本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)框架的預(yù)應(yīng)力固偏結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在中國(guó)的建筑史上，古建筑木結(jié)構(gòu)無(wú)疑是一個(gè)重要的篇章，在歷史的長(zhǎng)河中，木結(jié)構(gòu)貫通古今，是當(dāng)代重要的建筑材料及結(jié)構(gòu)形式。木結(jié)構(gòu)有質(zhì)輕、取材方便、施工過(guò)程簡(jiǎn)單、施工速度快的特點(diǎn)，但木材本身在經(jīng)歷一段時(shí)期的使用之后，結(jié)構(gòu)性能會(huì)發(fā)生退化，特別是木材存在先天缺陷，如木節(jié)、蟲(chóng)蛀、腐朽時(shí)，性能的退化將會(huì)變得更加明顯，因此對(duì)木結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行加固。

目前常見(jiàn)的木結(jié)構(gòu)柱子傾斜的加固方法主要有落架大修：全部或局部拆落木構(gòu)架，對(duì)殘損構(gòu)件或殘損點(diǎn)逐個(gè)進(jìn)行修整、更換殘損嚴(yán)重的構(gòu)件，再重新安裝，并在安裝時(shí)進(jìn)行整體加固；打牮撥正：即在不拆落木構(gòu)架的情況下，使傾斜、扭轉(zhuǎn)、拔榫的構(gòu)建復(fù)位，再進(jìn)行整體加固；在結(jié)構(gòu)框架中增設(shè)整塊的膠合板墻；在構(gòu)架本身內(nèi)增設(shè)鋼鐵構(gòu)架；在柱子旁增設(shè)扶壁墻。這些方法在一定程度上提高木結(jié)構(gòu)框架的抗側(cè)剛度、整體剛度及承載力，但是這些方法仍然存在不足之處：落架大修的工作量大、造價(jià)大、施工周期長(zhǎng)且對(duì)于古建筑會(huì)使其失去文物價(jià)值；打牮撥正施工時(shí)一樣要先揭除瓦頂，拆下望板和部分椽，并將擦端的榫卯縫隙清理干凈，這樣工作量也較大；增設(shè)膠合板墻和扶壁墻雖然提高抗側(cè)剛度，但對(duì)整體剛度沒(méi)有提高，且對(duì)原結(jié)構(gòu)的文物價(jià)值有較大的影響；增設(shè)鋼鐵構(gòu)架占用空間較大，破壞古木結(jié)構(gòu)的美觀性。以上加固方法，只單純提高結(jié)構(gòu)的剛度，使原結(jié)構(gòu)的延性和耗能性能遭到破壞。

當(dāng)柱子的損壞程度并不嚴(yán)重、本身尚未開(kāi)始傾斜，但是已經(jīng)能夠通過(guò)損壞的跡象判斷其傾斜方向的情況下采用上述方法進(jìn)行加固未免過(guò)于大材小用，一方面浪費(fèi)人力物力，另一方面也更加損壞了建筑；當(dāng)柱子本身并未損壞，但仍想進(jìn)行保險(xiǎn)加固的情況下，也無(wú)法采用上述方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷高效的應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)框架的預(yù)應(yīng)力固偏結(jié)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)框架的預(yù)應(yīng)力固偏結(jié)構(gòu)，包括支撐于建筑地面上的若干根柱子，若干根柱子組成一支撐框架，每根柱子上套設(shè)有抱箍，兩相鄰柱子上的抱箍之間均經(jīng)預(yù)應(yīng)力鋼絲進(jìn)行相互拉緊，所述支撐框架至少在一外側(cè)部的抱箍上經(jīng)預(yù)應(yīng)力鋼絲與外部固定端相連接。

優(yōu)選的，若干根柱子呈陣列式分布在地面上，兩相鄰柱子之間均固設(shè)有若干根橫梁與縱梁，形成具有若干行、若干列的支撐框架。

優(yōu)選的，若干根柱子經(jīng)柱子頂部的建筑樓板或梁壓在建筑地面上。

優(yōu)選的，所述抱箍包括四片箍板單元，四片箍板單元對(duì)合后螺接成抱箍本體，所述抱箍本體的中心設(shè)有用于套設(shè)在柱子上的環(huán)形中空部，所述箍板單元的外周表面均固設(shè)有橫向延伸的第一豎直板體、縱向延伸的第二豎直板體，所述第一豎直板體與第二豎直板體上均開(kāi)設(shè)有用于綁扎預(yù)應(yīng)力鋼絲的通孔。

