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某防腐木景观亭承重主梁弯曲下挠的原因分析与解决
- 2021-04-07-

  据闻,某宾馆中庭四种不同形态的在建防腐木景观亭,在主体结构完成后还未盖瓦,发现各承重主梁均已严重弯曲下挠,挠度对值大于30mm,不得加设临时支撑,后续工序已无法进行,如果再上屋面荷载则有坍塌可能。

  一、原因分析:

  检查发现承重主梁是由两或三根方木组成的叠合梁,组成誉合梁的方木在跨中和1/3L附近拼接,接口无连接,实际上是由未固接的悬挑梁受力,结构处于不稳定状态,导致结构变形,是构造上的严重失误。

  二、处理方案:

  因为上部构造已经完成,不可能拆除重建;主梁拼接口如用钢构件连接或加固势定影响外观,并且违反规范关于“在受弯构件的受拉边,不得打孔或开设缺口”的规定。经比较决定采用粘贴碳纤维片材对主梁进行加固处理,并对叠合梁的拼接缝和水平缝压注结构胶,使形成完整的截面,增进截面的抗弯刚度。

  三、采用碳纤维片材加固木结构受弯构件的可行性:

  对防腐木景观亭叠合梁的拼接竖截面压注优良结构胶,以保障截面受压区的紧密连接,在梁的下缘粘贴碳纤维片材取代被截断的木纤维的抗拉功能,在理论上是成立的,碳纤维的抗拉强度是3000MPa以上,木材抗弯限度强度实测值一般是75~90MPa,碳纤抗拉强度是木材的33倍上,0.167mm厚的碳纤片材抗拉能力约相当于1.6mm的钢板,粘贴碳纤只要锚固长度够长,可不设锚固螺栓,不会损坏原结构。该工程的受弯杆件的下缘均采用双层碳纤布加固,其抗弯承载能力应远高于原设计的抗弯承载力。为验证加固的可行性和加固成果,实施加固前,用碳纤加固小尺度的木杆件作破坏试验。

  四、加固实施方案

  加固范围∶防腐木景观亭的各亭主梁、斜梁、檩条等承重构件有拼接的部位。

  (1)对变位较大的主梁,用小吨位千斤顶复位,同时进行监测;复位后在跨中两侧加设临时支顶;

  (2)对叠合梁的竖向拼接面压注结构胶粘结;

  (3)叠合梁间的水平缝隙压注结构胶粘结,使形成全截面,增进叠合梁的抗弯承载力;

  (4)叠合梁下缘粘贴两层碳纤布加固,拼接口部位,侧面粘贴碳纤布以加强梁的整体性。

  五、结果分析:

  经加固的6个防腐木景观亭,投入使用至今已有多年,一直正常工作,没有任一异样,外观上看不到经过加固的痕迹。实践证明碳纤维加固木结构的方法是成功的,如用于古建筑的木结构维修加固应有广阔前景。

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