木楼板

在以往建造的绝大多数木框架结构建筑加固中，是把刚度较小的木板钉在下面的托梁上而 形成楼板。这种楼板不仅抗剪能力弱、变形大，而且通常没有连接到墙体上。楼板和墙体之间唯一能起点作用的连接便是所谓的V形锚铁或类似的装置，但是这些连接都不能可靠地传递荷载。

加固木楼板的常用方法是在原楼板上面再钉上一层胶合板。在进行修复时，一般不考虑已有楼板对结构水平抗力的贡献，仅考虑新增的胶合板对结构水平抗力的贡献，至少在进行结构强度计算时要采用这一假定。原有楼(屋)面板对结构水平抗侧刚度提高的贡献都偏于保守的忽略不计。

加固设计资料里面应当包括有关于钉子的细部构造资料，如在不同的部位钉子的同距，钉子钉人原有结构构件的最小深度等。事实上，在楼板的边界处（水平构件与弦杆的连接处），胶合板的搭接长边和短边以及胶合板和托梁的交接处，钉子之间的距离是规定好的 (图1中a和b）如果修复需要，可在胶合板边缘处添加木块（图1中b)。关于用胶合板设计结构水平构件的方法已经比较成熟，可在美国胶合板协会（APA)出版的文献中查到。在美国胶合板协会（APA)出版的文献、ASCE7《建筑统一标准》和其他的一些规范中，可以査到由胶合板制成的楼板和横隔墙的剪切强度。

图1用新增木夹板加固已有木楼板水平构件

（a）局部图；（b）木夹板边缘下面设置木块；（c）钉钉方案

楼板节点连接的细部构造很重要，应当包括在设计资料中。木楼板的弦梁可以由木块或横木构成，通过适当的拼接来传递弦向分力， 也可以由经过水平加固的墙体来传递楼板的弦向分力。

图2显示的是一传递弦向分力的常用的细部构造。这里的弦梁是位于砌体剪力墙中的混凝土梁，通过墙上用摞栓固定的两片连续横木对墙体进行水平加固。胶合板用钉子，钉在横木上，然后通过横木上的贯穿螺栓支撑在墙体上，实现和弦梁的连接。

目前，许多规范都禁止在外墙中使用这种横木连接构造，主要是由于采用这种连接时，当胶合板受到拉力作用时，会在横木中产生横向弯矩，从而使横木破坏造成连接失效。在1971年的圣弗尔南多地震中，就发生了许多起这样的横木连接失效事故，使墙体向外倾斜，屋顶下落到建筑内部。因此，自从20世纪70年代中期以来，工程师们就逐渐不再使用这种横木连接。

图2 木夹板与内墙连接构造详图

一种更好的连接构造是用角钢代替横木或其他别的连接构件，这种构造可以避免出现横向弯曲的问题，并对墙体提供足够的平面外锚固。例如图3的连接构造就出自《NEHRP已有建筑抗震加固手册》，在该构造中，在与墙体平行的托梁之间新加木垫块，通过螺栓把一个新增的钢板锚固在垫块的下侧。这些垫块需要用钉子固在原楼面板上，如果已经安装了新的胶合板楼妹胶合扳上即可。钢板通过一个钢支杆锚固在墙中。

图3 通过新增钢塔接片对墙体和水平构件提供平面外锚固的构造

如果托梁与墙体垂直，钢板可以直接与托梁和墙体连接在一起，也采用其他一些连接构造，图4描述了两种在已有托梁侧面上的连接新钢支杆的方法。图4(a)中支杆与托梁上钢板焊接在一起，而钢板通过钉子、螺栓或螺钉和托梁联结在一起，这种连接明显的缺点是需要现场焊接，还需要使支杆的边缘和钢板， —条直线上。

而图4(b)所示的连接方法不需要进行焊接；在支杆与托架(和图4a中钢板作用一样)之间采用套管螺母和扭矩螺母连接，在托架中应开有一道水平空槽，这样当支杆与托架不在同一条线上时，也可很好地锚固。

这种节点连接可以放在已有楼面或屋面板的上方，不管是否布置了新的胶合板楼板或屋面板。图5描述了一种可以用于为墙体和新增胶合板间提供平面外锚固的方法，该方法通过在楼板上面增加由螺栓锚固的钢板和连续角钢来达到目的。

从图3～图5中，支杆都是贯穿锚固在墙上的。这是最可靠的连接方式，但是从建筑学的角度上来说可能是不可接受的。为了满足建筑学要求，可用的一种方法是用砂浆将支杆锚固在墙内（图5显示了一种可用的构造方式）。图中显示的最小的角度是22°，这并不是我们通过详尽研究而得出的结果，而是因为参加节点设计的成员里面，有的认为为了防止锚固破坏最小角应该为45°，有的认为应该为0°,22°是折衷的结果。而笔者的观点是，使用目前可靠的胶粘剂垂直于墙体锚固。如果担心墙体材料的承载能力不足，比如墙体是中空，或用强度较低的砖砌成的，就需要进行锚固试验。

图4支撑在墙体上托梁的两种平面外锚固构造

在由重木框架结构和砌体墙构成的无筋砌体结构中存在另外一个相当普遍的问题，当必须考虑扭矩的作用时，覆盖在原有木楼板上的胶合板并不能使结构具有足够的强度和刚度来抵抗扭矩的作用。因此，需要增加半刚性或刚性的构件加固。在这种情况下，就需要在建筑物周边的重木构件的对角线上，安装一些重木构件，形成水平桁架。新的和已有的重木构件，通过钢板连接在一起，形成一个连续的桁架。

图5利用钢板和连续角钢固定的墙体和楼板的平面外锚固构造

如果由于某些原因，使得在现有楼板上添加胶合板不能满足修复要求，这时可以拆除整个楼面结构，使用其他类型的楼板代替。使用混凝土——钢组合板代替一部分的木板楼面。也可以采用一种更为经济的方法，在建筑物剪切应力最为集中的四周增设轻质混凝土面层。

另一种方法是在原有木结构楼板上设置水平钢桁架支撑。新增桁架支撑的外部弦杆与原有木梁布置在一条直线上，并通过适当拼接使之能够传递楼板的弦向分力，也可以通过新增的侧向钢支撑传递这些荷载。

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