優(yōu)選的，所述環(huán)形中空部的形狀為圓形，四片箍板單元呈四分之一圓環(huán)狀，每片箍板單元的兩端向外彎折，各形成一個(gè)安裝耳片，相鄰的箍板單元對(duì)合后其安裝耳片互相貼合，所述安裝耳片上開(kāi)設(shè)有若干個(gè)安裝通孔。

優(yōu)選的，相互貼合的安裝耳片的安裝通孔中均穿設(shè)有螺桿，所述螺桿的兩端部均設(shè)有彈簧墊片，兩彈簧墊片經(jīng)螺接在螺桿兩端部的螺母進(jìn)行限位，其中一彈簧墊片與一安裝耳片之間設(shè)有套在螺桿上的壓縮彈簧，另一彈簧墊片與另一安裝耳片之間也設(shè)有套在螺桿上的壓縮彈簧，所述壓縮彈簧均將彈簧墊片頂緊在螺母內(nèi)端面。

優(yōu)選的，每片箍板單元的第一豎直板體與第二豎直板體均固設(shè)在該片箍板單元的兩安裝耳片之間的外周表面上，所述第一豎直板體位于箍板單元的外周下表面，所述第二豎直板體位于箍板單元的外周上表面，所述箍板單元包括位于抱箍本體左下角的第一箍板單元、位于抱箍本體右上角的第二箍板單元、位于抱箍本體左上角的第三箍板單元、位于抱箍本體右下角的第四箍板單元；所述第一箍板單元的第一豎直板體橫向向左延伸、第二豎直板體縱向向前延伸，所述第二箍板單元的第一豎直板體橫向向右延伸、第二豎直板體縱向向后延伸，所述第三箍板單元的第一豎直板體橫向向左延伸、第二豎直板體縱向向后延伸，所述第四箍板單元的第一豎直板體橫向向右延伸、第二豎直板體縱向向前延伸。

優(yōu)選的，所述第一豎直板體與第二豎直板體的通孔上均穿設(shè)有第二螺桿，所述第二螺桿的內(nèi)端螺接有第二螺母，所述第二螺桿在第二螺母與第一豎直板體、第二豎直板體之間均穿設(shè)有墊片，所述墊片與第一豎直板體、第二豎直板體之間均設(shè)有套于第二螺桿上的壓縮彈簧，其中位于第一豎直板體的第二螺桿縱向延伸，位于第二豎直板體的第二螺桿橫向延伸，所述第二螺桿的外端均螺接有一轉(zhuǎn)接塊，所述轉(zhuǎn)接塊上開(kāi)設(shè)有連接通孔，所述預(yù)應(yīng)力鋼絲的頭部穿過(guò)連接通孔后往后彎折，其頭部經(jīng)緊固件與近頭部的鋼絲固連為一體，形成穿設(shè)在連接通孔中的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述緊固件為錨扣。

優(yōu)選的，外部固定端包括設(shè)置于支撐框架最外側(cè)抱箍的外旁側(cè)的地梁，所述地梁埋置于地面下方，所述地梁上固設(shè)有往上延伸出地面的若干根連接柱，所述連接柱的數(shù)量為支撐框架最外排抱箍數(shù)量的兩倍，所述支撐框架至少在一外側(cè)部的抱箍上經(jīng)預(yù)應(yīng)力鋼絲與連接柱相連接，其中位于同一側(cè)的連接柱與每根連接柱所對(duì)應(yīng)的通孔之間的預(yù)應(yīng)力鋼絲之間互相平行。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：該應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)框架的預(yù)應(yīng)力固偏結(jié)構(gòu)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼絲將兩相鄰的柱子進(jìn)行相互拉接，并最終將整個(gè)支撐框架與外部固定端相拉接，提高了框架的整體剛性、穩(wěn)定性以及柱子的抗傾斜能力，操作簡(jiǎn)單便捷，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，成本低。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例在一周側(cè)設(shè)置地梁的側(cè)視圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為圖1的A局部放大視圖。

