【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及古建筑加固施工，尤其涉及一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法。
技术介绍
1、由于年代久远等原因，部分古建筑存在墙体倾斜比较严重的情况，为保证其安全，需要进行加固。
2、不同于现代建筑，古建筑的加固有几点特殊需求：首先，要加固措施可识别，以最低限度的影响古建筑的文物风貌；其次，要求加固措施可逆，即方便后期大修或者其他时机顺利拆除；最后，还要求兼顾游客参观的需求，方便游客通行和参观。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其加固结构不但可对古建筑的危险墙体进行实现有力的支撑，还可降低对古建筑文物风貌的影响，且拆装方便，可以实现加固过程的可逆。
2、本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：
3、一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，所述加固结构包括有混凝土基础及固定在混凝土基础上的桁架组，所述桁架组包括有第一支撑桁架及第二支撑桁架；所述第一支撑桁架处在靠近危险墙体的一侧，且沿危险墙体的长度方向布置，包括有若干第一立杆及连接第一立杆之间的第一纵向传力杆；所述第一立杆由若干立杆单元通过第一连接件拼接而成；所述第一纵向传力杆通过第一连接件水平布置在相邻的第一立杆之间，且所述第一连接件上设有与危险墙体相抵接的可调支撑部；所述第二支撑桁架处在远离危险墙体的一侧，包括有若干第二立杆及连接第二立杆之间的第二纵向传力杆；所述第二立杆由若干立杆单元通过第二连接件拼接而成；所述第
4、第一步、环境勘查：查明地基土类型及古建筑周边基础埋深，确定地基承载力fa；fa代表每平米土可以承受的重量；古建筑和周边民房的基础埋深，可为混凝土基础的开挖深度作参考，因为混凝土基础的深度，不能超过原有建筑基础的深度；
5、第二步、现场测绘：复原古建筑的结构图及周边建筑布置，测绘危险墙体的倾斜角度θ、自重gq、高度dq及长度hq，测绘混凝土基础的施工面积s；其中，根据古建筑和周边民房的距离来决定桁架组的最大宽度，并以此确定混凝土基础的施工面积s；危险墙体的自重由墙体的高度、厚度及墙体密度估算；
6、第三步、检测鉴定：查明古建筑墙体倾斜的原因、发展趋势及结构病害，给出鉴定评级，为加固设计提供依据；
7、第四步、加固设计：根据鉴定评级，设定混凝土基础的深度及桁架组的参数；
8、第五步、结构计算：根据墙体自重gq和倾斜角度θ，计算出水平推力tq＝gq*tan(θ)；组合水平推力tq、风荷载w、地震荷载e的数值及加固结构的参数建立有限元模型；通过有限元模型迭代计算，确定各杆件受力大小nn及各杆件的规格；其中，风荷载取值：w＝μs*μz*w0；(μs：风荷载体型系数；μz：分压高度变化系数；w0：基本风压)；水平地震力取值：e＝α*g(α：水平地震影响系数值；g：重力荷载代表值)；通过有限元模型设定不同材质及截面大小的杆件进行迭代计算，可给出安全且经济杆件规格；
9、第六步、桁架节点计算：根据各杆件受力大小nn，通过结构力学原理计算或程序建模计算出各杆件端部、第一连接件及第二连接件中连接板的厚度及连接螺栓的数目；
10、第七步、抗倾覆验算：组合水平推力tq、风荷载w、地震荷载e、桁架组的自重gh及混凝土基础自重gj的数值，根据公式：1.2(tq*lq+w*lw+e*le)≤(ghlh+gjlj)进行验算，其中，lq、lw、le、lh、lj分别代表各作用力以第二支撑桁架底部为支点的力臂长度。
11、其中，所述加固结构包括有混凝土基础及桁架组，在不破坏古建筑的情况下，不但可对古建筑的危险墙体进行实现有力的支撑，还能明显区别于木砖瓦古建筑，可以降低对古建筑文物风貌的影响；且可方便拆装，以实现加固过程的可逆；同时，桁架中间的孔洞可方便游客参观通行；而设计方法通过评估及有限元建模，可对钢结构建筑各部件的载荷进行分析，针对不同的部件采用不同强度的材料，即满足了建筑结构的力学强度要求，达到了节约成本的作用。
