一种用于古建筑复建的木包钢结构的制作方法

1.本实用新型涉及古建筑修复技术领域，更具体地说，特别涉及一种用于古建筑复建的木包钢结构。


背景技术：

2.古建筑大多采用木结构建造。传统的古建木承重结构，承重与围护结构分工明确,屋顶重量由木构架来承担，建筑物布置灵活。构架的结构所用斗拱和榫卯又都有若干伸缩余地,因此在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害。
3.但随着建筑技术不断发展,建筑性能要求已越来越严格,木结构存在以下缺点，已无法满足现代建筑规范的要求：
①
木结构承载能力低,除了木瓦结构屋顶外,难以承受混凝土结构重量。
②
木结构抗震能力差，耐久性也达不到相应规范要求；木结构在使用过程中由于自然或人力作用而常常出现各种问题，其结构本身承已无法满足人们对现代建筑的安全性及耐久性的要求。
③
随着现在消防方面要求；越来越严格,木结构也难以满足消防方面的要求。
④
如今木材资源日益匾乏,特别是名贵木材,价格昂贵,大量使用木材既不环保,也不经济。因此,保留古典建筑的既有元素,古质古韵，更好地体现中国特色的古典文化，又能符合现代建筑规范要求，是申请人研发攻关的重点。现有技术中采用钢筋混凝土圆柱、方梁结构，其外部包木色板,虽然也能在一定程度上复建古建筑，但是钢筋混凝土圆柱或方向在制备过程中需要赶制钢筋笼、现浇混凝土等工序，操作繁琐，存在等待混凝土凝固以及后期养护的时间，耽误工期，且复建后的古建筑的稳定性也交较差，装饰效果也难以达到理想仿古效果。


