉桿是否牢固。（2）采用夾接法和托接法對(duì)梁進(jìn)行加固：在容易發(fā)生腐朽的木梁部位進(jìn)行更換。但在進(jìn)行甲苯處理時(shí)會(huì)出現(xiàn)是施工困難等情況的發(fā)生時(shí)，可以進(jìn)行鋼托法進(jìn)行加固。（3）墩接法加固柱子：當(dāng)房梁出現(xiàn)腐朽嚴(yán)重，但柱子不可以超過(guò)著資底座的 1/4時(shí)，可以進(jìn)行墩接柱的方法，此方法可以進(jìn)行木材、石材、鋼筋混凝土等。（4）碳纖維加固法：碳纖維布具有重量輕，可塑性強(qiáng)，易剪切成型，適用于不規(guī)則截面的木結(jié)構(gòu)的表面粘貼，且對(duì)木結(jié)構(gòu)外觀影響小，適合在木結(jié)構(gòu)建筑加固領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。且施工便捷，效率高，沒(méi)有濕作業(yè)，無(wú)需大型設(shè)備、模板及支撐，施工占用場(chǎng)地少，無(wú)論是工期還是施工條件方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2碳纖維布加固木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

2.1碳纖維布加固木梁的抗彎性能。針對(duì)這一問(wèn)題，一些科學(xué)家對(duì)碳纖維增強(qiáng)木梁和增強(qiáng)塑料進(jìn)行了加固和受力分析，但它們并沒(méi)有起到足夠的作用，并造成了一定的浪費(fèi)。采用四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)方法研究了缺陷房梁和加固梁的彎曲性能和破壞模式，分析了缺陷位置對(duì)木梁斷裂形式和受力的影響。學(xué)者王聲毅[3]在碳纖維布在鋼筋混凝土梁中的加固與應(yīng)用中，進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時(shí)，破壞的極限控制因素不是荷載而是剛度。試驗(yàn)結(jié)果表明，雙層碳纖維布粘貼加固后，其承載力提高到 99.79%，彈性提高到 97.50%。結(jié)果表明，碳纖維布可以應(yīng)用于木梁上，結(jié)構(gòu)鋼架，從而在木梁達(dá)到規(guī)范要求時(shí)，有效地提高了承載力和剛度。兩層碳纖維布加載后，其臨界載荷和彎曲強(qiáng)度遠(yuǎn)高于粘貼層。對(duì)碳纖維布的彎曲力矩、曲率和撓度之間的關(guān)系進(jìn)行了非線性模擬。計(jì)算結(jié)果表明，與試驗(yàn)結(jié)果相比，誤差小于 10%，程序計(jì)算精度高，可以進(jìn)行工程加固設(shè)計(jì)中，可見(jiàn)圖 2。

2.2碳纖維布加固木梁的抗剪性能。本文研究了碳纖維布實(shí)木結(jié)構(gòu)梁抗剪強(qiáng)度矩、慣性矩和截面寬度對(duì)梁抗剪強(qiáng)度的影響，提出了碳纖維布梁抗剪強(qiáng)度的計(jì)算公式，。學(xué)者王雪蓮[4]在建筑工程中粘布碳纖維布在加固梁中的應(yīng)用中，主要針對(duì)木結(jié)構(gòu)梁的剪切階段，采用碳纖維布在垂直方向和對(duì)角線方向加固，并進(jìn)行了加固研究，證明木結(jié)構(gòu)梁在對(duì)角線方向加固碳纖維布達(dá)到 34.1%時(shí)，加固效果良好采用木結(jié)構(gòu)梁對(duì)碳纖維布進(jìn)行豎向加固。試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種方法均具有恒定的抗剪加固效果，但試驗(yàn)誤差的影響不顯著。

3總結(jié)

碳纖維布加固技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)高效的加固方法，在施工中得到了廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)碳纖維布加固的研究也十分活躍，并取得了許多有益的成果。但是，深度和寬度仍然不夠。有必要從碳纖維布與木材的粘接性能等幾個(gè)方面進(jìn)行深入研究。綜上所述，對(duì)古建筑木結(jié)構(gòu)進(jìn)行碳纖維布加固可以起到良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]華國(guó)斌，余暉，管國(guó)強(qiáng).碳纖維布在木結(jié)構(gòu)建筑物加固中的應(yīng)用 [J].浙江建筑，2016， 33（004）：33-35.

[2]王大勇. ABAQUS軟件在碳纖維布加固混凝土梁中的應(yīng)用[C]//工業(yè)建筑 2017年增刊 III. 2017.

[3]王聲毅.碳纖維布在鋼筋混凝土梁中的加固與應(yīng)用 [J].引文版：工程技術(shù)，2015， 000（032）：151-151.

[4]王雪蓮.建筑工程中粘布碳纖維布在加固梁中的應(yīng)用 [J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2016， 000（007）：294-294，396.

（作者單位 ：南京新筑加固工程有限公司 ）