古建築木結構修復加固技術探討論文

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[摘要]近年來,古建築木結構修復工作越發繁重,修復技術也隨著科技的進步不斷更新,需要古建築木結構修復人員,根據古建築的殘損特點,擇優選擇不同的古建築木結構加固方式,是古建築木結構加固工作的關鍵所在。本文基於殘損特點的古建築木結構修復加固技術展開探究,並總結出基於殘損特點的古建築木結構的主要方式及應用較為廣泛的加固技術。

古建築木結構修復加固技術探討論文

[關鍵詞]殘損;特點;古建築;木結構;加固

在長期風化與腐蝕中,大部分古建築木結構均出現不同程度的壞損,積極做好古建築木結構的修復與加固工作極為重要,採用符合實際情況的加固方式對提升整體結構穩定性有較大幫助作用。

1古建築木結構的殘損特點

根據年代、建造材料、施工工藝等的不同,古建築木結構的殘損有著本質差別,特點方面也有所差異,目前已知的古建築木結構殘損特點主要有7個方面,這也對加固技術提出了嚴格要求。

1.1屋面漏水

屋面漏水在降水較多、相對較為潮溼的地區較為常見,雖然屋面漏水的加固手段較多,但對於木質結構的腐蝕卻是難以修復與彌補的。屋面漏水的主要原因是屋面結構密封性存在問題,相關建築材料的選用存在問題,長期的使用,使古建築出現結構傾斜的情況,作為主要的結構支撐體,結構的傾斜將帶來一系列問題,尤其容易導致簷頭椽子翼角的下垂變形,進而致使出現裂縫及漏水情況進一步加劇,加之水對木結構的腐蝕,極易導致古建築的坍塌。

1.2木材的幹縮裂縫

木材幹縮裂縫的情況,在西北部地區較為常見,出現裂縫的木質結構使原有的重力支撐點發生改變,極大的降低了木質結構的強度與密度,使其呈現出分散的支撐結構,一般在非外力影響下,該結構相對較為穩固,但在受到外力影響時,用於支撐重力的總體結構,容易出現更大的裂縫,從而加劇問題的嚴重性,並帶來了重大的安全隱患。

1.3木材的糟朽

古建築所處的環境,決定了木材的糟朽程度,大部分古建築木材均會出現不同程度的糟朽,對古建結構產生影響,極易導致結構的不穩定,進而加深了其餘承重結構的壓力,在一定程度上,也加快了其餘承重結構的損毀速度,大大降低了古建築的整體穩定性。

1.4結構的撓度

在受力與非受力溫度變化時所產生的位移對古建築結構威脅較大,同時也給後期修繕工作帶來一定難度。歸根結底,主要是大部分木材在長期使用中老化問題較為嚴重。發生撓度的木質結構隨時可能發生破損情況,而由於沒有事先預兆,僅根據撓度變化無法準確判斷出損毀的位置,進而加大古建築的危險係數。

1.5樑柱節點的拔榫,脫榫榫在古建築中較為常見,是連線木材樑柱的連線點。在古建築中,脫榫情況尤為嚴重,其也成為諸多古建築發生坍塌的主要原因,脫榫一般與榫子並沒有直接關係,主要原因在於榫卯,該位置的.摩擦力隨時間的推移而逐步降低,拉力也隨之下降,容易產生脫榫及拔榫的現象。拔榫與脫榫現象的發生,進一步加劇了古建築建構的鬆散程度,在外力作用下極易產生坍塌問題。

1.6柱子傾斜

通常情況下,在古建築結構完好的情況下,柱子的傾斜情況較少,而即使出現柱子傾斜的情況,也並不會產生較大的傾斜,除非受到較強外力影響。榫卯對柱子傾斜的影響較大,在受到外力影響而傾斜的柱子中,榫卯的影響佔有較大比重。作為古建築主要的重量承載體,柱子的傾斜所造成的影響是整體性的,在不平衡的結構條件下,一根柱子的傾斜極有可能導致古建築的整體倒塌。

1.7地基破壞

地基破壞主要是選址或地理環境問題,地理環境對地基的破壞尤為嚴重,自然災害及蟲災等,均是地基破壞的主要誘因。含沙層的沙土流失與地下積水也是不可忽視的重要影響因素,大部分受到地基破壞的古建築均會出現倒塌現象並難以修復與加固。

2古建築木結構殘損的修復加固方法

2.1屋面破壞

以揭瓦簷頭方法對木結構的簷頭望板、飛椽等構件糟朽或彎垂進行處理。步驟:拆開瓦面,剷除灰背,更換或修正木構件,恢復瓦面。

2.2幹縮裂縫

柱子的裂縫寬度小於3mm可採用膩子勾抹嚴實;裂縫寬度在3mm~30mm可用木條嵌補,並用耐水性膠粘劑粘牢。

2.3糟朽

節點處輕度糟朽可剔除腐朽部分,接種新木,後以螺栓及U型鋼板加固;節點處糟朽嚴重則應及時更換樑頭,使用螺栓等加固,以便提高結構強度與穩定性,嚴重的糟朽要能夠及時察覺,進而避免帶來嚴重的安全隱患。

2.4撓度

下撐式拉桿法:在木樑下部增設拉桿,組成桁架與木樑的形式。在加固前要確保木樑兩端的材質完好,如有腐朽或蟲蛀則不能採用此方法;支頂加固法:對樑架進行支頂,減小其撓度,提高受荷效能。

2.5樑柱節點破壞

扁鋼加固:用短鋼包裹住已有裂縫的樑截面,再用木釘或螺栓將扁鋼固定在樑上;木夾板或鋼夾板加固:在木柱與樑架的交接部位用木夾板或鋼夾板加強連線,或採用U型鋼加固。

2.6柱子傾斜

新增膠合板抗震牆:日本屬於多地震地區,日本的古建築木結構加固均具有良好的抗震效能,因而採用日本古建築木結構修復加固方法效果較好,需要將膠合板進行固定,固定位置在樑柱的連線處,進而加強框架的的穩定性;增設鋼鐵構架:鋼鐵構架的使用,在世界範圍內較為廣泛。在增設鋼鐵構架過程中,需要注意的是首先要保證結構框架的結構強度,其次要確保其能夠承受鋼架構架的重量,最後通過增加架構連線點的方式,增強結構的抗側移剛度。在多種加固方式中,該種方式優勢較為明顯。

3結語

殘損古建築木結構加固技術較多,需要選擇適合古建築結構穩定性的加固方式。古建築木結構加固專業性質較強,對技術與加固水平要求較高。隨著科技的不斷革新,加固技術也隨之有了顯著的提升,採用新型材料進行木質結構的加固勢在必行,將古建築木結構加固技術與現代新型材料進行有效融合,對提高古建築修復行業的穩定發展有著積極作用。

參考文獻:

[1]範小平.木結構建築在我國發展的前景分析[J].四川建材,2014,(6).