12、优选地，位于底部的所述横向传力杆离地高度不小于2.5m；本技术方案中，位于底部的所述横向传力杆保持一定的高度，可方便游客参观通行。
13、优选地，位于底部的所述横向传力杆与第一立杆及第二立杆之间设有第四斜向支撑杆；本技术方案中，所述第四斜向支撑杆与第一立杆及第二立杆各自形成三角形的稳定结构，可提高桁架组的结构稳定性。
14、优选地，相邻的第一纵向传力杆之间设有第一斜向支撑杆，所述第一斜向支撑杆固定在第一连接件之间；相邻的第二纵向传力杆之间设有第二斜向支撑杆，所述第二斜向支撑杆固定在第二连接件之间；本技术方案中，所述第一斜向支撑杆连接在第一支撑桁架的单元格对角线上，形成三角形的稳定结构，可增强第一支撑桁架的结构稳定性；同样，所述第二斜向支撑杆连接在第二支撑桁架的单元格对角线上，形成三角形的稳定结构，可增强第二支撑桁架的结构稳定性。
15、优选地，相邻的横向传力杆之间设有第三斜向支撑杆，所述第三斜向支撑杆固定在第一连接件与第二连接件之间；本技术方案中，所述第三斜向支撑杆连接在横向传力杆形成的单元格对角线上，形成三角形的稳定结构，可增强第一支撑桁架与第二支撑桁架的连接结构稳定性。
16、优选地，所述第一连接件包括有竖向连接板及固定在竖向连接板背面中部的横向连接板，所述横向连接板的中部两侧与底盘之间对称固定有辅助连接板；所述竖向连接板、横向连接板及辅助连接板相互垂直布置，且竖向连接板、横向连接板及辅助连接板上均设有螺栓孔；所述竖向连接板的正面中部设有竖向支撑板；本技术方案中，所述竖向连接板、横向连接板及辅助连接板相互垂直布置，可以连接件为基座向多个方向进行杆件的连接，其结构简单，制作方便；所述螺栓孔实现了桁架组可拆的连接方式，使得加固过程可逆；所述第二连接件与第一连接件的结构相似。
17、进一步优选地，所述竖向连接板呈圆形结构，所述横向连接板呈半圆形结构，所述辅助连接板呈扇形结构；本技术方案中，所述竖向连接板、横向连接板及辅助连接板组成的第一连接件整体呈“半球形”结构，外形整洁美观，可提高游客的视觉体验，更重要的是，其可消除局部应力集中现象，提升连接件的结构强度。
18、进一步优选地，所述可调支撑部包括有支撑盘、调节杆及安装座，所述支撑盘背部固定第一连接套，所述安装座包括有第二连接套，所述第二连接套端部固定有安装板；所述调节杆两端分别设有第一螺纹部及第二螺纹部，所述第一螺纹部及第二螺纹部反向布置；所述第一连接套螺纹连接在第一螺纹部上，所述第二连接套螺纹连接在第二螺纹部上；所述竖向支撑板上设有安装孔及弧形调节孔；本技术方案中，所述可调支撑部通过安装孔转动连接在竖向支撑板上，可根据实际情况进行安装角度调节，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，所述加固结构包括有混凝土基础及固定在混凝土基础上的桁架组，所述桁架组包括有第一支撑桁架及第二支撑桁架；所述第一支撑桁架处在靠近危险墙体的一侧，且沿危险墙体的长度方向布置，包括有若干第一立杆及连接第一立杆之间的第一纵向传力杆；所述第一立杆由若干立杆单元通过第一连接件拼接而成；所述第一纵向传力杆通过第一连接件水平布置在相邻的第一立杆之间，且所述第一连接件上设有与危险墙体相抵接的可调支撑部；所述第二支撑桁架处在远离危险墙体的一侧，包括有若干第二立杆及连接第二立杆之间的第二纵向传力杆；所述第二立杆由若干立杆单元通过第二连接件拼接而成；所述第二纵向传力杆通过第二连接件水平布置在相邻的第二立杆之间；所述第一支撑桁架与第二支撑桁架之间设有若干横向传力杆，所述横向传力杆水平固定在第一连接件与第二连接件之间；具体设计方法包括有：
2.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，位于底部的所述横向传力杆离地高度不小于2.5m。
3.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构
4.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，相邻的第一纵向传力杆之间设有第一斜向支撑杆，所述第一斜向支撑杆固定在第一连接件之间；相邻的第二纵向传力杆之间设有第二斜向支撑杆，所述第二斜向支撑杆固定在第二连接件之间。