技术实现要素：

4.本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种用于古建筑复建的木包钢结构，结构简单制备操作容易，钢木结合增强了了木质的刚性，加强抗变形能力，提高了古建筑的稳定性，并且防腐木表层的设计外表能达到仿古的效果。
5.用于古建筑复建的木包钢结构,包括钢支架以及包裹于钢支架外侧的表层结构；
6.所述钢支架包括支撑骨架和/或抵接于支撑骨架的辅助支架；所述支撑骨架通过焊接固定连接形成古建筑的支撑框架；
7.所述表层结构固定安装于所述钢支架上。
8.进一步地，所述支撑骨架为工字钢或方钢，所述辅助支架为所述工字钢内侧焊接连接的方钢。
9.进一步地，所述表层结构为至少两块拼接而成的防腐木层。
10.进一步地，相邻的所述防腐木层通过白胶固定粘结。
11.进一步地，所述表层结构通过燕尾钉固定于所述工字钢或所述方钢上。
12.进一步地，所述支撑骨架包括梁骨架、檩骨架、柱骨架；所述梁骨架和檩骨架相互垂直布置，所述柱骨架用于支撑所述梁骨架；相接触的所述梁骨架与檩骨架通过焊接连接，
相接触的所述檩骨架与柱骨架通过焊接连接。
13.进一步地，所述梁骨架包括三架梁骨架、五架梁骨架、随梁骨架、人字梁骨架，所述三架梁骨架、五架梁骨架、随梁骨架、人字梁骨架外部包裹有适配的防腐木层；
14.所述檩骨架包括上金檩骨架、下金檩骨架、脊檩骨架、檐檩骨架，所述上金檩骨架、下金檩骨架、脊檩骨架、檐檩骨架外部包裹有适配的防腐木层；
15.所述柱骨架包括金柱骨架、檐柱骨架，所述金柱骨架、檐柱骨架外部包裹有适配的防腐木层；
16.所述三架梁骨架的两端与所述上金檩骨架焊接连接；所述五架梁骨架的两端与所述下金檩骨架通过钢托舌连接；所述随梁骨架与所述金柱骨架焊接连接；所述檐檩骨架与所述檐柱骨架焊接连接；
17.各所述支撑骨架相连接处包裹与连接处结构相适配的防腐木层。
18.进一步地，所述三架梁骨架包裹的防腐木层中部粘结有脊瓜柱，所述脊瓜柱顶部通过胶粘于所述脊檩骨架包裹的脊檩表层。
19.进一步地，所述三架梁骨架和五架梁骨架为方钢。
20.进一步地，所述人字梁骨架为工字梁，所述人字梁骨架固定连接有方钢。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
22.①
采用工字钢作为支撑骨架、方钢作为辅助支撑，这样的钢支架外部包裹有防腐木表层，形成的木包钢结构，不仅具有较强的抗变形能力，并且外形彰显古建筑的外观，钢木结合增强了木质的钢性，加强抗变形能力，增强复建后古建筑的稳定性。该木包钢结构安装后衍生出来结构性问题也相对减少很多。
23.②
支撑骨架和辅助支撑采用工字钢结合方钢，焊接或燕尾钉固定，操作简单；钢支架外部包裹有防腐木表层，采用燕尾钉固定于钢支架中的工字钢或者方钢，操作同样方便。本木包钢结构的制作过程中，无需像现有技术中等待混凝土浇筑后干燥或养护的时间，节省工期，加快了施工速度。
24.③
本木包钢结构既能使得复建的古建筑，外观呈古建筑的木色木香的特色，又节约了投资，加快了施工进度。既保证复建的古建筑结构的安全、可靠、抗震、耐久，又保持古建筑的原汁原味，使传统的古建风格与现代建筑技术有效结合。
附图说明
25.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
26.图1是具体实施例中三架梁木包钢结构的示意图。
27.图2是具体实施例中五架梁木包钢结构的示意图。
28.图3是具体实施例中随梁木包钢结构的示意图。
29.图4是具体实施例中人字梁木包钢结构的截面示意图。
30.图5是具体实施例中脊瓜柱与三架梁连接示意图。
31.图6是具体实施例中檩木包钢结构的示意图。
32.图7是具体实施例中柱木包钢结构的示意图。
33.图8是具体实施例中随梁与金柱交汇处钢支架连接的结构示意图。
34.图中：1、工字钢；2、方钢；3、防腐木层；4、燕尾钉；5、三架梁；6、脊瓜柱。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.具体实施例：
37.如图1-图8所示，用于古建筑复建的木包钢结构,包括钢支架以及包裹于钢支架外侧的表层结构。钢支架包括支撑骨架和/或抵接于支撑骨架的辅助支架，支撑骨架通过焊接固定连接形成古建筑的支撑框架，表层结构固定安装于钢支架上。
38.本实施例中，支撑骨架采用工字钢1或方钢2，辅助支架为工字钢1内侧焊接连接的方钢2。表层结构为拼接而成的防腐木层3，通常采用两块、三块或四块防腐木进行拼装，相邻的防腐木层采用白胶固定粘结，并通过燕尾钉4固定于方钢上。具体而言，钢支架外部包裹的防腐木层，可设置为单层，即，采用一层厚度为20mm的防腐木即可。也可设置为双层，即采用两层厚度为20mm或其他厚度的的防腐木，此时，位于内层的防腐木通过燕尾钉固定于钢支架上，位于外层的防腐木通过燕尾钉固定位于内层的防腐木。
