木结构工程管理与维修

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,项目八木结构工程管理与维修,教学目标,知识目标：,了解木结构的损坏原因；熟悉木结构检查、防腐、防虫维护，防火处理、木梁和檩条加固的方法；掌握木屋架和木柱的加固方法。,能力目标：,能够根据木结构的使用特点进行必要的维护和采取相应的加固措施。,主要问题：,1、木结构损坏的类型和原因？,2、木结构的检查与维护的程序和方法？,3、木结构的加固方法？,第一节 木结构损坏的现象和原因,木结构的损坏现象主要为腐朽、腐蚀、蛀蚀、变形开裂及燃烧，维修中最常见的是腐朽。调查表明，因腐朽造成的事故占木结构事故的一半以上，其次为蛀蚀和变形开裂。,一、腐朽,(一)腐朽的原因,(1)木腐菌 菌丝(营养器官)伸入木材细胞壁内。,(2)变色菌 最常见于边材中，以细胞腔内含物(如淀粉、糖,类等)为养料，不破坏细胞壁。,(3)霉菌 生长在木材表面上，是一种发霉的真菌，对材质,无甚影响。,(二)防止腐朽的方法,1.限制木腐菌生长的条件,温度、含水率、空气、养料。,2.构造上的防腐措施,(1)屋架、大梁等承重构件的端部，不应封闭在砌体、保温,层或其它通风不良的环境中，为防止受潮腐朽，在构件支座,下，还应设防潮层或经防腐处理的垫木。,(2)木柱、木楼梯等与地面接触的木构件，都应设置石块或,混凝土块垫脚，使木构件高出地面与潮湿环境隔离。,(3)结构周围空气中含有水汽，当温度变化时，结构表面就,会产生冷凝水。,3.防腐的化学处理,对于木结构，防腐化学剂的要求是：有效时间长；能渗,入到木材内部；不损害金属连接体；对木结构的强度影响较,小；在室内使用时，应对人无害。,(1)木材防腐剂的种类。,木材防腐剂一般分为水溶性防腐剂、油溶性防腐剂、油类防,腐剂和浆膏防腐剂，见表81。,(2)木材防腐的处理方法,1)涂刷法 适用于现场处理。,2)常温浸渍法 把木材浸入常温防腐剂中处理。,3)热冷槽浸注法 采用热、冷双槽交替处理。,4)压力浸渍法 将需要处理的木材放入密闭压力罐中，充人,防腐剂后密封施加压力(一般为11.4MPa)，强制防腐剂注入,木材中。,二、腐 蚀,许多工厂都需要使用或生产具有强腐蚀性的酸、碱、盐或有机溶剂等化工原料和产品。此外，有些工业生产过程中，还有腐蚀性的废气、废液或废渣排放出来。这些具有腐蚀性的物质浸入到木材内部，就会使厂房建筑中的木结构受到腐蚀而发生破坏。目前常采用浸蜡的木结构来防止酸雾的腐蚀，具有良好的效果。,三、蛀 蚀,（一）蛀蚀产生原因,蛀蚀木结构的昆虫主要是白蚁，世界上已知危害房,屋建筑的白蚁约100多种，主要危害品种有47种。我国常见,危害房屋建筑的白蚁有6种，,（二）白蚁的防治措施,防治白蚁是一项长期工作，必须贯彻“以防为主，防,治结合”的方针。,生态预防，如改革房屋设计、改变环境条件、控制,白蚁的生存条件。,药物处理，使木材能够抵抗白蚁的侵害。,常用的防蚁药物有：,防蚁油：杂酚油、蒽油、页岩原油等。,水溶性防蚁合剂：硼酚合剂、铜铬砷合剂。,油溶性防蚁合剂：林丹五氯酚合剂、氟砷沥青膏浆、强,化防白蚁油剂等。,一般防腐化学药剂都具有一定的防虫性能。,四、变 形 开 裂,(一)干缩开裂,木材在干燥过程中，因为水分蒸发而产生变形收缩。,由于其所含水分沿截酊内外分布和蒸发速度不匀，因而收缩,时沿年轮切线方向产生拉应力，使木材生翘曲甚至开裂，即,干缩开裂。如图83所示。木材干裂的规律是：一般裂逢均,为径向，由表及里的向髓心发展。,有的髓心的木材，裂缝较严重；没髓心的木材，裂缝较,轻微。制作时，可采用“破心下料”的方法，如图84所示。,图85单齿联接韶剪面上的干缩裂缝,图86侧面干裂的受弯构件剪切变形图,(二)疵病,木材由于构造不正常，或加工时受到损害，或由于,外来因素，使正常材质发生改变，以致降低了木材的利用价,值，甚至完全不能使用称为木材的疵病，又称木材的缺陷。