5.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，相邻的横向传力杆之间设有第三斜向支撑杆，所述第三斜向支撑杆固定在第一连接件与第二连接件之间。
6.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，所述第一连接件包括有竖向连接板及固定在竖向连接板背面中部的横向连接板，所述横向连接板的中部两侧与竖向连接板之间对称固定有辅助连接板；所述竖向连接板、横向连接板及辅助连接板相互垂直布置，且竖向连接板、横向连接板及辅助连接板上均设有螺栓孔；所述竖向连接板的正面中部设有竖向支撑板。
7.根据权利要求6所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，所述竖向连接板呈圆形结构，所述横向连接板呈半圆形结构，所述辅助连接板呈扇形结构。
8.根据权利要求6所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，所述可调支撑部包括有支撑盘、调节杆及安装座，所述支撑盘背部固定第一连接套，所述安装座包括有第二连接套，所述第二连接套端部固定有安装板；所述调节杆两端分别设有第一螺纹部及第二螺纹部，所述第一螺纹部及第二螺纹部反向布置；所述第一连接套螺纹连接在第一螺纹部上，所述第二连接套螺纹连接在第二螺纹部上；所述竖向支撑板上设有安装孔及弧形调节孔。
9.根据权利要求8所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，所述第一螺纹部及第二螺纹部上设有锁紧螺母。
10.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，所述立杆单元、第一纵向传力杆、第二纵向传力杆、横向传力杆、第一斜向支撑杆、第二斜向支撑杆、第三斜向支撑杆及第四斜向支撑杆的端部设有开槽，所述开槽中设有中间连接板。
...【技术特征摘要】
1.一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，所述加固结构包括有混凝土基础及固定在混凝土基础上的桁架组，所述桁架组包括有第一支撑桁架及第二支撑桁架；所述第一支撑桁架处在靠近危险墙体的一侧，且沿危险墙体的长度方向布置，包括有若干第一立杆及连接第一立杆之间的第一纵向传力杆；所述第一立杆由若干立杆单元通过第一连接件拼接而成；所述第一纵向传力杆通过第一连接件水平布置在相邻的第一立杆之间，且所述第一连接件上设有与危险墙体相抵接的可调支撑部；所述第二支撑桁架处在远离危险墙体的一侧，包括有若干第二立杆及连接第二立杆之间的第二纵向传力杆；所述第二立杆由若干立杆单元通过第二连接件拼接而成；所述第二纵向传力杆通过第二连接件水平布置在相邻的第二立杆之间；所述第一支撑桁架与第二支撑桁架之间设有若干横向传力杆，所述横向传力杆水平固定在第一连接件与第二连接件之间；具体设计方法包括有：
2.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，位于底部的所述横向传力杆离地高度不小于2.5m。
3.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，位于底部的所述横向传力杆与第一立杆或第二立杆之间设有第四斜向支撑杆。
4.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，相邻的第一纵向传力杆之间设有第一斜向支撑杆，所述第一斜向支撑杆固定在第一连接件之间；相邻的第二纵向传力杆之间设有第二斜向支撑杆，所述第二斜向支撑杆固定在第二连接件之间。
5.根据权利要求1所述的一种可逆且便于通行的古建筑加固结构设计方法，其特征在于，相邻的横...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄雯，周军杰，周高远，朱娅萌，朱举明，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：
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