木結(jié)構(gòu)古建筑加固與保護(hù)論文

1、木結(jié)構(gòu)古建筑的加固與保護(hù)摘 要：中國(guó)古建筑一般以磚、木或夯土為主要的建筑材料，以 木結(jié)構(gòu)為主，具有重要的歷史和文化價(jià)值。建筑一旦遭到破壞，不可 再生，造成歷史文化遺產(chǎn)不可彌補(bǔ)的損失。 根據(jù)木結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)和不同的破壞類型，討論不同的破壞癥狀，例如開裂、腐朽、拔榫 等，并以此為基礎(chǔ)，介紹相應(yīng)的加固和保護(hù)的方法。為木結(jié)構(gòu)古建筑 的加固和保護(hù)提供參考依據(jù)。1 1 引言中國(guó)古建筑是我們祖先留下的文化遺產(chǎn)的一部分， 是重要的地面 文物，它既是名勝古跡的重要組成部分， 又是學(xué)習(xí)和繼承遺產(chǎn)的主要 對(duì)象，是城市歷史文明的見證，是人類物質(zhì)文明和精神文明的結(jié)晶， 具有重要的歷史價(jià)值和科學(xué)價(jià)值。 中國(guó)古建筑最

2、具有代表性的是大木 作結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在世界建筑史上獨(dú)樹一幟，其影響遠(yuǎn)及東亞各國(guó)， 成為東方建筑的代表。但是古建筑修建年代長(zhǎng)久，加上風(fēng)雨侵蝕、 、 微生物破壞、 溫濕度的交替變化及維修不善，結(jié)構(gòu)的本身已有不同程 度的損傷，如梁柱變形、節(jié)點(diǎn)拔榫等。因此有必要對(duì)古建筑木結(jié)構(gòu)進(jìn) 行加固和保護(hù)。2.2. 破壞類型 古建筑木結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受到外力（風(fēng)和地震）和自然作用（雨雪侵蝕 或微生物破壞），導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)材料性能下降，由此產(chǎn)生不同類型的破 壞，主要有以下幾個(gè)方面 11 ：2.12.1 開裂一些木材由于在制作當(dāng)時(shí)沒有干，其表面部分比內(nèi)部容易干燥， 而木纖維的內(nèi)外收縮不一致，年久后由于木料本身的收縮而產(chǎn)生裂 縫；或

3、由于梁、柱受荷時(shí)間過長(zhǎng)，木材本身材質(zhì)下降導(dǎo)致抗拉、壓、 彎、剪性能降低，使得在外力作用下木材產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。2.22.2 腐朽木結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境中，很容易發(fā)生腐朽，腐朽使得梁、柱 構(gòu)件抗拉、壓、彎、剪截面面積減小，承載力降低，對(duì)整個(gè)木結(jié)構(gòu)非 常不利。2.32.3 撓度木梁在在長(zhǎng)期荷載作用下， 由于材料性能老化造成木材彈性模量 降低以及抗彎能力下降， 導(dǎo)致跨中撓度大大超過規(guī)范允許值。 撓度不 僅僅影響古建筑的外觀，而且長(zhǎng)期發(fā)展下去容易使木梁產(chǎn)生受彎破 壞。2.42.4 拔榫在長(zhǎng)時(shí)間外力作用或木材本身收縮等因素影響下， 梁、柱節(jié)點(diǎn)位 置很容易發(fā)生拔榫現(xiàn)象。拔榫使得梁、柱構(gòu)件有效受力截面減小，容

4、易產(chǎn)生拉、壓、彎、剪破壞，對(duì)木結(jié)構(gòu)整體性造成一定影響。3 3 加固方法古建筑木結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固的方法有多種， 而且常常幾種方法結(jié)合使 用。常用的加固方法 1-31-3 有：（ 1 1）墩接加固法：即將柱子糟朽部分截掉，換上新料，通常用 于柱根的加固。常見的作法是做刻半榫墩接，方法是：將接在一起的 柱料各刻去直徑的1/21/2 作為搭接部分，搭接長(zhǎng)度一般為柱徑的 1 11.51.5 倍，端頭做半榫，以防搭接部分移位。（2 2） 嵌補(bǔ)加固法：當(dāng)梁、柱裂縫不大或梁、柱輕微糟朽時(shí)可采 用嵌補(bǔ)加固法。 對(duì)于梁的干縮裂縫， 當(dāng)構(gòu)件的水平裂縫深度小于梁寬 或梁直徑的 1/41/4時(shí)，可先用木條和耐水性膠粘劑，

