木柱加固装置及方法

技术领域

本申请属于建筑结构技术领域，尤其涉及一种木柱加固装置及方法。

背景技术

木结构是我国民间建筑的主要结构形式之一，木柱是其主要的竖向承重构件。随着时间流逝，因自然环境侵蚀及人为损伤等因素，木柱往往产生损伤，导致承载能力降低，或者出现与木柱相连的结构调整，导致木柱所需的额定承载力需增大的情况。两种情况均需要对木柱进行加固维护，以延长木柱的使用寿命并增加木柱的额定承载力。

现有技术中，当木柱损伤严重时，可采用更换新柱的方案；或者在木柱的周壁依次增加同轴的树脂填充材料层、竹制纤维隔离层、竹制增强层与油漆外防护层，对木柱进行加固与表面维护。但这两种方式中，均存在木柱承载力提高有限，加固过程较为繁琐，后期维护费用高的问题。不满足部分需较大程度地增加木柱额定承载力的情况，也会增加加固木柱的时间成本。

发明内容

本申请旨在至少能够在一定程度上解决木柱承载力提高有限及木柱加固时间成本较高的问题。为此，本申请提供了一种木柱加固装置。

本申请实施例提供的一种木柱加固装置，包括：

连接部件，包括用于固定在木柱上的第一连接部和与所述第一连接部相对的第二连接部；

外包管，所述外包管与所述第二连接部连接，且所述外包管包覆在所述木柱的外壁；填充层，

填充在所述木柱与所述外包管之间。

可选地，所述连接部件包括：

连接件，包括所述第一连接部与所述第二连接部；

紧固件，连接所述木柱与所述连接件。

可选地，所述连接件包括：

第一板状部分，具有与所述木柱周壁贴合的形成所述第一连接部的第一面；

第二板状部分，具有与所述外包管内壁贴合的形成所述第二连接部的第二面；

劲板部分，位于所述第一板状部分与所述第二板状部分之间且连接所述第一板状部分与第二板状部分。

可选地，所述连接部件包括：

沿所述木柱的轴向与周向间隔分布的多个所述紧固件。

可选地，所述填充层包括灌浆料，所述外包管为钢管。

可选地，所述木柱加固装置包括至少两个沿所述木柱的周向间隔分布的连接部件。

本申请提供了一种木柱加固方法，所述木柱加固方法采用如前所述的木柱加固装置实现，所述木柱加固方法包括：

在所述木柱的周壁设置所述连接部件；

将所述外包管包覆在所述木柱外并连接所述外包管与所述连接部件；

在所述木柱与所述外包管之间形成所述填充层。

可选地，半管为沿轴向对称面将管体一分为二得到的结构，侧壁为半管与所述轴向对称面的接触面，所述将所述外包管包覆在所述木柱外并连接所述外包管与所述连接部件步骤，包括：

在所述木柱外设置相对且均与所述木柱同轴的两个半管；

连接所述两个半管的所述侧壁与所述连接部件，两个所述半管形成所述外包管。

可选地，所述在所述木柱外设置同轴的两个半管步骤，包括：

得到所述木柱的周壁对应的拟合圆；

根据所述拟合圆与每个所述半管的周壁之间的距离使两个所述半管相对且与所述木柱同轴。

可选地，在所述木柱与所述外包管之间形成所述填充层的步骤后，所述木柱加固方法还包括：

焊接两个所述半管的侧壁之间的间隙。

本申请实施例至少具有如下有益效果：

连接部件包括固定在木柱上的第一连接部以及与第一连接部相对的第二连接部，第一连接部与木柱连接，第二连接部与外包管相连。外包管以及连接外包管与木柱的连接部件可大幅增加木柱的承载力。连接木柱与外包管的填充层，可以起到填充支撑，以传递作用力并加强支撑的作用。同样位于木柱与外包管之间的连接部件还可作为填充层的骨架，加强填充层的承载力。整体结构简单，且能够有效提高木柱的承载力。

附图说明

图1为本申请提供的一种木柱加固装置的结构示意图。

图2为本申请提供的连接部件的结构示意图。

图3为本申请提供的连接部件的侧视图。

图4为本申请提供的半管结构示意图。

图5为本申请提供的一种木柱加固方法流程图。

附图标记说明：10、木柱；A、木柱的轴向；1、连接部件；11、第一连接部；12、第二连接部；13、连接件；131、第一板状部分；132、第二板状部分；133、劲板部分；14、紧固件；2、外包管；21、半管；211、侧壁；3、填充层。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