圖4為圖1的B局部放大視圖。

圖5為抱箍的俯視圖。

圖6為抱箍的立體圖。

圖7為抱箍的主視圖。

圖8為抱箍的側(cè)視圖。

圖9為相鄰柱子之間抱箍經(jīng)預(yù)應(yīng)力鋼絲進(jìn)行拉接的俯視圖。

圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例在四周側(cè)設(shè)置地梁的側(cè)視圖。

圖11為圖10的俯視圖。

圖中：1-連接柱，2-柱子，3-環(huán)形中空部，4-第一豎直板體，5-第二豎直板體，6-預(yù)應(yīng)力鋼絲，7-通孔，8-安裝耳片，9-安裝通孔，10-螺桿，11-彈簧墊片，12-螺母，13-壓縮彈簧，14-第一箍板單元，15-第二箍板單元，16-第三箍板單元，17-第四箍板單元，18-第二螺桿，19-第二螺母，20-墊片，21-轉(zhuǎn)接塊，22-連接通孔，23-緊固件，24-抱箍，25-外部固定端，26-地面，27-橫梁，28-縱梁，29-樓板，30-地梁。

具體實(shí)施方式

為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

如圖1~11所示，一種應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)框架的預(yù)應(yīng)力固偏結(jié)構(gòu)，包括支撐于建筑地面26上的若干根柱子2，若干根柱子組成一支撐框架，每根柱子上套設(shè)有抱箍24，兩相鄰柱子上的抱箍之間均經(jīng)預(yù)應(yīng)力鋼絲6進(jìn)行相互拉緊，所述支撐框架至少在一外側(cè)部的抱箍上經(jīng)預(yù)應(yīng)力鋼絲與外部固定端25相連接。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，若干根柱子呈陣列式分布在地面上，兩相鄰柱子之間均固設(shè)有若干根橫梁27與縱梁28，形成具有若干行、若干列的支撐框架。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，若干根柱子經(jīng)柱子頂部的建筑樓板29或梁壓在建筑地面上。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述抱箍包括四片箍板單元，四片箍板單元對(duì)合后螺接成抱箍本體，所述抱箍本體的中心設(shè)有用于套設(shè)在柱子2上的環(huán)形中空部3，所述箍板單元的外周表面均固設(shè)有橫向延伸的第一豎直板體4、縱向延伸的第二豎直板體5，所述第一豎直板體與第二豎直板體上均開(kāi)設(shè)有用于綁扎預(yù)應(yīng)力鋼絲6的通孔7，第一豎直板體與第二豎直板體焊接在箍板單元上。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述環(huán)形中空部的形狀為圓形，四片箍板單元呈四分之一圓環(huán)狀，每片箍板單元的兩端向外彎折，各形成一個(gè)安裝耳片8，相鄰的箍板單元對(duì)合后其安裝耳片互相貼合，所述安裝耳片上開(kāi)設(shè)有若干個(gè)安裝通孔9。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，相互貼合的安裝耳片的安裝通孔中均穿設(shè)有螺桿10，所述螺桿的兩端部均設(shè)有彈簧墊片11，兩彈簧墊片經(jīng)螺接在螺桿兩端部的螺母12進(jìn)行限位，其中一彈簧墊片與一安裝耳片之間設(shè)有套在螺桿上的壓縮彈簧13，另一彈簧墊片與另一安裝耳片之間也設(shè)有套在螺桿上的壓縮彈簧，所述壓縮彈簧均將彈簧墊片頂緊在螺母內(nèi)端面。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，每片箍板單元的第一豎直板體與第二豎直板體均固設(shè)在該片箍板單元的兩安裝耳片之間的外周表面上，所述第一豎直板體位于箍板單元的外周下表面，所述第二豎直板體位于箍板單元的外周上表面，所述箍板單元包括位于抱箍本體左下角的第一箍板單元14、位于抱箍本體右上角的第二箍板單元15、位于抱箍本體左上角的第三箍板單元16、位于抱箍本體右下角的第四箍板單元17；所述第一箍板單元的第一豎直板體橫向向左延伸、第二豎直板體縱向向前延伸，所述第二箍板單元的第一豎直板體橫向向右延伸、第二豎直板體縱向向后延伸，所述第三箍板單元的第一豎直板體橫向向左延伸、第二豎直板體縱向向后延伸，所述第四箍板單元的第一豎直板體橫向向右延伸、第二豎直板體縱向向前延伸。