生土窯居木拱肋加固系統(tǒng)及其施工工藝的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于傳統(tǒng)民居技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生土窯居木拱肋加固系統(tǒng)及其施工工
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[0002]【背景技術(shù)】:
生土窯居，指在原始土中經(jīng)人工挖鑿而形成的穴居居住形式。它是中國(guó)傳統(tǒng)民居建筑中較為奇特的一類，被稱為“人類古老居住建筑形態(tài)的活化石”;是人與大自然和諧共處的典型范例，是出現(xiàn)類型最早、分布較為廣泛的傳統(tǒng)民居，也是我國(guó)傳統(tǒng)民居的主要代表形式之一，深藏于土層之中，充分利用了地下熱能和覆土的儲(chǔ)熱能力，“冬暖夏涼”，具有保溫、隔熱、儲(chǔ)能、調(diào)解洞室小氣候的功能，最符合生態(tài)原則。
[0003]但是，生土窯居受外界自然條件及生土材料自身的性質(zhì)影響，現(xiàn)役生土窯居均存在各種質(zhì)量病害，其中以拱頂裂縫最為常見。當(dāng)拱頂出現(xiàn)裂縫時(shí)，生土窯居拱頂土體之間的粘結(jié)力下降，容易發(fā)生土體局部脫落，若拱頂裂縫得不到有效控制會(huì)不斷的擴(kuò)大，最終會(huì)導(dǎo)致生土窯居拱頂?shù)奶追Q“冒頂”，將造成人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)的巨大損失。
[0004]生土窯居拱頂裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下幾種:一是在土體自重應(yīng)力作用下，生土窯居窯拱的合理拱軸線為懸鏈線，即，窯拱僅承受軸力而不承擔(dān)彎矩和剪力，但是實(shí)際建造中窯拱往往憑經(jīng)驗(yàn)隨意成形，多為不規(guī)則的拱軸線，使得窯拱在土體自重應(yīng)力作用下，不僅要承受軸力還要承受彎矩。在彎矩作用下，受拉側(cè)窯拱容易出現(xiàn)裂縫；二是土體的干縮作用，生土窯居窯脊兩側(cè)的土體會(huì)向兩側(cè)收縮，使得窯脊處產(chǎn)生裂縫，且隨著時(shí)間的迀移裂縫寬度逐漸擴(kuò)大；三是生土窯居土體本身含有節(jié)理，隨著溫度濕度的變化，黃土層中節(jié)理的發(fā)育會(huì)導(dǎo)致裂縫增大。根據(jù)實(shí)地調(diào)研，在役的生土窯居大多存在裂縫，且裂縫的產(chǎn)生具有不確定性；目前缺乏行之有效、經(jīng)濟(jì)合理的治理措施。因此針對(duì)生土窯居窯室的裂縫問題，如何研發(fā)出加固效果好、施工簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的措施成為了一個(gè)亟待解決的問題。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題的不足，本發(fā)明提供了一種生土窯居木拱肋加固系統(tǒng)及其施工工藝，它是沿生土窯居的窯室的進(jìn)深方向，在生土窯居兩側(cè)的拱腳處各設(shè)置一根檁條，在窯室內(nèi)設(shè)置立柱支撐檁條，在檁條上沿窯室的進(jìn)深方向設(shè)置多個(gè)拱形椽子，形成一個(gè)空間木拱架結(jié)構(gòu)，木拱架與窯室土拱協(xié)同工作，共同承受上部土體荷載，從而達(dá)到限制拱頂裂縫發(fā)展，增強(qiáng)拱頂?shù)某休d力，保證生土窯居使用壽命，保證居住安全性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種生土窯居木拱肋加固系統(tǒng)，其中:包括立柱、檁條及木拱架，生土窯居的窯室兩側(cè)，沿窯室的進(jìn)深方向設(shè)置多個(gè)立柱，立柱上端設(shè)置檁條，檁條沿窯室的進(jìn)深方向設(shè)置，且檁條設(shè)置在窯室兩側(cè)的拱腳處，檁條上設(shè)置有木拱架，木拱架支撐窯室的窯拱。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的拱架木拱架由三個(gè)弧形椽子榫卯連接而成，椽子為弧形曲木桿件。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的立柱為圓形木桿件，嵌入生土窯居的窯腿內(nèi)，立柱底部嵌入地下，立柱頂部與檁條榫卯連接，立柱支撐檁條2。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的檁條為方形直木桿件，檁條與立柱、木拱架分別通過(guò)榫卯連接。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:所述的檁條上設(shè)置有至少三個(gè)木拱架，三個(gè)木拱架沿檁條的長(zhǎng)度方向均勻布置。
[0011]一種生土窯居木拱肋加固系統(tǒng)的施工工藝，其中:包括以下步驟:
第一步:施工前準(zhǔn)備
a、根據(jù)生土窯居窯室要加固部分的長(zhǎng)度，確定木拱架結(jié)構(gòu)的數(shù)量，
b、根據(jù)窯室的寬度、窯腿的高度、窯頂?shù)幕《炔⒔Y(jié)合木拱架數(shù)量，確定檁條、木拱架、立柱的數(shù)目及尺寸；
C、在生土窯居的窯腿上，在立柱的安裝位置開設(shè)立柱安裝槽，并在立柱安裝槽下端開挖基槽，沿生土窯居窯室的進(jìn)深方向，在窯拱的拱腳位置開挖檁條安裝槽；