图1为本申请提供的一种木柱加固装置的结构示意图，参考图1可知，在本申请实施例中，本申请实施例提供的一种木柱加固装置，包括：

连接部件1，包括用于固定在木柱10上的第一连接部11和与第一连接部11相对的第二连接部12。

外包管2，外包管2与第二连接部12连接，且外包管2包覆在木柱10的周壁。

填充层3，填充在木柱10与外包管2之间。

连接部件1包括固定在木柱10上的第一连接部11以及与第一连接部11相对的第二连接部12，第一连接部11与木柱10连接，第二连接部12与外包管2相连。外包管2以及连接外包管2与木柱10的连接部件1可大幅增加木柱10的承载力。连接木柱10与外包管2的填充层3，可以起到填充支撑，以传递作用力并加强支撑的作用。同样位于木柱10与外包管2之间的连接部件1还可作为填充层3的骨架，加强填充层3的承载力。整体结构简单，且能够有效提高木柱10的承载力。

本申请提供的某些实施例中，连接部件1的最大高度、外包管2的最大高度均可与木柱10的最大高度相同。木柱10能够得到外包管2与连接部分的良好支撑，有效提高木柱10的承载力。

在本申请提供的部分实施例中，外包管2的最大高度与木柱10的最大高度相同时，也可在外包管2上设置注入孔形成填充层3。本申请对此不做限制。

需要说明的是，在本申请提供的某些实现方式中，外包管2的最大高度可低于木柱10的最大高度。可以便于填充层3的形成，同时保证木柱10得到外包管2与连接部件1的良好支撑，有效增加木柱10的承载力上限。

为便于理解，将图2中木柱10的轴向标识为A方向。

本申请中所涉及的最大高度，为木柱所在地沿重力方向计量得到的最大高度。图2为本申请提供的连接部件的结构示意图。参考图2可知，连接部件1可包括：

连接件13，包括第一连接部11与第二连接部12。

紧固件14，连接木柱10与第一连接部11。

连接部件1设置为连接件13与紧固件14，连接件13包括第一连接部11与第二连接部12，可以实现木柱10与外包管2之间的稳定连接。紧固件14可以连接木柱10与连接部件1并降低连接可能对木柱10造成的影响，有利于提高木柱10承载力的上限。

本申请提供的一些实现方式中，连接件13可包括：

第一板状部分131，具有与木柱10周壁贴合的形成第一连接部11的第一面。

第二板状部分132，具有与外包管2内壁贴合的形成第二连接部12的第二面。

劲板部分133，位于第一板状部分131与第二板状部分132之间且连接第一板状部分131与第二板状部分132。

连接件13中，第一板状部分131包括形成第一连接部11的第一面，第二板状部分132包括形成第二连接部12的第二面，可以便于实现贴合与连接。连接第一板状部分131与第二板状部分132的劲板部分133，则可以加强连接部件1整体强度的同时，减少需要占用的外包管2与木柱10之间的空间。保证填充层3的形成并保证木柱10整体承载力的大幅提高。

在本申请提供的某些实施例中，连接部件1也可包括一个与外包管2内壁贴合的第二板状部分132，多个沿木柱10的轴向间隔连接在第二板状部分132上的劲板部分133，以及对应连接在每个劲板部分133的第一板状部分131。满足加固要求的同时，可减小连接部件1整体所需占用的空间。

在本申请提供的某些实施例中，第一面可与木柱10的周壁贴合，第二面可与外包管2内壁贴合。可以保证最终得到的连接强度。需要说明的是，本申请中连接部件可应用在横截面形状不同的木柱上，本申请对此不做限制。

本申请提供的一些实施例中，例如木柱为圆柱，则第一面与第二面可为弧形面；木柱横截面形状为三角形或矩形，则第一面与第二面可为平面或者具有一定夹角的弧形面。本申请对此不做限制。

本申请提供的一些实现方式中，第一面的面积大于第二面的面积。面积较大的第一面对木柱10的保护程度更大，可连接的面积也更大，可以有效保护木柱10。第二面的面积较小，可以实现与外包管2之间的连接的同时，也不会占用外包管2内较多空间。

需要说明的是，木柱10的周壁为木柱10平行于木柱10轴向的表面。本申请所涉及轴向均为木柱10的轴向。

图3为本申请提供的连接部分的侧视图。参考图3可知，连接部件1可包括：

沿木柱10的轴向与周向间隔分布的多个紧固件14。

连接部件1包括沿木柱10的轴向与周向间隔分布的多个紧固件14，可以加强木柱10与第一板状部分131之间的连接强度，增加木柱10与外包管2整体的额定承载力。

本申请提供的一些实现方式中，劲板部分133沿木柱10的轴向延伸分布，多个紧固件14对称分布在劲板部分133的两侧。

劲板部分133沿木柱10的轴向延伸分布，可以稳定传递木柱10与外包管2之间的作用力。且多个紧固件14对称分布在劲板部分133的两侧，对称的紧固件14可以相互抵消部分应力，提高木柱10的承载力的同时降低对木柱10的影响。