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述第一豎直板體與第二豎直板體的通孔上均穿設(shè)有第二螺桿18，所述第二螺桿的內(nèi)端螺接有第二螺母19，所述第二螺桿在第二螺母與第一豎直板體、第二豎直板體之間均穿設(shè)有墊片20，所述墊片與第一豎直板體、第二豎直板體之間均設(shè)有套于第二螺桿上的壓縮彈簧，其中位于第一豎直板體的第二螺桿縱向延伸，位于第二豎直板體的第二螺桿橫向延伸，所述第二螺桿的外端均螺接有一轉(zhuǎn)接塊21，所述轉(zhuǎn)接塊上開(kāi)設(shè)有連接通孔22，所述預(yù)應(yīng)力鋼絲的頭部穿過(guò)連接通孔后往后彎折，其頭部經(jīng)緊固件23與近頭部的鋼絲固連為一體，形成穿設(shè)在連接通孔中的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述緊固件為錨扣，通過(guò)不斷擰緊第二螺母壓縮壓縮彈簧，可在兩相鄰的柱子之間的預(yù)應(yīng)力鋼絲上施加預(yù)應(yīng)力，在壓縮彈簧的彈力作用下可完成預(yù)應(yīng)力鋼絲的連接與張拉，張拉預(yù)應(yīng)力的過(guò)程中，用扭矩扳手來(lái)控制施加預(yù)應(yīng)力大小，能夠?qū)崿F(xiàn)柱子之間的預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉更加牢固、穩(wěn)定，由多根柱子形成的整體剛性更強(qiáng)、單根柱子更不容易傾斜、晃動(dòng)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，外部固定端包括設(shè)置于支撐框架最外側(cè)抱箍的外旁側(cè)的地梁30，所述地梁埋置于地面下方，所述地梁上固設(shè)有往上延伸出地面的若干根連接柱1，所述連接柱的數(shù)量為支撐框架最外排抱箍數(shù)量的兩倍，所述支撐框架至少在一外側(cè)部的抱箍上經(jīng)預(yù)應(yīng)力鋼絲與連接柱相連接，其中位于同一側(cè)的連接柱與每根連接柱所對(duì)應(yīng)的通孔之間的預(yù)應(yīng)力鋼絲之間互相平行。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，當(dāng)需要對(duì)未傾斜的支撐框架進(jìn)行加固時(shí)，可在支撐框架的一外側(cè)部經(jīng)抱箍、預(yù)應(yīng)力鋼絲與地梁相拉接（如圖1、圖2所示），也可以在支撐框架的兩外側(cè)部或三外側(cè)部或四外側(cè)部經(jīng)抱箍、預(yù)應(yīng)力鋼絲與地梁相拉接（四外側(cè)部的拉接如圖10、圖11所示），通過(guò)采用上述預(yù)應(yīng)力固偏的木結(jié)構(gòu)框架，能夠提高整體剛性、穩(wěn)定性、防傾斜能力；當(dāng)需要對(duì)已傾斜的支撐框架進(jìn)行加固時(shí)，地梁設(shè)置在傾斜的相反方向，使其偏移不再加劇，占用空間少，使得原結(jié)構(gòu)的文物價(jià)值保留，且加固效果顯著。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，抱箍安置位置位于柱中梁柱節(jié)點(diǎn)的下方附近；地梁的長(zhǎng)度、寬度、高度、埋置方向、埋置深度及預(yù)留連接柱的個(gè)數(shù)與支撐框架的扭轉(zhuǎn)傾斜情況相關(guān)；每個(gè)方向上的預(yù)應(yīng)力鋼絲數(shù)目是關(guān)于柱間梁對(duì)稱的，以防止梁的平面外失穩(wěn)；該應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)框架的預(yù)應(yīng)力固偏結(jié)構(gòu)能夠有效避免對(duì)原木結(jié)構(gòu)進(jìn)行大修大補(bǔ)，無(wú)需將梁、板、墻構(gòu)件落架進(jìn)行修補(bǔ)或者替換，對(duì)原木結(jié)構(gòu)無(wú)損傷，施工簡(jiǎn)便，覆蓋面廣。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，在木結(jié)構(gòu)加固中，耗能性能是非常重要的，如果抱箍與單根柱子之間的連接為純剛性連接，會(huì)使原結(jié)構(gòu)的耗能性能降低，容易破壞柱子結(jié)構(gòu)，因此當(dāng)相鄰的柱子之間進(jìn)行相對(duì)傾斜、晃動(dòng)、拉扯時(shí)，抱箍結(jié)構(gòu)能與單根柱子進(jìn)行彈性協(xié)調(diào)，即當(dāng)兩相鄰柱子之間經(jīng)預(yù)應(yīng)力鋼絲拉緊后，兩相鄰的柱子之間的連接不是一個(gè)純剛性體，套在單根柱子上的四片箍板單元在預(yù)應(yīng)力鋼絲的拉緊下，四片箍板單元與柱子之間可分別通過(guò)壓縮彈簧的伸縮提供適當(dāng)?shù)纳炜s活動(dòng)空間，可保留木結(jié)構(gòu)的柱子原有的耗能性能；通過(guò)采用本結(jié)構(gòu)，能在不改變木結(jié)構(gòu)現(xiàn)有變形和位移的情況下，對(duì)木結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，提高整體剛度，并在提高剛度的同時(shí)保留木結(jié)構(gòu)原有良好的耗能性能。

