[發明專利]一種基于三維七向混雜纖維筋的斗栱隱蔽式加固方法

在審

• 申請號: 202210262012.6
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114635581A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 淳慶;馬宇坤;張承文;林怡婕;張盟;孫建
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02;G06F30/20
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張恩慧

本發明公開了一種古建筑保護技術領域的一種基于三維七向混雜纖維筋的斗栱隱蔽式加固方法，所述斗栱隱蔽式加固方法包括以下步驟：步驟一：對斗栱進行構件重要性進行分析，優選出斗栱重要構件；步驟二：利用三維七向混雜纖維筋對斗栱重要構件進行加工。本發明中三維七向混雜纖維筋是一種新型的紡織復合材料，具有多向纖維構成的空間精細網狀結構，其整體性好、力學結構合理，具有高的層間強度和抗沖擊損傷能力，可以顯著提升斗栱的豎向和水平承載性能，從而增加斗栱的安全性和耐久性；采用構件重要性分析和評級找到斗栱結構中重要的構件，從而進行定向加固，可提高加固的效率，減少不必要的材料損耗。

技術領域

本發明涉及一種古建筑保護技術領域，具體是一種基于三維七向混雜纖維筋的斗栱隱蔽式加固方法。

背景技術

中國古代建筑以其獨特的文化藝術特色及結構形式著稱于世，在我國現存的古建筑中，木結構建筑占有最大的比例。這些古建筑木結構大多會使用斗栱結構。但木結構由于距今已過于久遠，導致結構容易開裂、老化，承載力大幅度下降，結構整體性較差，斗栱的重要構件破壞容易引起整個斗栱結構的連續倒塌，從而造成整體木結構的連續倒塌破壞，存在較高的安全隱患，因此需要保護修繕。

傳統的古建筑保護方法是加釘法、螺栓加固法、加鐵箍法、拉桿法、附加梁板法、加位板法、附加斷面法等，這些傳統加固方法容易導致構件產生新的破壞。目前的古建筑保護方法是外貼各類纖維布或鋼板等進行加固修繕，但這些加固方法容易破壞古建筑的傳統風貌。且以上方法沒有通過構件重要性分析，無法找出斗栱的重要性構件并對這些重要構件進行有針對的保護，效率低下。此外傳統的構件重要性計算方法包括生死單元法、能量流網格法等，適用于混凝土框架或砌體結構構件的脆性失效形式，而對傳統木構中各向異性非勻質的木材的塑性損傷并不適用。為此我們提出一種基于三維七向混雜纖維筋的斗栱隱蔽式加固方法用于解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于三維七向混雜纖維筋的斗栱隱蔽式加固方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種基于三維七向混雜纖維筋的斗栱隱蔽式加固方法，所述斗栱隱蔽式加固方法包括以下步驟：

步驟一：對斗栱進行構件重要性分析，優選出斗栱重要構件；

步驟二：利用三維七向混雜纖維筋對斗栱重要構件進行加工。

優選地，所述步驟一斗栱構件重要性分析過程具體為：

1)建立模型，計算結構整體應變能U₀；

2)建模各個構件i，逐個降低構件i的彈性模量至原本的0.0001％，計算此時結構應變能Ui_f；

3)計算構件降低構件i彈性模量對結構整體廣義剛度的改變率

4)以I_i作為各斗栱各構件重要性的評價指標輸出。

優選地，所述步驟二中斗栱重要構件加工過程具體為：

1)使用開槽機在斗栱重要構件表面開設木槽，木槽沿斗栱重要構件的全長布置延伸；

2)利用三維編織機制備三維七向混雜纖維筋；

3)將三維七向混雜纖維筋置入木槽內，并將其固定在木槽內；

4)在木槽內注入結構膠，使得三維七向混雜纖維筋和斗栱重要構件粘接在一起；

5)在槽口表面采用木屑環氧膠泥進行涂抹處理，使得外觀效果與木材本色一致。