文档介绍：木结构古建筑的加固与保护
摘要:中国古建筑一般以砖、木或夯土为主要的建筑材料,以木结构为主,具有重要的历史和文化价值。建筑一旦遭到破坏,不可再生,造成历史文化遗产不可弥补的损失。根据木结构的建筑结构特点和不同的破坏类型,讨论不同的破坏症状,例如开裂、腐朽、拔榫等,并以此为基础,介绍相应的加固和保护的方法。为木结构古建筑的加固和保护提供参考依据。
关键词:木结构;古建筑,古建筑保护,木结构加固
1 引言
中国古建筑是我们祖先留下的文化遗产的一部分,是重要的地面文物,它既是名胜古迹的重要组成部分,又是学习和继承遗产的主要对象,是城市历史文明的见证,是人类物质文明和精神文明的结晶,具有重要的历史价值和科学价值。中国古建筑最具有代表性的是大木作结构,这种结构在世界建筑史上独树一帜,其影响远及东亚各国,成为东方建筑的代表。但是古建筑修建年代长久,加上风雨侵蚀、、微生物破坏、温湿度的交替变化及维修不善,结构的本身已有不同程度的损伤,如梁柱变形、节点拔榫等。因此有必要对古建筑木结构进行加固和保护。
古建筑木结构长期受到外力(风和地震)和自然作用(雨雪侵蚀或微生物破坏),导致其结构材料性能下降,由此产生不同类型的破坏,主要有以下几个方面[1]:
开裂
一些木材由于在制作当时没有干,其表面部分比内部容易干燥,而木纤维的内外收缩不一致,年久后由于木料本身的收缩而产生裂缝;或由于梁、柱受荷时间过长,木材本身材质下降导致抗拉、压、弯、剪性能降低,使得在外力作用下木材产生开裂现象。
腐朽
木结构长期处于潮湿环境中,很容易发生腐朽,腐朽使得梁、柱构件抗拉、压、弯、剪截面面积减小,承载力降低,对整个木结构非常不利。
挠度
木梁在在长期荷载作用下,由于材料性能老化造成木材弹性模量降低以及抗弯能力下降,导致跨中挠度大大超过规范允许值。挠度不仅仅影响古建筑的外观,而且长期发展下去容易使木梁产生受弯破坏。
拔榫
在长时间外力作用或木材本身收缩等因素影响下,梁、柱节点位置很容易发生拔榫现象。拔榫使得梁、柱构件有效受力截面减小,容易产生拉、压、弯、剪破坏,对木结构整体性造成一定影响。
3 加固方法
古建筑木结构构件加固的方法有多种,而且常常几种方法结合使用。常用的加固方法[1-3]有:
(1)墩接加固法:即将柱子糟朽部分截掉,换上新料,通常用于柱根的加固。常见的作法是做刻半榫墩接,方法是:将接在一起的柱料各刻去直径的1/2作为搭接部分,搭接长度一般为柱径的1~,端头做半榫,以防搭接部分移位。
(2)嵌补加固法:当梁、柱裂缝不大或梁、柱轻微糟朽时可采用嵌补加固法。对于梁的干缩裂缝,当构件的水平裂缝深度小于梁宽或梁直径的1/4时,可先用木条和耐水性胶粘剂,将缝隙嵌补粘接严实,再用两道以上的铁箍或玻璃钢箍箍紧。对于木柱的干缩裂缝,当其深度不超过柱径(或该方向截面尺寸)1/3,且裂缝宽度小于30mm时,可用木条嵌补,并用耐水性胶粘剂粘牢[4]。
(3) 铁件加固法:当梁、柱裂缝较大时,对其进行嵌补的同时还需要进行铁件加固;当柱根糟朽范围较大时,在对其进行墩接的同时,还需对墩接部位进行铁件加固;梁、柱节点拔榫时也可采用铁件加固法。铁件加固法通常是用扁铁将梁、柱构件箍牢或