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某防腐木景觀亭承重主梁彎曲下撓的原因分析與解決
- 2021-04-07-

?  據聞,某賓館中庭四種不同形態的在建防腐木景觀亭,在主體結構完成后還未蓋瓦,發現各承重主梁均已嚴重彎曲下撓,撓度對值大于30mm,不得加設臨時支撐,后續工序已無法進行,如果再上屋面荷載則有坍塌可能。

  一、原因分析:

  檢查發現承重主梁是由兩或三根方木組成的疊合梁,組成譽合梁的方木在跨中和1/3L附近拼接,接口無連接,實際上是由未固接的懸挑梁受力,結構處于不穩定狀態,導致結構變形,是構造上的嚴重失誤。

  二、處理方案:

  因為上部構造已經完成,不可能拆除重建;主梁拼接口如用鋼構件連接或加固勢定影響外觀,并且違反規范關于“在受彎構件的受拉邊,不得打孔或開設缺口”的規定。經比較決定采用粘貼碳纖維片材對主梁進行加固處理,并對疊合梁的拼接縫和水平縫壓注結構膠,使形成完整的截面,增進截面的抗彎剛度。

  三、采用碳纖維片材加固木結構受彎構件的可行性:

  對防腐木景觀亭疊合梁的拼接豎截面壓注優良結構膠,以保障截面受壓區的緊密連接,在梁的下緣粘貼碳纖維片材取代被截斷的木纖維的抗拉功能,在理論上是成立的,碳纖維的抗拉強度是3000MPa以上,木材抗彎限度強度實測值一般是75~90MPa,碳纖抗拉強度是木材的33倍上,0.167mm厚的碳纖片材抗拉能力約相當于1.6mm的鋼板,粘貼碳纖只要錨固長度夠長,可不設錨固螺栓,不會損壞原結構。該工程的受彎桿件的下緣均采用雙層碳纖布加固,其抗彎承載能力應遠高于原設計的抗彎承載力。為驗證加固的可行性和加固成果,實施加固前,用碳纖加固小尺度的木桿件作破壞試驗。

  四、加固實施方案

  加固范圍∶防腐木景觀亭的各亭主梁、斜梁、檁條等承重構件有拼接的部位。

 ?。?)對變位較大的主梁,用小噸位千斤頂復位,同時進行監測;復位后在跨中兩側加設臨時支頂;

 ?。?)對疊合梁的豎向拼接面壓注結構膠粘結;

 ?。?)疊合梁間的水平縫隙壓注結構膠粘結,使形成全截面,增進疊合梁的抗彎承載力;

 ?。?)疊合梁下緣粘貼兩層碳纖布加固,拼接口部位,側面粘貼碳纖布以加強梁的整體性。

  五、結果分析:

  經加固的6個防腐木景觀亭,投入使用至今已有多年,一直正常工作,沒有任一異樣,外觀上看不到經過加固的痕跡。實踐證明碳纖維加固木結構的方法是成功的,如用于古建筑的木結構維修加固應有廣闊前景。

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