建筑木结构加固技术研究现状与展望

建筑木结构加固技术研究现状与展望一文创作于：2023-03-15 03:28:31，全文字数：13943。

建筑木结构加固技术研究现状与展望

��建筑铁件加固技术的分类及其特点，客观地评价了加固效果。但此方法的缺点也同样突出，一是铁片长期暴露于空气中，极易产生锈蚀；二是加工方法往往是不可逆的，破坏了木结构的原有状态；三是严重地影响建筑的美观。

（4）支顶加固法。通过支撑木结构建筑的梁框架，减小了挠度，这种加固方法的主要思路为以小木柱或铁钩为梁架增加额外的支撑，并调整所加固木梁的内力分布，以提高木梁的承载力。

然而，该方法将改变整个结构的传力系统，当需要更换构件时，需要卸除荷载，对其进行“落架”，这种方法容易对部件甚至整个结构造成损坏，而且是不可修复的。

（5）化学加固法。木材在放置过程中会受到虫蚁、菌类的侵害，使用化学试剂能有效预防此类情况，保证木材的性能。木材防腐剂一般应具有保证木材不受生物侵害，能起到杀虫、杀菌作用，不易挥发、不影响木材性能及进一步加工等要求。

化学防腐一般采用以下几种处理方法：涂刷法、喷洒法、注射法、滴液法、浸泡法、加压法和熏蒸法等[16]。但此过程是不可逆的，对木结构影响较大。

（6）FRP 加固法。传统的木结构建筑加固方法容易导致木结构的建筑风貌发生改变，且若操作稍有不当将致使构件产生新的破坏。近年来，人们对木结构建筑的保护和研究意识越来越强，通过FRP 的包裹加固，木结构的极限承载力和构件变形及构件材料的耐久性能等指标获得了极大地提高。

FRP 加固木结构由铁件加固法粘贴金属材料发展而来[17]。常用的FRP 有CFRP（碳纤维布）[18]、GFRP（玻璃纤维布）[19]、BFRP（玄武岩纤维布）[20]、AFRP（芳纶纤维布）[21]。相对于传统加固法，FRP 加固法对木结构建筑的外观影响较小，同时FRP 具有自重轻、强度高、耐酸性、易操作和抗腐蚀等优点[22-23]，可以提高木构件的承载力、刚度和延性[5-6]，是木结构建筑加固领域未来重要的发展方向之一。随着FRP 加固木结构的应用，大量理论研究也不断的深入：

王增春等[24]、张莉[25]、王琨[26]、杨会峰等[27]、朱晓冬等[20]针对FRP 加固木梁的不同方向进行了研究。王增春发现相较于未进行预弯的梁，预弯梁加固后强度有明显提升。张莉研究了CFRP 的层数和初始荷载2 个变量对木梁承载力的影响。王琨通过控制木梁截面尺寸和长度、CFRP 的环向缠绕配筋量及木梁是否存在裂缝来研究抗剪加固，得出了木梁的2 种抗剪破坏模式。杨会峰等则在FRP 加固木结构力学模型的基础上，进行了粘结界面粘结剪应力、截面中性轴位置、FRP 板拉力、受拉面层破坏荷载和极限荷载等的计算公式的推算。朱晓冬等则更近一步对不同贴面工艺的FRP 加固进行了可靠度研究。但这些研究都是基于理想的弹塑性体，而木材的是各项异性的，对试验结果可能会有较大影响，尤其是剪切性破坏的研究。因此仍需通过大量实践来验证。

陈松军[28]、郑涌林等[29]、周乾等[30]进行了基于不同材料，FRP 加固木柱的试验研究。试验结果均表明，FRP 能有效约束木柱的横向变形，显著提高木柱的延性。通过与传统加固技术的结合，能起到良好的加固效果，同时还能避免柱根的进一步腐朽；基于榫卯节点对木结构抗震性能的重要性，张风亮等[31-32]、陆伟东[33]、卢晨怡[34]则进行了FRP 加固残损节点的试验研究以及木结构整体抗震性能的研究，但由于节点受力的复杂性及各方面因素的影响，并未取得很好的结果，仍需深入研究。

4 思考与展望

（1）农村民居木结构加固应遵守“因地制宜、就地取材、经济实用”的原则，将铆钉、木条和钢板等经济性较好的构件作为加固材料，来综合提高民居木构架抗震能力。

（2）对于古建筑的修复，要遵循最小干预准则。在修复和加固损坏（如糟朽和裂缝）时，应尽可能合理地更换材料和部件，只有在不可能保留材料或构件应力不能满足要求时，才可以更换。遵循可逆性和可识别性原则，注意技术措施的可逆性，新的零部件材料必须具有一定的可识别性。

（3）卯榫节点作为木结构的重要组成部分，在木结构建筑中对减震耗能起到了至关重要的作用，但现阶段对此方面的研究尚浅，且由于木材的各项异性，采用软件模拟与实践效果会有较大的出入，因此相应的模拟分析方法仍有待进一步研究。

（4）FRP 材料的应用，实现了在对建筑尽量少的干预下，最大程度发挥材料的性能，是木结构加固的发展方向之一，但如何保证FRP 加固木结构的耐久性，确保FRP 在使用中的长期性能，应进一步验证。

（5）对于较复杂（多层或者连续大面积）的木结构，如何选择力学性能和防火性能均较好的加固材料，确保加固后木结构建筑的防火性能，是一个值得研究的课题。

（6）木结构构件之间的连接主要为榫卯节点连接，因此对构件进行开孔是不可避免的。由于木材本身的构造特性，木材开孔产生的应力分布变化不能简单地参考混凝土的公式及思路，关于这方面的研究不足，是值得探索的方向。

《建筑木结构加固技术研究现状与展望》在线阅读地址：建筑木结构加固技术研究现状与展望