1、1农村木结构房屋的抗震及加固方法摘要:我国的农村和乡镇地区是地震高发区,由于农村的经济不发达,农民的经济能力有限,必要的抗震措施都没有能得到保障,加上传统建造习惯的不合理,在广大的农村地区小震大害的现象时有发生,使得农村民居在地震中破坏严重,造成了大量的人员伤亡和经济损失。 关键词:木结构;抗震性能;加固措施 中图分类号:TU366.2 文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2010)05A-0172-01 木结构具有较好的抗震性能,一是因为木结构建筑的层数一般较低,且质量较轻,地震作用较小;二是因为木材的韧性较好,承受冲击荷载和重复荷载的能力较强,结构在地震作用下有较好的延性性能。对
2、大量的农村民房采用“因地制宜、简易有效”的措施,防止“倒墙塌架”,达到“避免死亡、减少伤害”的目标。 一、材料的选择 用于普通木结构的原木、方木和板材可采用目测法分级。分级时选用木材应符合规定,不得采用商品材的等级标准替代。主要的承重构件应采用针叶材;重要的木制连接件应采用细密、直纹、无节和无其他缺陷的耐腐的硬质阔叶材。 材料的选择对木构件的强度有重要的影响。一般,材料的选择主要从2材料规格、强度和材质等方面进行选择,而且在不同设防烈度下,对材料最低要求也不同。对单层的穿斗木房屋而言,应选择通长、干燥,含水量控制在 25%以内的原木。 二、构件虫蛀、腐朽加固处理 (一)表面虫蛀、腐朽处理 对于
3、中心完好,仅有表层腐朽的梁、柱等构件,将腐朽部分剔除干净,经防腐处理后用干燥木材依原样和尺寸修补整齐,并用环氧树脂胶粘剂粘接。如果是沿截面一周均进行剔补修复,或剔补部分占构件截面 1/3 以上,则在剔补范围内另采用双向 CFRP 布包裹约束。 (二)内部虫蛀、腐朽处理 木构件内部因虫蛀或腐朽形成中空时,若柱表层完好厚度不小于 50mm,采用不饱和环氧树脂浆液进行灌注。在灌注前将朽烂木块、碎屑清除干净,并在柱中应力小的部位开孔。柱构件通长开孔时,先在柱脚凿方洞,洞宽不大于 120mm,再每隔 500mm 凿一洞眼至中空的顶端。当柱中空直径大于150mm 时,在中空部位填充木块,以减少树脂的收缩。
4、为防止木结构建筑受潮腐朽或遭受虫蛀维修时还应采取下列措施: 1.从构造上改善通风防潮条件使木结构经常保持干燥; 2.对易受潮腐朽或遭虫蛀的木结构用防腐防虫药剂进行处理,应能防腐又能杀虫或对害虫有驱避作用且药效高而持久,二对人畜无害不污染环境,三对木材无助燃起霜或腐蚀作用。 木柱的防腐或防虫应以柱脚和柱头榫卯处为重点并采用下述方法进行防腐防虫处理: 3(1)柱脚表层腐朽处理剔除朽木后用高含量水溶性浆膏敷于柱脚周边并围以绷带密封使药剂向内渗透扩散; (2)柱脚心腐处理可采用氯化苦熏蒸施药时柱脚周边须密封药剂应能达柱脚的中心部位一次施药其药效可保持年需要时可定期换药; (3)柱头及其卯口处的处理可将
5、浓缩的药液用注射法注入柱头和卯口部位让其自然渗透扩散 三、增强木构架节点抗震性能的施工措施及方法 1.木柱与基础连接 木柱基础可采用柱脚石和钢筋混凝土基础。柱子在石墩上面的浮搁作用有很好的减震、隔振效果,为保证木构件在地震中良好的抗震性能,可以将柱子做成浮搁形式。这种浮搁形式有利于木柱脚在柱基石表面滑动,以起到摩擦、耗能、减震作用。 2.为防止木柱的折断可以采取以下措施 应确保木柱的截面尺寸足够大,木柱的梢径不宜小于 150mm,确保柱子在开榫后的截面积不少于柱径的 50%,并且应避免在柱子的同一高度处纵横向开榫。竖柱加侧脚(也称收分),四周柱子,稍微内倾,柱子在面阔方向每高一尺收一分,在侧面
6、前后檐柱向里每高一尺收八厘,以利于抗震。柱子应避免接长,柱子不可以有接头。震害表明,木柱无接头的旧房屋损坏较轻,而新建的有接头的房屋却倒塌。 3.加强梁、柱、檩等构件的连接 在地震作用下,构架节点的受力比较复杂,加上各种原因综合到一起,榫接节点的榫头容易松动和脱落,易造成构架的倾斜和倒塌,所以加强穿4斗木结构榫连接很重要。要做到扣榫认真,做工严谨,装上要紧密。如果在制作施工的时候不够认真使得扣榫成了形式,在地震发生时,就会出现拔榫或者拉断榫头。檩条在穿斗木构架柱柱头上采取对接时,应采用燕尾椎对接方式,且檩条与柱头应采用扒钉连接。这种连接对柱子的截面削弱较小,具有较好的抗震性能。 4.穿枋的设置
7、 穿斗木构架房屋的横向和纵向均应在木柱的上下柱端和楼层下层设置穿枋,并贯通木构架各柱,使木构架横向的强度和刚度得到保证。穿枋应保证足够的横截面积,至少为 50mm150mm。将一榀屋架上各柱串联起来的叫“穿枋” 。地面处将各榀屋架的各柱和各举架的前后檐柱串联起来的叫“地脚枋” 。穿枋则应采用透椎贯穿木柱。当穿枋的长度不足时,可采用两个穿枋在木柱中对接,并应在对接处两侧沿水平方向加设扁钢;扁钢厚度不宜小于 2mm,宽度不宜小于 60mm,两端应采用两根直径不小于12mm 的螺栓夹紧。 对梁枋脱榫的维修应根据其发生原因采用下列修复方法: (1)榫头完整仅因柱倾斜而脱榫时可先将柱拨正再用铁件拉结榫卯
8、; (2)梁枋完整仅因榫头腐朽断裂而脱榫时应先将破损部分剔除干净并在梁枋端部开卯口经防腐处理后用新制的硬木榫头嵌入卯口内,嵌接时榫头与原构件用耐水性胶粘剂粘牢并用螺栓固紧。榫头的截面尺寸及其与原构件嵌接的长度应按计算确定并应在嵌接长度内用玻璃钢箍或两道铁箍箍紧。 四、结束语 5以上列举了一些木结构房屋抗震构造措施,目的旨在不增加或少量增加造价的基础上,使木结构房屋在原有的基础之上提高其抗震性能,尽量减少木结构房屋在地震过程中的破坏。 参考文献: 1中华人民共和国建设部.GB 50005-2003 木结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2003. 2中华人民共和国建设部.GB50165-92 古建筑木结构维护与加固技术规范.北京:中国建筑工业出版社,1992. 3谷军明,缪升,杨海名.云南地区穿斗木结构抗震研究.工程抗震与加固改造,2005,27:205-210. 4中华人民共和国住房与城乡建设部.JGJ161-2008 镇(乡)村建筑抗震技术规程.北京:中国建筑工业出版社,2008