,其主要有木节和斜理纹两种。,1木节,指包围在树干中的树枝基部，,是一种天然缺陷，分为活节、死节、,漏节三种。,2斜理纹,是木材的一种常见缺陷，简称斜纹,或扭纹。,图87示出木材在不同木,纹方向的受力情况。,五、燃 烧,根据结构本身考虑如下措施：,(一)构件采用整块圆木或方木，并将其表面刨光。,(二)在没计与施工时，应使木构件远离热源。,(三)对木结构进行药剂防火处理，变易燃体为难燃,体,第二节 木结构的检查,木结构在使用过程中的检查内容应包括：结构的变形、结构的整体稳,定，结构的受力状况、有无腐朽及蛀蚀现象、木材缺陷的影响等几个方,面。,一、结构的变形,木结构产生变形的因素较多，般常见的原因有：木材的收缩、腐,朽、局部损坏；刚度不足或支撑不够；制作安装存在偏差；设计及使用,中形成的缺陷等。,当变形超过以下限度，应视为有害变形，应根据实际情况进行加固,修理。,1.榫结合桁架的挠度超过桁架跨度的1200时；,2.受压杆件的侧向弯曲度超过杆件长度的1/150时；,3.屋盖中的檩条、楼盖中的主梁或次梁，其挠度超过下列计,算值时：,=L,2,/2400h,式中 L-檩条或梁的跨度；,h-檩条或梁的截面高度。,二、结构的整体稳定,木结构的整体稳定，是靠支撑系统和其它构造措施来保证的。,在木结构整体稳定的检查中，对于木柱及桁架，主要观测其倾斜及侧向挠曲度，桁架上弦及接头部位有无外凸现象；对于木屋盖，应检查其是否符合设计规范的要求，空间支撑的布置能否保证屋面刚度；对支撑系统应检查锚固措施有无松脱失效等情况。,三、结构的受力状况,对于受拉构件，要检查其有无断裂现象；而受压和受弯构件要检查其是否有过大的屈折。对于结构的整体受力检查主要是：联接的受剪面是否有裂缝；受拉接头是否有过量的滑移；栓孔(销孔)是否出现裂缝；节点承压面是否离缝或产生挤压变形等。,四、腐朽或蛀蚀,木结构腐朽病害的常见部位主要有:,1.处于通风不良及经常受潮的部位；,2.木材时干时湿的部位；,3.温度、湿度较高房屋中的木构件；,4.结构使用的木材易受菌害，耐腐性差。如马尾松、桦木等。,木材腐朽的外观检查主要有：,1.颜色 由黄变深，年代越久越深，最后呈黑褐色。,2.外形 木材干缩，龟裂成块，呈碎粉状，自然脱落，使木,材断面缩小。,木结构易受蛀蚀的常见部位；,1.木梁、木搁栅的端部，木梁与木柱的交接处以及木屋架端,节点等处。,2.木柱脚、木门框角、木地板、楼梯等处。,木材的蛀蚀表面一般没有形迹，偶而会发现：表面有蚁,迹、蚁路；截面较大的木梁，被蛀蚀一侧的木材表面有隆起,现象。,五、木材的缺陷,对受力构件上存在木节、斜纹、髓心等疵病、缺陷的部位，应进行重点检查。查明有无影响受力的裂缝，是否出现异常变形现象。特别对受拉构件，受弯构件的受拉区、联接以及接头处的剪切面等部位上存在的缺陷，必须进行分析鉴定，对受力影响较大的，应采取加固措施。,第三节 木结构的加固维修,一、木粱和木檩条的加固,(一)构件端部劈裂或其它缺陷的加固维,修,1.木夹板加固,在构件端部两侧面各,加设木夹板并用螺栓联接,紧固，如图88所示。,木夹板螺栓所受力按下式计算：,R,1,M,1,/S，R,2,M,2,/S,式中 S木夹板中螺栓间的距离；,M,1,R,2,处的弯矩(木夹板中的弯矩)；,M,2,R,1,处的弯矩(原构件中相应弯矩)。,2.托接加固,梁或木檩端部用,槽钢或其它材料托在,下面，用螺栓紧固，,如图89所示。,3.钢箍绑扎加固,构件端部发生开裂损坏，可采用钢箍绑扎的方法来加固，如图810所示。,(二)构件刚度不足，跨中强度不够的加固维修,1.增设斜撑的加固,一般可采取在构件两侧对撑的方法进行加固，如图,811所示。,2.