39.其中，支撑骨架包括梁骨架、檩骨架、柱骨架；梁骨架和檩骨架相互垂直布置，柱骨架用于支撑梁骨架；相接触的梁骨架与檩骨架通过焊接连接，相接触的檩骨架与柱骨架通过焊接连接。
40.具体而言，梁骨架包括三架梁骨架、五架梁骨架、随梁骨架、人字梁骨架，各个梁骨架外部均包裹有适配的防腐木层；檩骨架包括上金檩骨架、下金檩骨架、脊檩骨架、檐檩骨架，各个檩骨架外部均包裹有适配的防腐木层；柱骨架包括金柱骨架、檐柱骨架，各个柱骨架外部均包裹有适配的防腐木层。
41.本实施例中，三架梁骨架采用方钢，方钢外采用四块防腐木进行包裹，四块防腐木分别紧贴于方钢的四边，其中两块防腐木宽度比另外两块防腐木的宽度长，四块防腐木通过燕尾钉固定于方钢，形成了木包钢结构的三架梁，外表上看是防腐木材质的，其内部为钢骨架，增强了三架梁的稳固性。如图1所示，该三架梁的防腐木层，每一侧都采用了双层的防腐木。
42.五架梁骨架采用方钢，方钢外的左右两侧以及下方，如图2所示，每一侧都采用双层厚度为20mm的防腐木进行包裹，均紧贴于方钢，通过燕尾钉将防腐木固定于方钢，防腐木之间采用白交进行粘结，为了使得防腐木块结合更加结实，在防腐木相连接处采用气钉固定连接。由于五架梁骨架与下金檩骨架固定连接，因此在五架梁骨架即方钢的下方焊接连接有t型的钢托舌5，且钢托舌的下端穿过方钢下方的防腐木，最终焊接于下金檩骨架焊接连接。具体的，下金檩骨架采用工字钢，工字钢的翼缘端部分别辅助设计有方钢作为辅助支架，外部包裹有防腐木；五架梁骨架下方焊接连接的t型钢托舌，焊接与工字钢的腹板。
43.古建筑的房顶与墙面接处的梁，其支撑骨架同样采用工字钢内焊接有四条作为辅助支架的方钢，支撑骨架外部包裹有三块防腐木，相邻防腐木通过白胶粘结并采用气钉加强固定。包裹后的梁外表长方体柱型，其内部为工字钢，并辅助有方钢，提高木包钢梁的坚
固性，并保持木质外观的美观。由于其顶部接触有随梁或其他部件，因此顶部不包裹有防腐木，既节省木材，又保持了外部可见部分为防腐木的美观性。古建筑的随梁，其支撑骨架同理，也是采用工字钢内焊接有四条作为辅助支架的方钢，如图3所示，支撑骨架外部包裹有多块防腐木，形成长方体柱形结构；随梁钢支架的左右两侧以及下方固定有双层的防腐木。古建筑的人字梁，其支撑骨架也是包含有方钢的工字钢，其截面图如图4所示，只是整体形状呈“人”字。
44.另外，三架梁5骨架包裹的防腐木层中部粘结有脊瓜柱6，脊瓜柱6顶部通过胶粘于脊檩骨架包裹的防腐木脊檩表层，参阅图5。
45.本实施例中，各个檩骨架，即上金檩骨架、下金檩骨架、脊檩骨架、檐檩骨架，均为工字钢内焊接有四条作为辅助支架的方钢，如图6所示，各檩骨架外部包裹有四块防腐木，相邻防腐木通过白胶粘结并采用气钉加强固定。包裹后的檩外表呈圆柱型，其内部为工字钢，并辅助有方钢，提高木包钢檩的坚固性，并保持木质外观的美观。
46.本实施例中，各个柱骨架金柱骨架、檐柱骨架，各个柱骨架外部均包裹有适配的防腐木层。其中，金主骨架或檐柱骨架，如图7所示，也采用工字钢，其内焊接有四条作为辅助支架的方钢，骨架外部包裹的防腐木，至少一侧侧方呈弧面，即，木包钢的柱结构，其截面呈马蹄形、或两对面为弧面的操场形状。
47.本实施例中，三架梁骨架的两端与上金檩骨架焊接连接，五架梁骨架的两端与下金檩骨架通过钢托舌连接；随梁骨架与金柱骨架焊接连接；檐檩骨架与檐柱骨架焊接连接；即，上述骨架通过焊接连接形成坚固的整体支架，各支撑骨架相连接处包裹有与连接处结构相适配的防腐木层。具体而言，在下金檩与随梁相连接处，下金檩骨架与随梁骨架相互垂直，各自的工字钢支撑骨架通过焊接连接，且随梁的工字钢与金柱的工字钢相互垂直同时也通过焊接连接。为了使得连接结构更加稳固，在随梁工字钢与金柱工字钢交汇处加设有斜撑，如图8所示，该斜撑为呈倾斜状的近t型钢托舌，钢托舌的平面焊接与水平的随梁工字钢，呈倾斜状的支腿焊接与金柱的工字钢，这样形成稳固的三角支撑，更有助于加强整体支撑框架的稳定性。
48.本实施例的用于古建筑复建的木包钢结构，其制作工序为：
49.第一步，工字钢内侧焊接40*40*1.5镀锌钢方钢焊牢，作为支撑骨架；或直接采用方钢作为支撑骨架。
50.第二步，通过喷涂防锈漆处理焊接方钢与工字钢焊点。
51.第三步，烘干型樟子松在工厂加工20mm厚板，其长度和形状依据古建筑复建的图纸进行加工；樟子松处理基础及打磨。
52.第四步，樟子松处理好基层涂刷acq防腐剂及液体环保阻燃剂2-3遍。
53.第五步，涂刷acq防腐剂及液体环保阻燃剂后晾干，再用晾干的防腐木用燕尾钉固定在镀锌方钢上；防腐木接头白胶粘接并用50枪钉固定。
54.第六步，屋顶檩条及立柱，厂家加工成品抱住工字钢，用燕尾钉固定在焊接的镀锌方通；防腐木接头白胶粘接用50枪钉固定。
55.第七步，圆椽：工厂加工成品直径80mm圆椽用自攻钉固定在圆檩上要牢靠；圆椽45度白胶粘接50枪钉固定。
56.第八步，望板：圆椽施工完，满铺15mm厚樟子松防腐木板。