d、根據(jù)生土窯居窯頂?shù)幕《取⒏G室的寬度確定椽子數(shù)量、直徑、長(zhǎng)度、彎曲弧度；
e、對(duì)立柱、檁條及椽子進(jìn)行加工，加工出榫卯連接用的榫頭及榫眼；
第二步:構(gòu)件拼裝
a、將立柱放入基槽內(nèi)并初步固定立柱；
b、將檁條安裝在立柱頂端；
C、安裝木拱架
先將木拱架兩端的椽子分別安裝在窯室兩側(cè)的檁條上，并用撐桿初步支撐固定；
將木拱架中部的椽子與木拱架兩端的椽子連接，木拱架兩端椽子及木拱架中部的椽子組成拱形結(jié)構(gòu)，至此完成生土窯居木拱肋加固系統(tǒng)的施工。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:第一步:施工前準(zhǔn)備e中，立柱頂端設(shè)置半球形榫頭，檁條底面設(shè)置半球形榫眼，立柱與檁條榫卯連接。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:第二步:構(gòu)件拼裝a中，立柱初步固定后，立柱向窯室中部?jī)A斜，立柱頂端位于窯室墻面之外；
第二步:構(gòu)件拼裝b中，檁條安裝后，將立柱扶正，使立柱緊貼立柱安裝槽內(nèi)底面，檁條緊貼檁條安裝槽內(nèi)底面。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:第二步:構(gòu)件拼裝c中，安裝木拱架時(shí)，先安裝檁條中間部位的木拱架，然后由中間到兩端依次對(duì)稱安裝木拱架。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的:第二步:構(gòu)件拼裝c中，木拱架中部的椽子的長(zhǎng)度比木拱架兩端的椽子的長(zhǎng)度長(zhǎng)5mm。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明是沿生土窯居的窯室的進(jìn)深方向，在生土窯居兩側(cè)的拱腳處各設(shè)置一根檁條，在窯室內(nèi)設(shè)置立柱支撐檁條，在檁條上沿窯室的進(jìn)深方向設(shè)置多個(gè)拱形椽子，形成一個(gè)空間木拱架結(jié)構(gòu)，木拱架與窯室土拱協(xié)同工作，共同承受上部土體荷載，從而達(dá)到限制拱頂裂縫發(fā)展，增強(qiáng)拱頂?shù)某休d力，保證生土窯居使用壽命，保證居住安全性。
[0017]2、本發(fā)明的施工工藝中，在安裝木拱架時(shí)，木拱架中部的椽子的長(zhǎng)度比木拱架兩端的椽子的長(zhǎng)度長(zhǎng)5mm，在安裝時(shí)，木拱架中部的椽子會(huì)給木拱架兩端的椽子施加擠壓力，相對(duì)的木拱架兩端的椽子也會(huì)給中部的椽子施加擠壓力，從而使木拱架頂緊生土窯居拱頂。
[0018]3、本發(fā)明的施工工藝中，在安裝木拱架時(shí)，先安裝檁條中部的木拱架，然后由檁條中間向檁條兩端依次對(duì)稱安裝木拱架，從而使安裝后的加固系統(tǒng)受力均勻，保證本發(fā)明的加工系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
[0019]4、本發(fā)明的木拱肋加固系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易、施工工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，非常適合我國(guó)生土窯居分布地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有限、施工技術(shù)水平低下的情況。能夠有效的防止生土窯居拱頂裂縫發(fā)展，有效地防止拱頂裂縫的進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致的坍塌，保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)對(duì)于生土窯居的使用功能、窯室空間影響較小，且對(duì)原結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生少量的擾動(dòng)。
[0020]5、本發(fā)明適用范圍廣，適用于幾乎所有生土窯居，可用于舊窯居的修繕美化加固，對(duì)于我國(guó)傳統(tǒng)生土窯居的保護(hù)工作具有重要意義。
[0021]【附圖說(shuō)明】:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明圖1的A-A礎(chǔ)視不意圖；
圖3為本發(fā)明圖1的俯視不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]如圖1、圖2、圖3所示，一種生土窯居木拱肋加固系統(tǒng)，其中:包括立柱1、檁條2及木拱架3，生土窯居的窯室兩側(cè)，沿窯室的進(jìn)深方向設(shè)置多個(gè)立柱1，立柱I上端設(shè)置檁條2，檁條2沿窯室的進(jìn)深方向設(shè)置，且檁條2設(shè)置在窯室兩側(cè)的拱腳4處，立柱I為圓形木桿件，嵌入生土窯居的窯腿6內(nèi)，立柱I底部嵌入地下，立柱I頂部與檁條2榫卯連接，立柱I支撐檁條2 ;檁條2上設(shè)置有木拱架3，檁條2為方形直木桿件，檁條2與立柱1、木拱架3分別通過(guò)榫卯連接；木拱架3支撐窯室的窯拱，所述的拱架木拱架3由三個(gè)弧形椽子5榫卯連接而成，椽子5為弧形曲木桿件。沿檁條2的長(zhǎng)度方向均勻布置三個(gè)木拱架3。