设置钢拉杆加固,梁的钢拉杆加固图 图812,二、柱子的加固,(一)柱子弯曲的加固维修,木柱弯曲的矫正加固图813,用千斤顶矫直木柱的弯曲示意图814,(二)柱底腐朽的加固修理,1.柱子腐朽高度不大时，可将柱底腐朽部分全部锯掉，换以,砖砌或混凝土作柱脚。两者间用钢夹板及螺栓联接。如图,815所示。,2.柱子腐朽高度较大(超过80cm)，则可锯除整段腐朽部分，,用相同截面的新材接换，两者联接部位用钢夹板或木夹板及,联接螺栓固定。如图816所示。对于防潮及通风条件较差,或易受振动的木柱，也可用预制钢筋混凝土柱接换，如图,817所示。,三、桁架的加固,(一)受压构件的加固维修,1.如上弦、斜杆发生弯曲变形可参照柱子弯曲的加固方,法，在发生弯曲的部位用螺栓绑设木方进行矫正，并能提高,构件的刚度。也可采用增设腹杆的方法进行加固，如图8,18所示。,2.屋架上弦的个别地方具有缺陷或出现断裂迹象，可采用局,部加木夹板用螺栓加固的方法，如图819所示。,(二)受拉构件的加固维修,1.下弦整体存在缺陷、损坏或承载力不足,时，可采用钢拉杆加固的方法钢拉杆的装置一般由拉杆及其,两端的锚固所组成，如图820所示,2.下弦受拉接头出现裂缝或螺栓间剪面开裂，可在,两端加设夹板和钢拉杆进行加固，如图821所示。,对于下弦由于木节、斜纹或其它疵病而引起的局部,断裂，也可用此办法处理。,(三)节点的加固修理,1.端节点腐朽或损坏的加固方法，如图822所示。,2.屋架端节点受剪范围内出现危险性裂缝时，可在,裂缝附近设木夹板，再用钢拉杆与设在端部的抵承,角钢联接的方法加固。必要时可用铁箍箍紧受剪面。,限制裂缝的发展，如图823所示。,3.齿槽不合要求，联接松动，有缝隙，可用硬木块,敲入缝隙内填实。,4.节点承压面发生挤压变形，可加设钢拉杆分担节,点水平分力，如图824所示。,四、结构整体性的加固,(一)根据结构的实际受力进行分析，对强度、刚度不足的杆,件、出现问题的节点，进行全面加固补强。,(二)屋架下增设木柱，使结构由二支点静定结构变成三支点,超静定结构，如图825所示。,第四节 木结构的维护,一、安全使用的维护,(一)防止结构超载。,造成木结构超载的因素常见的有：在结构上，增加设计,外的设备或重物；改变房屋用途，使得使用荷载或设备荷载,较大地超过结构的设计荷载；保温层超厚或变换为较重的保,温材料等。对这些情况。,(二)防止在梁，柱等承重构件上，任意钻孔、砍削，使截面,减小；或任意拆改结构杆件、联接和节点。对已发生且构成,危害的，应及时采取补强措施。,(三)检查防火措施。经常注意木结构的防火安全，对靠近炉,灶烟道及其它高温设备的木结构的防火构造，应符合规定,的要求；对不合乎要求的应及时进行改正。,(四)对发现有危险的木结构，及时进行临时性支撑、减荷、,加固，或采取其它应急措施。,二、保持受力杆件正常工作的维护,(一)检查桁架上的钢拉杆和其它联接螺栓是否牢,固，如有松动，就会影响联接的受力，应及拧紧。,(二)及时处理节点承压面出现的离缝现象，恢复压,杆的正常工作。,(三)锚固松脱的支撑杆件。,(四)补齐缺损的联接件。,三、防潮、防腐的维护,保持木结构具有较好的干燥通风环境，避免受潮，,是木结构维护的重要任务。,(一)疏通屋面排水，修补局部渗漏；,(二)对露天木结构的积水部位，采取措施，予以消,除；,(三)对屋架各端节点做好通风，以防受潮；,(四)改善、增设木结构的通风洞口及其它通风、防潮构造；,(五)对开始腐朽的木材，将腐朽部分削补，局部涂木材防腐,油膏；,(六)屋架的钢拉杆及铁件应定期除锈。,思 考 题,1.木结构损坏现象有哪几种?产生的原因是什么?,2.如何防止木材的腐朽?,3.木材的干缩裂缝对结构有何危害?,4.木结构的检查内容有哪些?,5.试述用钢拉杆加固受拉木构件的方法。,6.如何对发生弯曲的木柱进行加固?,7.试述桁架中受损木构件的加固维修方法。,8