5、將縫隙嵌補(bǔ)粘接嚴(yán) 實(shí)，再用兩道以上的鐵箍或玻璃鋼箍箍緊。對(duì)于木柱的干縮裂縫，當(dāng) 其深度不超過柱徑（或該方向截面尺寸） 1/31/3 ，且裂縫寬度小于 30mm30mm 時(shí)，可用木條嵌補(bǔ)，并用耐水性膠粘劑粘牢 44 。（3 3）鐵件加固法：當(dāng)梁、柱裂縫較大時(shí)，對(duì)其進(jìn)行嵌補(bǔ)的同時(shí) 還需要進(jìn)行鐵件加固； 當(dāng)柱根糟朽范圍較大時(shí)， 在對(duì)其進(jìn)行墩接的同 時(shí)，還需對(duì)墩接部位進(jìn)行鐵件加固；梁、柱節(jié)點(diǎn)拔榫時(shí)也可采用鐵件 加固法。鐵件加固法通常是用扁鐵將梁、 柱構(gòu)件箍牢或者用扁鐵將梁、 柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。鐵件加固法通過采用扁鐵承擔(dān)構(gòu)件的部分拉、壓、 彎、剪、力，有效地提高了梁、柱構(gòu)件的力學(xué)性能。（ 4 4）化學(xué)加固

6、法：木材內(nèi)部因蟲蛀或腐朽形成中空時(shí)，若柱表層完好厚度不小于 50mm50mm 可采用不飽和聚樹脂進(jìn)行灌注加固。在灌 注前需將朽爛木塊、碎屑清除干凈，且應(yīng)在柱中應(yīng)力小的部位開孔。 化學(xué)加固法除了能增加木材的強(qiáng)度外， 還能增加木材的尺寸穩(wěn)定性和 防腐、抗蟲能力。（5 5）FRPFRP 力個(gè)法：即采用 FRPFRP 材料對(duì)木結(jié)構(gòu)構(gòu)架進(jìn)行加固的方 法。FRFRP P具有高強(qiáng)度、低密度、耐腐蝕、耐久性好、可設(shè)計(jì)性以及自 重輕等優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)RFRP P在木結(jié)構(gòu)中的加固思路主要有：抗彎加固，利用 FRPFRP 抗拉強(qiáng)度高的特性， 將其粘貼在木梁受拉區(qū)，使之與木梁共同承受荷 載，以提高木梁的受彎承載力，從而達(dá)到加

7、固補(bǔ)強(qiáng)的作用； 抗剪加固， 把 FRPFRP 粘貼于構(gòu)件的剪跨區(qū)，起到與箍筋類似的作用，從而提高構(gòu)件 的抗剪承載力；抗壓加固，對(duì)木柱用 FRPFRP 包裹適當(dāng)區(qū)域，約束木柱變 徑向形，從而提高木柱的受壓承載力。FRPFRP 主要用于木構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的 加固，從而提高既有木結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、延性及抗震性能。木結(jié)構(gòu)古建筑還有其他的加固方法， 如增加約束法，增大截面法， 增設(shè)拉桿法，增設(shè)銷釘法和混合的方法等，這里不再一一贅述。4 4 木結(jié)構(gòu)防腐古建筑修繕中所用原木加工的木構(gòu)件， 含水率普遍偏高， 甚至包 括一些椽子、望板的含水率遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)標(biāo)所要求的 20%20%以下的水平。 所以古建筑木構(gòu)件的防腐就變得尤為重要。目前，古建筑修繕工地常用的防腐劑主要是 CCACCA 和 BBPBBP CCACCA 是 一種固定型防腐劑，處理木材呈藍(lán)綠色。 CCACCA 在木材的微酸性環(huán)境中 生成不溶于水的沉淀， 一般都用于機(jī)械化作業(yè)處理。 現(xiàn)場(chǎng)手工處理影 響透入度，很難達(dá)到要求的吸藥量。BBPBBP 處理可保持木材本色，而且 可以反復(fù)處理至達(dá)到所需吸藥量。ACCACC 是當(dāng)前正在積極推廣使用的防 腐劑，其特點(diǎn)是處理后木材呈藍(lán)色，用于非暴露的木構(gòu)件是可行的。 實(shí)踐證明，三種防腐劑均不影響地仗和油飾。防腐處理方法分為常壓法（或