一种加强古民居建筑墙柱连接的加固结构及方法

摘要

本发明公开了一种加强古民居建筑墙柱连接的加固结构及方法，考虑大量古民居建筑外部围护墙与内部承载柱之间缺少有效连接的特点，采用场外预制构件、现场以构件组装为主的加固方案对墙柱连接进行加固，提高古民居建筑的整体性能，防止倒塌。本发明能够加强古民居建筑墙柱之间的连接，提高结构整体性，有效防止古民居建筑整体失稳而连续倒塌。同时本发明具有可逆化程度高，现场无明火作业、操作简单，应用方便，适用性强、对古民居建筑本体无损坏等优点，在古民居建筑受到地震、强风以及人为作用影响时，能起到有效地保护作用，适用于内部木结构承重，外部围护墙的传统古民居建筑结构体系，在防止古民居建筑出现整体倒塌方面有着广泛应用前景。

说明书

 

技术领域

本发明属于建筑物加固技术领域，涉及一种加强古民居建筑墙柱连接的加固结构及方法。

 

背景技术

我国历史悠久，中国古民居建筑最有特色。这些房屋时代久远，但很多至今仍然使用，其中大部分古民居建筑都是木构架承重体系，梁、柱形成的类框架起主要承载作用，墙体更多的是一种满足功能需求的辅助性设施，起到保温、隔雨等围护作用，所谓的“墙倒屋不塌”，这种结构形式是我国古代工匠智慧的结晶，是我国历史文化的瑰宝。但围护墙体由于是自承重墙体，计算高度大，稳定性不足，由于偏心、歪闪或不均匀沉降等原因，墙体常出现稳定性不足而倒塌，墙体倒塌虽不至于造成整个结构的失效，但也会导致房屋内人身和财产损失等严重后果。本发明利用古民居建筑墙体的构造，在墙体和内部木框架柱之间增加有效的连接，使墙体与内部框架形成有效拉结，从而显著提高古民居建筑的整体稳定性，对于防止古民居建筑倒塌有着重要意义。本发明采用场外预制构件、现场以组装为主的加固方案对墙柱连接进行加固，本发明是一种永久性加固方法，具有现场无明火作业、操作简单、应用方便，实用性强、适应对象广泛、对古民居建筑本体无损坏等特征，对防止量大面广的古民居建筑失稳破坏有着着广泛的应用前景。

 

发明内容

技术问题：本发明提供一种适用于内部采用木框架、外部采用围护砖墙形式的古民居建筑，能永久性的提高古民居建筑整体稳定性的加强古民居建筑墙柱连接的加固结构及方法。    

技术方案：本发明的加强古民居建筑墙柱连接的加固结构，包括墙体、位于墙体内侧的边柱、位于墙角内侧的角柱、沿边柱竖向间隔设置的多个边柱加固件、沿角柱竖向间隔设置的多个角柱加固件，边柱加固件将边柱与墙体加强固定为一体，包括绕边柱设置的U形连接件和设置在墙体外侧的长连接板，U形连接件沿周向部分裹住边柱，两端部穿过墙体后与长连接板固定连接；角柱加固件将角柱与墙角加强固定为一体，包括绕角柱设置的L形连接件和设置在墙角外侧的短连接板，L形连接件沿周向部分裹住角柱，两端部穿过墙体后与短连接板固定连接。

本发明加强古民居建筑墙柱连接的加固结构中，墙体、边柱和角柱均为古民居建筑中原有结构。

本发明的加强古民居建筑墙柱连接的加固方法，包括以下步骤：

1）按照以下方法在边柱的底部、中部和顶部分别安装边柱加固件：用U形连接件圆弧部分沿周向部分裹住边柱，将U形连接件两端穿过墙体砖缝伸出到墙外后，由内向外施加预紧力，使边柱与墙体内壁贴紧，然后将紧贴墙体外壁设置的长连接板与U形连接件的端部固定连接；

2）按照以下方法在角柱底部、中部和顶部分别安装安装角柱加固件：用L形连接件圆弧部分沿周向部分裹住角柱，将L形连接件两端穿过墙体砖缝伸出到墙外后，由内向外施加预紧力，使角柱与墙体内壁贴紧，然后将紧贴墙体外壁设置的短连接板与L形连接件的端部固定连接；

3）边柱加固件和角柱加固件全部安装完成后，将其伸出墙外的两端压至与墙面平齐。

使用本发明的墙柱加固装置后，在古民居建筑的墙体和内框架之间可以形成有效的连接，使其共同工作，能有效提高古民居建筑的侧向刚度，改善其整体稳定性，延长其使用寿命。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：      

