[發明專利]碳纖維布加固榫卯形式接長木梁的結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201310427335.7
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104453267A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 季韜;張鷹;代庭葦
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域：

本發明屬于古建筑修復和加固領域，更具體的涉及碳纖維布（CFRP布）加固榫卯形式接長木梁的結構及其制作方法。

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背景技術：

木結構建筑是中華傳統建筑的主要形式，具有極高的歷史、科學和藝術價值。古建筑木結構中的柱和額枋組成的構架以及其他構件之間采用榫卯連接,無需一鐵一釘。榫卯連接使得各節點剛柔相濟,具有一定的抗彎能力及良好的抗震性能，從而能夠歷經滄桑依然屹立于中華之地。木結構建筑具有很多優點：綠色環保、節能、保溫隔熱、建造方便、易于再生、抗震性能好、耐久性好等。然而，木結構也有其缺點：木材強度低、易受蟲（如白蟻）害的侵蝕，維修、翻修、重建的頻率較高。

目前，城村古建民居房屋因年久失修、維護不當等，存在大量木結構破損問題，出現梁柱榫卯節點拔榫現象，木梁端頭嚴重損壞，危及古建筑的結構安全，影響人們的正常居住和生活，因此需要盡快對古建筑木梁進行修繕加固以保證房屋的結構安全。

已有的與碳纖維布加固古建筑相關的典型專利如：1、《一種碳纖維布加固的古建筑木結構大木構架的榫卯節點》，該實用新型專利公開了一種大木構架的榫卯節點通過在木柱和木梁上粘貼與木梁上下邊緣平行的橫向碳纖維布進行加固，同時在木梁兩端各粘貼垂直于木梁長度方向的2～3個間距為100～200mm?寬為40～60mm的碳纖維布環箍的加固方法，從而提高榫卯節點的抗彎能力。2、《一種碳纖維布加固的木梁》，該實用新型專利通過在木梁底面粘貼12層的碳纖維布后，在木梁中部粘貼2～3個間距為100～200mm?寬為40～60mm的碳纖維布環箍，木梁兩端也粘貼寬為40～60mm的碳纖維布環箍的加固方法，從而提高木梁的抗彎承載力。

本發明以“國家十二五科技支撐計劃項目”課題《傳統古建聚落規劃改造及功能綜合提升技術集成與示范》為支撐，以世界雙遺產地武夷山的國家級歷史文化名村“城村”為工程應用背景，為解決城村中古建筑房屋普遍存在的榫卯節點處的拔榫現象，木梁端頭破壞嚴重需要進行替換，同時又需保留木梁中間段珍貴木料問題而提出的，本發明適用于國內外其它地區古建筑木梁端頭的替換和加固。

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發明內容：

本發明的目的在于提供一種碳纖維布加固榫卯形式接長木梁的結構及其制作方法，通過本發明碳纖維布加固榫卯形式接長木梁的結構及其制作方法，加固后的接長木梁其極限承載力得到很大的提高，接近于完整木梁的承載力。

本發明的技術方案：

本發明碳纖維布加固榫卯形式接長木梁的結構，其特征在于：包括榫卯連接的木梁，所述木梁的榫卯節點處外圍表面依次分別粘貼有一層或一層以上碳纖維方向和木梁長度方向平行的碳纖維布及碳纖維方向和木梁長度方向垂直的碳纖維布。

上述碳纖維布涂覆有粘結劑。

本發明碳纖維布加固榫卯形式接長木梁的制作方法，其特征在于：

（1）施工準備，從碳纖維布整料上剪下碳纖維布布條，裁減時不能割斷縱向纖維絲，同時在各試驗梁所需粘貼碳纖維布處用紅色鉛筆標出邊界線；

（2）界面處理，為了保證碳纖維布和木梁間有可靠的粘結性能，先清潔木梁上粘貼表面的塵土、油污等雜質，然后用粗砂紙打磨，以除去木材表面在打磨干燥和加工過程產生的小裂紋及木絲木屑，待至表面平整，再用工業酒精清洗表面并晾干；

（3）涂刷碳纖維粘結劑，首先，將碳纖維粘結劑的A、B兩組按照一定的重量比例進行混合，充分攪拌，每次攪拌的膠當次使用以防其快速凝結，每次不超過1公斤，一般情況下5min內用完，用刮板將粘結劑涂刷于碳纖維布上，而后用滾筒沿碳纖維布布條纖維方向多次均勻滾壓，應沿一個方向滾壓，使得粘結劑均勻地滲入碳纖維布中，粘結劑厚度不宜過薄也不宜過厚；

（4）粘貼碳纖維布，粘貼碳纖維布布條時，預先將碳纖維布條平行繃緊，將碳纖維布用手輕壓貼于需粘貼的位置緩慢粘貼，在粘貼到位后，用滾筒沿碳纖維布布條受力方向多次均勻滾壓，應沿一個方向滾壓，擠出氣泡和多余粘結劑，使碳纖維布與木梁表面緊密粘合，同時保證粘結劑充分滲入纖維間的縫隙，使整條布最終平整地粘貼于指定部位，滾壓時不得損傷碳纖維布，碳纖維布施工30分鐘后，用滾筒刷均勻涂抹粘結劑，應在纖維表面的結構粘結劑開始干燥時立即進行下一層粘貼，重復上述步驟，每層的連接處應錯開。最后在碳纖維布表面再均勻涂抹一層粘結劑；

（5）養護，為保證制作質量，碳纖維布復合木梁制作完成后，放置在室內養護7天，待粘結劑完全干透，碳纖維布材料與木梁有較好的整體性，再進行試驗；