57.第九步，三架梁、五架梁：镀锌矩形钢(200*250*6；200*300*6)外包双层20mm厚防腐木，防腐木由厂家预制加工，用六角燕尾钉固定在钢支架，防腐木接头白胶粘接用50枪钉固定；
58.第十步，人字梁：工字钢内侧焊接40*40*1.5镀锌钢方通焊牢；焊接方钢与工字钢焊点喷涂防锈漆；烘干型樟子松20mm厚板，处理好基层涂刷acq防腐剂及液体环保阻燃剂2-3遍；将用晾干的防腐木用燕尾固定在40*40*1.5的镀锌方钢上；防腐木接头白胶粘接用50枪钉固定。
59.本实施例中的木包钢结构,充分利用了钢结构的优势,加快了结构施工速度,减少木材用量，绿色环保，同时，所有材料及配件均厂家制作,加速了古建筑复建的速度。本木包钢结构既能使得复建的古建筑，外观呈古建筑的木色木香的特色，又节约了投资，加快了施工进度。既保证复建的古建筑结构的安全、可靠、抗震、耐久，又保持古建筑的原汁原味，使传统的古建风格与现代建筑技术有效结合。
60.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：用于古建筑复建的木包钢结构,包括钢支架以及包裹于钢支架外侧的表层结构；所述钢支架包括支撑骨架和/或抵接于支撑骨架的辅助支架；所述支撑骨架通过焊接固定连接形成古建筑的支撑框架；所述表层结构固定安装于所述钢支架上。2.根据权利要求1所述的用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：所述支撑骨架为工字钢或方钢，所述辅助支架为所述工字钢内侧焊接连接的方钢。3.根据权利要求1所述的用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：所述表层结构为至少两块拼接而成的防腐木层。4.根据权利要求3所述的用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：相邻的所述防腐木层通过白胶固定粘结。5.根据权利要求2所述的用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：所述表层结构通过燕尾钉固定于所述工字钢或所述方钢上。6.根据权利要求1所述的用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：所述支撑骨架包括梁骨架、檩骨架、柱骨架；所述梁骨架和檩骨架相互垂直布置，所述柱骨架用于支撑所述梁骨架；相接触的所述梁骨架与檩骨架通过焊接连接，相接触的所述檩骨架与柱骨架通过焊接连接。7.根据权利要求6所述的用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：所述梁骨架包括三架梁骨架、五架梁骨架、随梁骨架、人字梁骨架，所述三架梁骨架、五架梁骨架、随梁骨架、人字梁骨架外部包裹有适配的防腐木层；所述檩骨架包括上金檩骨架、下金檩骨架、脊檩骨架、檐檩骨架，所述上金檩骨架、下金檩骨架、脊檩骨架、檐檩骨架外部包裹有适配的防腐木层；所述柱骨架包括金柱骨架、檐柱骨架，所述金柱骨架、檐柱骨架外部包裹有适配的防腐木层；所述三架梁骨架的两端与所述上金檩骨架焊接连接；所述五架梁骨架的两端与所述下金檩骨架通过钢托舌连接；所述随梁骨架与所述金柱骨架焊接连接；所述檐檩骨架与所述檐柱骨架焊接连接；各所述支撑骨架相连接处包裹与连接处结构相适配的防腐木层。8.根据权利要求7所述的用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：所述三架梁骨架包裹的防腐木层中部粘结有脊瓜柱，所述脊瓜柱顶部通过胶粘于所述脊檩骨架包裹的脊檩表层。9.根据权利要求7所述的用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：所述三架梁骨架和五架梁骨架为方钢。10.根据权利要求7所述的用于古建筑复建的木包钢结构，其特征在于：所述人字梁骨架为工字梁，所述人字梁骨架固定连接有方钢。

技术总结
一种用于古建筑复建的木包钢结构，用于古建筑复建的木包钢结构,包括钢支架以及包裹于钢支架外侧的表层结构；所述钢支架包括支撑骨架和/或抵接于支撑骨架的辅助支架；所述支撑骨架通过焊接固定连接形成古建筑的支撑框架；所述表层结构固定安装于所述钢支架上。所述支撑骨架为工字钢或方钢，所述辅助支架为所述工字钢内侧焊接连接的方钢。所述表层结构为至少两块拼接而成的防腐木层。本木包钢结构既能使得复建的古建筑，外观呈古建筑的木色木香的特色，又节约了投资，加快了施工进度。既保证复建的古建筑结构的安全、可靠、抗震、耐久，又保持古建筑的原汁原味，使传统的古建风格与现代建筑技术有效结合。筑技术有效结合。筑技术有效结合。


技术研发人员：崔琦 李超 关怀 马双燕 周士佳
受保护的技术使用者：中交一公局集团有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/5/25