现有古民居建筑加固方法很多会对古民居建筑本体产生一定破坏，且工艺复杂，成本较高，适用范围小，加固装置也会影响古民居建筑外观造型，严重甚至影响古民居建筑的正常使用功能。而本发明具有适用性强，零件小巧，可更换，操作简单，应用方便，对建筑本身无破坏等优点，利用古民居建筑墙体砖缝等构造特征，在维护墙体和木框架之间形成有效的连接，使木框架和墙体相互侧向支撑，永久性地提高结构刚度，改善古民居建筑整体稳定性，能有效防止古民居建筑在地震、强风以及人为作用下的整体失稳倒塌。

本加固结构和加固方法在古民居建筑加固方面有着广泛的应用前景。

 

附图说明

图1为本发明的加强古民居建筑墙柱连接的加固方法的立体示意图；

图2为本发明装置中边柱加固件处的平面示意图；

图3为图2中的1-1剖面示意图；

图4为图2中的2-2剖面示意图；

图5为本发明装置中角柱加固件处的平面示意图；

图6为图5中的3-3剖面示意图；

图7为图5中的4-4剖面示意图；

图8为本发明中U形连接件的立体示意图；

图9为本发明中L形连接件的立体示意图；

图10为本发明中开孔连接板的开孔尺寸详图；

图中有：墙体1、边柱2、角柱3、边柱加固件4、角柱加固件5、U形连接件6、长连接板7、L形连接件8、短连接板9。

 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9和10所示：一种加强古民居建筑墙柱连接的加固结构，包括墙体1、边柱2、角柱3、边柱加固件4和角柱加固件5；

墙体1、边柱2和角柱3为古民居建筑中原有结构；

边柱加固件4由U形连接件6和长连接板7组成，角柱加固件5由L形连接件8和短连接板9组成。U形连接件6由开孔连接板和半圆弧板组成，L形连接件8由开孔连接板和1/4圆弧板组成。

开孔连接板和半圆弧板采用焊接连接，开孔连接板和1/4圆弧板也采用焊接连接。

U形连接件6沿周向部分裹住边柱2，两端部穿过墙体1砖缝，伸出到墙外，L形连接件8沿周向部分裹住角柱3，两端部穿过墙体1砖缝，伸出到墙外。

长连接板7在墙外侧穿过U形连接件6伸出墙外的两个平行孔洞，其两端伸出孔洞距离相等并紧贴墙体1布置，短连接板9在墙外侧穿过L形连接件8伸出墙外的单个孔洞，其两端伸出孔洞距离相等并紧贴墙体1布置。

长连接板7、短连接板9、开孔连接板、半圆弧板和1/4圆弧板均采用钢材，由工厂预制而成。

本发明的实施方法如下：

1.预制长连接板7：采用矩形钢板，长度为柱直径加100cm，宽度为2.5cm，厚度为2mm，钢材选用Q345钢。

2.预制短连接板9：采用矩形钢板，长度为50cm，宽度为2.5cm，厚度为2mm，钢材选用Q345钢。

3.预制开孔连接板：采用矩形钢板，长度为柱半径加墙厚度再加49mm，宽度为5cm，厚度为2mm，在其一端开有T形孔洞，开洞尺寸如图10所示，钢材选用Q345钢。

4.预制半圆弧板：采用Q345钢，其内径等于柱外径，长度为柱周长的一半，宽度为5cm，厚度为2mm。

5.预制1/4圆弧板：采用Q345钢，其内径等于柱外径，长度为柱周长的1/4，宽度为5cm，厚度为2mm。

6.预制U形连接件6：将两个开孔连接板和一个半圆弧板按如图8所示放置，采用焊接方式连接。

7.预制L形连接件8：将两个开孔连接板和一个1/4圆弧板按如图9所示放置，采用焊接方式连接。

8.现场整体安装：按图1、图2和图5所示，在边柱2的底部、中部和顶部分别安装边柱加固件4，用U形连接件6圆弧部分沿周向部分裹住边柱2，将U形连接件6穿过墙体1砖缝伸出到墙外后，由内向外施加预紧力，使边柱2与墙体1内壁贴紧，将长连接板7穿过U形连接件6伸出墙外的两个平行孔洞，其两端伸出孔洞距离相等并紧贴墙体1布置。安装角柱加固件5，在角柱3的底部、中部和顶部分别安装角柱加固件5，用L形连接件8圆弧部分沿周向部分裹住角柱3，将L形连接件8穿过墙体1砖缝伸出到墙外后，由内向外施加预紧力，使角柱3与墙体1内壁贴紧，将短连接板9穿过L形连接件8伸出墙外的孔洞，其两端伸出孔洞距离相等并紧贴墙体1布置。边柱加固件4和角柱加固件5全部安装完成后，将开孔连接板伸出墙外的部分压至与墙面平齐，并将其棱角打磨光滑，防止出现安全事故。最后对所有加固构件进行除锈喷漆处理，漆的颜色与原墙体1保持一致或相近。

 

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。