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古建筑木结构修复加固技术探讨

古建筑木结构修复加固技术探讨

[摘要]近年来,古建筑木结构修复工作越发繁重,修复技术也随着科技的进步不断更新,需要古建筑木结构修复人员,根据古建筑的残损特点,择优选择不同的古建筑木结构加固方式,是古建筑木结构加固工作的关键所在。本文基于残损特点的古建筑木结构修复加固技术展开探究,并总结出基于残损特点的古建筑木结构的主要方式及应用较为广泛的加固技术。

[关键词]残损;特点;古建筑;木结构;加固

在长期风化与腐蚀中,大部分古建筑木结构均出现不同程度的坏损,积极做好古建筑木结构的修复与加固工作极为重要,采用符合实际情况的加固方式对提升整体结构稳定性有较大帮助作用。

1古建筑木结构的残损特点

根据年代、建造材料、施工工艺等的不同,古建筑木结构的残损有着本质差别,特点方面也有所差异,目前已知的古建筑木结构残损特点主要有7个方面,这也对加固技术提出了严格要求。

1.1屋面漏水

屋面漏水在降水较多、相对较为潮湿的地区较为常见,虽然屋面漏水的加固手段较多,但对于木质结构的腐蚀却是难以修复与弥补的。屋面漏水的主要原因是屋面结构密封性存在问题,相关建筑材料的选用存在问题,长期的使用,使古建筑出现结构倾斜的情况,作为主要的结构支撑体,结构的倾斜将带来一系列问题,尤其容易导致檐头椽子翼角的下垂变形,进而致使出现裂缝及漏水情况进一步加剧,加之水对木结构的腐蚀,极易导致古建筑的坍塌。

1.2木材的干缩裂缝

木材干缩裂缝的情况,在西北部地区较为常见,出现裂缝的木质结构使原有的重力支撑点发生改变,极大的降低了木质结构的强度与密度,使其呈现出分散的支撑结构,一般在非外力影响下,该结构相对较为稳固,但在受到外力影响时,用于支撑重力的总体结构,容易出现更大的裂缝,从而加剧问题的严重性,并带来了重大的安全隐患。

1.3木材的糟朽

古建筑所处的环境,决定了木材的糟朽程度,大部分古建筑木材均会出现不同程度的糟朽,对古建结构产生影响,极易导致结构的不稳定,进而加深了其余承重结构的压力,在一定程度上,也加快了其余承重结构的损毁速度,大大降低了古建筑的整体稳定性。

1.4结构的挠度

在受力与非受力温度变化时所产生的位移对古建筑结构威胁较大,同时也给后期修缮工作带来一定难度。归根结底,主要是大部分木材在长期使用中老化问题较为严重。发生挠度的木质结构随时可能发生破损情况,而由于没有事先预兆,仅根据挠度变化无法准确判断出损毁的位置,进而加大古建筑的危险系数。

1.5梁柱节点的拔榫,脱榫

榫在古建筑中较为常见,是连接木材梁柱的连接点。在古建筑中,脱榫情况尤为严重,其也成为诸多古建筑发生坍塌的主要原因,脱榫一般与榫子并没有直接关系,主要原因在于榫卯,该位置的摩擦力随时间的推移而逐步降低,拉力也随之下降,容易产生脱榫及拔榫的现象。拔榫与脱榫现象的发生,进一步加剧了古建筑建构的松散程度,在外力作用下极易产生坍塌问题。

1.6柱子倾斜

通常情况下,在古建筑结构完好的情况下,柱子的倾斜情况较少,而即使出现柱子倾斜的情况,也并不会产生较大的倾斜,除非受到较强外力影响。榫卯对柱子倾斜的影响较大,在受到外力影响而倾斜的柱子中,榫卯的影响占有较大比重。作为古建筑主要的重量承载体,柱子的倾斜所造成的影响是整体性的,在不平衡的结构条件下,一根柱子的倾斜极有可能导致古建筑的整体倒塌。

1.7地基破坏

地基破坏主要是选址或地理环境问题,地理环境对地基的破坏尤为严重,自然灾害及虫灾等,均是地基破坏的主要诱因。含沙层的沙土流失与地下积水也是不可忽视的重要影响因素,大部分受到地基破坏的古建筑均会出现倒塌现象并难以修复与加固。

2古建筑木结构残损的修复加固方法

2.1屋面破坏

以揭瓦檐头方法对木结构的檐头望板、飞椽等构件糟朽或弯垂进行处理。步骤:拆开瓦面,铲除灰背,更换或修正木构件,恢复瓦面。

2.2干缩裂缝

柱子的裂缝宽度小于3mm可采用腻子勾抹严实;裂缝宽度在3mm~30mm可用木条嵌补,并用耐水性胶粘剂粘牢。

2.3糟朽

节点处轻度糟朽可剔除腐朽部分,接种新木,后以螺栓及U型钢板加固;节点处糟朽严重则应及时更换梁头,使用螺栓等加固,以便提高结构强度与稳定性,严重的糟朽要能够及时察觉,进而避免带来严重的安全隐患。

2.4挠度

下撑式拉杆法:在木梁下部增设拉杆,组成桁架与木梁的形式。在加固前要确保木梁两端的材质完好,如有腐朽或虫蛀则不能采用此方法;支顶加固法:对梁架进行支顶,减小其挠度,提高受荷性能。

2.5梁柱节点破坏

扁钢加固:用短钢包裹住已有裂缝的梁截面,再用木钉或螺栓将扁钢固定在梁上;木夹板或钢夹板加固:在木柱与梁架的交接部位用木夹板或钢夹板加强连接,或采用U型钢加固。

2.6柱子倾斜

添加胶合板抗震墙:日本属于多地震地区,日本的古建筑木结构加固均具有良好的抗震性能,因而采用日本古建筑木结构修复加固方法效果较好,需要将胶合板进行固定,固定位置在梁柱的连接处,进而加强框架的的稳定性;增设钢铁构架:钢铁构架的使用,在世界范围内较为广泛。在增设钢铁构架过程中,需要注意的是首先要保证结构框架的结构强度,其次要确保其能够承受钢架构架的重量,最后通过增加架构连接点的方式,增强结构的抗侧移刚度。在多种加固方式中,该种方式优势较为明显。

3结语

残损古建筑木结构加固技术较多,需要选择适合古建筑结构稳定性的加固方式。古建筑木结构加固专业性质较强,对技术与加固水平要求较高。随着科技的不断革新,加固技术也随之有了显著的提升,采用新型材料进行木质结构的加固势在必行,将古建筑木结构加固技术与现代新型材料进行有效融合,对提高古建筑修复行业的稳定发展有着积极作用。

参考文献:

[1]范小平.木结构建筑在我国发展的前景分析[J].四川建材,2014,(6).

作者:何岩 冷冬 单位:长春建筑学院