一種應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)框架的預(yù)應(yīng)力固偏結(jié)構(gòu)的施工方法，按以下步驟進(jìn)行：

（1）首先根據(jù)木結(jié)構(gòu)框架的傾斜情況，在已傾斜方向或經(jīng)判斷即將傾斜方向的反向位置設(shè)置地梁并進(jìn)行地梁施工、確定抱箍在柱子上的抱緊位置、制作與柱子直徑尺寸相適應(yīng)的抱箍；

（2）將四片箍板單元套設(shè)在柱子上，其中在相互貼合的安裝耳片的安裝通孔中穿設(shè)螺桿，并在螺桿的兩端部依次套入壓縮彈簧、彈簧墊片，最后用螺母鎖緊，通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿兩端的螺母旋入深度調(diào)節(jié)壓縮彈簧的壓縮量，通過(guò)上述方法將若干個(gè)抱箍等高的抱緊在若干根柱子上；

（3）分別在第一豎直板體與第二豎直板體的通孔中穿設(shè)第二螺桿，并在第二螺桿的內(nèi)端依次套設(shè)壓縮彈簧、墊片，然后鎖緊第二螺母，接著在第二螺桿的外端螺接轉(zhuǎn)接塊，并將預(yù)應(yīng)力鋼絲的頭部穿過(guò)轉(zhuǎn)接塊末端的連接通孔后往后彎折，最后用緊固件將頭部與近頭部的鋼絲固結(jié)為環(huán)形，將預(yù)應(yīng)力鋼絲分別綁扎在四片箍板單元的第一豎直板體與第二豎直板體上；

（4）重復(fù)步驟（3）的方法將兩相鄰柱子上的抱箍之間用預(yù)應(yīng)力鋼絲相互綁扎拉緊；

（5）利用扭矩扳手調(diào)節(jié)每一抱箍上的第二螺母進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絲的張拉，其中當(dāng)調(diào)節(jié)一柱子上抱箍的一第二螺母時(shí)，與其相鄰的柱子上抱箍對(duì)應(yīng)的第二螺母端為固定端；

（6）最后將支撐框架最外排的抱箍經(jīng)預(yù)應(yīng)力鋼絲與地梁上的連接柱分別相連接，并調(diào)節(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絲的張拉，地梁經(jīng)過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼絲沿傾斜的反方向拉住整個(gè)木結(jié)構(gòu)框架。

本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可以得出其他各種形式的應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)框架的預(yù)應(yīng)力固偏結(jié)構(gòu)。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。