本申请提供的一些实现方式中，紧固件14为木螺丝。

木螺丝与木柱10之间配合的情况更好，可以保证连接部件1与木柱10之间的稳定连接并保证木柱10较为完善。

本申请提供的某些实现方式中，填充层3包括灌浆料，外包管2为钢管。

填充层3包括灌浆料，灌浆料固化后的材质较为紧密，可以保证木柱10与外包管2之间稳定连接，并起到良好的力的传递的作用。外包为钢管，外包管2的强度较高，可以承担较大作用力以提高与外包管2相连的木柱10的承载力。

本申请提供的一些实现方式中，木柱加固装置包括至少两个沿木柱10的周向间隔分布的连接部件1。可以使得力的传递更为均匀。

图4为本申请提供的半管结构示意图。结合图1与图4，本申请提供的一些实现方式中，半管21为沿轴向对称面将管体一分为二得到的结构，侧壁211为半管21与轴向对称面的接触面。木柱加固装置包括两个沿木柱10的周向等距离间隔分布的连接部件1，钢管包括两个相对设置的半管21，且每个半管21同一侧的侧壁211均对应连接同一个连接部件1。

两个半管21闭合连接形成钢管，便于外包管2整体的连接与设置。且每个半管21同一侧的侧壁211均对应连接同一个连接部件1，连接部件1可以加强半管21之间的连接，增强外包管2的承载力以增加与外包管2相连的木柱10的承载力。

本申请还提供了一种木柱加固方法，木柱加固方法采用如前所述的木柱加固装置实现。图5为本申请提供的一种木柱加固方法流程图，木柱加固方法包括：

S1：在木柱的周壁设置连接部件。

S2：将外包管包覆在木柱外，连接外包管与连接部件。

S3：在木柱与外包管之间形成填充层。

连接部件包括固定在木柱上的第一连接部以及与第一连接部相对的第二连接部，第一连接部与木柱连接，第二连接部与外包管相连。外包管以及连接外包管与木柱的连接部件可大幅增加木柱的承载力。连接木柱与外包管的填充层，可以起到填充支撑，以传递作用力并加强支撑的作用。同样位于木柱与外包管之间的连接部件还可作为填充层的骨架，加强填充层的承载力。整体结构简单，且能够有效提高木柱的承载力。

本申请提供的一些实施例中，半管为沿轴向对称面将管体一分为二得到的结构，侧壁为半管与轴向对称面的接触面，步骤S2，可包括：

在木柱外设置相对且均与木柱同轴的两个半管。连接两个半管的侧壁与连接部件，两个半管形成外包管。

外包管采用半管闭合成形，外包管的结构较为便于安装到木柱上，可以便于木柱加固的实现。

本申请提供的一些实施例中，在木柱外设置同轴的两个半管步骤，包括：

得到木柱的周壁对应的拟合圆。根据拟合圆与每个半管的周壁之间的距离使两个半管相对且与木柱同轴。

采用以上步骤，能够保证外包管与木柱之间的连接较为稳定，外包管能够较为均匀地分担木柱承受的作用力，避免作用力集中在木柱加固装置的某个局部，以避免作用力集中可能带来的对木柱的损伤。有效延长木柱的使用寿命。

需要说明的是，拟合圆可在木柱所在位置测量拟合得到，并在木柱所在位置画出拟合圆对应的圆线。根据画出的圆线调整半管位置，使半管轴线平行于重力方向，且圆线的圆心再半管的轴线上。可以保证半管的对中均匀分担作用力，且整体易于操作。

本申请提供的一些实施例中，步骤S2中，在木柱与外包管之间形成填充层的步骤后，木柱加固方法还包括：

焊接两个半管的侧壁之间的间隙。

对两个半管的侧壁之间的间隙进行焊接，可以增强半管之间的连接强度，以提高外包管整体的承载力。且焊接时在填充层形成之后，填充层可以有效隔离焊接热与木柱，整体增加承载力的同时，有效降低加固步骤可能对木柱造成的影响。

在本申请提供的某些实施例中，对两个半管的侧壁之间的间隙进行焊接时，也可焊接两个半管的侧壁以及与对应的侧壁相接的连接部件。可以有效提高整体承载力。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。